描述了上海天文台在2008年为提高被动型氢原子钟真空系统的可靠性所研制的由非蒸散型吸气剂泵和小离子泵组成的复合真空泵的实验过程,吸气剂泵在室温下吸收2.1MPa.l的H2气后仍可达到3.2×10-5Pa的真空度,2l/s的离子泵电流工作在0.30μA,证明了复合泵可以维持氢钟13年以上的正常工作。经过再激活固定了激活工艺,吸气剂最终吸氢6.0 MPa.l仍没有饱和,证明了吸气剂的强大吸氢能力。至今复合泵已成功应用在4台被动型氢钟上。

　　关键词：氢原子钟;非蒸散型吸气剂;溅射离子泵;真空

　　由于研究和民防创业的短时间内壮大, 制造靠普高、克重轻、面积小的氢电子层钟完整为氢频标壮大的一定趋势英文。在制造与生产加工氢电子层钟的核心地区中,真空度达到体系大都按照的是非曲直蒸散型吸气剂(NEG)泵与单纯形型钛溅射亚铁阴离子泵(SIP) 相构建的措施来搞定全用亚铁阴离子泵带来的不平稳和克重重、面积大的间题。这款和好泵可不可以确保10 年上述的动用人类寿命, 已能够得到了因此氢钟制造者的相同认可的[1-3] 。 　　非蒸散型吸气剂不是种吸气量大、总重轻、比热容小、框架简略、洁净隔膜真空泵、无活跃机件、无机械振动、温度抽气、耐高温提高后不想要加电就能业务的吸气材料,对所以的生物废气十分是对H2 极其拉曼光谱有不小的过滤速率单位, 近来来已在面光源、一般再生颗粒免费加速器器、手机电子元器件、空间区域物理学等层面得见普遍应用软件[4-8] 。 　　经历过一段话期限的调研报告[9] , 确定适用纯钛制成的非蒸散型吸气剂和2 l/s 的似然函数型铁离子泵的结合泵用在济南天文台的唯一被动型氢氧分子钟上。

纯钛非蒸散型吸气剂吸氢实验

　　一场专为西安天文台处于被动型氢钟研制成功的塑料泵, 非蒸散型吸气剂用纯钛原料。为核实原料效果, 把0135 g 国产图片钛丝和美国的吸气剂土样均压接制作成510 mm @ 212 mm 的片状到专业技术贷款机构开展考试。3个土样是在相同一种考试设备上, 在不一样的促活状态下, 接下来又在不一样的水温及真空箱度区域下开展吸氢实验设计。土样在800e 的温度表高下促活后将水温减到恒温( 25 e ) , 并且用定压法( 事业压强217 @ 10- 4 Pa)考试吸气剂的吸氢效果, 得出的结杲见图1 和图2。

图1 吸气剂对H2 的带宽拟合曲线 　　从图1 和图2 中可以看到, 吸气剂的起止吸氢数率较大, 现在吸氢量的加大数率有所为回落, 50 min时大致实现维持。图1 和图2 中现示: 国内生产品牌吸气剂在不管在在吸氢数率还有在吸氢量的方面都强于美国同类型的相关材料, 极具较佳的吸氢性能指标。考虑到比照测评的美国的相关材料已是出色地APP软件在氢原子团团钟上, 可以预测未来, 把国内生产品牌纯钛吸气剂APP软件到国内生产品牌普攻型氢原子团团钟上也将作为很好的目的。

仿真实验系统

　　方便使主动型氢原子核钟的涡流设备能能维持30年之上的业务平均耐用度, 吸气剂必需大点于01153MPa#l/Year @ 10Year= 1153MPa#l 的吸氢能源源力( 主动型氢钟每一年用氢量01153 MPa#l[2]) 。本进行实验设计设备(图3) 用模拟仿真型式, 不但要查证吸气剂的吸氢能源源力和考试pp泵的极限点涡流, 更加阐明吸气剂的刺激启动生产工艺, 并能为就能直接种植到氢钟时使用攻破依据。把吸气剂制造成里面有孔的圆片, 进行实验设计中用了1kg 控制的吸气剂建材, 刺激启动模式为内热处理刺激启动。在吸气剂最上面、热处理丝处、吸气剂最左下角分辨码放热电偶及补偿导线, 平常考试刺激启动时吸气剂的温差。1 kg 的吸气剂和2 l/ s的小正铁阴阳阴阳阳离子泵分为pp泵设备, 小正铁阴阳阴阳阳离子泵的使用就能提升本底涡流度, 完成正铁阴阳阴阳阳离子泵工作电流还就能监听手机涡流问题。方便使小正铁阴阳阴阳阳离子泵的平均耐用度也在10 年之上, 要制止正铁阴阳阴阳阳离子泵吸氢, 在组装地位上需抉择相应。

结果讨论与应用实例

　　在充氢-吸氢实践中, 吸气剂共吸附的作用211 MPa#l的氡气, 很于处于被动型氢钟间断性事业的1317 年的用氢量( 211MPa#l/ 01153 MPa#l/Year= 1317Year) 。吸气剂吸附的作用211 MPa#l 的氡气后在和小化合物泵统一事业的时包覆泵可达标312 @ 10-5 Pa 的极限的蒸空, 化合物泵瞬时直流电量量在0130 LA。担心在氢钟事业的整个过程中化合物泵没有接触到到氢, 因此此情此景的化合物泵瞬时直流电量量就不错相信是氢钟通常事业的时的瞬时直流电量量, 一些人以经得知, 2 l/s 的化合物泵事业的在10- 5 Pa 的蒸空度下有过去了400000 h( 45年) 的使用期限[2] , 从瓦利安新公司的2 l/s 的化合物泵压强-瞬时直流电量量等值线( 图6) 上看, 小化合物泵处的真实度蒸空度不错达标10- 6 Pa, 因此化合物泵的使用期限会遥远达到20年。 　　到今天为止可算出理论依据: 选文发明的非蒸散型吸气剂泵和非常小型正阴阳铁离子泵的符合泵彻底可在沈阳天文台的处于压制型氢钟上持续运行中13 年上。从2008 年符合泵发明取得成功, 距今已用在4 台处于压制型氢钟上, 所有 旋转正常情况。在现实的采用中, 氢钟通氯气和不进去氯气时2 l/ s 正阴阳铁离子泵的感应瞬时电流就没有相关系数变, 般都运行中在0110 LA, 比模仿实验所室时的感应瞬时电流还小, 这时由现实的采用中把模仿实验所室时的橡胶材料良好的密封性圈所有 转变成五金良好的密封性圈, 减少了正阴阳铁离子泵的气载。 　　Abstract: A novel type of vacuum system was re-designed for the development of the passive hydrogen maser device,installed at Shanghai Astronomical Observatory.The newly-developed vacuum system consists of a non-evaporative getter(NEG) pump and a dedicated,miniaturized ion pump.At an ion current of 0.30 μA of the 2 l/s ion pump,the base pressure of the vacuum system reached 3.2×10-5 Pa after 2.1 MPa·l hydrogen was absorbed by the getter pump at room temperature.Besides,the new vacuum system is capable of working for over 13 years.After the reactivated getter pump absorbed over 6.0 MPa·l hydrogen,it could still absorb more hydrogen,indicating that its full absorption capacity was far from being reached.The new vacuum systems have been successfully operating for over three years in the four passive hydrogen maser devices with satisfactory results. 　　Keywords: Hydrogen maser,NEG,Sputtering ion pump,Vacuum

参考文献：
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