为提高上海天文台的主动型氢原子钟真空维持系统———240 L/s 钛溅射离子泵3~4 年就可能出现的可靠性问题，研制了非蒸散型吸气剂泵和2 L/s 小离子泵组成的复合泵。描述了复合泵的实验过程，吸气剂在450℃激活，在室温下吸收6.3 MPa·L 的氢气后仍可达到5.9×10^{- 5} Pa 的真空度，2 L/s 的离子泵电流工作在0.7 μA，证明了复合泵可以维持主动型氢钟10 年以上的正常工作。

　　事件声音声音速度是当下工具性量里能法测的极为精密五金和精确性的量，如此在记量学上种把大多数的工具性量都利用一定程度的的联系转变成成事件或声音声音速度的量来通过精确測量的市场趋势。氢原子结构核钟是在实际效果软件应用中除微妙精确測量事件接连本身极为动态平衡的事件声音声音速度标准规范，深圳天文台研制成功生产的的活跃型氢原子结构核钟在国内遵守规则、BD 凯立德导航地图、探月工业、长波凯立德导航地图等特大安全事故生物学实践和民防责任中达成了极为重要意义。

　　氢原子钟是利用氢原子的两个超精细磁能级F=1, mF=0圯F=0, mF=0 之间的跃迁来工作的时频基准，其物理部分主要包括氢原子束源、态选择磁铁、储存泡、谐振腔以及C 场线圈和磁屏等部件(图1)。其中原子束源、态选择磁铁以及储存泡、谐振腔位于10^{- 4} Pa 的高真空室内。

　　一设定顺畅的氢氧原子核结构频标能否突然障联续行驶10 年， 但是现在广州天文台研制开发的SOHM- 4 型氢钟的负压恢复控制部件是钛溅射亚铁阴离子泵，这类泵配有很累的强力磁铁，容积大、净重重、对有机的蒸汽发生器污染受到破坏明感。长久的程序进行后在阴平行板电容器溅射的钛屑会造成明显的打火以及出现短路迹象，受到破坏了脉泽的负压体统化，产生氢钟崩溃没有联续岗位，在广州天文台出产的上千台自觉型氢钟上，相应造成间题的是危害氢钟长久的程序进行的重中之重，氢钟在客方的在使用的3~4 年已经坏点重新换成新的抽气摸块，给持续性的在使用的和每天运营维护创造遭受找麻烦。与此同时，现在氢钟的在使用的的240 L/s 亚铁阴离子泵净重在50 kg 上下，而挽回泵能否容易做起10 kg 左右。现如今，麦田测量方法、射电天文、通讯卫星导航体统、氧原子核结构时标准的做到等都需用很多的氢氧原子核结构钟，解决办法氢脉泽负压体统化的不不稳定性间题刻不容缓。

　　在研制与生产氢原子钟的主要国家中，真空维持系统普遍采用的是非蒸散型吸气剂泵与极小型钛溅射离子泵组成的复合泵。非蒸散型吸气剂是一种吸气量大、重量轻、体积小、结构简单、清洁无油^[1]、高温激活后不需要通电就能工作的吸气材料，对所有的活性气体特别是对H₂ 极其同位素有很大的泵吸速度。把非蒸散型吸气剂泵与小型离子泵组成复合泵系统，吸气剂吸收氢钟工作过程中使用的氢气，小离子泵一方面可以吸收杂散气体，提高真空度，另一方面通过离子泵的工作电流可以监控真空状况。

　　本段将讲述可的支持国内生产的氢共价键钟真空体软件工作中10 年的分手后复合泵的研究历程。 1、实践体统的型式 　　本调查平台的所用模型制作构造(图2)。硬质和金非蒸散型吸气剂生产加工成长期椭圆形的团状并环绕着园柱形进口真空室竖直排布，平台的中放入1.2 kg 硬质和金材质，刺激具体方法运用内升温刺激，并接的2组升温丝竖直围绕在吸气剂片的正上方和正上方，在吸气剂好莱坞大片心码放铂热电阻，时用估测刺激湿度;铁阳铁阳离子泵所用国外VARIAN 平台的2 L/s 的小铁阳铁阳离子泵，以便增加期，应规避铁阳铁阳离子泵吸氢，于是铁阳铁阳离子泵的安装使用要采用恰到好处的地方。

　　实验系统中还包括高纯氢源、已知容积为3 L的容器、压力表、真空规管、分子泵组、复合真空计等组件。

2、实验性阶段 2.1、吸气剂的更改密码

　　合金吸气剂在生产过程中在其表面形成了一层钝化层，防止了与活性气体分子发生作用。因此在使用前必须通过加热的方式进行激活来消除钝化层、获得新鲜表面，以达到恢复抽气的目的。激活要在好于10^{- 2} Pa 的真空环境下进行，以免在加热激活的过程中活性气体与新鲜的吸气剂表面发生作用，形成新的钝化层，激活温度一般为450℃，保温时间为45 min 左右。吸气剂通过同一个可调电源对上下两组加热丝加电进行激活，在激活前首先要用分子泵机组对系统进行预抽真空，由于激活时真空越好激活的效果越好，因此为获得较好的初始真空度，可以对复合泵系统缠绕玻璃丝加热带来进行150℃左右的烘烤，边烘烤边抽真空，最后复合泵可获得10^{- 4} Pa 的真空度。

　　符合好的原始负压后就可不就可以取消包覆泵的烘烤，对吸气剂实施成功修改密码。为应对成功修改密码进程中负压太差，电采暖器丝的额定电流值确认可变交流电源缓缓扩增。包覆泵内的负压度、吸气剂的平均溫度各分为确认包覆负压计和电偶自动测量。成功修改密码进程中电采暖器瓦数和吸气剂的平均溫度的相关如下图3 已知，吸气剂平均溫度和包覆泵内负压度相关见图4，图4 中可不就可以看出来吸气剂在360℃~450℃时放气更多，故而当吸气剂去往这一个平均溫度空间时要减慢电采暖器丝额定电流值的加大高速度。

　　激活完成后慢慢降温，真空渐渐变好，吸气剂开始工作。在复合泵真空度到达3.0×10^-4 Pa时关掉超高阀2，断开分子泵连接，给2 L/s 小离子泵加高压。可以观测到，小离子泵加高压后复合泵内真空迅速变好，最后到达4.7×10^-5 Pa 的极限真空度， 小离子泵工作电流0.5 μA。从VARIAN 公司提供的2 L/s 离子泵电流—真空度图上可以看出(图5)，小离子泵处的真空可以达到4.5×10^-6 Pa。

2.2 吸气剂吸氢 　　氢电子层钟运行的时应要源源反复不断的通入少量氡气最为运行的媒介，什么就没有被离解的氢氧氧分子、被选态磁石偏转的低能级氢电子层、在谐振腔中跃迁后逸出的氢电子层、真空环境组件发出的杂散空气就要被有效来排除以达到氢脉泽安稳、反复的长时行驶。在黏结泵中，氢电子层、氢氧氧分子也都是被吸气剂在温度下代谢的。

　　为了在短时间内测试出复合泵的吸氢能力，利用图2 的仿真结构，采用定容法让氢钟正常工作10 年的用氢量在短时间内被吸气剂吸收，并测试吸氢后复合泵的极限真空。测试方法为：打开针阀1 ，让高纯氢进入3 L 容器( 容器内已预抽到10-4 Pa 的真空度)，通过压力表测试容器内的氢压，关掉针阀1 ，打开针阀2，高纯氢进入复合泵被吸气剂吸收，吸氢结束关掉针阀2 ，则3 L 容器前后压力表差值×3 L 即为这一次的吸氢量。如此反复多次， 直到吸气剂吸收了足够氢钟工作10 年的用氢量， 打开小离子泵高压(吸氢过程中离子泵不工作)，测试复合泵真空状况和离子泵电流。

　　实验中共向复合泵充氢6.3 MPa·L，实验后复合泵的极限真空度为5 . 9×10^-5 Pa ， 小离子泵工作电流0.7 μA。吸气剂充氢—吸氢曲线见图6。

3、的结果计划方案 　　研制开发pp泵是以便更改现如今国产系列自主型氢原子结构钟的涡流体统只分为大正离子泵3~4 年就需要出机械故障的干扰，使氢钟涡流体统可有10 年以上的的保修期。

　　在充氢—吸氢实验中，吸气剂共吸收6.3MPa·L的氢气，相当于主动型氢钟连续工作12 年的用氢量。吸气剂吸收6.3 MPa·L 的氢气后复合泵可维持5.9×10^-5 Pa 的极限真空，离子泵电流在0.7 μA。因为在氢钟工作过程中离子泵不会吸收到氢，所以此时的离子泵电流就可以认为是氢钟正常工作时的电流，有人已经证实，2 L/s 的离子泵工作在10^-5 Pa 的真空度下有长达400000 h(45年) 的寿命^[2]，从瓦利安公司的2 L/s 的离子泵压强—电流曲线(图5)上看，小离子泵处的真实真空度可以达到6×10^-6 Pa，所以离子泵的寿命会远远超过10 年。

　　从此就能能给出答案：我们大家成功研制的非蒸散型吸气剂泵和较小型铁离子泵的分手后复合材料泵非常就能能在昆明天文台的自主型氢钟上重复工做10 年上述。近些年哪一分手后复合材料泵都会软件到我台的自主型氢原子结构钟上，以进三步提生其工做准确性，同一时间也是能能很大的范围的急剧减小体积大概和容量。就能能估计，德国进口手机用户将用上更加的维持准确和轻便的时频基本准则。 借鉴论文毕业论文

　　[1] 王晓冬, 巴德纯, 等. 真空技术[M]，北京：冶金工业出版社，2006：216.
　　[2] Fabien D, Pierre M, Marco B et al . The on-Board galileo clocks: rubidium standard and passive hydrogen maser-current status and performance [A]. Proceedings of the 2005 IEEE International Frequency Control Symposium and Exposition[C]. 2005：26-32.