Vakuum i pridružena Vakuum i pridružena instrumentacijainstrumentacija

UvodUvod

Tlak – kvantitativni pokazatelj vakuumaTlak – kvantitativni pokazatelj vakuuma KlasifikacijaKlasifikacija

Pred vakuumski sustavi (niski vakuum) je Pred vakuumski sustavi (niski vakuum) je reda veličine 1reda veličine 1PaPa

Od 1 Od 1 PaPa do 10 do 10-2-2 PPa - srednji vakuuma - srednji vakuum Od 10Od 10-2-2 do 10 do 10-5-5 PaPa - visoki vakum - visoki vakum Od 10Od 10-6-6 PaPa i manje - područje ultravisokog i manje - područje ultravisokog

vakuumavakuuma

Opće karakteristikeOpće karakteristike

Različite kvalitete vakuuma Različite kvalitete vakuuma postižemo različitim uređajima postižemo različitim uređajima ustrojenim prema različitim fizikalnim ustrojenim prema različitim fizikalnim principimaprincipima

Postizanje vrlo visokih vakuuma --Postizanje vrlo visokih vakuuma --

u koracima, primjenom različitih u koracima, primjenom različitih fizikalnih principa i uređajafizikalnih principa i uređaja

Postizanje vakuuma – Postizanje vakuuma – uređajiuređaji

Mehanička rotacijska pumpaMehanička rotacijska pumpa Difuzijska pumpaDifuzijska pumpa Turbomolekularne pumpeTurbomolekularne pumpe Ionska pumpaIonska pumpa Kriogenske pumpeKriogenske pumpe Sublimacijske pumpeSublimacijske pumpe

Mehanička rotacijska pumpaMehanička rotacijska pumpa

Difuzijska pumpaDifuzijska pumpa

Turbomolekularne pumpeTurbomolekularne pumpe

Ionska pumpaIonska pumpa

Molekule plina se ioniziraju Molekule plina se ioniziraju elektronimaelektronima

Ioni se transportiraju električnim Ioni se transportiraju električnim poljempoljem

Pomoću magnetskog polja može se Pomoću magnetskog polja može se povećati putanja molekulapovećati putanja molekula

UkapljivanjeUkapljivanje

Kriogenske pumpeKriogenske pumpe

Pothlađivanjem materijala do niskih Pothlađivanjem materijala do niskih temperatura smanjuje se tlak temperatura smanjuje se tlak zasićenih para.zasićenih para.

Za nekondenzirane plinove smanjuju Za nekondenzirane plinove smanjuju se njihovi parcijalni tlakovise njihovi parcijalni tlakovi

Efekt pumpanjaEfekt pumpanja

Sublimacijske pumpeSublimacijske pumpe

Proces u kojem aktivne površine povlače Proces u kojem aktivne površine povlače molekule iz prostora vakuumamolekule iz prostora vakuuma

Korisno za dobivanje ultravisokog vakuumaKorisno za dobivanje ultravisokog vakuuma Npr. titanski izvor zagrijan do temperature Npr. titanski izvor zagrijan do temperature

sublimacije deponira aktivni film na okolne sublimacije deponira aktivni film na okolne površine koji veže molekule plina.površine koji veže molekule plina.

Uporabom sublimacijskih pumpi tlak se Uporabom sublimacijskih pumpi tlak se može smanjiti i za nekoliko radova veličinamože smanjiti i za nekoliko radova veličina

Mjerenje vakuumaMjerenje vakuuma

Bourdonova cijevBourdonova cijev Triodna cijevTriodna cijev Bayard-Alpertov vakuummetarBayard-Alpertov vakuummetar

Bourdonova cijevBourdonova cijev

Triodna cijevTriodna cijev

.. eli konst N P

Važi proporcionalnost sve do 10-6PaStruja mekog x-zračenja maskira efekt

Bayard-Alpertov Bayard-Alpertov vakuummetarvakuummetar

Važi linearna proporcionalnost sve do 10-10Pa

Vakuumski materijaliVakuumski materijali

Površine u vakuumu isplinjavajuPovršine u vakuumu isplinjavaju Dinamički tlak je ovisam o brzinama Dinamički tlak je ovisam o brzinama

isplinjavanja (isplinjavanja (vv´) i isisavanja (´) i isisavanja (v v ))

PPdindin = konst. v = konst. v´/ v´/ v v´ pak ovisi o:v´ pak ovisi o:

Tlaku para materijalaTlaku para materijala Oslobađanju plinova adsorbiranih na površiniOslobađanju plinova adsorbiranih na površini Difuziji plina kroz materijal (naročito aktivni Difuziji plina kroz materijal (naročito aktivni

vodik i helij)vodik i helij)

srednji vakuumsrednji vakuum visoki i visoki i ultravisoki ultravisoki vakuumvakuum

osnovni dijeloviosnovni dijelovi Aluminij, Aluminij,

vučena mjedvučena mjednehrđajući čeliknehrđajući čelik

prozirne prozirne komponentekomponente

staklostaklo Pyrex Pyrex (Corning code 7740)(Corning code 7740)

aluminijsko aluminijsko staklostaklo(Corning code 1720)(Corning code 1720)

brtvebrtve guma, neoprenguma, neopren metal na metalmetal na metal

Materijali usklađeni s Materijali usklađeni s kvalitetom vakuumakvalitetom vakuuma

BrtvljenjeBrtvljenje

Brtvljenje metalomBrtvljenje metalom

Maseni spektrometar Maseni spektrometar (upotreba u dijagnostici)(upotreba u dijagnostici)

Gibanje nabijene Gibanje nabijene čestice u čestice u elektromagnetskom elektromagnetskom poljupolju

Problem korekcije Problem korekcije zbog disipacije snopa zbog disipacije snopa uvjetovane uvjetovane nejednolikom nejednolikom raspodjele po impulsu raspodjele po impulsu (brzini) čestica(brzini) čestica

2

2

e

m

mvqE

r

mvqvB

r

Parcijalne disperzijeParcijalne disperzije

1 2

1 1m

m

e m

e

e m

e

d

dv dvd

dm dm

Totalna disperzijaTotalna disperzija

Zgodnim odabirom električnog i Zgodnim odabirom električnog i magnetskog polja disperzija (ionskog) magnetskog polja disperzija (ionskog) snopa po brzini može se anuliratisnopa po brzini može se anulirati

e md d d

dv dv dv

““Leak detection”Leak detection”

Sprega spektrometra i vakuumskog Sprega spektrometra i vakuumskog sustavasustava

Detekcija helija u ispumpnom kanaluDetekcija helija u ispumpnom kanalu