СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТЕЧИ В ВЫСОКОВАКУУМНЫХОБЪЕКТАХ Советский патент 1969 года по МПК G01L19/08 

Изобретение относится к вакуумной технике, а именно, к методам обнаружения течи в высоковакуумных объектах.

Известные способы обнаружения течи, основанные на использовании манометров, находящихся в исследуемых объектах с использованием масспектрометров и др., достаточно .

Для упрощения процесса обнаружения течи в высоковакуумных объектах предлагается способ, по которому в вакуумную камеру, соединенную с контролируемым объектом, помещают предварительно обезгаженный датчик парциального давления кислорода, выполненный в виде пластины монокристаллического кремния, регистрируют интенсивность теплового излучения, возникающего при окислении поверхности датчика, и по степени интенсивности теплового излучения судят о наличии течи.

Способ основан на том, что при окислении поверхности монокристаллического кремния в атмосфере чистого кислорода выделяется тепловая энергия, которая .может быть зарегистрирована тепловыми приемниками (болометр, термоэлемент и др.).

По интенсивности теплового излучения можно судить о ходе процесса (адсорбции или хемосорбции) на поверхности пластины и, следовательно, о количестве молекул кислорода, взаимодействующих в единицу времени с чистой поверхностью 1 ремн11я.

В условиях высокого вакуума практически каждая молекула кислорода, ударяющаяся об обезгал енную поверхность пластины кремния, хемосорбируется. Это справедливо до тех нор, пока идет процесс образования мономолекулярного слоя.

Каждая молекула хемосорбируемого кислорода вступает в реакцию с поверхностью кремния с выделением тепловой энергии д.

Согласно кинетической теории газов, число молекул кислорода, ударяющихся о поверхность кремвия площадью 1 слг за 1 сек., будет:

3,513. 10

-2

сек-

см

/Н- т

где Р - давление, мм рт. ст., 201-1 - молекулярный вес,

Т - температура, °К.

Полная тепловая мощность W, выделяющаяся с поверхности 1 см- при этом будет:

25W q-v

Энергию q вычислить, исходя из того, что при образовании г- моль реакции Si -г О2 SiO2 выделяется 56 ккал тепловой 30 энергии.

Поэтому

ir 9.3-10-20.3,513-10

При температуре Т 300°К и давлении Р торр для кислорода (ц. 16):

W 4,7-10-и вт/см2. При давлении Я торр: W ,7-10 -Звт1см2.

Таким образом, исиользуя тепловые приемники, способные регистрировать такие тепловые мощности, можно регистрировать парциальное давление остаточного кислорода вплоть до 10-11 торр и определять натекание по уровню кислорода в проверяемом вакуумном объекте.

Предмет изобретения

Способ обнаружения течи в высоковакуумных объектах, основанный на измерении парциального давления газа, отличающийся тем, что, с целью упрощения процесса обнаружения течи, в вакуумную камеру, соединенную с контролируемым объектом, помещают предварительно обезгаженный датчик парциального давления кислорода, выполненный в виде пластины монокристаллического кремния, регистрируют интенсивность теплового излучения, возникающего при окислении поверхности датчнка, и по степени интенсивности теплового излучения судят о наличии течи.