低溫泵真空系統操作注意事項

2022/08/25

（1）在低溫泵系統中，有時為了減少表面出氣，需要對工作室壁用液氮冷卻。但此時，在解釋電離規讀數時就應注意。即使室壁不冷卻，規在低溫系統內的位置很重要，特別是否直接對著泵。由于電離規測量的是氣體密度而不是壓強，若規內氣體溫度為T1，而系統內溫度為T2，則電離規壓強讀數是Pi＝P（T1/T2）1/2，這里P 是系統內的壓力。

　　（2） 烘烤低溫泵真空系統時應特別注意，由于低溫泵怕熱輻射，當系統烘烤到450℃時，可能導致泵的溫度升高到超過工作范圍，此時可以在泵和系統之間插入水冷擋板作為熱輻射屏蔽，但這會嚴重地減小抽速。可以把擋板制成烘烤時旋轉到屏蔽位置，結束后旋轉回去的類似于蝶閥的結構。檔板在屏蔽位置時，系統的抽速減小了75％。

　　（3）在抽氣系統操作時，系統的操作者應確保在工作過程中低溫泵的熱載荷不超過額定指標，尤其應特別注意泵第一級吸附板上的熱載荷大小。為了確保低溫泵的熱載荷不超過指標（尤其是第一級上的熱負載），應采用某種形式的障板來減少射到第一級上的輻射用量。除了真空室壁附近300 K 的輻射外，第一級還接受來自諸如鍍膜室、加熱燈絲或濺射放電等熱輻射源。在許多過程中熱載荷可高達100 到150 W，此時就容易超過功率為35 到40 W 的膨脹機的容量。因而需要加某種形式的障板來減少射到第一級上的輻射通量。最簡單的辦法是用反射的非冷卻障板。如果還不夠的話，則需要采用帶冷卻的人字形障板。這種障板可以用水冷卻也可以用液氮來冷卻。

　　（4）低溫泵在連續運轉中，尤其是在吸附劑被氦飽和時，應特別注意防止瞬時斷電，因為即使是短時間停電，氦氣也會從吸附劑中釋放出來，而且會把真空器壁上的大量熱量傳到抽氣表面上去。這時即使系統已經粗抽到20 Pa 也解決不了問題，因為那也不足以阻止連續的熱傳導現象發生。

　　如果發生短時間斷電情況，即當氦被猝發以后，則泵就不能再繼續工作，而需要再生了。如果停電時間較長，則可能使水蒸氣從第一級釋放出來并淀積在第二級上使吸附劑飽和，此時需要徹底再生。

　　（5）操作中應經常檢查低溫泵的過壓安全閥是否正常，以防止安全閥失靈，對操作者和泵造成危害。

　　（6）不能用低溫泵抽除有毒的或易爆及容易產生化學反應的危險氣體。因為低溫表面可冷凝各種蒸氣，所以它會累積大量的沉積物，當泵被升溫時，低溫表面冷凝的某些沉積物就可能相互反應或與大氣發生反應。例如，硅烷和水蒸氣在77 K 時會起反應，產生爆炸的危險。如果泵中凝結著爆炸性氣體，則在泵突然升溫大量氣體放出時，它們會流到被抽空的系統中去，此時如果電離規在工作就會發生嚴重問題。

　　（7）低溫泵對所有氣體的抽氣能力并不是都一樣。低溫泵的抽氦和抽氫的能力要比抽其它氣體的能力差得多，在系統的組成和操作時應考慮這一點。

　　（8） 壓縮機需充以高純氦（99.999%）。氖是氦中最常見的雜質，它會凝聚在低溫級上并導致密封件磨損。