Como construir um pacote Spring-transporte a vácuo para Spinning Rotor Gauges

O manómetro de rotor de fiação (PRE) é um indicador de vácuo elevado usadas para determinar as pressões de vácuo no intervalo de 1,0 x 10 ^-4 Pa a 1,0 Pa. Trata-se, fundamentalmente, uma esfera de aço de rotação que é suspensa entre dois magnetos permanentes. Eletro-ímãs são usados ​​para girar ou "spin-up", a bola para alguma frequência (tipicamente 410 Hz); a esfera é então permitida a rodar livremente, mas a taxa de rotação irá diminuir ao longo do tempo devido a colisões das moléculas de gás no sistema de vácuo com a superfície da bola. Pressão de vácuo é, portanto, relacionado com a taxa de desaceleração da bola de aço ou rotor A Figura 1 mostra os elementos essenciais da SRG:. Rotor, dedal, cabeça com cabo de ligação, e controlador eletrônico. O rotor, ou uma esfera, está contida dentro do dedal durante a operação e, normalmente, não é tratado por nem é visível para o utilizador SRG. O cone está ligado ao sistema de vácuo. Para operar o SRG, a cabeça é deslizado sobre o dedal. ocabeça contém dois magnetos permanentes e de vários conjuntos de bobinas de fio utilizado para a estabilização vertical e horizontal, acciona o rotor, e detectando a rotação. O controlador electrónico interpreta o sinal da bobina de detecção de modo que uma medição de pressão pode ser feito. Para um rotor com as condições ideais de superfície, a taxa de desaceleração está relacionada com a pressão de vácuo por física fundamental. Para fazer as medições de pressão absoluta utilizando um SRG, um factor de calibração, conhecido como o coeficiente de acomodação eficaz, tem de ser determinado. O coeficiente de acomodação eficaz depende das condições reais da superfície do rotor, tal como a rugosidade, os gases adsorvidos e arranhões. Estes factores tende a ser estável ao longo do decurso da sua utilização. Detalhes adicionais de SRGs pode ser encontrada em outras referências ^1-3.

O PRE é utilizado em aplicações em que são necessárias medições de vácuo absoluto. Por exemplo, laboratórios de calibração, muitas vezesusar SRGs como um padrão vácuo absoluto. Neste caso, medidores de alto vácuo são calibrados por comparação da sua leitura a que da SRG. Por sua vez, o padrão SRG deve ser calibrado periodicamente por transportar o SRG para um laboratório de calibração primário ter o seu coeficiente de alojamento re-determinado. laboratórios de calibração primários são geralmente institutos nacionais de metrologia, como o Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia (NIST). O laboratório primária determina o coeficiente de acomodação SRG, comparando sua leitura a um padrão de vácuo primário e, em seguida, retorna a SRG para o laboratório de calibração "secundário". A SRG também é usado como um padrão de transferência de comparação de padrões entre os laboratórios de calibração ou institutos nacionais de metrologia. Nesta aplicação, a SRG é transportado nível nacional ou internacional entre os vários ^{laboratórios. 4 – 8} Durante o transporte, os eventos podem ocorrer que a mudança do coeficiente de acomodação. Antes shipment, o rotor deve ser de-suspenso e a cabeça é removida; o rotor, em seguida, assenta sobre a parede interior do casquilho. Durante o transporte, a superfície do rotor está sujeita a alteração da acção mecânica entre o rotor e o dedal devido às vibrações e choques, ou a superfície pode mudar devido à exposição do rotor a gás atmosférico e da humidade. Estas alterações afectam a estabilidade a longo prazo do coeficiente de alojamento. Idealmente, o rotor deve permanecer em vácuo e imobilizada durante o transporte.

Historicamente, SRGs foram utilizados como padrões de transferência em comparações chave de padrões de vácuo entre institutos nacionais de metrologia, onde SRGs são transportados internacionalmente muitas vezes entre os vários institutos. ⁹ Durante uma comparação chave precoce, verificou-se que a estabilidade a longo prazo do SRG coeficiente de acomodação poderia ser melhorada através da utilização de um mecanismo de mola-transporte que tanto imobilizado o rotor e manteve-o sob vácuo durante o transporte. ^1,10 Desde então, o mecanismo de mola-transporte tem sido utilizado muitas vezes em comparações chave internacionais. Um estudo recente dos dados históricos mostrou que 90% destas comparações tinha estabilidades melhor do que 0,75%, e 70% tinham estabilidades de 0,5%. ⁹ Portanto, usando um mecanismo de mola-transporte irá, na maioria dos casos, obter uma estabilidade que é mais do que suficiente para a maioria das aplicações.

Até agora, tem havido pouca orientação na literatura sobre como construir um mecanismo de mola-transporte. As primeiras versões destes dispositivos têm sido conhecida a falhar para imobilizar completamente o rotor, devido a uma combinação de ser suficientemente projetado para robustez e seja mal utilizado durante o transporte. Estas lições iniciais mostram que é importante tanto para construir um mecanismo de mola-transporte robusto e empacotá-lo corretamente em uma maneira que minimiza choque durante o transporte. Este ponto posterior é fundamental, mas muitas vezes ignorado. Aqui vamos describPT A construção de um mecanismo de mola-transporte robusta para além de um pacote de transporte de construção adequada. Nosso projeto é baseado em alguns princípios simples, testado de engenharia que possibilitam a construção de um conjunto de mola-transporte durável que minimiza a possibilidade de falha durante o transporte. Descrevemos também nossos testes de robustez do nosso projeto. Detalhes adicionais dos métodos de ensaio podem ser encontrados em Fedchak et ai. (2015). ¹¹