Розанов Л.Н. Вакуумная техника 1990 (1065500), страница 32
Текст из файла (страница 32)
ся энергия передается электрону с А/-уровня, то этот процесс называют КМА1-Оже-переходом. Кинетическая энергия электрона, эмиттированного в результате этого перехода, определяется выражением Екмп=Ек — Ем — Еи, где Ек, Ем — энергия связи электронов на К- и М-оболочках атома; Ем — энергия связи на Уровне /т' в атоме с однократно ионизированным уровнем М.
Абсолютное значение энергии эмиттируемых электронов в за. висимости от атомного номера элемента и типа перехода может изменяться от 20 до 3000 эВ. !Структурная схема Оже-спектрометра типа «цилиндрическое зе(!кало» представлена на рис. 7.11. Первичный пучок электронов из блока 1 попадает на мишень 2. Вторичные электроны через щели во внутреннем цилиндре попадают на вход электронного умножителя 7. Энергия электронов, проходящих через щели анализатора, зависит от напряжения (/, подаваемого от источника 8 иа внешний цилиндр 8.
Это напряжение и используется для развертки энергетического спектра электронов, записываемого на 17! й шин.вй Рис. 7.11. Электростатический знз. Рнс. 7.12. Оже-спектр образца из пиззтор типа «цилиндрическое зер- нержавеющей стали кало» двухкоординатном самописце 5. Генератор синусоидальных напряжений 4 и усилитель с синхронным детектором 6 позволяют дифференцировать и фильтровать от помех выходной сигнал. На рис 7.12 показан спектр образца из нержавеющей стали, полученный на таком анализаторе. По оси абсцисс отложена Š— энергия эмиттируемых электронов, а по оси ординат в их относительная интенсивность.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. В чем состоит различие между статическими и динамическими гззознзлиззторзми? 2. Какие способы развертки спектра применяются в магнитных мзсс.снектрометрах? 3. От чего зависит разрешающая способность омегзтронз? 4. Чем объяснить большое быстродействие хронотронз? 3. Кзк происходит разделение ионов по массам в квздрупольном гззознвлиззторе? б.
Почему иониззционные гззоанзлиззторы ие могут работать при давлениях 1...10' Пз? 7. Какое свойство молекул газа используется для их разделения по массам в десорбциониой мзсс.спектрометрии? 8. Чем определяется звертив вторичных электронов, используемых для анзлиза веществ в Оже-спектрометрин? 9. Квк производится расшифровка мзсс-спектрогрзмм? 10.
Какие методы грздуировки измерителей пврцизльных давлений Вы знзете? ГЛАВА 8 ИЗМЕРЕНИЕ ГАЗОВЫХ ПОТОКОВ В 8.1. Методы измерения газовых потоков Я= б (РР) бр бР =Р— +Н вЂ”. б? бт бт (8.2) В соответствии с уравнением (8.2) для измерения газовых потоков используют два метода: постоянного давления и постоянного объема. При р=сопз1 поток газа Я=ИР/г(1, а его измерение осуществляется по скорости изменения давления в камере постоянного объема.
При К=сопз1 поток газа Я='и'г(РАЖ, а его измерение осуществляется по скорости изменения объема газа при постоянном давлении. Описанные методы считаются абсолютными. Косвенные методы — тепловые, радиоизотопные, ионнзационные — нуждаются в градуировке по абсолютным м толам, Метод двух манометров.
Метод двух манометров основан на измерении перепада давлений на элементе с известной проводимостью в соответствии с уравнением (8.1) н применяется для измерения стационарных или медленно изменяющихся во времени газовых потоков. На рис. 8.1 показана схема измерения производительности и быстроты действия вакуумных насосов методом двух манометров. Поток газа, откачиваемый насосом 5, измеряется по перепаду давления на диафрагме 3 известной проводимости (7. Диафрагма 173 Газовый поток — это масса газа, проходящая в единицу времени через заданное поперечное сечение элемента вакуумной системы. В Международной системе единицей газового потока является кг/с.
Потоки индивидуальных веществ можно измерять также количеством молекул газа, проходящих через заданное сечение элемента вакуумной системы в единицу времени. Прн постоянной температуре газа часто используют внесистемную единицу газового потока м' Па1с. Для воздуха при То= =273 К 1 м'Па=1,3.10-з кг„Стационарный поток газа, выраженный в м'Па/с, можно записать в виде с«' = 7-7 (Рг — Рт) (8.1) где 17 — проводимость вакуумной системы. Уравнение (8.1) может быть использовано для измерения стационарных газовых потоков методом двух манометров по перепаду давления на вакуумном элементе известной проводимости. Другое выражение для определения как стационарных, так и нестацианарных газовых потоков можно записать в дифференциальной форме: К бза р, =р. рйЬ* (8.4) где р,— давление внешней среды; р — плотность жидкости в бюретке; Ь вЂ” разность уровней жидкости в измерительном объеме и внешнем цилиндре бюретки.
Если выполняется условие, что ра» »рдЬ, то можно считать, что рвт„жсопз! и требование постоянства давления выполняется. Тогда газовый поток согласно (8.2) определяют по уравнению "и Ризи ~тернам д1г дй (8.5) нзм б изм установлена в измерительном колпаке 6, рекомендуемые размеры которого показаны на рисунке. Давления рз и рз измерят К баааттагалзеааг иаа баира ай ЮТСЯ СООтВЕтСтВЕННО МаНОМЕтРаео сас"'гмг ми 2 и 4.
Регулировка потока газа осуществляется с помощью натекателя 1, подключенного к б вспомогательной вакуумной системе. Рабочее давление вспомогательной вакуумной системы больше, чем основной. Производительность насоса или газовый Рис. 8.!. Схема измерения потока газа методом двух манометров поток, проходящий через его входной патрубок, рассчитывается по уравнению (8.1), а быстрота откачки 3 с' 77(р -Рг) (8.3) Рз Рз Для расширения пределов измерения проводимость диафрагмы можно изменять непрерывно, например с помощью конструкции ирисовой диафрагмы, применяемой в фотоаппаратах, или ступенчато, используя поворотные диски с отверстиями различных диаметров. Для элементов с малой проводимостью вместо отверстий, изготовление которых сопровождается технологическими трудностями обеспечения формы, используют длинный трубопровод — капилляр.
Метод постоянного давления. Схема измерения газового потока методом постоянного давления, использующая жидкостную бюрет. ку, показана на рис. 8.2, а. Давление в измерительном объеме б жидкостной бюретки б К Ктарн и! Рис, 82. Схема измерения потока газа методом постоянного дав- ления: и — метод масляной бюретии; б — метод газовых пузырей ния потока газа. Бюретка обычно заполняется вакуумным маслом, имеющим низкое давление насыщенного пара при комнатной температуре.
Схема измерения газового потока методом постоянного давления, использующая образование газовых пузырей, показана на рис. 8,2, б. При вытекании газа из объема 2 в объем 1 при рз>рт газовый поток может быть рассчитан по скорости ай!/81 возникновения и объему Рп газовых пузырей 4, возникающих в жидкости 3; ~ =УиР, бД//81. (8.6) Вакуумирование пространства над жидкостью увеличивает чувствительность измерения, так как сопровождается увеличением объема пузырьков Примером использования метода постоянного давления явля. ется определение газового потока по известному значению быстроты откачки вакуумной камеры 5а. Вакуумный насос 1 (рис, 8.2, а) через клапан или диафрагму 2 подключается к откачиваемому объекту 2, давление р в котором измеряется вакуумметром 2.
Поток газа регулируется клапаном 4 н натекателем 3. Быстрота откачки камеры в соответствии с основным уравне. пнем вакуумной техники здесь ЬЬ и Л)У вЂ” изменения уровня жидкости и величины объема измерительного цилиндра бюретки за время Ь1; Кб — постоянная бюРетки; Кб=п/саням', /хван — РадиУс измеРительного объема. Кран 4 необходим для опускания жидкости в бюретке и повторения экспериментов. Натекатель 3 предназначен для регулирова- 174 Я ~~н Г + хн (8.7) ГДЕ 1/ — проводимость вакуумной системы от насоса до отКачивае- мого объекта; 5 — быстрота откачки насоса. 175 5 Измерения удобно проводить в молекулярном режиме, когда проводимость с) зависит только от ро- Х б да газа и температуры, но не вар висит от давления, Нестабильно5о стью быстроты откачки насоса мож- но пренебречь, если 5,»1); тогда 7 Р из (8.7) 5ожь).
Так как5о=д))/с(1, то, согласно (8,2), величина газо- О вого потока 11=Р5о (8.8) а) г Метод постоянного объема. Для о ределения газового потока методом постоянного объема можно непостоянного объема: пользовать схему на рис. 8.3, а. В а — ввкуумнвя схема; б — кривые ЭТОМ СЛуиаЕ НаСОС 1 И КЛанаи 2 НС- пользуются в качестве вспомогательной вакуумной системы для получения вакуума в объеме 3. В процессе измерения клапан 2 закрывается. Газ из баллона б через натекатель 4, поступающий в объем 3, вызывает увеличение давления р. Если поток газа постоянен, то происходит линейное повышение давления (кривая 2 на рис. 8.3, б).
По скорости повышения давления определяют газовый поток: (8.9) В момент прекращения откачки вакуумной камеры (1=0) в ней возникает газовыделение адсорбнрованных газов, приводящее к нелинейному повышению давления (кривая 3 на рис. 8.3, б). Суммарное изменение давления происходит согласно кривой 1 (рис. 8.3, б).
Для надежного измерения потока методом постоянного объема газовыделеиие должно быть мало по сравнению с измеряемым газовым потоком. Этого можно достичь длительной предварительной откачкой вакуумной камеры. Метод постоянного объема можно использовать для определения производительности и быстроты действия вакуумных насосов. Насос 1 (рис. 8.4) непосредственно подключается к откачиваемому объекту 2. По кривой откачки (рис. 8.5, а) определяется в каждый момент времени 1; значение рг и по 18 гр — значение( — 1.
l бР т (,бт г Если выполняется условие )т»5,, то производительность насоса в каждый момент времени можно рассчитать по формуле (8,9). Быстрота откачки насоса 5н,= — ' (рис. 8.5, 6). Р) 176 а,5 ))о 5о Ро Рт Рн г, г Ре Р а) б) Р и с. 8.4, Схема определении Р и с. 8 б.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
