Устройство для стабилизации вакуума Советский патент 1984 года по МПК G05D16/20 

Изобретение относится к технологи и технике получения вакуума при иссл довании тонких пленок, предназначено для получе.ния и исследования тонких пленок в условиях вакуума и может быть использовано в научном приборо строении и для исследования и разра ботки технологических процессов. Известно устройство для нанесения и исследования пленок, содержащее вакуумную камеру с рйсположенны и вн три нее узлом формирования электронного зонда, объектодержателем и исто .НИКОМ пара fQ . Получение и поддержание необходимого вакуума в вакуумной камере указанного устройства осуществляется ручным управлением вакуумной коммутацией, а.контроль и измерение вакуума осуществляется визуальным методом, что приводит к погрешностям в полученных результатах. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является при бор ЭМВ-ЮОБР с автоматической вакуумной системой (Х . Недостаток известного прибора заключается в том, что автоматическая вакуумная система практически не защищена от действия промышленных помех, вызывающих ложные срабатывания автоматики, что в свою очередь не обеспечивает получения достоверности и повторяемости результатов исследова ния, зависимых от стабильности уровн вакуума в вакуумной системе. Кроме того, недостаточная помехозащищенность обусловливает применение сложных логических устройств, выполненных на дорогостоящих элементах, что в итоге приводит к усложнению cxeNbJ автоматики, повышению электроемкости и материалоемкости и значительным трудозатратам при настройке прибора. Недостатком является также питание клапанов переменным напряжением, что обусловливает электромагнитные наводки на электронно-оптическую систему прибора, а это приводит к помехам в системе формирования изображения, предназначенной для визуального контроля и исследования структуры тонких пленок. Цель изобретения - повышение надежности и КПД устройства. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для стабилизации вакуума, содержащем по числу каналов последовательно соединенные датчики давления и логические блоки,последовательно соединенные исполнительные блоки и исполнительные элементы, а также коммутатор, подключенный между выходами логических блоков и входами исполнительны блоков, логический блок содержит последовагельно соединенные усилитель, соединенный входом с входом логического блока, и тригге Шмитта, выходом связанный с выходом логического блока, а исполнительный блок содержит реле, соединенное с его входом, источник постоянного тока, первый диод, конденсатор, последовательно соединенные второй диод, ограничительный резистор и резистор утечки, тиристор и источник переменного тока, подключенный к аноду тиристора, у которого переход управляющий электрод - катод включен параллельно резистору утечки, а катод связан с выходом исполнительного блока, с катодом первого диода и с первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого через первый Зсииыкающий контакт реле подключена к аноду второго диода, а -чер.ез размыкающий контакт реле - к источнику постоянного тока, который через второй замыкающий контакт реле связан с анодом первого диода. На чертеже изображено предлагаемое устройство. Устройство содержит вакуумную систему 1, предназначенную для создания низкого давления остаточных газов в приборе, датчик 2 давления, предназначенный для преобразования давления остаточных газов в контролируемом объеме в электрический сигнал, систему 3 формирования изображения электронного микроскопа, предназначенную для визуального контроля и исследования структуры тонких пленок , исполнительный элемент - электромагнитный клапан 4, предназначенный для подключения или отключения средств откачки к вакуумному объему прибора, стабилитрон 5, обеспечивакадий стабильное напряжение питания термопарного датчика, резистор б, обеспечивающий заданный ток питания термопарного датчика, усилитель 7 с высоким входным сопротивлением, предназначенный для усиления сигналов термопарного датчика 2, резистор 8, предназначенный для регулировки усиления усилителя 7, триггер Шмитта 9, предназначенный для формирования логического сигнала,- коммутатор 10, предназначенный для формирования сигналов .управления и подачи их на исполнительные устройства, реле 11, предназначенное для подключения источника 12 постоянного тока к электромагнитному клапану 4, источник 12 постоянного тока, предназначенный для удержания электромагнитного клапана 4, источник 13 переменного тока, пред назначенный для форсировки электромагнитного клапана 4, ограничительный резистор .14, резистор 15 утечки, предназначенный для защиты управляюего электрода тиристора 16, предназначенного для кратковременного подлючения повышенного напряжения форировки к электромагнитному клапану 4, второй диод 17, предназначенный для исключения влияния напряжения на управляющем электроде -тиристора 16 на конденсатор 18,предназначенный для формирования импульса управления тиристора 16, первый диод 19, предназначенный для постоянного напряжения удержания на электромаг-, нитный клапан 4. Причем элементы 5-9 образуют логический блок 20. Элементы 11-19 образуют исполнительннй блок 21, Логическое устройство, коммутатор 10 и исполнительный блок 21 образуют блок 22 автоматики 22. Термопарные датчики 2 расположены в местах вакуумной системы 1, в кото рых необходимо иметь информацию об остаточном давлении газов. Выходы термопарных датчиков 2 электрически последовательно соединены с логическими блоками 20 (усилителем 7 ,с высоким входным сопротивлением, которы соединен последовательно с триггером Шмитта 9). . все логические блоки 20 электриче ки соединены с коммутатором 10, кото рый электрически соединен с исполнительными блоками 21. Устройство работает следующим образом. При уменьшении давления остаточны газов в объемах, контролируемых термопарными датчика1«5и 2, увеличивается тёрмо-ЭДС на выходе термопарных датчиков 2, поступающая на вход усилителей 7 с высоким входным сопротивлением. Для устранения ошибок в показаниях термопарных датчиков 2 последние запитаны от отдельных пара метрических стабилизаторов напряжения . Усиленное напряжение с выхода усилителя 7 с высоким входным сопротивлением подается на вход триггера Шмитта 9, который преобразует аналоговый сигнал в логический сигнал . О или 1 в зависимости от уровня аналогового сигнала. Преобразование аналогового сигнала в логический обеспечивает высокую помехбустойчивотсь при вводе их в коммутатор 10, так как логический си нал обладает более высокой помехоустойчивостью по сравнению с аналоговым, потому что информация о событии заложена не в амплитуде сигнала, а в наличии или отсутствии сигнала определенного уровня напряжения О или 1, чем и объясняется высокая помехоустойчивость системы.Коммутатор 10 обрабатывает информацию, поступающую от термопарных датчиков 2, формирует и выдает сигналы управления на исполнительные ,блоки 21. В зависимости от величины контролируемого давления выбирается коэффициент усиления усилителя 7 с помощью сопротивления 8. До поступления сигнала управления на обмотку реле 11 конденсатор 18 заряжен через размыкающий контакт реле 11 источником 12 постоянного тока, и к тиристора 16 подключено переменное напряжение от источника 13 переменного тока. С приходом сигнала управления с выхода коммутатора 10 срабатывает . реле 11 и при разряде конденсатора 18 по цепи ,17,14,15 формируется импульс, который подается на управляющий электрод тиристора 16 и отпирает его на время, заданное элементами 18,14 и 15. Переменное напряжение, поступает на электромагнитный клапан 4 и последний открывается, подключая средства откачки. Одновременно с подачей переменного напряжения на электромагнитный клапан 4 на него подается напряжение от источника 12 постоянного тока через диод 19, которое и удерживает клапан в открытом состоянии после окончания действия переменного напряжения. При снятии сигнала управления с обмотки реле 11 контакты, через которые подается напряжение удержания, размыкаются и электромагнитный клапан выключается, отключая средства откачки. Таким образом, применение термопарных датчиков, включенных непосредственно на вход усилителя с высоким входным сопротивлением, и последующее преобразование полезного аналогового сигнала в логический в значительной степени повышают помехоустойчивость схемы автоматики, что приводит к повы шению достоверности и повторяемости результатов исследования, а также в значительной степени упрсяцает схему автоматикч, приводит к понижению энерэнергоемкости и материалоемкости всего прибора. Применение релейно-тиристориой cxeNM управления клапанами практически полностью исключает влияние напряжения питания клапанов на электроннооптическую систему и систему Чюрмирования изображения.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ВАКУУМА, содержащее по числу каналов последовательно соединеннее датчики давления и логические блоки, последовательно соединённые исполнительные блоки и исполнительные элементы, а также коммутатор, подключенный менаду выходами логических блоков и входгиш исполнительных блоков, о т л и ч а ю-щ е ее я тем, что, с целью повышения надежности и КПД устройства, логический блок содержит последовательно соединенные усилитель, соединенный входом с входом ло -ического блока, и триггер ВЬлитта, выходом связанный с выходом логического блока, а исполнительный блок содержит реле, соединенное с его.входом, источник постоянного тока, первый диод, конденсатор последовательно соединенные второй диод, ограничительный резистор и резистор утечки, тиристор и источник переменного тока, подключенный к аноду тиристора, у которого переход управляющий электрод-катод включен параллельно резистору утечки,а катод .связан с выходом исполнительного бло-( g ка, с катодом первого диода и с пер(Л вой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого через первый замыкающий контакт реле подключена к аноду второго диода, а через размыкающий контакт рела - к источнику постоянного тока, который через второй замыкающий контакт реле связан с анодом первого диода.