費勉100問第五期 | 真空相關(guān)

這個問題問的范圍很大，其實我們目前一般把超高真空規(guī)分成熱陰極離子規(guī)和冷陰極離子規(guī)兩類：
熱規(guī)就是靠熱燈絲發(fā)射電子測量真空度的真空規(guī)，其最大特點就是有可替換燈絲用于產(chǎn)生電離用的電子束；而冷規(guī)沒有熱發(fā)射的燈絲，氣體電離依賴其他手段，比如強磁場。其中，熱陰極規(guī)在使用過程中有很微量的X射線輻射，這個量很少，不會有安全問題，但是對于某些敏感性測試需要注意。
問題中提到的真空規(guī)，UHV-24，UHV-24P，F(xiàn)RG 730屬于熱規(guī)這個范疇，F(xiàn)RG-700和WRG屬于冷規(guī)范圍。
不同真空規(guī)有不同的換算和信號傳輸方式，UHV24及UHV24P需要用一根特殊的傳輸電纜（這個電纜的價格根據(jù)可烘烤程度，價格可能比離子規(guī)本身還高）把微弱的離子電流傳輸?shù)娇刂破魃先?；而FRG730則在離子規(guī)尾部裝了一個ADDA模塊，直接把電流轉(zhuǎn)換成真空度和數(shù)字信號。兩者各有優(yōu)劣。

對于UHV 24P類型的分離式真空規(guī)
1.需要專用的XGS600 的控制器才能讀取真空值，包括電纜，連接接頭都是專用的。
2.專用的真空控制器的換算效率相對更準。極限真空更高。
3.真空規(guī)部門的結(jié)構(gòu)簡單，維護，烘烤，檢修等都更容易。
4.故障更好判斷。

對于FRG 730類型的整合式真空規(guī)
1.因為真空規(guī)尾部已經(jīng)搭載了數(shù)字電路，因此除了原廠的控制器，也可以用其他各種通訊手段直接和FRG730通訊讀取真空度，相對來說整合度更高。
2.除了真空規(guī)本身，線纜、接頭都是標準接口和標準通訊協(xié)議，更適合作為標準化整機的標準模塊使用。
3.整合度太高，烘烤，維修，維護都比較復(fù)雜。離子規(guī)燈絲的更換等等都相對困難。
4.因為板載模塊的體積，耗電量等限制，所以讀取精度和極限測試值都相對較差。 

熱陰極真空規(guī)主要的用途就是用于真空度較高的系統(tǒng)，一般來說真空度在10E-10 mbar量級。但是很多系統(tǒng)真空度并不需要那么高，對于這類系統(tǒng)，一般推薦的就是冷規(guī)，如WRG和FRG700這樣的真空規(guī)。

冷規(guī)相對熱規(guī)的一個最大好處就是壽命長，因為沒有熱燈絲，因此使用過程中可以耐受真空沖擊，使用更加便捷，因為這個特點，冷陰極規(guī)一般都會和Pirani規(guī)連用，構(gòu)成全量程真空規(guī)。例如，F(xiàn)RG700和WRG兩個規(guī)其實都是由Pirani和冷規(guī)兩個模塊組成，Pirani規(guī)處于長期工作的狀態(tài)，一旦Pirani規(guī)的讀數(shù)已經(jīng)超過了量程（低于10E-4 mbar），那么冷規(guī)就會啟動，來完成全量程的真空測試。而因為磁場的控制和電壓的控制精度關(guān)系，冷陰極規(guī)的測量精度會差很多，一般廠家標稱的測試精度是（+/- 50%），所以這類真空規(guī)一般用在真空要求不高，甚至頻繁暴露大氣的環(huán)境，例如Load Lock。

14. 在溫度確定、真空腔體內(nèi)環(huán)境相同的情況下，腔體內(nèi)的磁場強度是否能影響腔體內(nèi)的真空指標？噪音（超聲波和次聲波）呢？

對于采用氣體分子離子化原理的真空計，因為離子運動會被磁場偏轉(zhuǎn)，所以磁場會影響離子運動軌跡，理論上會對真空測量產(chǎn)生影響，影響的大小取決于磁場的大小。例如冷陰極離子規(guī)中本身的磁場一般高達上千高斯，像地磁場（0.25-0.65高斯）所能產(chǎn)生的影響幾乎可以忽略；而如果在離子的運動范圍內(nèi)有外加強磁場就會嚴重影響電離真空計的功能。
而噪音（超聲波和次聲波）本質(zhì)上是空氣振動，我們的真空腔體一般很重，噪音的能量不足以傳遞到腔體上或腔體內(nèi)產(chǎn)生振動，因此無法影響到腔體內(nèi)的真空測量。

15. 系統(tǒng)Vent的目的和作用？

系統(tǒng)的Vent命令一般指的是把真空系統(tǒng)從真空充氣恢復(fù)到大氣狀態(tài)。一般采用是低壓干燥氮氣，避免水汽進入真空系統(tǒng)，確保下次抽真空的速度更快，更便捷地達到系統(tǒng)的工作狀態(tài)。
相較直接拆法蘭，Vent的作用簡單說來有幾點：
1.單純拆卸法蘭的時候，由于大氣壓力的作用，大部分時間法蘭是被吸在腔體上的，需要很大的力才能硬掰下來，這個不是一個規(guī)范的操作，容易造成人員或者設(shè)備受傷。
2.如果不通過Vent拆卸法蘭，吸入的往往是常壓的空氣，空氣中的粉塵還有水汽等等都是額外的污染源，甚至由于法蘭拆卸的瞬間的巨大吸力，會有很多實體的碎片被吸入真空腔體，成為潛在的污染源。