專利名稱：測量超高真空的小型離子泵裝置的制作方法
技術領域：
本裝置屬于真空技術領域。
目前市面上銷售的離子泵，多數是用于較大的真空系統，泵本身的體積與重量較大，泵的抽速較高(約10升／秒)，其主要功能是用于抽氣，不宜用作超高真空的準確測量。例如美國最新公開的一種用于超高真空抽氣的離子泵，載于J.Vac Sci.Technol.All(4)，J／Aug－1993，所介紹的具有高抽速的離子泵，也只能用于抽氣，而不能進行超高真空度的準確測量。因為常規的離子泵受到本身結構，以及電路連接方式的限制，測量到的放電電流中包含較大的漏電流，這是影響超高真空準確測量的一個主要因素。
在實際工作中，有許多超高真空器件或小型超高真空系統，既需要小型抽氣泵，又同時需要測量出超高真空度的準確數值。如果選擇離子泵，就必須排除疊加在微小放電電流中的漏電流的干擾，使其最好為零或者盡可能小，比如10－13安培以下，這樣才能滿足超高真空測量要求。而現有的離子泵，由于結構與連接方式的缺陷，無法做到這一點。
本實用新型的目的，就是設計一種新的結構，并改變了電源連接和供電的方式，設計出的這種小型的離子泵的裝置，既能用于抽氣，又能準確測量超高真空，并能進行檢漏。
本設計的構成如下，這是一種可測量超高真空度又能抽氣的小型離子泵裝置，結合
圖1為小型離子泵裝置的工作示意圖，圖2為小型離子泵裝置的連接圖。
其中，(1)泵體抽氣連接管道；(2)供電電源它包括(2－1)微電流放大器電路，(2－2)交流電壓降壓及整流電路部分，(2－3)直流電壓倍壓器電路，(2－4)電流指示電表；(3)泵殼；(4)陽極引線柱；(5)陽極；(6)絕緣子(兩只)；(7)陰極引線柱；(8)陰極；(9)馬蹄形磁鐵；本裝置中，將泵體部分放至馬蹄形磁鐵(9)中，并連接到供電電源(2)，泵體部分由抽氣連接管道(1)與泵殼(3)真空連通，它不同于以往結構的特點在于，在電連接方式上，泵殼(3)接地，陽極引線柱(4)一頭穿過絕緣子(6)焊接到陽極筒(5)的側壁，另一頭接到電源中的微電流放大器(2－1)上，陰極引線柱(7)一頭穿過絕緣子(6)焊到陰極筒(8)的側壁，另一頭接到電源中的負高壓部分(2－2)上，各極之間相互電絕緣。由于微電流放大器電路、降壓整流電路、倍壓器電路、指示電表等均是常規的、公知的電路及電表，因此不再重述。本裝置工作時，(1)與被測器件(D)事先已構成真空密封狀態，即器件(D)在真空系統上進行抽真空后，仍與離子泵保持真空連接，將外殼、陽極、陰極分別連接使泵殼(3)接地，陽極引線柱(4)接到供電電源(2)中的微電流放大器電路(2－1)上，該放電電流經放大后用于指示超高真空度的數值。陰極引線柱(7)加負高壓(一般為－3KV)，其中(2－2)將市電220V經降壓并整流后再倍壓成負高壓，0到－5000V連續可調。使用過程中，當沒有交流供電的情況下，如在室外的環境，可用直流電池供電，將電池的低電壓通過(2－3)電壓倍壓器電路倍壓，提供0到－5000V連續可調的直流高壓，(2－4)的指示表頭讀出被測的微小放電電流。該設計的結構及方式不同于以往，以往是將外殼與陰極連在一起接地，陽極接正高壓，所以存在漏電電流，而本裝置中陽極引線接到電源中的微電流放大器電路，陰極接負高壓，泵殼接地，所測放電電流幾乎消除了漏電電流影響。測量靈敏度明顯提高，可以測出低達10－9帕的超高真空，可測微電流達到≤10－12安，從而還可以迅速地檢測出真空系統或真空器件是否有微小漏氣，以及漏孔所處的位置，該離子泵也起到檢漏的作用。泵的持續抽氣功能，可以維持真空器件或小型真空系統的超高真空狀態。所以該離子泵裝置具有抽氣、測量和檢漏的功能。
最佳實施例，制成的離子泵裝置，其泵體本身外形小，仿佛一個火柴盒大小，其尺寸約為(50x27x40)mm3，泵殼與陽極分別由不銹鋼板成形、焊接制得，陽極內壁由圓柱筒隔開為四個單元(也可以有六個單元的)，這是為了增大抽速。陰極由1mm厚的鈦皮制成。置于陽極兩側。在正常的工作狀態下，典型的抽氣速率為1升／秒，可測的極限真空度為10－9帕，測量的真空度范圍為(10－3－10－9帕)。所使用的馬蹄形磁鐵為常規形狀，磁場強度為1500高斯。正常工作時電源所消耗的功率≤0.4瓦，交流狀態220伏市電，直流狀態為6伏電池電壓。
本裝置比已有裝置的功能齊全，既可抽真空，又可對超高真空進行準確測量和檢漏，顯著地拓寬了應用范圍，具有在超高真空領域內從事科學研究的價值。本裝置體積輕小易于攜帶。
權利要求1.一種可測量超高真空度的小型離子泵裝置，將泵體部分放至馬蹄形磁鐵(9)中，并連接到供電電源(2)，泵體部分由抽氣連接管道(1)與泵殼(3)真空連通，其特征在于，在電連接方式上，泵殼(3)接地，陽極引線柱(4)一頭穿過絕緣子(6)焊接到陽極筒(5)的側壁，另一頭接到電源中的微電流放大器(2-1)上，陰極引線柱(7)一頭穿過絕緣子(6)焊到陰極筒(8)的側壁，另一頭接到電源中的負高壓部分(2-2)上，各極之間相互電絕緣。
專利摘要測量超高真空的小型離子泵裝置，屬于真空技術領域。由于本設計結構中陰極、陽極的連接方式不同于以往，泵殼(3)接地，陽極引線柱(4)一頭穿過絕緣子(6)焊接到陽極筒(5)的側壁，另一頭接到電源中的微電流放大器(2—1)上，陰極引線柱(7)一頭穿過絕緣子(6)焊到陰極筒(8)的側壁，另一頭接到電源中的負高壓部分(2—2)上，各極之間相互電絕緣。該裝置所測放電電流幾乎消除了漏電電流影響，顯著提高了測量靈敏度。可測出低達10-9帕超高真空度。
文檔編號G01L21/00GK2192032SQ9324175
公開日1995年3月15日 申請日期1993年10月14日 優先權日1993年10月14日
發明者丁明清, 季春峰, 蔡泳棠, 王向東 申請人:電子工業部第十二研究所