低溫泵再生起始和結(jié)束的判斷方法
再生的起始條件因低溫泵應(yīng)用場(chǎng)合而異, 對(duì)連續(xù)抽氣過(guò)程來(lái)說(shuō), 一般只要滿足下面兩個(gè)條件中的一個(gè), 低溫泵就需要再生:(1)低溫泵在無(wú)其他附加熱負(fù)荷時(shí), 二級(jí)冷頭溫度超過(guò)20K 或一級(jí)冷頭溫度超過(guò)130K; (2) 高真空閥門關(guān)閉5min后泵內(nèi)壓強(qiáng)在1×10-4Pa 以上。
而對(duì)一些間斷抽氣過(guò)程來(lái)說(shuō), 由于高真空閥門開啟時(shí), 冷頭溫度必定產(chǎn)生波動(dòng)而且冷頭溫度的恢復(fù)時(shí)間(Recovery Time) 與預(yù)吸附的氣體的量、低溫泵的最大吸入氣體量(Crossover)等有密切關(guān)系 ,因此在這些情況下還需要根據(jù)實(shí)際情況下允許的波動(dòng)時(shí)間確定再生條件。
對(duì)非自動(dòng)的低溫泵系統(tǒng)來(lái)說(shuō), 低溫泵生產(chǎn)商般提供了一個(gè)再生的參考時(shí)間, 但由于實(shí)際情況的差異, 還是要求操作者有一定的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)判斷是否可以結(jié)束再生, 而一些自動(dòng)化程度較高的低溫泵系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行判斷。一般是在再生進(jìn)行到某一階段后, 將低溫泵粗抽到某一合適的壓強(qiáng)值, 關(guān)閉粗抽閥, 測(cè)量壓強(qiáng)上升的速率并與控制器內(nèi)存儲(chǔ)的經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比, 如果不滿足條件, 則需要繼續(xù)對(duì)低溫泵進(jìn)行加熱。
這一過(guò)程也可以采用一定時(shí)間之后的壓強(qiáng)值來(lái)判斷。考慮到真空狀態(tài)下對(duì)放氣測(cè)量的精度要求和時(shí)間較短的要求, 在1Pa左右進(jìn)行測(cè)試是比較合適的。對(duì)采用加熱帶加熱的再生方式, 由于對(duì)泵抽空后加熱效果不佳, 因此進(jìn)行判斷的開始時(shí)間, 兩次判斷的間隔時(shí)間需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行確定, 采用泵內(nèi)加熱板加熱再生時(shí)無(wú)需考慮這兩個(gè)問(wèn)題。
在制冷機(jī)低溫泵的運(yùn)行和再生過(guò)程中, 需要監(jiān)視低溫泵冷頭的溫度, 制冷機(jī)低溫泵以前經(jīng)常采用的氫蒸氣壓溫度計(jì)由于其測(cè)溫范圍很窄, 不能夠滿足低溫泵全過(guò)程的測(cè)溫需要, 目前已逐漸被硅二極管溫度傳感器所代替。硅二極管溫度傳感器的測(cè)溫區(qū)間為1K～ 400K, 作為低溫傳感器價(jià)格較低, 而且在低溫泵測(cè)溫允許的誤差范圍內(nèi)具有互換性, 因此目前國(guó)外自動(dòng)化程度較高的制冷機(jī)低溫泵均采用硅二極管溫度傳感器進(jìn)行溫度測(cè)量。目前尚未有國(guó)產(chǎn)商品化硅二極管溫度傳感器出售。對(duì)用于低溫泵的溫度傳感器除了要求有較寬的測(cè)溫區(qū)間和較好的測(cè)溫精度外, 還要求要有較好的穩(wěn)定性和互換, 以降低產(chǎn)品成本和減少產(chǎn)品的維護(hù)費(fèi)用。銠鐵電阻溫度傳感器可以較好的替代硅二極管溫度傳感器作為低溫泵的測(cè)溫元件, 它具有較好的穩(wěn)定性和測(cè)溫精度, 價(jià)格也較低, 目前已廣泛應(yīng)用于寬溫區(qū)低溫測(cè)量。上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究所研制的小型實(shí)用型銠鐵電阻溫度傳感器WZR201型其有效測(cè)溫區(qū)間為1K～323K, 年穩(wěn)定性約為0. 05K, 當(dāng)傳感器滿足允許誤差R(0℃) = 50±0.18 時(shí), 在0℃的互換性相當(dāng)溫度±0. 5K, 在77K 時(shí)約為±0. 3K, 在4. 2K 時(shí)約為±0. 2K, 可以很好的滿足制冷機(jī)低溫泵的測(cè)溫要求。由于在該誤差范圍內(nèi)只需在0℃情況下簡(jiǎn)單標(biāo)定, 因此其使用成本較低。銠鐵電阻溫度傳感器的非線性校正和不同批之間的互換問(wèn)題可采用在線修改EEPROM 的方法解決。
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