多功能真空校准装置的设计组成

2017-06-12 彭光东 上海卫星装备研究所

  为满足航天器热试验常用真空计及标准漏孔的校准需要,研制了多功能真空校准装置。多功能真空校准装置可用于进行热偶真空计、压阻规、电容薄膜真空规、潘宁规、热阴极电离规等真空测量传感器的校准,同时也可以用于渗透型真空漏孔的校准。

1、裝置慨述   多能力进口机械泵环境标定器主要的由高进口机械泵环境标定室、低进口机械泵环境标定室/ 稳压室、进口机械泵环境抽气设计、漏孔标定设计、电力工程控制及信息采集程序设计组合成。设计道理就像文中1 随时。

多功能真空校准装置的设计组成

图1 真空体较准部件作用图 2、高真空度进行校正室   高负压进行校正室为双球负压室空间结构特征,分长江上游室和上中游室三大要素,空间结构特征参加图2 如图是。

多功能真空校准装置的设计组成

图2 校对室组成部分提示图

  其中上、下游室采用内径Ф350mm 的球体作为真空腔体。真空室内表面进行机械抛光和化学抛光处理,并进行超声波清洗。上游室及下游室的赤道上各设计有5 个DN40CF 法兰接口,用来接被校规、标准规和四极质谱计等。其中法兰接口的任意两个法兰通过球心直线互不相对,错开一定的角度,以避免在校准时被校规之间相互影响。

  四极质谱计采用MKS的产品,可通过对不同气体离子流的测量来比对真空计的读数。标准规采用Brooks 的GP370 电离规,可很好的满足校准工作要求。监测规采用成都国光生产的B-A 规,测量范围10-2~10-8 Pa,起到监测作用,用于判断系统工作的状态,并为四极质谱计的开启提供参考判据。校准室的所有接口采用金属密封接口。在下游室底部装有CF160 法兰与主分子泵连接。

3、低负压效准稳压室

  在该设备中,低真空校准稳压室既可以用来对低真空规进行校准,也可以用于高真空规与漏孔校准时作为稳压室。低真空校准室为单球真空室结构,采用内径Ф250mm 的球体, 体积约8.2L,内表面抛光处理,外表面喷砂喷丸钝化处理。校准室的赤道线上留有DN40 CF、8VCR 等接口,分别用于连接电容薄膜规、被校规、监测规等真空规。

  规管接口法兰的任意两个接口通过球心直线互不相对。校准稳压室的顶部进气处装有散流孔板,使得通入的气体能均匀的散布到稳压校准室,缩短气体压力平衡时间。稳压校准室的监测规采用成都国光生产的复合真空计,测量范围105~10-6 Pa。稳压室的顶部装有进气管,底部留有分子泵接口。稳压室的进气控制阀选用微调针阀。

4、真空度抽气体统

  真空抽气系统分为高真空校准室抽气系统和低真空校准稳压室抽气系统。其中高真空校准室抽气系统采用分子泵串联设计,确保在真空室经过内表面洁净处理状态下,获得较高的极限真空度。主泵采用Leybold 的T600 C,CF160 接口,T600C 分子泵极限真空度可达1×10-8 Pa。前级分子泵采用Leybold 的SL80 分子泵。

  前级机械泵采用安捷伦的TriScroll600 干泵。校准稳压室抽气系统主泵采用SL80 分子泵,CF63 接口,前级泵采用Leybold 的SC5D 干泵。同时为提高低真空校准稳压室的频繁放空、抽真空操作效率,设计了旁抽管路,真空室放空后可由干泵先抽真空,压力达到分子泵工作压力以后再由分子泵抽真空,这种操作方式可减少分子泵的起停频率,延长分子泵的寿命。

5、漏孔调校系统性

  为了校准装置的多用途性,增加了波纹管截止阀和标准漏孔等设备,结合四极质谱计,实现了渗透型漏孔的校准功能。为校准操作的便利,设计了阀门V18 用于标准漏孔两侧的导通,可以迅速平衡漏孔两侧的压力。漏孔为4 种不同孔径组成的一套标准漏孔,通过更换相应的漏孔,系统可实现(5×10-5~5×10-9 )Pa·m3/s 的漏孔校准。

  系统软件设计离氮气吹扫职能,借助人工操作充氮阀,对调校空间内完成氦气吹扫,可降低本底氦气对调校的结果的印象。 6、烘烤系统化   方便赚取较高的上限抽真空室度,提高了进行校正正确度,需对进行校正室进行气温烘烤,以削减内壁的热气和另一个残存有毒气体含量。烘烤模式一般由抽真空室室烘烤套、重新摄氏度控制器仪模式主成。烘烤套由镍镉升温丝和波璃纤维素绝缘带层共同参与缝纫而成,易于折卸。升温丝竖直划分在升温套内,保证 进行校正恒摄氏度竖直。重新摄氏度控制器仪模式来装置及改善升温套的烘烤摄氏度,进行校正室的上限烘烤摄氏度为200℃。 7、在测量和管理体统   管理工具使用PLC 当做低层管理履行工具,上位把控和实践参数办理使用使用工业操纵机器机运用组态工具来推动组排互动。管理手段使用人工手动开启机组和安全管理互锁相运用的方案。上位把控模快注意使用研华的工业操纵机器机和利用工具形成。能够使用工具推动管理功效和参数办理,具有着管理和显现四种功效,是运作员实施机器管理与档案资料剖析的渠道。PLC 参数与上位参数库的参数实施调换,内部设置有随意调节器,可按需的精力隔断随意调节较长精力的耐压参数。   定制游戏具备微信关联装置的硬游戏两级互锁的作用模块,可防止有错误开展方法方法促使的装置损伤,实时路况实时监测负压定制游戏的负荷状况,谈谈不可以取消的泵、阀、计等强烈装置改变薄厚的两级庇护。管理定制游戏定制有为准的报警装置的作用模块,可在外面装置有出现问题,或者是装置正常运行前提条件出现变动时寄予看不出的建议,更方便开展方法方法员工参与办理。假如开展方法方法员工在法律法规的时间间隔内未某些,定制游戏可只能根据配置文件出现问题办理子程序定时对出现问题参与健康安全办理。下位管理定制游戏选购西门子系统性的可编写程序管理器为管理单元测试,氧化硅某些的电力电气pcb板组成,下位管理定制游戏涉及效正室烘烤定时恒温的作用模块,以温度表为管理男朋友,确认可以把握硅、铂功率电阻、分批多功能仪表等配置文件,改变前馈管理流程。 8、效正室相关材料及办理   较准室各类地埋管素材重要用于SUS304 和316L,优越的不锈钢装饰管吗素材在进口蒸空要求下本底放气率较低,能得到 最合适的进口蒸空度。重要用于高进口蒸空自熔氩弧焊进行补焊方法,较准室在补焊方法发展行去油洗,避开油迹应响补焊方法的产品品质,可以确保安全较准室的补焊方法准确性,避开对接焊口处的渗漏。重要对接焊口重要用于内焊的构成,减轻了外层的放气面積,益于增进软件的極限进口蒸空度。

  所有零部件焊接后采用氦质谱检漏仪进行检漏,每道真空焊缝都进行喷氦检漏处理,要求漏率≤1×10-10 Pa·m3/s。作为一个漏孔校准相关测试平台,氦气残留污染是系统设计过程中需用关注的要点,在真空极限和本底较高的情况下,大分子材料吸附的氦气会缓慢释放到真空室内,造成真空度和氦气本底持续偏高。为解决这个问题我们采取真空腔室为全金属密封结构,真空室内尽量避免塑料、橡胶等材料的存在;同时系统留有一路氮气吹扫管路,减少氦气残留。