5. Измерение вакуума

Приборы для измерения давлений газа ниже атмосферного (вакуумметры), выпускаемые отечественной промышленностью, разделяются на следующие группы:

деформационные вакуумметры, в которых в качестве чувствительного элемента используется трубчатая пружина, мембрана или сильфон, деформирующиеся под действием разности давлений с противоположных сторон элементов;

гидростатические вакуумметры, непосредственно измеряющие давление как разность уровней жидкости в сообщающихся сосудах (к этой группе относятся U-образные с открытой и закрытой трубкой, чашечные, поплавковые и колокольные вакуумметры, микровакуумметры с наклонной трубкой);

компрессионные вакуумметры, действие которых основано на изотермическом сжатии идеального газа (манометры Мак-Леода);

теплоэлектрические вакуумметры, в которых используется измерение теплопроводности газов в зависимости от давления. Подразделяются на термопарные и вакуумметры сопротивления;

ионизационные вакуумметры, использующие явление ионизации остаточного газа потоком электронов, испускаемых накаленным катодом (электронные ионизационные вакуумметры), или альфа-частицами, получаемыми радиоактивным препаратом (радиоактивные ионизационные вакуумметры). Ионный ток в этих приборах служит мерой молекулярной концентрации, т. е. давления газа;

электроразрядные магнитные вакуумметры, в которых мерой давления служит ток разряда, возникающий при низких давлениях под действием электрического и магнитных полей (разновидностью вакуумметров этого класса являются магнетронный и инверсно-магнетронный вакуумметры).

Области давлений, измеряемые различными вакуумметрами, приведены в табл. 2.

6. Порядок выполнения работы

1. Получение форвакуума

Для получения форвакуума в откачиваемых объектах установки МЛЭ «Ангара» (рис. 7) необходимо произвести следующие операции:

а) включить форвакуумный насос 16;

б) через 5 мин работы залить жидкий азот в азотную ловушку 14;

Таблица 2

Высокое давление (низкий вакуум), Па

Среднее давление (средний вакуум), Па

Низкое давление (высокий вакуум), Па

Сверхнизкое давление (сверхвысокий вакуум), Па

105

104

103

102

101

100

10‑1

10‑2

10‑3

10‑4

10‑5

10‑6

10‑7

10‑8

10‑9

Гидростатические

Деформационные

Компрессионные

Теплоэлектрические

Ионизационные

Электроразрядные

Инверсно  магнетронные

в) откачать форлинию до давления 5·10¹ Па, измеряя давление вакуумметром 13ВТ3-003;

г) откачать сорбционный насос 7, залить в сосуд Дьюара насоса жидкий азот;

д) перекрыть форвакуумную линию, выключить форвакуумный насос 16;

е) подключить камеры под откачку сорбционным насосом 7 до 1 Па, измеряя давление вакуумметром 13ВТ3-003;

ж) включить насосы 13, 25;

з) перекрыть откачку камер сорбционным насосом;

и) подключить камеры под откачку насосами 13, 25 и откачать систему до давления 10^-3 Па.

Рис. 7. Механическая система МЛЭ «Ангара»:

1, 2, 3 – камеры МЛЭ; 4, 5, 6 – магниторазрядные насосы; 7, 8, 9  сорбционные насосы; 10, 11, 12 – вакуумные вентили; 13 – черновой магниторазрядный насос; 14 – ловушка азотная; 15 – ловушка; 16 – форвакуумный насос; 17, 18, 19 – вакуумметры электроразрядные; 20, 21, 22 – криопанели;

23, 24 – вакуумметры термопарные; 25 – насос турбомолекулярный

2. Получение высокого вакуума:

а) включить магниторазрядные насосы 4, 5, 6;

б) через несколько минут перекрыть насосы 13, 25 и затем выключить;

в) откачать систему до ≈ 5·10^-6 Па, контролируя давление по вакуумметру ВМБ 1/8-001 или по току разряда насосов 4, 5, 6.

3. Прогрев технологических модулей:

а) проверить систему на течь;

б) снять все подводящие шланги водяного охлаждения;

в) снять все подводящие кабели и магниты с горизонтальных манипуляторов и вакуумметров;

г) отключить блоки питания и снять высоковольтные разъемы с магниторазрядных насосов 4, 5, 6;

д) укрыть технологические модули кремнеземной тканью для теплоизоляции установки во время прогрева;

е) проверить цели прогрева на отсутствие замыкания на конце;

ж) выставить на задатчиках блока управления нагревом камеры (БУНК) температуру 250 °С;

з) включить блок нагрева камеры (БНК) и прогреть технологические модули при температуре 250 °С в течение 12 ч, производя откачку с помощью сорбционных насосов 7, 8, 9 чернового магниторазрядного насоса 13, турбомолекулярного насоса 25;

и) отключить нагрев;

к) при достижении температуры 100 °С подключить высоковольтные разъемы к магниторазрядным насосам 4, 5, 6, включить блоки питания;

з) при достижении температуры установки 30 °С снять кремнеземную ткань и присоединить все подводящие кабели и магниты.

4. Получение сверхвысокого вакуума:

а) залить азот в криопанели технологических модулей;

б) периодически включать питание криопанелей при токе 42…45 А;

в) откачать технологические модули до 3·10^-8 Па.