sunist 运行手册真空系统 2003 年 3 月 sunist 实验室清华大学工程物理系

SUNIST 运行手册

真空系统

2003 年 3 月

SUNIST 实验室

清华大学工程物理系

SUNIST 真空SUNIST 真空

真空系统运行手册

SUNIST 的真空系统

获得

充气

检漏

壁处理


真空系统

SUNIST 真空系统框图


真空系统

SUNIST 真空系统

真空获得系统（ P ）由 1200 升 / 秒涡轮分子泵作为真空室抽气的主泵， 200 升 / 秒溅射离子泵做真空室的维持泵。为了增强抽气系统使用的机动性，在主、维持泵系统分装了旁通阀泵。可在不影响真空室真空的情况下，为外接系统提供低、高真空抽气的接口。

主泵（ TMP ）— 涡轮分子泵、前级泵（ RP ）— 旋片泵、维持泵 — 溅射离子泵（ SIP ）

主阀 — CF200 插扳阀（ VP01 ）、维持阀 — CF150 插扳阀（ VP05 ）、前级阀 — 蝶阀（ VP02 ）、主泵旁通阀 — CF35 角阀（ VP03 ）、维持泵旁通阀 — KF40 角阀（ VP04 ）

真空测量系统（ M ）包括真空室总压、分压测量、真空室检漏。采用的电离规与电阻规、热偶规量程分为 10-5 — 100 、 10-1 — 105 Pa ，电容规量程 10-3 — 10 Pa 。真空测量规管与充气用的压电阀一起装在主、维持泵抽气管道的四只四通歧管上，歧管通过金属垫圈密封法兰连在抽气管两侧。有的歧管上还装有氟胶圈密封角阀，用以确保无论在更换规管等元件时、还是重新接入真空室，真空状态均不受影响。

真空规管（ G ）— 主泵侧：电离规（ G05 ）、电阻规（ G04 ）、四极质谱探头（ RGA ）

维持泵侧电离规（ G01 ）、热偶规（ G02 ）、电容规（ G03 ）

阀门（ V ）— 主泵侧南（ VM02 ）、北歧管（ VM01 ）角阀，南（ VM04 ）、北（ VM03 ）歧管旁通角阀，维持泵侧歧管阀（ VM05 ）、（ VG01 ）

仪器 — 自动压强控制器（ APC ）、复合真空计、电容规测量单元、四极质谱检漏仪（ LD ）


真空系统

真空充气系统（ G ）工作气体由超纯氢发生器提供，清洗用的高纯氮、氦用钢瓶，现场膜沉积使用小中压气瓶提供。每条充气线 : 包括气源阀门、缓冲气罐、气瓶抽气歧管阀门、压电充气阀。

阀门 — 系统抽气阀（ VG11 ），气源阀（ VG8 ）、（ VG09 ）、（ VG10 ），缓冲罐抽气阀（ V G0

5 ）、（ VG06 ）、（ VG07 ），压电阀（ VG02 ）、（ VG03 ）、（ VG04 ）

超纯氢发生器（ SPH ）钢瓶（ B1 ）、（ B2 ）、缓冲气罐（ T1 ）、（ T2 ）、（ T3 ），缓冲气罐负压表（ M1 ）、（ M2 ）、（ M3 ），脉冲充气电源

充气控制 — 手动和真空室压力反馈控制（ APC 各一路）、手动或脉冲充气电源（两路）

壁处理系统包括烘烤、辉光放电和硅化膜现场沉积。

烘烤 — 使用居里点 160OC 的正温度系数陶瓷电阻（ PTC ）作加热元件，用高温导电环氧胶把 PTC 元件粘接在真空室外表面。 PTC 元件另一面粘一铜电极，供电电压 110V 。每半真空室分？路供电，，每路并联？支 PTC 元件。每路 PTC 元件安装一启动按纽，以使每路 PTC 元件的最大电流状态分开出现。用保温被覆盖整个真空室表面。

辉光放电 — 每半真空室安装一电极作辉光放电清洗的阳极，阴极室真空室。最高阳极电压为 1000 V ，每路电流不大于 500 mA 。

膜沉积 — 在氦气辉光放电时，掺入硅烷，实现在真空室壁上沉积硅化薄膜。


真空系统

真空系统的运行原则

SUNIST 真空室超高真空状态的维持，使用合适的壁处理手段进一步调控真空室壁的特性，

是进行有意义的等离子体实验的必要条件。达到以上目的必需遵循的运行原则包括：

真空室的压力和状态的高水平维持是运行操作中的最高原则

关键的设备、元件不能受到任何操作动作的伤害

在进行任何操作动作前，必需要考虑好操作动作的程序和每一不程序所可能关联的对系统状

态的影响

在开关与真空室有可能发生关联的阀门时，必需首先检查有关阀门的位置、系统不同部位所

处的压力。在确认不可能发生影响真空室真空状态的后果后，在实施操作动作。


系统运行

真空获得

启动主泵（涡轮分子泵 — TMP ）

从大气或高真空室残压状态启动 TMP

例行检查检查冷却水量、真空室主要阀门位置（见附表）记录真空室压力（ G04 ＞ 100 Pa ）进入待命状态开前级泵（ RP ）电源开前级阀（ VP02 ）根据需要开启需预抽系统的阀门启动开启主泵（ TMP ）电源、冷却循环水开主阀（ VP01 ）开主阀（ VP01 ）待真空室压力（ G05 ）低于 100 Pa 按分子泵电源上的“启动”按纽待分子泵转速正常后关预抽系统阀门运行待真空室压力（ G05 ）低于 2×10-4 Pa 进入运行状态并按当天任务运行

从真空室维持或低真空状态启动 TMP

例行检查检查冷却水量、真空室主要阀门位置（见附表）记录真空室压力（ G04 ＜ 100Pa ）进入待命状态开启冷却循环水、前级泵（ RP ）、分子泵（ TMP ）电源开前级阀（ VP02 ）根据需要开启需预抽系统的阀门启动按分子泵电源上的“启动”按纽待分子泵转速正常后关预抽系统阀门开主阀（ VP01 ）运行待真空室压力（ G05 ）低于 2×10-4 Pa 进入运行状态并按当天任务运行

停止 TMP 运行关 VP01 按电源上“停止”钮关 VP02 关前级泵 RP 电源 TMP转速为零后停电关水


系统运行

充气

SUNIST 真空室的充气

排空充气系统

关 VP01 停分子泵连 VP03 、 VG11 开 VP02 、 VP03 、 VG11 、 VG5 （ VG6 、 VG7 ）、VG8 （ VG9 、 VG10 ） 10 分钟后启动分子泵 20 分钟后按开的反顺序关上述阀门

辉光放电清洗（氢或氦）

脉冲充气连接计算机接口与使用的压电阀电源、测量规管（ G03 ）。固定脉冲启动时间，调脉宽或脉冲电源，达到预定的充气气压

连续充气根据需要连接压电阀到自动压强控制器（ APC ）的手动或自动（反馈），调节预置气压或手调驱动电压至需要水平

硅膜沉积

降低主泵抽速、关闭除电容规（ G03 ）外的测量规管；反馈充氦稳定维持辉光放电，测量压电阀反馈电压；手动调节充入硅烷，从反馈电压降低上找到充硅烷与充氦比例符合要求的位置；注意保持辉光放电的稳定；至要求时间，停充硅烷，停止氦辉光放电；进行预定时间的氢辉光放电

氦放电按连续充气充入氦

氢放电按脉冲充气充入氢

真空室氮冲洗检查阀门位置检查泵运行状态关闭电离规连 VM04 、 VG11 开 VGVP 开高纯氮减压阀开 VP 开始充气


系统运行

检漏

系统检漏

准备检漏仪

连接 VM7 、 VM4 、 VP3 关 VM6 、 VM7 、 VM4 启动检漏仪至待命状态

按真空获得“启动主泵”排空真空室

在“进入待命状态”时，开 VP02后开 VP03 、 VM7 按启动主泵程序运行至主泵启动完成

启动检漏程序

按检漏仪上的启动按钮开 VM06 并注意检漏仪指示的变化开 VM04 并注意 G05读数变化

检漏

关闭检漏仪

严格按照上一步的逆过程操作特别注意一定要在 VM6关后才能按检漏仪的停止钮

检漏仪的停止钮状态是在 VM06 前暴露大气！


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