Способ определения степени загрязнения электродов манометрических преобразователей Советский патент 1980 года по МПК G01L21/34 

Изобретение относится к вакуумной технике и может быть использовано при измерениях давления в вакуумных системах в постах откачки при проведении технологических процессов.

В современных технологических постах откачки ЭВП применяются как электрофизические, так и паромасляные насосы. Во время откачки происходит газовьзделение из откачиваемых приборов, а также проникновение в откачиваемый прибор паров масла из насосов, что приводит к загрязнению вакуумной системы и приборов, в том числе манометрического преобразователя.

Известны способы определения степени загрязненности электродов с помощью уменьшения скорости откачки 1. Чтобы определить степень загрязненности, по этому способу уменьшают скорость откачки и по изменению давления во времени судят о загрязнении,

Известен также способ вспыхивающей нити , предложенный Апкером 2. Сущность способа заключается в том, что десорбционную нить, очень твдательно обезгаженную при высокой температуре, сначала охлаждают, адсорбируя газ, и непосредственно вслед за этим медленно нагревают. По пикам давления при десорбции для данной температуры нити можно определить качественно вьвделяемые газы.

Недостатками известных способов SIBляются сложность конструкции вакуумной установки и низкая чувствительность измерений..

Указанные недостатки частично устранены в способе.контроля загрязнения электродов з. В этом способе на электроды подают импульсное напряжение с очень короткой длительностью импульса (длительность импульса определяется временем, которое необходимо для появления заряда на диэлектрической пленке, покрывающей электрод) и только после снятия напряжения регистрируют ток автоэлектронной эмиссии. Этот ток получается за счет большого элактрического поля, созданного зарядом на тонкой непроводящей диэлектрика.

Недостатком такого способа является невозможность его использования при работающем манометрическом преобразователе.

Целью изобретения является проверка степени загрязнения работающего преобразоват ля.

Поставленная цель достигается тем, , что по предлагаемому способу определения степени загрязнения электродов монометрических преобразователей, .заключающемус.я в воздействии импульсного. 15 в

.напряжения и измерении разряднохч) тока .измеряют амплитудное и установ1шшееся. значения разрядного тока, определяют их отношение и по нему судят о степени загрязнения электродов.

Пpи щипиaльнoe отличие предлагаемых операций заключается в том, что подаетс напряжение с крутым начальным фронтом, зажигается газовый разряд в скрещенных электрическом и магнитном полях , измерение амплитудного и установившегося значений токов проводят при включенном напряжении питания, производится сравнение значений этих токов.

На фиг. 1 пp meдeнa схема, иллюстрирующая действие указанного способа. Здесь 1 и 2 - .электроды преобразователя , 3 - источник питания, 4 - усилитель В - махшитное поле.

На фиг. 2 (а,6} приведены осцшшограммы изменения разрядного тока при включении напрялсения питания с крутым начальным фронтом. Здесь 5 - изменение напр51жения питания, 6 - измепе1 ие разрядного тока во времени.

На фиг. 3 приведены осциллограммы изменения разрядного тока. Здесь 7 изменение напрялсения питания, 8 - изменение разрядного тока после выдержки прибора в вьйлюченном состоянии в течение времени Ь , 9 - установившееся значение разрядного тока.

Реализация способа производится следующим- образом.

От источника 3 подается напряжение питания с крутым, начальным фронтом. Между электродами 1 и 2 возникает газовый разряд в скрещенных магнитном и электрическом полях. Под действием ионной бомбард1фовки молекулы, сорбированные на поверхности электродов, десорбяруются частично в виде нейаролов, частично в виде ионов; нейтральны

молекулы в СБОЮ очередь ионизируются в рабочем объеме газового разряда. Так как десорбция не происходит мгновенно, то ток разрвда будет иметь время уста-

новлення, зависящее от степени загрязненности, т.е. числа молекул, сорбированных на электродах. Таким образом по характеру изменения разрядного тока (осциллограммы на фиг. 2а и б) можно

судить о степени загрязненности манометрического преобразователя.

В случае чистой вакуумной системы и манометрического преобразователя разрядный ток имеет незначительный выброс

сразу принимает значение, соответствующее установившемуся режиму (фиг.2а).

В случае загрязненной вакуумной системы разрядный ток плавно достигает своего максимального значения и плавно уменьшается к своему установ1{вшемуся значению (фиг.26). Время достижения установившегося значения разрядного тока зависит от степени загрязненности. Для оценки парциального давления загрязняющих примесей измеряют установившееся значение разрядного тока, затем прибор включают и выключают через интервал времени ЛЬ , регистрируя изменение разряднохх) тока (см фиг. 3). По изменению токов определяют:

AlCi -l2(iM C-fe%

гдо 1,, (t) - интегральное значение

тока I за время Д-t; 1л (t) - интеграшэное значение

тока I- за время Д-Ь, Давление загрязняющих примесей в вакуумной системе можно оценить, пользуясь выражением

р- 1 (1

где К - чувствительность манометрического преобразования в данном диапазоне давления;

uit - время вьщержки. Использование предлагаемого способа позволяет судить о чистоте всей вакуумной системы и обеспечит по сравнению с существующими способами преимущественно:

контроль чистоты поверхности электродов без отключения прибора от вакуумной .системы;

отсутствие дополнительных устройств (вентилей и шлифов); начальный момент, после которого он

коптрошз частоты электродов преобразователей открытого типа;

оценку парциального давления загряз няющих примесей.

Все это повысит надежность, долговечность и качество откачиваемых приборов, снизит брак, упростит и удешевит конструкцию вакуумной систексы.

Форму л ii изобретения

Способ определения степени загрязнения электродов манометрических преобразователей, заключающийся в воздействии импульсного напряжения питания и измерении разрядного тока, о т л и «; а ю ш и и с я тем, что, с целью обеспечения определения загрязнения работающего преобразователя, измеряют амплитудное и установившееся значения разрядного тока, определяют их отношение и по нему судят о степени загрязненности электродов.

Источншси информации, принятые во внимание при экспертизе

1.НичипорЬвич Г. А. и Ханина И. Ф. Исследование поверхностных процессов на электродах высоковакуумных манометров и режимов обезгаживанйя, уменьшающих влияние этих процессов ка точ ность измерения. Электронная техника. Сер. 4. дЭлектровшсуумные и газоразрядные приборы. 1974, вып. 1, с. 49.

2.Треиделенбург Э. Сверхвысоккй вакуум. Мир, 1966, с. 146-149.

3.Раховский В. И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. Наука, 1970, с. 36-40 (прототип).