Влияние сорбционных процессов на состав газовой атмосферы . <...> 75 3 Введение Вакуумная техника является основой развития современной науки и технологии. <...> Настоящее пособие охватывает базовые разделы вакуумной техники: средства получения и измерения вакуума, особенности построения вакуумных систем, техника контроля состава газовой атмосферы, контроль негерметичности вакуумных систем. <...> МАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДАВЛЕНИЯ Давление газа служит основной характеристикой в вакуумной технике. <...> Приборы состоят из манометрического преобразователя сигнала давления в электрический сигнал (датчика) и измерительного блока. <...> Тепловые преобразователи давления В основе работы тепловых преобразователей используется зависимость теплопроводности газа Kт от давления Р (рис. <...> Уравнение теплового преобразователя в области низких давлений имеет вид P IR T W W аkT T 2 нн н () ( н изл ()0 держ ) , (1.1) где k – коэффициент пропорциональности в выражении Kт ~ kР; a – коэффициент, определяемый радиусом и длиной нити, а также коэффициентом аккомодации (0–1), учитывающим полноту теплообмена 6 между газом и нитью. <...> Зависимость теплопроводности газа от давления: 1 – λ >> L; 2 – λ ~ L; 3 – λ << L Уравнение (1.1) показывает, что давление газа является функцией двух переменных: температуры нити Тн и тока накала Iнак. <...> 1.4) электроды расположены в стеклянном баллоне, подключаемом к вакуумному объему. <...> Манометрический преобразователь сопротивления ПМТ–6–3 и его электрическая схема: 1 – корпус датчика; 2 – нить нагревателя следовательно, его сопротивления. <...> Электронный (ионизационный) преобразователь давления Принцип работы ионизационных преобразователей основан на явлении ионизации молекул газа электронами с последующим измерением ионного тока. <...> На практике реализуются две разновидности ионизационных преобразователей: – электронный ионизационный с термокатодом (различают преобразователь на базе вакуумного триода и манометр Байарда <...>
Физические_основы_вакуумной_техники_.pdf
Министерство образования и науки Российской Федерации
НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
А.Б. БЕРКИН, А.И. ВАСИЛЕВСКИЙ
ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
ВАКУУМНОЙ ТЕХНИКИ
Утверждено Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия
НОВОСИБИРСК
2014
1
Стр.1
УДК 621. 521 + 533.59](075.8)
Б 489
Рецензенты:
д-р техн. наук, профессор В.А. Гридчин
д-р техн. наук, профессор В.К. Макуха
Работа подготовлена на кафедре электронных приборов
для студентов II–III курсов РЭФ, обучающихся
по направлению 200100 – «Электроника и наноэлектроника»
Беркин А.Б.
Б 489
Физические основы вакуумной техники : учеб. пособие /
А.Б. Беркин, А.И. Василевский. – Новосибирск : Изд-во НГТУ,
2014. – 84 с.
ISBN 978-5-7782-2424-7
Рассмотрены физические основы работы наиболее распространенных
типов вакуумных насосов, манометрических датчиков давления
и масс-спектрометров, а также принципы построения откачных
систем высокого и сверхвысокого вакуума. Для получения практических
навыков работы с оборудованием предлагаются соответствующие
варианты практических занятий.
Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению
200100 «Электроника и наноэлектроника». Оно может быть
рекомендовано также для специалистов, занимающихся эксплуатацией
вакуумного технологического оборудования.
УДК 621. 521 + 533.59](075.8)
ISBN 978-5-7782-2424-7
2
© Беркин А.Б., Василевский А.И., 2014
© Hовосибиpский государственный
технический университет, 2014
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ................................................................................................................... 4
1. Манометрические преобразователи давления ................................................... 5
1.1. Тепловые преобразователи давления ........................................................... 6
1.2. Электронный (ионизационный) преобразователь давления .................... 10
1.3. Магнитный преобразователь давления ...................................................... 13
2. Вакуумные насосы ............................................................................................. 17
2.1. Конструкции объемных насосов ................................................................ 19
2.2. Молекулярная откачка................................................................................. 20
2.3. Физико-химические методы получения вакуума ...................................... 23
2.4. Ионно-сорбционная откачка ....................................................................... 24
3. Изучение вакуумных систем ............................................................................. 27
3.1. Вакуумные системы и их элементы ........................................................... 27
3.2. Вакуумные насосы ....................................................................................... 31
3.3. Уравнение вакуумной техники. Расчет скорости откачки рабочего
объема ........................................................................................................... 34
3.4. Согласование насосов, работающих последовательно ............................. 38
3.5. Расчет газовых нагрузок .............................................................................. 39
4. Масс-спектрометрические газоанализаторы ................................................... 45
4.1. Качественный анализ спектра ..................................................................... 46
4.2. Количественный анализ .............................................................................. 49
4.3. Влияние сорбционных процессов на состав газовой атмосферы ............ 51
4.4. Магнитостатический газоанализатор. Принцип действия ....................... 55
5. Изучение техники течеискания ........................................................................ 61
5.1. Масс-спектрометрический течеискатель ................................................... 61
5.2. Течеискатель гелиевый ПТИ-10 ................................................................. 63
5.3. Принцип действия течеискателя ................................................................ 65
5.4. Порядок работы с течеискателем ............................................................... 69
Библиографический список .................................................................................. 71
Приложение А. Характеристики вакуумных насосов ........................................ 72
Приложение Б. Измерение давления. Работа с вакуумметрами ........................ 75
3
Стр.3