RU187265U1 - Комбинированный магниторазрядный геттерный насос для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты - Google Patents
Комбинированный магниторазрядный геттерный насос для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты Download PDFInfo
- Publication number
- RU187265U1 RU187265U1 RU2018137759U RU2018137759U RU187265U1 RU 187265 U1 RU187265 U1 RU 187265U1 RU 2018137759 U RU2018137759 U RU 2018137759U RU 2018137759 U RU2018137759 U RU 2018137759U RU 187265 U1 RU187265 U1 RU 187265U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- getter
- section
- vacuum
- pumping
- pump
- Prior art date
Links
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 title claims description 8
- IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N rubidium atom Chemical compound [Rb] IGLNJRXAVVLDKE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims abstract description 27
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 9
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 claims description 3
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000756 V alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- VSSLEOGOUUKTNN-UHFFFAOYSA-N tantalum titanium Chemical compound [Ti].[Ta] VSSLEOGOUUKTNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N titanium vanadium Chemical compound [Ti].[V] GFNGCDBZVSLSFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J41/00—Discharge tubes for measuring pressure of introduced gas or for detecting presence of gas; Discharge tubes for evacuation by diffusion of ions
- H01J41/12—Discharge tubes for evacuating by diffusion of ions, e.g. ion pumps, getter ion pumps
Landscapes
- Compressors, Vaccum Pumps And Other Relevant Systems (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к вакуумной технике, а именно к электрофизическим насосам, и может быть использована для откачки вакуумных объемов стандартов частоты на фонтане охлажденных атомов. Технический эффект заключается в повышении скорости откачки инертных газов из вакуумных объемов стандарта частоты. Насос включает, расположенные в герметичном корпусе и вдоль траектории прохождения пучка атомов, магниторазрядную секцию откачки с магнитной и электродной системами, и геттерную секцию откачки, размещенную вокруг нагревателя геттера внутри магниторазрядной секции по центру корпуса, геттерная секция откачки выполнена из нераспыляемого геттера, а в электродной системе магниторазрядной секции, включающей размещенные вдоль внутренней части корпуса и соединенные с ним плоские катоды, между которыми расположен ячеистый анод, часть катодов изготовлена из тантала, другая часть из титана, при этом соотношение числа катодов из тантала и титана выбирается из соотношения парциальных давлений инертных газов и азота в остаточной среде вакуумного объема. Нагреватель геттерной секции изолирован от вакуумной части корпуса насоса путем размещения его в отдельном корпусе, снаружи вакуумного объема.1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Полезная модель относится к вакуумной технике, точнее к электрофизическим насосам, в частности к магниторазрядным и геттерным насосам, и может быть использована для откачки вакуумных объемов стандартов частоты на фонтане охлажденных атомов (рубидиевых или цезиевых).
Уровень остаточного вакуума в атомном стандарте частоты является одним из ключевых факторов для достижения его высоких метрологических характеристик, поскольку он влияет как на количество охлажденных атомов, попадающих в область детектирования, а соответственно на соотношение сигнал/шум, так и на уширение атомной линии за счет столкновительных эффектов.
В классической схеме стандарта частоты на фонтане охлажденных атомов (например, стандарты FO1 и FO2 в лаборатории SYRTE в Парижской обсерватории) для достижения необходимого уровня вакуума используются несколько высокопроизводительных магниторазрядных насосов. Однако магниторазрядные насосы обладают рядом недостатков. Прежде всего, в состав магниторазрядных насосов входят мощные магниты, которые создают вокруг себя магнитное поле высокой напряженности. Для того, чтобы уменьшить влияние поля рассеяния насосов на атомы в области охлаждения и в пролетной области необходимо применять сложные системы экранирования и компенсации магнитных полей. Кроме того, магниторазрядные насосы с высокой скоростью откачки, необходимой для поддержания в спектроскопе (стандарта) давления остаточных газов ниже 1⋅10-9 мбар, являются очень массивными.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является комбинированный магниторазрядный геттерно-ионный насос по авторскому свидетельству №387465, содержащий магниторазрядную ступень откачки, испаритель геттера и охлаждаемую сорбционную поверхность.
Недостатком такой конструкции насоса является его малая эффективность откачки инертных газов из вакуумных объемов стандартов частоты на фонтане охлажденных атомов, т.е. большой уровень остаточных газов в вакуумной части стандарта. Кроме того, насос такой конструкции обладает малым сроком службы, поскольку в процессе работы происходит непрерывный расход материала распыляемого геттера.
Технической задачей, решение которой достигается полезной моделью, является повышение эффективности откачки за счет повышения скорости откачки инертных газов из вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты, одновременно достигая уменьшение веса откачной системы и как следствие повышение виброустойчивости стандарта.
Сущность технического решения заключается в том, что в комбинированном магниторазрядным геттерным насосом для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты, включающим, расположенные в герметичном (вакуумном) корпусе и вдоль траектории прохождения пучка атомов, магниторазрядную секцию откачки с магнитной и электродной системами, и геттерную секцию откачки, размещенную вокруг нагревателя геттера внутри магниторазрядной секции по центру корпуса, согласно полезной модели геттерная секция откачки выполнена из нераспыляемого геттера (нагреваемого перед первым запуском до температуры 420°С для активации рабочего вещества), а в электродной системе магниторазрядного насоса, включающей размещенные вдоль внутренней части корпуса и соединенные с ним плоские катоды, между которыми расположен ячеистый анод, часть катодов, например половина, изготовлена из тантала (Та), другая часть из титана (Ti), при этом соотношение числа катодов из тантала и титана выбирается из соотношения парциальных давлений инертных газов и азота в остаточной среде вакуумного объема.
В варианте выполнения насоса нагреватель геттерной секции изолирован от вакуумной части корпуса насоса путем размещения его в отдельном корпусе снаружи вакуумной системы. Это позволяет снизить требование к герметичности узлов корпуса (в части конструкции вводов нагревателя геттерной секции) при сохранении достигнутого вакуума в герметичном корпусе насоса.
На фиг. 1 - показан общий вид насоса (в разрезе);
на фиг. 2 - вид на насос с открытой крышкой;
на фиг. 3 - схема рубидиевого стандарта частоты (в разрезе).
На рисунках обозначено: 1 - герметичный корпус насоса; 2 - катоды; 3 - анод; 4 - геттерная секция откачки; 5 - нагреватель геттера; 6 - корпус нагревателя.
Комбинированный магниторазрядный геттерный насос включает, расположенные в герметичном (вакуумном) корпусе 1 (выполнен стальным и трубчатой формы) магниторазрядную секцию откачки с магнитной системой (магниты для упрощения на рисунке не показаны) и электродной системой, включающей размещенные вдоль внутренней части корпуса и соединенные с ним плоские катоды 2, между которыми расположен ячеистый анод 3, и геттерную секцию откачки 4, размещенную вокруг нагревателя 5 геттера внутри магниторазрядной секции по центру корпуса 1. Геттерная секция откачки выполнена из прессованного порошка нераспыляемого геттера (титан-ванадиевый сплав TiV), нагреваемого перед первым включением до температуры активации (420°С), которая контролируется датчиком (на рисунке не показан), установленным внутри корпуса нагревателя 6. Половина катодов 21 изготовлена из тантала, другая 22 часть из титана. Соотношение числа катодов из тантала и титана выбирается из соотношения парциальных давлений инертных газов и азота в остаточной среде вакуумного объема.
В варианте выполнения насоса нагреватель геттерной секции изолирован от вакуумной части корпуса 1 насоса путем размещения его в отдельном корпусе 6 снаружи вакуумной системы. Это позволяет снизить требование к герметичности узлов корпуса (в части конструкции вводов нагревателя 5).
Магниторазрядный геттерный насос работает следующим образом. Перед запуском насоса необходимо создать в вакуумном объеме предварительное разряжение до уровня 10-3 мм.рт.ст с помощью внешнего насоса (на рисунке не показан). Затем при подключенном внешнем насосе производится активация геттерной секции путем нагрева ее до температуры активации 420°С и выдерживания ее при этой температуре 1-2 часа. После завершения процедуры активации и остывания геттерной секции внешний насос отключается и откачка осуществляется только геттерной секцией комбинированного насоса. После этого запускают блоки магниторазрядной секции, принцип работы которой основан на поглощении газа на поверхностях электродной системы (катоды 2 и анод 3) магниторазрядной секции. Совместная работа двух секций обеспечивает разрежение в вакуумном объеме до уровня ниже 1⋅10-9 мм.рт.ст.
Основную скорость откачки, более 2000 л/с по N2, обеспечивает геттерная секция 4, обладающая высокой скоростью откачки для большинства атомов и молекул, однако в силу физических принципов не откачивает инертные газы. Для откачки инертных газов (в основном аргона Аr, проникающего в вакуумную часть 7 из окружающей атмосферы) рубидиевого стандарта частоты используется магниторазрядная секция с относительно небольшой скоростью откачки (~67 л/с по N2), в которой для повышения скорости откачки инертных газов часть электродов магниторазрядной секции насоса изготовлена из тантала (Та).
Повышение быстроты действия по инертным газам (примерно в 15 раз) в насосах с титан-танталовыми катодами объясняется более эффективным отражением ионов откачиваемых газов от тяжелых танталовых катодов (mTi=48, mTa=181) в виде высокоэнергетичных нейтралов и последующим внедрением их в анод с одновременным запылением материалом катодов.
Размещение нагревателя 5 геттерной секции 4 в отдельном корпусе 6 позволило изолировать его от вакуумной части корпуса 1 насоса, снизив требования к герметичности узлов корпуса и повысив надежность сохранения вакуума в корпусе насоса на достигнутом уровне.
Таким образом, предлагаемая конструкции насоса позволяет поддерживать в вакуумной части его корпуса давление ниже 1-10-9 мм.рт.ст., необходимого для нормального функционирования стандарта на фонтане охлажденных атомов, повысив при этом надежность конструкции за счет исключения необходимости использования нескольких магниторазрядных насосов, которые не только увеличивают вес и размеры стандарта, но мощные магниты насоса создают вокруг себя магнитное поле высокой напряженности, что приводит к необходимости применять в стандарте частоты сложные системы экранирования.
Claims (3)
1. Комбинированный магниторазрядный геттерный насос для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты, включающий, расположенные в герметичном корпусе и вдоль траектории прохождения пучка атомов, магниторазрядную секцию откачки с магнитной и электродной системами, и геттерную секцию откачки, размещенную вокруг нагревателя геттера внутри магниторазрядной секции по центру корпуса, отличающийся тем, что геттерная секция откачки выполнена из нераспыляемого геттера, а в электродной системе магниторазрядной секции, включающей размещенные вдоль внутренней части корпуса и
соединенные с ним плоские катоды, между которыми расположен ячеистый анод, половина катодов изготовлена из тантала, другая половина из титана.
2. Комбинированный магниторазрядный геттерный насос для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты по п. 1, отличающийся тем, что нагреватель геттерной секции размещен в отдельно введенном изолированном корпусе.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018137759U RU187265U1 (ru) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | Комбинированный магниторазрядный геттерный насос для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018137759U RU187265U1 (ru) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | Комбинированный магниторазрядный геттерный насос для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU187265U1 true RU187265U1 (ru) | 2019-02-27 |
Family
ID=65479646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018137759U RU187265U1 (ru) | 2018-10-25 | 2018-10-25 | Комбинированный магниторазрядный геттерный насос для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU187265U1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU387465A1 (ru) * | 1972-02-08 | 1973-06-21 | Комбинированный магниторазрядный геттерно-ионный насос | |
| SU1826811A1 (ru) * | 1991-02-11 | 1996-08-27 | Институт ядерной физики СО РАН | Комбинированный магниторазрядный геттерно-ионный насос |
| WO2015150974A1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | Saes Getters S.P.A. | Getter pump |
-
2018
- 2018-10-25 RU RU2018137759U patent/RU187265U1/ru active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU387465A1 (ru) * | 1972-02-08 | 1973-06-21 | Комбинированный магниторазрядный геттерно-ионный насос | |
| SU1826811A1 (ru) * | 1991-02-11 | 1996-08-27 | Институт ядерной физики СО РАН | Комбинированный магниторазрядный геттерно-ионный насос |
| WO2015150974A1 (en) * | 2014-04-03 | 2015-10-08 | Saes Getters S.P.A. | Getter pump |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US2796555A (en) | High-vacuum pump | |
| KR101434821B1 (ko) | 비확산게터를 갖는 회전 양극형 엑스선관 | |
| US20150017022A1 (en) | Surface adsorption vacuum pumps and methods for producing adsorbate-free surfaces | |
| CN108119329B (zh) | 一种大抽速结构紧凑的组合泵 | |
| CN105870775A (zh) | 一种用于激光锁频的一体化惰性气体频率基准装置 | |
| RU187265U1 (ru) | Комбинированный магниторазрядный геттерный насос для откачки вакуумных объемов рубидиевого стандарта частоты | |
| US20070286738A1 (en) | Vacuum ion-getter pump with cryogenically cooled cathode | |
| US2967012A (en) | Getter-ion pump | |
| JPS5650042A (en) | Ion pump for super high vacuum | |
| JP2011060430A (ja) | イオン化スパッタ真空ポンプ | |
| US2980317A (en) | Vacuum device | |
| Brubaker | A method for greatly enhancing the pumping action of a penning discharge | |
| EP3867529A1 (en) | A set of pumps, and a method and system for evacuating a vacuum chamber in a radioactive environment | |
| Baglin | Cold/sticky systems | |
| US3147910A (en) | Vacuum pump apparatus | |
| US3178864A (en) | Preparation of glass cells containing helium of high purity | |
| Kaye | High vacua | |
| Cloud et al. | Barium Absorption Pumps for High‐Vacuum Systems | |
| CN203871647U (zh) | 一种光激射器 | |
| JP2004504495A5 (ru) | ||
| Knor | Low gas pressures obtained by means of sorbents | |
| US3446959A (en) | Method of and apparatus for producing particles in a metastable state | |
| JP2019091576A (ja) | 真空作成装置 | |
| WO2016008367A1 (zh) | 高真空电弧泵及其抽气机组 | |
| GB963700A (en) | Improvements in high pressure discharge lamps |