本研究是给大尺度团簇与微团簇交叉碰撞实验提供一套性能稳定、真空度高的差分抽气系统。介绍了差分抽气系统的整体结构、真空泵以及真空测量与自动记录系统的性能。实验测试了差分抽气系统达到稳定真空的时间等参量，分析了第二级差分抽气区真空值异动的原因。用脉冲喷射的实验方法，测试了差分抽气系统工作性能及指标，并对装置可以改进的方面做了一些探讨。

　　大尺度团簇与微团簇交叉碰撞实验是实现起来难度非常高的实验。该实验采用超声喷射的方法，将几十个大气压的液态Ar 由磁控喷嘴喷出，在靶室中心形成Ar 团簇靶。团簇靶与加速到MeV 的微团簇发生交叉碰撞，由静电分析仪对交叉碰撞产物进行分析，可以探究微团簇粒子的结构及相关性质。实验用脉冲喷射方法在靶室中产生大尺度团簇，导致靶室真空度瞬间剧烈变化，然而粒子加速器以及静电分析仪器等设备，都是对真空度变化敏感且昂贵的实验设备。为了保护这些设备不被损坏，需要一套差分抽气系统，既能够控制靶室真空变化在适当范围内，又能迅速恢复到稳定真空，使脉冲实验可以连续进行。一般的差分真空系统的作用，是为实现一定距离内的真空过渡。例如兰州重离子加速器装置的SFC 真空系统，是为了实现从100 Pa 到10^-7 Pa 的真空过渡。又如中国科学技术大学光谱辐射标准及计量测试光束线实验站上使用的，在0.6 m 段达到四个量级的真空差分而设计的差分系统。本套差分系统主要作用在于迅速抽出交叉碰撞后的剩余团簇以及碰撞碎片，降低靶室在脉冲过程中的真空变化的剧烈程度。

1、三类差分抽气模式的规划与搭配

　　根据实验需要设计装配完成的一套三级差分抽气系统(如图1)，从团簇源到差分抽气系统的末端(第三级差分区)，系统长度为3.2 m。全部结构采用不锈钢制造，组装前经过清洗、加热方法对金属进行除气处理。所有差分法兰内半径、管道内半径均为60 mm。为了实时掌握靶室、团簇源区域以及差分系统的第一、第二两个差分区域的真空状况，我们在上述四个区域安装有ZDF型复合真空计。

图1 三级分销差分系统软件图示图

　　本实验靶室的真空度要求达到10^-2 Pa~10^-4 Pa之间，因此靶室的主抽气泵选择涡轮分子泵，极限真空为10^-4 Pa;与靶室相邻的第一级差分抽气区域和团簇源区域的主泵，也选择相同型号的涡轮分子泵。第二级差分抽气区域选择油扩散泵作为主泵，此区域作为真空过渡区。交叉碰撞后的剩余团簇以及碰撞碎片会大量集中在第三级差分抽气区，因此选择抽速快的罗茨泵，才能及时抽出这些碰撞产物。所有主真空泵的前级泵，采用同一型号的旋片式机械泵。

表1 差分抽气模式结构类型及真空度在线测量点

表2 真空系统泵的效能的指标

2、负压室计甚至负压室预估模式的功能

　　本实验采用的真空计是基于触摸屏和Cortex3 内核处理器的新型真空计，具有响应速度快、抗污染能力强、稳定性好，操作方便等优点。由于采用皮拉尼管，所以测量范围广，可以从10^-5 Pa 到10⁵ Pa，在真空度小于10^-2 Pa 的条件下，真空计测量精度误差小于30%。另在技术扩展下，该真空计可以任意组合测量点数，最多可以支持99 点测量，并且可以进行远程监控。利用这个特点，我们对该产品进行技术扩展，新增了一套真空测量数据记录系统。该套系统是由四个真空计串联一台终端电脑和一个专用测量软件组成。电脑上的测量软件运行后，测量界面显示四个测量区域的真空数值，还可以选择以一个折线图(如图2)的形式，显示每个测量点真空值随时间的变化情况。测量软件读取数据的频率是10 Hz，从第一个测量点到第四个点，所需时间仅有0.4 s 的时差，各点之间的测量时延小于1 是可以接受。

3、检测在线测量最终及分折

图2 衡量软件系统凸显表层(涡流度飙升第一阶段)

　　关闭靶室与团簇源区域之间蝶阀，使两者不连通，团簇源区域真空度保持在低真空度(只开机械泵不开分子泵)。关闭三级差分各区域之间蝶阀，使各区域不联通，开启系统各区域机械泵，各区域真空度均达到10^-1 Pa 后，打开各区对应的主抽气泵，打开各区域之间的蝶阀，等待三级差分各部分真空度都达到稳定状态。界面上显示的四条曲线末端有30，31，32，33标明相应测量区域。

　　差分系统性和靶室赶到不稳抽真空箱泵时，展开摸拟放气科学实验英文，如图是3，在6 分27.6 秒时候内，共展开了8 次摸拟电脉冲信号放气科学实验英文。截留的一经典电脉冲信号时间段工业制硝酸作靶室抽真空箱泵数据图图4、第二差区分抽真空箱泵数据图图5:

图3 在线测量机系统表现界面显示(模似脉宽放气关键期)

图4 这个脉冲激光周期性靶室的负压变换线条 图5 一两个单脉冲寿命首差划分的真空系统变换弧度 　　从图4、图5 行分辨出:

　　1)整个差分系统真空稳定后，靶室以及第一差分抽气区的真空度接近10^-3 Pa，达到了很高的真空度，满足交叉碰撞实验要求的真空条件;

　　2)在一个完整的脉冲周期内靶室真空变化范围始终在10^-1 Pa~10^-3 Pa 之间，真空度剧变期时间仅为8 s，保证了粒子加速器和静电分析仪的安全;

　　3)从图4 上就可以计算出1个智能日期间隔的日期仅为40 s 时间间隔。多次智能发射式来完成后，靶室的进口真空能在40 s 时间间隔的日期内恢愎到安全稳定的情形，来做下多次智能发射式试验，符合了联续来做智能试验的规定要求。 4、本实验设计配置的问题与提高工作效率解析 　　1)如下图所示6，科学试验步骤中察觉第五级差分抽气地区进口真空值运动挺大。

图6 最后级差系统分区域真空度异动态表情包 　　从图6 了解而定:

　　1) 第二级差分区(扩散泵区域)真空度低于10^-2 Pa 时，其真空没有明显波动，而当真空度上升到10^-2 Pa 某一值时，该区域真空曲线明显波动。

　　2) 只关停罗茨泵进行相连负压控制系统的的阀门，表明第五步级负压城市的负压值变换很大，然而降低很大减低;只关停传播泵进行相连负压控制系统的的阀门，表明第五步级负压城市的负压值快速发展降低，一起降低看不倒了。 　　因罗茨泵抽速比外蔓延转移泵快，于是三级差区别域的重力作用室泵增长比二是级区城环境中要快。可，外蔓延转移泵的稳固性重力作用室泵比罗茨泵高，当罗茨泵的稳固性重力作用室泵做到后，外蔓延转移泵区城环境中重力作用室泵继读增长，末尾已经超过罗茨泵区城环境中。二是差区别重力作用室泵变化因素是罗茨泵区城环境中超凡法重力作用室泵高出外蔓延转移泵，这样将罗茨泵调换成抽气时速快、超凡法重力作用室泵高的取代泵，重力作用室泵变化的故障就能能改善。 5、结果 　　该套三阶段差分抽气进行实验所操作配置，测量结杲既能提高靶室一部分高的重力作用要，又够在一些电电脉冲喷射式后的多日间内回到靶室的安稳重力作用，做到了连继进行电电脉冲进行实验所操作的要。即便是2.级差装置盘重力作用有翻滚想象，是对首个级差装置盘域及及靶室的重力作用未很明显干挠。该三阶段差分抽气装置做到较大大团簇与微团簇相互结合进行实验所操作的要。