專利名稱：用于真空器件的真空保持系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空器件的真空保持技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于真空器件的真空保持系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
在科技飛速發(fā)展的今天，許多儀器設(shè)備對(duì)真空的要求越來越高，真空設(shè)備在長(zhǎng)途運(yùn)輸過程中需要保持一定的真空度，如果沒有真空保持系統(tǒng)，真空設(shè)備會(huì)收到環(huán)境大氣的污染；應(yīng)付突發(fā)事件的真空儀器在貯存過程中不可能持續(xù)供電，如果沒有真空保持系統(tǒng)，儀器就不具備應(yīng)對(duì)突發(fā)事件的能力，所以設(shè)計(jì)一套完備的真空保持系統(tǒng)是非常必要的。
真空保持系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用在各類民用、軍用電子管及真空器件中，更適用于各種高壓及振動(dòng)條件下要求高可靠性的軍用各類真空器件中，如激光管、行波管、微波管、圖像增強(qiáng)儀、真空玻璃等，還可在填充惰性氣體的器件中應(yīng)用，以提純惰性氣體。例如，質(zhì)譜儀使用離子泵作為獲得真空的主要手段，但是離子泵的啟動(dòng)有一定的真空度要求，然而，質(zhì)譜儀在長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)斷電后無法保證真空室內(nèi)保持離子泵要求的啟動(dòng)真空度，故此需要真空保持系統(tǒng)進(jìn)行維持。美國(guó)SAES (賽斯集團(tuán))開發(fā)了一種用于保持真空度的多孔薄膜吸氣劑(HighPorosity Thin Film Getters或HPTF)。這種吸氣劑是由在金屬基材上涂鍍高孔隙的、機(jī)械性能穩(wěn)定的吸氣劑制成。吸氣劑鍍層通過一種特殊的絲網(wǎng)印刷術(shù)淀積到金屬基材上，通常是通過一種金屬掩模在經(jīng)過化學(xué)蝕刻的基材上印刷。然后將這些涂層在真空條件下進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，由于在連接處形成了一層擴(kuò)散層，吸氣材料同基材完美地連為一體并機(jī)械的合并在一起。這款產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)在于可靠性高，有效吸附面積大，吸氣劑利用效率高，缺點(diǎn)是外形尺寸較大，費(fèi)用高昂，從而導(dǎo)致使用該吸氣劑的真空保持系統(tǒng)的體積大，成本高。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題本發(fā)明首先要解決的技術(shù)問題是如何降低真空保持系統(tǒng)的體積及成本。(二)技術(shù)方案為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，所述真空保持系統(tǒng)包括吸氣劑元件、固定部和真空閥，所述吸氣劑元件安裝在所述固定部上，所述真空閥連接于所述固定部與所述真空器件之間。優(yōu)選地，所述吸氣劑元件包括吸氣材料部和加熱絲部，所述加熱絲部位于吸氣材料部的兩端。優(yōu)選地，所述固定部為法蘭盤。優(yōu)選地，所述法蘭盤上焊有多個(gè)真空引線端子，相鄰的兩個(gè)真空引線端子之間焊有吸氣劑元件，且吸氣劑元件之間形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述吸氣材料部由鈦基非蒸散型室溫吸氣劑制成。
優(yōu)選地，所述真空閥為常開電磁閥。優(yōu)選地，所述吸氣劑元件的形狀和大小由所述真空器件中真空室的容積和漏氣率決定。(三)有益效果上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明所設(shè)計(jì)的真空保持系統(tǒng)體積小，成本低。


圖I是本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是吸氣劑元件的結(jié)構(gòu)示意圖；·
圖3是吸氣劑元件在法蘭盤上的安裝示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。如圖I所示，本發(fā)明提供一種用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，所述真空保持系統(tǒng)包括吸氣劑元件I、固定部2和真空閥3，所述吸氣劑元件I安裝在所述固定部2上，所述真空閥3連接于所述固定部2與所述真空器件的真空室4之間。如圖2所示，所述吸氣劑元件I包括吸氣材料部1-1和加熱絲部1-2，所述加熱絲部1-2位于吸氣材料部1-1的兩端。所述固定部為法蘭盤。所述法蘭盤上焊有多個(gè)真空引線端子5，相鄰的兩個(gè)真空引線端子之間焊有吸氣劑元件1，且吸氣劑元件之間形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖3所示。所述吸氣材料部由鈦基非蒸散型室溫吸氣劑制成。這種鈦基非蒸散型室溫吸氣劑是以活性金屬鈦為基，添加適量的鑰粉，經(jīng)高溫沉積等特殊工藝處理后，最終經(jīng)高真空燒結(jié)而成的多孔吸氣材料。核心材料呈多孔結(jié)構(gòu)，具有較高的孔隙度和較大表面積，吸氣劑顆粒之間有一定的粘結(jié)強(qiáng)度，因此它除了具有良好的室溫吸氣性能外，更具有良好的抵抗惡劣工作環(huán)境的強(qiáng)度和性能，同時(shí)可以根據(jù)具體需求制備成不同形狀規(guī)格的元件。吸氣劑的使用特點(diǎn)是它激活后，不需要加電或其他任何能量即可工作。所述吸氣劑元件的形狀和大小由所述真空器件中真空室的容積和漏氣率決定。例如，可以設(shè)計(jì)成類似棗核的形狀，放置在真空室上靠近離子泵的位置，使之在沒有供電的情況下不斷吸收質(zhì)譜儀的漏氣和真空室材料的放氣，使真空室真空度始終維持在離子泵啟動(dòng)所需的真空度。另外，如果真空器件放氣量大，必然需要加大吸氣劑的量，但并不是吸氣劑單個(gè)元件體積越大越好。吸氣劑有效成分是在高溫環(huán)境下通過化學(xué)沉積的方法層層疊加在加熱絲殼體上的，整個(gè)過程不可逆，如果沉積厚度過大，在階段冷卻至室溫的過程中由于材料應(yīng)力會(huì)在吸氣劑元件表面產(chǎn)生裂紋，影響使用，甚至直接形成殘次品。因此需要按照實(shí)際情況設(shè)計(jì)吸氣劑元件的尺寸，不能使單個(gè)元件尺寸過大，必要時(shí)需用串聯(lián)兩個(gè)或多個(gè)小尺寸的吸氣劑元件。以下以真空器件一質(zhì)譜儀為例，說明本發(fā)明的工作原理。本發(fā)明的真空保持系統(tǒng)在使用時(shí)需要與質(zhì)譜儀進(jìn)行連接，具體地，將真空保持系統(tǒng)的真空閥與質(zhì)譜儀的真空室上的離子泵進(jìn)行連接。在使用前，還需要做如下準(zhǔn)備
I)烘烤與除氣當(dāng)真空保持系統(tǒng)烘烤時(shí)，環(huán)境真空度應(yīng)盡量高，須優(yōu)于5 X 10 ,以質(zhì)譜儀真空度確定加熱時(shí)間及升溫速度。2)激活質(zhì)譜儀真空度優(yōu)于5X 10_3Pa時(shí)，開始加熱吸氣劑，此時(shí)真空保持系統(tǒng)應(yīng)一直與離子泵相連，將吸氣劑激活時(shí)放出的氣體及時(shí)排走，升溫時(shí)要實(shí)時(shí)監(jiān)控質(zhì)譜儀真空度，當(dāng)真空度迅速下降時(shí)應(yīng)降低加熱電流或停止對(duì)其加熱，直到質(zhì)譜儀真空度回升，整個(gè)過程應(yīng)保持在5X 10_3Pa以上。再繼續(xù)升溫直到吸氣劑本身溫度達(dá)到700°C至800°C，保溫20分鐘或以上，隨后切斷電源降溫至室溫，激活結(jié)束。吸氣劑使用一段時(shí)間，發(fā)現(xiàn)性能降低后，可重復(fù)以上步驟，反復(fù)使用。吸氣劑激活溫度范圍為500°C 800°C。吸氣劑經(jīng)充分激活后，可有效吸收02、N2、C0、C02、H2及各種碳?xì)浠衔锖退魵獾龋徊晃誋e、Ne、Ar等惰性氣體；吸收H2可逆，激活后500°C以下可大量吸氫，500°C以后開始釋放，600°C以上大量放氫。吸氣劑可以多次反復(fù)激活再生，可反復(fù)激活使用。吸氣劑經(jīng)激活后在_45°C至400°C條件下均可有效吸收活性氣體。隨著吸氣溫度提高，其吸氣速率和吸氣量均可成倍增加。何時(shí)需要將本發(fā)明的真空保持系統(tǒng)與質(zhì)譜儀的真空室連接上進(jìn)行真空保持，何時(shí)需要將本發(fā)明真空保持系統(tǒng)與質(zhì)譜儀的真空室斷開，這是由真空閥控制的。真空閥是常開 電磁閥(斷電時(shí)為打開狀態(tài))。在質(zhì)譜儀關(guān)機(jī)的情況下，真空閥斷電，處于常開狀態(tài)，質(zhì)譜儀的真空室與吸氣劑元件連通進(jìn)行真空保持；在質(zhì)譜儀開機(jī)工作時(shí)，真空室需要檢測(cè)氣體樣品，而進(jìn)樣會(huì)使真空度下降，如果吸氣劑元件還與真空室連通的話，吸氣劑也會(huì)吸附樣品，從而降低吸氣劑元件的使用時(shí)間，這時(shí)就需要給真空閥通電使其關(guān)閉，從而斷開真空室與吸氣劑元件的連通。 以下通過實(shí)驗(yàn)說明本發(fā)明的工作方式。試驗(yàn)條件不銹鋼圓柱體真空室內(nèi)徑100mm，容積3L，真空室兩端各連接CF35法蘭，一端接入真空計(jì)，另一端接入吸氣劑元件(直徑IOmm,長(zhǎng)度IOmm, I支)。真空室由安捷倫STARCELL75離子泵抽真空到可以激活吸氣劑的狀態(tài)下開始激活吸氣劑。在吸氣劑激活完畢后的真空保持系統(tǒng)初始狀態(tài)真空計(jì)示數(shù)為O. 9X l(T5Pa。試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表I所示表I
權(quán)利要求
1.一種用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，其特征在于，所述真空保持系統(tǒng)包括吸氣劑元件、固定部和真空閥，所述吸氣劑元件安裝在所述固定部上，所述真空閥連接于所述固定部與所述真空器件之間。
2.如權(quán)利要求I所述的用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，其特征在于，所述吸氣劑元件包括吸氣材料部和加熱絲部，所述加熱絲部位于吸氣材料部的兩端。
3.如權(quán)利要求I所述的用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，其特征在于，所述固定部為法蘭盤。
4.如權(quán)利要求3所述的用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，其特征在于，所述法蘭盤上焊有多個(gè)真空引線端子，相鄰的兩個(gè)真空引線端子之間焊有吸氣劑元件，且吸氣劑元件之間形成串聯(lián)結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求2所述的用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，其特征在于，所述吸氣材料部由鈦基非蒸散型室溫吸氣劑制成。
6.如權(quán)利要求I所述的用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，其特征在于，所述真空閥為常開電磁閥。
7.如權(quán)利要求I 6中任一項(xiàng)所述的用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，其特征在于，所述吸氣劑元件的形狀和大小由所述真空器件中真空室的容積和漏氣率決定。
全文摘要
本發(fā)明涉及真空器件的真空保持技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于真空器件的真空保持系統(tǒng)，所述真空保持系統(tǒng)包括吸氣劑元件、固定部和真空閥，所述吸氣劑元件安裝在所述固定部上，所述真空閥連接于所述固定部與所述真空器件之間。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的真空保持系統(tǒng)體積小，成本低。
文檔編號(hào)H01J7/18GK102938356SQ20121040636
公開日2013年2月20日 申請(qǐng)日期2012年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月23日
發(fā)明者張揚(yáng), 李玉江, 張文憑, 王懷德, 陳智勇, 唐松, 高松海 申請(qǐng)人:北京市北分儀器技術(shù)有限責(zé)任公司