低溫泵再生起始和結束的判斷方法
再生的起始條件因低溫泵應用場合而異, 對連續抽氣過程來說, 一般只要滿足下面兩個條件中的一個, 低溫泵就需要再生:(1)低溫泵在無其他附加熱負荷時, 二級冷頭溫度超過20K 或一級冷頭溫度超過130K; (2) 高真空閥門關閉5min后泵內壓強在1×10-4Pa 以上。
而對一些間斷抽氣過程來說, 由于高真空閥門開啟時, 冷頭溫度必定產生波動而且冷頭溫度的恢復時間(Recovery Time) 與預吸附的氣體的量、低溫泵的最大吸入氣體量(Crossover)等有密切關系 ,因此在這些情況下還需要根據實際情況下允許的波動時間確定再生條件。
對非自動的低溫泵系統來說, 低溫泵生產商般提供了一個再生的參考時間, 但由于實際情況的差異, 還是要求操作者有一定的實際經驗來判斷是否可以結束再生, 而一些自動化程度較高的低溫泵系統可以自動進行判斷。一般是在再生進行到某一階段后, 將低溫泵粗抽到某一合適的壓強值, 關閉粗抽閥, 測量壓強上升的速率并與控制器內存儲的經驗值進行對比, 如果不滿足條件, 則需要繼續對低溫泵進行加熱。
這一過程也可以采用一定時間之后的壓強值來判斷。考慮到真空狀態下對放氣測量的精度要求和時間較短的要求, 在1Pa左右進行測試是比較合適的。對采用加熱帶加熱的再生方式, 由于對泵抽空后加熱效果不佳, 因此進行判斷的開始時間, 兩次判斷的間隔時間需要根據實際情況進行確定, 采用泵內加熱板加熱再生時無需考慮這兩個問題。
在制冷機低溫泵的運行和再生過程中, 需要監視低溫泵冷頭的溫度, 制冷機低溫泵以前經常采用的氫蒸氣壓溫度計由于其測溫范圍很窄, 不能夠滿足低溫泵全過程的測溫需要, 目前已逐漸被硅二極管溫度傳感器所代替。硅二極管溫度傳感器的測溫區間為1K～ 400K, 作為低溫傳感器價格較低, 而且在低溫泵測溫允許的誤差范圍內具有互換性, 因此目前國外自動化程度較高的制冷機低溫泵均采用硅二極管溫度傳感器進行溫度測量。目前尚未有國產商品化硅二極管溫度傳感器出售。對用于低溫泵的溫度傳感器除了要求有較寬的測溫區間和較好的測溫精度外, 還要求要有較好的穩定性和互換, 以降低產品成本和減少產品的維護費用。銠鐵電阻溫度傳感器可以較好的替代硅二極管溫度傳感器作為低溫泵的測溫元件, 它具有較好的穩定性和測溫精度, 價格也較低, 目前已廣泛應用于寬溫區低溫測量。上海工業自動化儀表研究所研制的小型實用型銠鐵電阻溫度傳感器WZR201型其有效測溫區間為1K～323K, 年穩定性約為0. 05K, 當傳感器滿足允許誤差R(0℃) = 50±0.18 時, 在0℃的互換性相當溫度±0. 5K, 在77K 時約為±0. 3K, 在4. 2K 時約為±0. 2K, 可以很好的滿足制冷機低溫泵的測溫要求。由于在該誤差范圍內只需在0℃情況下簡單標定, 因此其使用成本較低。銠鐵電阻溫度傳感器的非線性校正和不同批之間的互換問題可采用在線修改EEPROM 的方法解決。
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