[發明專利]真空條件下基于輻射誘導電場的顆粒物清除系統及方法

有效

• 申請號: 201711390031.2
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108080355B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 王志浩;丁義剛;白羽;田東波;劉宇明;姜海富;馬子良;劉業楠;沈自才;郎冠卿;于強;楊艷斌
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: B08B6/00
• 分類號: B08B6/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種真空條件下基于輻射誘導電場的顆粒物清除系統，包括真空容器，以及設置在真空容器內的紫外燈和電子槍，紫外燈與電子槍分別設置在間隔板的兩側面上，間隔板通過旋轉裝置轉動，紫外燈和電子槍隨著間隔板轉動到一定位置，紫外燈和電子槍將各自輻射的顆粒物產生帶正電顆粒和帶負電顆粒，在橫向電場的作用下，顆粒物質移動脫離所粘附的材料，進行清除。本發明也公開了一種顆粒物清除方法。本發明利用顆粒物質真空條件下的荷電特性清除顆粒物質，無需對顆粒物質進行特殊處理，也不需要改變顆粒與粘附表面的接觸狀態，且清除區域有確定的邊界和方向性。

技術領域

本發明屬于顆粒物清除技術領域，具體來說，本發明涉及一種采用非接觸的輻照方式，在真空條件下清除粘附表面附著的微小顆粒物質的方法。

背景技術

微小顆粒物具有極強的粘附性，在真空條件下，顆粒與粘附表面之間沒有吸附的氣體膜層，粘附力一般情況下會遠大于同狀態的大氣條件。采用非接觸的方式清除這些顆粒物質，對于保證粘附表面清潔，避免磨損具有重要意義。大氣條件下，可以采用機械力克服粘附力，再用氣流吹掃或者吸取就可以很方便地清除顆粒物質。但在真空條件下，上述方法存在局限，復雜的機械結構很難在真空腔內布置和運作，采用氣體流動的方式也會破壞真空狀態。

目前真空下，顆粒物的清除方法可采取掃除或者等離子體消除荷電，但是采取掃除的方式需要針對清除表面設計復雜的機械結構，在清掃過程中還會產生顆粒物與接觸表面間的磨損；而等離子體方法消除靜電雖然會降低顆粒粘附力，但還需要其他力克服粘附力才能將其清除，并不適應本專利涉及的平面狀態。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種真空條件下基于輻射誘導電場的顆粒物清除系統，該系統采用紫外燈-電子槍的輻照裝置，在顆粒物質上產生極性相反的荷電效應，利用電場力克服顆粒與粘附材料間的粘附力，達到清除顆粒物質的作用。

相應地，本發明的另一目的在于提供一種真空條件下基于輻射誘導電場的顆粒物清除方法，該方法采用復合型的輻照方式，利用紫外線和電子輻照來克服顆粒物與粘附材料之間的作用力，以此來清除顆粒物質。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的。

真空條件下基于輻射誘導電場的顆粒物清除系統，包括真空容器，以及設置在真空容器內的紫外燈和電子槍，紫外燈與電子槍分別設置在紫外-電子輻射間隔板的兩側面上，上述間隔板一端設置在旋轉裝置上并隨其在真空容器中轉動，旋轉裝置經引線通過穿真空法蘭與真空容器外的旋轉裝置驅動裝置電連接，紫外燈和電子槍分別通過引線經過穿真空法蘭與真空容器外的紫外燈電源和電子槍電源電連接，隨著間隔板轉動到一定位置，紫外燈和電子槍將各自輻射的顆粒物產生帶正電顆粒和帶負電顆粒，在橫向電場的作用下，顆粒物質移動脫離所粘附的材料，進行清除。

其中，旋轉裝置驅動裝置調整旋轉裝置的角度，以變化掃描區域。

其中，電子槍電源調整電子槍的輻照電子能量和束流，來改變電場力的大小。

真空條件下基于輻射誘導電場的顆粒物清除方法，包括以下步驟：

1、在真空容器中，將紫外燈與電子槍分別固定設置在同一塊間隔板的兩個側面上，使得間隔板在真空容器中繞一端轉動，以調節紫外燈與電子槍的輻照區域；

2、確定好輻照區域后，調節紫外燈電源，產生準直的紫外輻照區域，受到紫外輻射的顆粒物質，在光致電子發射效應下，荷正電；

3、通過調節電子槍電源來調整電子槍的輻照電子能量和束流，生準直的電子輻照區域，受到電子輻射的顆粒物質，因電子的累積會荷負電，與上述荷正電的顆粒之間產生了紫外-電子輻照邊界，在邊界形成了一橫向的電場，且邊界處的電場最大；

4、電場力克服顆粒與材料間粘附力時，則顆粒發生橫向移動，移動的顆粒在運動過程中碰撞臨近顆粒，會引起一系列的顆粒運動，從指定區域清除掉顆粒物質。