Диффузионный насос

Откачивающее действие диффузионного насоса основано на диффузии молекул разреженного воздуха в струю паров масла. Попавшие в струю молекулы газа увлекаются ею и уже не возвращаются назад. Образующаяся пустота немедленно заполняется следующими порциями газа. Скорость откачки диффузионных насосов в сотни и тысячи раз превосходит скорость откачки форвакуумного насоса.

Устройство ступени насоса.

Масло, налитое в сосуд, подогревается электрической печкой. Пары масла поднимаются по трубе и вырываются из сопла. Струя паров увлекает молекулы газа, которые поступают из откачиваемого сосуда. Дальше смесь попадает в вертикальную трубу, в которой масло осаждается на стенках трубы и стекает вниз, а оставшийся газ откачивается форвакуумным насосом. Диффузионный насос работает наиболее эффективно при давлении, когда длина свободного пробега молекул воздуха примерно равна ширине кольцевого зазора между соплом и стенками горизонтальной трубы. В этом случае пары масла увлекают молекулы воздуха из всего сечения зазора.

Давление насыщенных паров масла при рабочей температуре, создаваемой обогревателем сосуда, много больше 5е-2 торр. �менно поэтому пары масла создают плотную струю, которая и увлекает с собой молекулы газа. Если диффузионный насос включить при давлении, сравнмом с давлением назыщенного пара масла, то последне никакой струи не создаст, и масло будет просто окисляться и выгорать.

Диффузионный насос, используемый в установке, имеет две ступени. За второй ступенью имеется ещё одна печь, но пар из этой печи поступает не в сопло, а по тонкой трубке подводится ближе к печке первой ступени. Эта печь осуществляет фракционирование масла. Легколетучие фракции масла, испаряясь, вступают в первую ступень, поэтому плотность струи первой ступени выше, и эта ступень начинает откачивать газ при более высоком давлении. Вторая ступень обогащается малолетучими фракциями. Соответственно в откачиваемый объём поступает меньше паров масла, и его удаётся откачать до более высокго вакуума, чем одной ступенью.

Термопарный манометр

Чувствительным элементом манометра является платино-платинородиевая термопара, спаянная с никелевой нитью накала и заключённая в стеклянный баллон. По нити накала пропускается ток постоянной величины. Термопара присоединяется к милливольтметру, показания которого определяются температурой нити накала и зависят от отдачи тепла в окружающее пространство. Потери тепла определяются теплопроводностью нити и термопары, теплопроводностью газа, переносом тепла конвективными потоками газа внутри лампы и теплоизлучением нити (инфракрасное тепловое излучение). В обычном режиме лампы основную роль играет теплопроводность газа. Пр давлениях больше или равно 1 торр теплопроводность газа, а вместе с ней ЭДС термопары, практически не зависит от давления газа, и прибор не работает.

При улучшении вакуума средний свободный пробег молекул становится сравнимым с диаметром нити, теплоотвод падает и температура спая возрастает. При вакууме ~e-3 торр теплоотвод, осуществляемый газом, становится сравнимым с другими видами потерь тепла и температура нити становится практически постоянной. Давление определяется по градуировочной кривой термопары.