สุญญากาศสูง สุญญากาศสูงพิเศษ และสุญญากาศสูงมาก: พื้นฐาน
ด้วยการพิจารณาความแตกต่าง (ในระดับโมเลกุล) ระหว่างระดับสุญญากาศต่างๆ เท่านั้นที่เราจะสามารถเริ่มเข้าใจถึงความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการบรรลุและการทํางานกับสุญญากาศระดับสูง (HV), สุญญากาศระดับสูงพิเศษ (UHV) และสุญญากาศระดับสูงมาก (XHV)
ในสภาวะหยาบและปานกลาง แหล่งก๊าซหลักมาจาก "ก๊าซจํานวนมาก" หรือก๊าซต้นฉบับ ในขณะที่ในสภาวะ HV และ UHV โหลดก๊าซจะโดดเด่นด้วยการปล่อยก๊าซออกจากการดูดซับก๊าซบนพื้นผิว ในสภาวะ XHV โหลดหลักมาจากการซึมผ่านก๊าซจากผนังห้องอบและวัสดุอื่น ๆ
คําจํากัดความของสุญญากาศสูง สุญญากาศสูงพิเศษ และสุญญากาศสูงมากคืออะไร
ช่วงแรงดันของ XHV มักกําหนดเป็น 10 -12 mbar และต่ํากว่า ในขณะที่ UHV อยู่ระหว่าง 10 -7 ถึง 10 -12 mbar และ HV อยู่ระหว่าง 10 -7 ถึง 10 -3 mbar XHV เกี่ยวข้องกับระดับที่พบในอวกาศภายนอกในรูปแบบของดาวเทียมที่หมุนเวียนอยู่กับที่ทางภูมิศาสตร์ , UHV ที่มีฟิสิกส์พลังงานสูงและการวิจัยนิวเคลียร์ และ HV สําหรับการใช้งานทางอุตสาหกรรมและการวิจัย
ตามที่คาดหวัง บรรทัดฐาน กฎระเบียบ และระเบียบวิธีที่กําหนดและควบคุมปัจจัยและเรื่องต่างๆ ของสุญญากาศ ตั้งแต่วิธีการได้รับระดับสุญญากาศดังกล่าว, การตั้งค่าปั๊ม การป้องกัน วิธีการวัด รวมถึงการตรวจจับการรั่วไหล, ทั้งหมดต้องได้รับการตรวจสอบซ้ําอย่างละเอียดถี่ถ้วนและต้องมีการพัฒนาใหม่บ่อยครั้ง
ข้อควรพิจารณาสําคัญสําหรับการทํางานในสภาวะ HV, UHV และ XHV
ข้อควรพิจารณาสําคัญหลายประการสําหรับการทํางานในสภาวะ HV, UHV และ XHV เกี่ยวข้องกับการออกแบบระบบ รวมถึงวัสดุที่ใช้
นอกจากนี้ สภาพของระบบ/พื้นผิวห้องอบยังมีความสําคัญและสามารถปรับให้เหมาะสมได้โดย:
- ลดพื้นที่ผิวด้านในของห้องอบให้เหลือน้อยที่สุด
- เชื่อมจากด้านในเท่านั้น
- การใช้วัสดุที่มีอัตราการดูดซับ/การปล่อยก๊าซออกต่ํา
- การปรับสภาพวัสดุเบื้องต้นที่เหมาะสม (เช่น การขัดเงาด้วยไฟฟ้า)
- ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีช่องว่างภายในหรือปริมาตรที่ติดขัด (เช่น รูบอดที่แกน)
- การลดจํานวนซีล การป้อนผ่าน ฯลฯ
- และใช้ซีลโลหะ
การปรับสภาพเบื้องต้นของระบบมีความสําคัญและรวมถึงการให้ความร้อนถึงอุณหภูมิสูง (เรียกว่า "การอบ") การจัดการอย่างระมัดระวังโดยใช้ถุงมือยางไร้ผงเพื่อป้องกันการหล่อลื่นด้วยลายนิ้วมือ และการทําความสะอาดอย่างทั่วถึงเพื่อขจัดไฮโดรคาร์บอน สารเติม และสิ่งปนเปื้อนอื่นๆ (ทั้งทางเคมีและทางกายภาพ)
คุณสามารถใช้ปั๊มประเภทใดในการสร้าง HV, UHV และ XHV
การได้รับระดับ HV, UHV และ XHV สามารถทําได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผลด้วยการใช้ปั๊มนําที่ชาร์จปั๊มหลักเท่านั้น ปั๊มเบื้องต้น (บางครั้งเรียกว่า "ปั๊มสํารอง") จะลดความดันให้อยู่ในระดับที่ปั๊ม HV, UHV และ XHV สามารถรับหน้าที่ในการทํางานได้อย่างปลอดภัย มีประสิทธิภาพ และมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม การจับคู่ปั๊มสุญญากาศประเภทต่างๆ เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ไม่มีระบบปั๊มแบบพร้อมใช้งานที่ครอบคลุมการใช้งาน ความเป็นไปได้ และข้อกําหนดทั้งหมดพร้อมกัน เนื่องจากมีปัจจัยและผลกระทบที่สําคัญมากมายที่ต้องพิจารณา
การเลือกปั๊มที่เหมาะสม (ทั้งปั๊มหลักและปั๊มหน้า) ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการ รวมถึงเสียงรบกวน/การสั่นสะเทือน ต้นทุน (เริ่มต้นและต่อเนื่อง) ความทนทานต่อการปนเปื้อน พื้นที่ติดตั้ง กําหนดการบํารุงรักษา ความทนทานต่อแรงกระแทก ฯลฯ อย่างไรก็ตาม ไม่มีปั๊ม HV, UHV หรือ XHV ที่เหมาะสมเพียงเครื่องเดียว: แต่ละประเภทมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง
วิธีการวัดสุญญากาศสูง สุญญากาศพิเศษ และสุญญากาศสูงมาก
ในแง่ของการวัดแรงดันใน HV, UHV และ XHV เกจวัดแรงดัน/สุญญากาศแบบดั้งเดิมไม่เหมาะสมเนื่องจากผลกระทบจากการระบายก๊าซที่กล่าวถึงก่อนหน้านี้ ดังนั้น จึงใช้เกจวัดไอออนไนซ์แทน: เกจเหล่านี้ใช้ความน่าจะเป็นของการเกิดไอออนไนซ์ของก๊าซเพื่อหาความหนาแน่นของจํานวนอนุภาค มีสองประเภท ได้แก่ เกจไอออนไนซ์แคโทดแบบเย็นและแบบร้อน
การตรวจจับการรั่วไหลในสุญญากาศระดับสูง สูงพิเศษ และสูงมาก
ไม่มีอุปกรณ์หรือระบบสุญญากาศใดที่สามารถป้องกันสุญญากาศได้อย่างสมบูรณ์แบบ และจริงๆ แล้วก็ไม่จําเป็นต้องเป็นเช่นนั้น ข้อเท็จจริงที่เรียบง่ายก็คืออัตราการรั่วไหลควรต่ําพอที่จะไม่ได้รับอิทธิพลอย่างไม่เหมาะสมจากแรงดันในการทํางานที่ต้องการ ความสมดุลของก๊าซ และแรงดันสูงสุดในภาชนะสุญญากาศ ในแง่ของ HVs, XHVs และ UHVs การรั่วไหลขนาดเล็กเป็นสาเหตุหลักที่ทําให้เกิดความกังวล และวิธีเดียวที่น่าเชื่อถือในการตรวจจับการรั่วไหลที่มีขนาดเล็กกว่า 10 -7 mbar.l/s คือการใช้เครื่องตรวจจับการรั่วไหลของฮีเลียม (HLD)
เส้นผ่านศูนย์กลางการรั่วไหลเทียบเท่ากับ 10 -12 mbar.l/s (เท่ากับ 1Å) ยังเป็นเส้นผ่านศูนย์กลางของโมเลกุลฮีเลียม และเป็นอัตราการรั่วไหลที่เล็กที่สุดที่สามารถตรวจพบได้ ความสัมพันธ์นี้กับฮีเลียมเป็นหนึ่งในเหตุผลที่หนึ่งในวิธีการตรวจจับการรั่วไหลที่แม่นยําและรวดเร็วที่สุดใช้ฮีเลียมเป็นก๊าซติดตาม และใช้แมสสเปกโตรมิเตอร์สําหรับการวิเคราะห์/การวัดค่า
สุญญากาศระดับสูง สูงพิเศษ และสูงมาก: พื้นฐาน
ดาวน์โหลด eBook ของเราเพื่อทําความเข้าใจความท้าทายที่เกี่ยวข้องกับการบรรลุและการทํางานกับสุญญากาศระดับสูง สูงพิเศษ หรือสูงมาก และสิ่งที่ต้องพิจารณา
