Wie baue ich eine Vakuum-Frühling-Transport Paket für Spinnrotor Gauges

Der Spinnrotor Messer (SRG) ist ein Hochvakuummeter verwendet , um Unterdrücke in dem Bereich von 1,0 x 10 ^-4 Pa bis 1,0 Pa bestimmen. Es ist grundlegend ein rotierender Stahlkugel , die zwischen zwei Permanentmagneten aufgehängt ist. Elektromagnete verwendet werden, um zu drehen, oder "Spin-up", den Ball zu einem gewissen Frequenz (typischerweise 410 Hz); Der Ball wird dann frei rotieren, aber die Drehgeschwindigkeit aufgrund von Kollisionen von Gasmolekülen in dem Vakuumsystem mit der Kugeloberfläche im Laufe der Zeit abnimmt. Vakuum – Druck ist somit im Zusammenhang mit der Verzögerungsrate der Stahlkugel oder Rotor Abbildung 1 zeigt die wesentlichen Elemente der SRG. Den Rotor, Fingerhut, Leiter mit Anschlusskabel und elektronische Steuerung. Der Rotor oder Kugel wird innerhalb der Hülse während des Betriebs enthalten sind, und wird normalerweise nicht behandelt durch noch sichtbar an den SRG Benutzer. Die Hülse ist mit dem Vakuumsystem verbunden. Um die SRG betreiben, wird der Kopf über den Fingerhut gerutscht. DasKopf enthält zwei Permanentmagneten und mehrere Sätze von Drahtspulen für vertikale und horizontale Stabilisierung verwendet, Antreiben des Rotors, und Erfassen der Rotation. Die elektronische Steuerung interpretiert das Signal von der Erfassungsspule, so daß eine Druckmessung durchgeführt werden kann. Für einen Rotor mit idealen Oberflächenbedingungen wird die Verzögerungsrate auf den Vakuumdruck von der Grundlagenphysik bezogen. Um Absolutdruckmessungen machen eine SRG verwenden, einen Kalibrierungsfaktor, als die effektive Akkommodationskoeffizient bekannt ist, muss festgestellt werden. Die effektive Akkommodationskoeffizient hängt von den wirklichen Oberflächenbedingungen des Rotors, wie beispielsweise die Rauhigkeit, adsorbierte Gase und Kratzer. Diese Faktoren dazu neigt, im Laufe seiner Verwendung stabil. Weitere Einzelheiten SRGs können auch in anderen Referenzen zu finden . ^{1 – 3}

Die SRG wird in Anwendungen, bei denen absolute Vakuummessungen erforderlich sind. Zum Beispiel Kalibrierlaboratorien oftverwenden SRGs als absolutes Vakuum-Standard. In diesem Fall werden durch Vergleich ihrer Messwert zu der des SRG Hochvakuummeter kalibriert. Im Gegenzug muss die SRG Standard periodisch den Versand der SRG zu einem primären Kalibrierlabor kalibriert werden, um seine Akkommodationskoeffizient neu bestimmt zu haben. Primäre Kalibrierlaboratorien sind in der Regel den nationalen Metrologieinstituten wie dem National Institute of Standards and Technology (NIST). Das primäre Labor bestimmt die SRG Akkommodationskoeffizient durch seine Lesung zu einem primären Vakuum-Standard zu vergleichen, und gibt dann die SRG auf die "sekundäre" Kalibrierlabor. Die SRG wird auch als Übertragungsstandard für den Vergleich von Standards zwischen Kalibrierlaboratorien oder nationalen Metrologieinstituten eingesetzt. Bei dieser Anwendung wird die SRG im Inland oder international zwischen den verschiedenen Laboratorien transportiert . ^{4 – 8} Während Sendung können Ereignisse eintreten , die Änderung der Akkommodationskoeffizient. Vor shipment, muss der Rotor sein De-suspendiert und der Kopf entfernt wird; der Rotor ruht dann auf der Innenwand der Muffe. Während des Transports ist die Rotoroberfläche Gegenstand von der mechanischen Wirkung zwischen dem Rotor zu verändern und Fingerhut durch Vibrationen und Stöße, oder die Oberfläche kann aufgrund der Exposition des Rotors auf atmosphärischen Gas und Feuchtigkeit ändern. Diese Änderungen wirken sich auf die langfristige Stabilität des Akkommodationskoeffizient. Idealerweise sollte der Rotor während des Transports im Vakuum und immobilisiert bleiben.

Historisch gesehen , wurden als Übertragungsstandards in Schlüsselvergleiche von Vakuum – Normen bei den nationalen Metrologieinstituten verwendet SRGs, wo SRGs international viele Male zwischen den verschiedenen Instituten transportiert werden. ⁹ während einer frühen Schlüssel Vergleich wurde festgestellt , dass die langfristige Stabilität des SRG Akkommodationskoeffizient durch die Verwendung eines federTransportMechanismus verbessert werden könnte, die sowohl den Rotor immobilisiert und behielt es unter Vakuum dährend Transport. ^1,10 Seitdem ist die federTransportMechanismus hat viele Male in internationalen Schlüsselvergleiche verwendet. Eine aktuelle Studie der historischen Daten zeigten , dass 90% dieser Vergleiche Stabilitäten hatte besser als 0,75%, und 70% hatten Stabilitäten von 0,5%. ⁹ Daher wird ein federTransportMechanismus verwenden, in den meisten Fällen eine Stabilität ergeben , das ist mehr als ausreichend für die meisten Anwendungen.

Bisher gab es in der Literatur wenig Anleitung gegeben, wie eine federTransportMechanismus zu bauen. Frühe Versionen dieser Geräte wurden vollständig versagen bekannt, den Rotor zu immobilisieren, aufgrund einer Kombination von unzureichend für Robustheit ausgebildet ist und während des Transports falsch gehandhabt wird. Diese frühen Lehren zeigen, dass es wichtig ist, sowohl eine robuste Federtransportmechanismus zu bauen und ordnungsgemäß verpacken es in einer Weise, die Schock während des Transports minimiert. Diese späteren Zeitpunkt ist kritisch, aber oft ignoriert. Hier werden wir describe die Konstruktion eines robusten Federtransportmechanismus zusätzlich zu einer richtig konstruierten Transportverpackung. Unser Design basiert auf einigen einfachen, getestet technischen Prinzipien, die den Aufbau eines dauerhaften Federtransportpaket ermöglichen, die die Möglichkeit eines Ausfalls während des Transports minimiert. Wir beschreiben auch unsere Tests der Robustheit unserer Design. Weitere Einzelheiten zu den Testmethoden finden Sie in Fedchak et al. (2015). ¹¹