[發(fā)明專利]一種判斷密封銫束管材料出氣率的方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201711370887.3 | 申請(qǐng)日： | 2017-12-19 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN108318376B | 公開（公告）日： | 2020-06-23 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 陳江;成大鵬;馬寅光;崔敬忠;楊煒;涂建輝;張滌新;李得天;王驥;黃良玉;楊軍;朱宏偉;鄭寧;高瑋 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 蘭州空間技術(shù)物理研究所 |
| 主分類號(hào)： | G01N7/16 | 分類號(hào)： | G01N7/16 |
| 代理公司： | 北京理工大學(xué)專利中心 11120 | 代理人： | 溫子云;仇蕾安 |
| 地址： | 730000 甘*** | 國(guó)省代碼： | 甘肅;62 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 判斷 密封 銫束管 材料 出氣 方法 | ||
本發(fā)明公開了一種判斷密封銫束管材料出氣率的方法，該方法用銫束管材料平均出氣率的設(shè)計(jì)值q計(jì)算材料表面總的出氣量，作為每秒從銫束管抽掉的氣體量Q，即Q＝q·A，其中A為銫束管材料的內(nèi)表面積之和；根據(jù)得到的Q，由公式P2＝P0+Q/S2計(jì)算抽氣系統(tǒng)的壓強(qiáng)P2，其中P0是抽氣系統(tǒng)的極限壓強(qiáng)，S2是抽氣系統(tǒng)進(jìn)口處的有效抽速；采用排氣系統(tǒng)對(duì)銫束管進(jìn)行烘烤排氣，完成后讀出連接于抽氣系統(tǒng)的真空計(jì)的讀數(shù)P，并與計(jì)算得到的抽氣系統(tǒng)的壓強(qiáng)P2進(jìn)行比較，如P≤P2說(shuō)明材料出氣率滿足設(shè)計(jì)要求，如PP2則升溫繼續(xù)烘烤。使用本發(fā)明既不需要改造系統(tǒng)，又能很容易的判斷材料的出氣率。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于銫原子鐘和真空技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種判斷密封銫束管材料出氣率的方法。
背景技術(shù)
小型密封銫束管是銫原子鐘的物理部分，屬于密封的電真空器件，內(nèi)部的真空度要求小于1×10-4Pa，否則將影響銫原子鐘的性能及指標(biāo)。
影響密封銫束管真空度的因素來(lái)自三個(gè)方面：首先是管壁滲透進(jìn)入管內(nèi)的氣體，其次是通過(guò)漏孔進(jìn)入的氣體，最后是材料表面的出氣。由于現(xiàn)代銫束管管壁材料采用了優(yōu)質(zhì)不銹鋼，使得滲透進(jìn)入的氣體量非常小，因此對(duì)真空度的影響也很小，此外銫束管在封離排氣臺(tái)時(shí)，要求漏率(單位Pa·L/s)小于-10量級(jí)，通過(guò)漏孔進(jìn)入的氣體量也可忽略，所以銫束管的真空設(shè)計(jì)可以不考慮這兩個(gè)因素。目前材料表面的出氣是影響銫束管真空度的關(guān)鍵因素，密封銫束管的體積只有5L，但其內(nèi)部材料表面積之和達(dá)到了5×104cm2，為了滿足銫束管靜態(tài)放置使用要求，材料的出氣率(單位Pa·L/(s·cm2))應(yīng)該在-11量級(jí)。實(shí)際材料的出氣率一般在-4量級(jí)，遠(yuǎn)不能滿足要求，因此需要對(duì)銫束管包含的各種材料進(jìn)行真空處理，包括清洗、高溫烘烤等，最后還要將銫束管接入排氣系統(tǒng)進(jìn)行真空烘烤排氣。
銫束管的烘烤排氣受到一些條件的限制，如國(guó)產(chǎn)的聚酰亞胺材料在溫度超過(guò)400℃時(shí)將發(fā)生碳化，所以烘烤溫度不宜過(guò)高，所以只能延長(zhǎng)排氣時(shí)間，究竟延長(zhǎng)多久取決于銫束管內(nèi)材料的出氣率是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。然而一般排氣系統(tǒng)上并沒(méi)有接測(cè)量出氣率的設(shè)備，所以人們無(wú)法判斷材料的出氣率，只能根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)來(lái)決定排氣時(shí)間。這帶來(lái)如下問(wèn)題：如果排氣時(shí)間短了，銫束管的真空度將達(dá)不到，導(dǎo)致失敗；如果排氣時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，盡管真空度達(dá)到了，但付出了時(shí)間和資源的代價(jià)。
為了解決上述問(wèn)題，可以考慮改造排氣系統(tǒng)，給該系統(tǒng)接入出氣率測(cè)試系統(tǒng)，但這會(huì)導(dǎo)致排氣系統(tǒng)異常復(fù)雜與昂貴。如果能找到一種方法，既不需要改造系統(tǒng)，又能很容易的判斷材料的出氣率將是很有意義的。本發(fā)明找到了這樣一種方法。
發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供了一種判斷密封銫束管材料出氣率的方法，既不需要改造系統(tǒng)，又能很容易的判斷材料的出氣率。
為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種判斷密封銫束管材料出氣率的方法，采用排氣系統(tǒng)對(duì)銫束管進(jìn)行真空烘烤排氣處理，銫束管通過(guò)排氣管與排氣系統(tǒng)內(nèi)的抽氣系統(tǒng)連接；該方法包括如下步驟：
用銫束管材料平均出氣率的設(shè)計(jì)值q計(jì)算材料表面總的出氣量，作為每秒從銫束管抽掉的氣體量Q，即Q＝q·A，其中A為銫束管材料的內(nèi)表面積之和；
根據(jù)得到的Q，由公式P2＝P0+Q/S2計(jì)算抽氣系統(tǒng)的壓強(qiáng)P2，其中P0是抽氣系統(tǒng)的極限壓強(qiáng)，S2是抽氣系統(tǒng)進(jìn)口處的有效抽速；
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