專利名稱：多功能氣體摻雜真空裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及真空裝置，尤其是涉及一種多功能氣體摻雜真空裝置。
背景技術(shù)：
在氣體放電系統(tǒng)中，為了獲得穩(wěn)定的放電，常需在充氣之前對系統(tǒng)抽至一定的真空度，然后充入特定的放電氣體，特別是而當(dāng)需要獲得相對純凈的放電光譜時，對系統(tǒng)的真空度和氣體的純度有著更高的要求。橡皮管連接的真空裝置存在著慢性漏氣問題，而在低氣壓下的氣體摻雜(如10Pa)，特別是多種氣體的摻雜，目前尚無實用有效的裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種多功能氣體摻雜真空裝置。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是包括機械泵、擴散泵、液氮俘獲裝置、摻雜支路、復(fù)合真空計、U形管、十一個真空閥、電離規(guī)和熱偶規(guī)。機械泵經(jīng)第一、第二真空閥分別與大氣和擴散泵連通，機械泵經(jīng)第三真空閥和第八真空閥與待充氣系統(tǒng)連通，液氮俘獲裝置分別接擴散泵和經(jīng)第四真空閥接第八真空閥，摻雜支路并聯(lián)接有第九、第十、第十一真空閥后接第五真空閥，第五真空閥接第八真空閥，電離規(guī)和熱偶規(guī)的一端接第八真空閥，電離規(guī)和熱偶規(guī)的另一端分別接復(fù)合真空計，U形管兩端上的第六、第七真空閥接第八真空閥。
本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是機械泵可快速實現(xiàn)低真空；擴散泵可抽至10-2Pa的高真空；液氮俘獲裝置可吸附氣體中的固體雜質(zhì)于液氮俘獲裝置壁上，防止擴散泵中的高溫硅油被污染；氣體摻雜支路用于一種或多種氣體的摻雜；復(fù)合真空氣壓計包括電離規(guī)和熱耦規(guī)，可測量10-5Pa至幾十Pa的范圍；U型管中充硅油，可測量101Pa至104的氣壓范圍；本裝置采用全玻璃結(jié)構(gòu)，可有效解決橡皮管的慢性漏氣問題。


附圖是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖中1、機械泵；2、擴散泵；3、液氮俘獲裝置；4、摻雜支路；5、復(fù)合真空計；6、U形管；7、待充氣系統(tǒng)；8～18、真空閥；19、電離規(guī)；20、熱偶規(guī)。
具體實施例方式
如附圖所示，本發(fā)明包括機械泵1、擴散泵2、液氮俘獲裝置3、摻雜支路4、復(fù)合真空計5、U形管6、十一個真空閥8～18、電離規(guī)19和熱偶規(guī)20。機械泵1經(jīng)第一、第二真空閥8、9分別與大氣和擴散泵2連通，機械泵1經(jīng)第三真空閥10和第八真空閥15與待充氣系統(tǒng)7連通，液氮俘獲裝置3分別接擴散泵2和經(jīng)第四真空閥11接第八真空閥15，摻雜支路4并聯(lián)接有第九、第十、第十一真空閥16、17、18后接第五真空閥12，第五真空閥12接第八真空閥15，電離規(guī)19和熱偶規(guī)20的一端接第八真空閥15，電離規(guī)19和熱偶規(guī)20的另一端分別接復(fù)合真空計5，U形管6兩端上的第六、第七真空閥13、14接第八真空閥15。
如開始時擴散泵2內(nèi)不是高真空，打開真空閥9、10、11、12、13和15，機械泵1通過真空閥10的支路，以及擴散泵支路，可快速將包括擴散泵2在內(nèi)的所有管道以及待充氣系統(tǒng)7抽至1Pa左右的低真空，此后應(yīng)盡量讓擴散泵2內(nèi)保持低真空，以防止擴散泵2內(nèi)的硅油被污染；然后關(guān)閉旁路的真空閥10，真空裝置內(nèi)的氣體只通過擴散泵支路抽出，往液氮俘獲裝置注入液氮后開啟閥門11，開動擴散泵，可獲得10-2Pa的高真空，從待充氣系統(tǒng)7抽出的氣體經(jīng)過液氮俘獲裝置3時，氣體中的雜質(zhì)被低溫吸附于瓶壁之上，可有效防止擴散泵2中處于高溫的油被污染。當(dāng)待充氣系統(tǒng)7被抽至極限真空后(約10-3Pa)關(guān)閉真空閥9、11以停止抽氣，關(guān)閉真空閥14使U形管6右端液面上方保持低氣壓，關(guān)閉真空閥12，然后把所需充入最低氣壓的氣體支路的真空閥打開(假設(shè)為真空閥16)使得真空閥12與真空閥16之間的支路充滿被充氣體，然后關(guān)閉真空閥16；緩緩打開真空閥12，根據(jù)所需充入的氣壓，選擇復(fù)合真空計5或者U形管6觀測氣壓的增大，當(dāng)充至所需氣壓時，關(guān)閉真空閥12、15；打開真空閥10將管道內(nèi)氣壓抽至機械泵的極限真空，然后關(guān)閉真空閥10，打開真空閥9、11，通過擴散泵2把管道內(nèi)氣壓重新抽至擴散泵的極限真空，然后關(guān)閉真空閥9、11、12，在摻雜支路和真空閥12之間的支路內(nèi)充入下一種所需充入的氣壓最低的氣體，打開真空閥12，使得充入真空閥10、11、12、15之間支路的氣壓為 如此在關(guān)閉真空閥12，開啟真空閥15后，待充氣系統(tǒng)內(nèi)即獲得該氣體所需摻雜的壓強，而且待充氣系統(tǒng)體積一般遠(yuǎn)大于真空閥10、11、12、15之間支路的體積，因此支路氣壓在真空閥15打開之前大于待充氣系統(tǒng)7內(nèi)的總氣壓，打開真空閥15后，總是支路氣體往待充氣系統(tǒng)7內(nèi)擴散，可以防止已充入待充氣系統(tǒng)7的氣體往外擴散而損失，可實現(xiàn)氣體的精確摻雜。重復(fù)以上過程，按所需充入氣體壓強由低到高的順序，即可實現(xiàn)多種氣體的摻雜。真空閥15以上待充氣系統(tǒng)7的體積+真空閥10、11、12、15之間支路體積與真空閥10、11、12、15之間支路體積之比可以通過以下方法獲得先把待充氣系統(tǒng)7以及所有支路抽至極限真空，然后關(guān)閉真空閥10、11、12、15，在這幾個真空閥之間的支路內(nèi)充以較大壓強氣體，如103Pa，記錄下此時壓強，然后打開真空閥15，待氣壓平衡后重新測量氣體壓強，以上所求的體積比即為前后氣壓之比。完成充氣后，關(guān)閉真空閥15，然后把所有管道抽至抽氣系統(tǒng)的極限真空，然后關(guān)閉所有真空閥。最后打開真空閥8，使得機械泵1上端抽氣支路與大氣連通，防止機械泵1的油倒灌，然后關(guān)閉真空閥8。
該裝置現(xiàn)已成功應(yīng)用于高重復(fù)率脈沖放電的摻氫Ne-CuBr蒸氣激光中，有效提高了摻氫比例和氖壓的測量精度，極大改善了該類激光的放電穩(wěn)定性和輸出特性。該裝置具有操作簡單、摻雜精度高、測量范圍寬和抗電磁干擾等優(yōu)點，也可用于CO2激光、He-Ne激光和其它金屬蒸氣激光的摻雜系統(tǒng)中。
權(quán)利要求
1.多功能氣體摻雜真空裝置，其特征在于包括機械泵(1)、擴散泵(2)、液氮俘獲裝置(3)、摻雜支路(4)、復(fù)合真空計(5)、U形管(6)、十一個真空閥(8～18)、電離規(guī)(19)和熱偶規(guī)(20)；機械泵(1)經(jīng)第一、第二真空閥(8、9)分別與大氣和擴散泵(2)連通，機械泵(1)經(jīng)第三真空閥(10)和第八真空閥(15)與待充氣系統(tǒng)(7)連通，液氮俘獲裝置(3)分別接擴散泵(2)和經(jīng)第四真空閥(11)接第八真空閥(15)，摻雜支路(4)并聯(lián)接有第九、第十、第十一真空閥(16、17、18)后接第五真空閥(12)，第五真空閥(12)接第八真空閥(15)，電離規(guī)(19)和熱偶規(guī)(20)的一端接第八真空閥(15)，電離規(guī)(19)和熱偶規(guī)(20)的另一端分別接復(fù)合真空計(5)，U形管(6)兩端上的第六、第七真空閥(13、14)接第八真空閥(15)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多功能氣體摻雜真空裝置。機械泵經(jīng)第一、二真空閥分別與大氣和擴散泵連通，機械泵經(jīng)第三、八真空閥與待充氣系統(tǒng)連通，液氮俘獲裝置分別接擴散泵和經(jīng)第四真空閥接第八真空閥，摻雜支路并聯(lián)接有第九、十、十一真空閥后接第五真空閥，第五真空閥接第八真空閥，電離規(guī)和熱偶規(guī)的一端接第八真空閥，另一端分別接復(fù)合真空計，U形管兩端上的第六、七真空閥接第八真空閥。機械泵實現(xiàn)低真空；擴散泵抽至高真空；液氮俘獲裝置可吸附氣體中的固體雜質(zhì)于液氮俘獲裝置壁上，防止擴散泵中的高溫硅油被污染；氣體摻雜支路用于一種或多種氣體的摻雜；電離規(guī)和熱耦規(guī)，可測量10
文檔編號H01J9/38GK1925093SQ20061005324
公開日2007年3月7日 申請日期2006年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月1日
發(fā)明者毛邦寧, 潘佰良, 王煜博, 陳立 申請人:浙江大學(xué)