论文部分内容阅读
近年来，随着集成电路产业、光学元器件产业、薄膜产业、医药行业、化学工业等行业的蓬勃发展，给干式真空泵（或称“真空干泵”，简称“干泵”）带来了史无前例的发展时机。集成电路厂家的一条产线，往往需要数以千计的干泵。由于国家对干泵研发的大量投入和对产业发展的积极引导，国内干泵制造厂家迎来重要的发展机遇，经历了“从无到有”、“从有到可靠”的发展路径，目前正在向“更节能、更高效”的方向发展。传统的干泵测试装置通常只能进行固定条件下的单一性能指标测试。本文正是基于这一背景，提出了一种对真空干泵实现高集成化、高精度、高度自动化的性能测试方法。
本文在实现测量原有各项性能指标的基础上，通过模拟干式真空泵在不同工况下的运转情况，对实时运转过程中的主要性能进行直接测试。通过充分考虑集成测试方法测试对象的多样性，对研究对象的结构进行分析和改进，提出集成测试方法的多种功能。
为实现集成测试方法，选择对流量、真空度、温度三个基本物理量进行测量与控制，为真空干泵性能集成测试方法提供了理论依据和具体方案。通过各种流量测量方法的基本原理以及不确定度的计算和比较，优选出适合集成测试系统的测量方法;通过对真空度测量的原理和分类对比，确定真空计的选择方案;通过温度的测量方法研究并结合集成测试方法的需要，选择合适的温度测量装置。
在确定集成测试系统的目标与功能后，进一步提出集成测试系统平台的整体方案。通过对现有文献中的调研，重新设计并计算确定了真空腔室的类型与大小，优化真空腔室的内部结构设计进而实现温度和真空度的均匀性。同时，通过正压平衡法，结合质量流量计与涡街流量计并设定平衡室的方法，实现在真空条件下宽量程、微小流量的精确测量。根据不同入口压力出口压力、不同入口流量、不同温度条件下的具体测试过程，设定工艺路线，分析不确定度以及影响测量精度的因素，为进一步的实验台建设创造条件。
在测量系统组成研究的基础上，研究实验台集成控制系统的实现手段，重点对温度、压力、流量等物理量进行在线监测和闭环控制技术的研发。通过组态程序开发与监控界面的设计，研究集成测试系统的实时监控手段。通过对各执行单元的集成化监控和数据后处理，获得和调节在给定输入条件，包括气体流量、温度、压力和转速情况下，集成测试系统的实时工艺数据，包括真空泵、阀门、控制器等各元件的运行状态，以及气体流量、抽速、真空度、转速、功率参数、运行温度、运行效率、压缩比等工艺参数。
本文针对干式真空泵提出的集成测试系统，通过模拟抽气过程，实现定温、定压、定流量和转速可调的“三定一调”理论验证试验，对干泵的结构设计和抽气工艺可以进行多维度的实验验证。通过进一步的研究，可以实现对多个中间参量的直接在线测试，这对于掌握真空干泵的抽气性能变化规律、验证和优化干式真空泵理论体系，具有重要的应用价值和指导意义。
本文在实现测量原有各项性能指标的基础上，通过模拟干式真空泵在不同工况下的运转情况，对实时运转过程中的主要性能进行直接测试。通过充分考虑集成测试方法测试对象的多样性，对研究对象的结构进行分析和改进，提出集成测试方法的多种功能。
为实现集成测试方法，选择对流量、真空度、温度三个基本物理量进行测量与控制，为真空干泵性能集成测试方法提供了理论依据和具体方案。通过各种流量测量方法的基本原理以及不确定度的计算和比较，优选出适合集成测试系统的测量方法;通过对真空度测量的原理和分类对比，确定真空计的选择方案;通过温度的测量方法研究并结合集成测试方法的需要，选择合适的温度测量装置。
在确定集成测试系统的目标与功能后，进一步提出集成测试系统平台的整体方案。通过对现有文献中的调研，重新设计并计算确定了真空腔室的类型与大小，优化真空腔室的内部结构设计进而实现温度和真空度的均匀性。同时，通过正压平衡法，结合质量流量计与涡街流量计并设定平衡室的方法，实现在真空条件下宽量程、微小流量的精确测量。根据不同入口压力出口压力、不同入口流量、不同温度条件下的具体测试过程，设定工艺路线，分析不确定度以及影响测量精度的因素，为进一步的实验台建设创造条件。
在测量系统组成研究的基础上，研究实验台集成控制系统的实现手段，重点对温度、压力、流量等物理量进行在线监测和闭环控制技术的研发。通过组态程序开发与监控界面的设计，研究集成测试系统的实时监控手段。通过对各执行单元的集成化监控和数据后处理，获得和调节在给定输入条件，包括气体流量、温度、压力和转速情况下，集成测试系统的实时工艺数据，包括真空泵、阀门、控制器等各元件的运行状态，以及气体流量、抽速、真空度、转速、功率参数、运行温度、运行效率、压缩比等工艺参数。
本文针对干式真空泵提出的集成测试系统，通过模拟抽气过程，实现定温、定压、定流量和转速可调的“三定一调”理论验证试验，对干泵的结构设计和抽气工艺可以进行多维度的实验验证。通过进一步的研究，可以实现对多个中间参量的直接在线测试，这对于掌握真空干泵的抽气性能变化规律、验证和优化干式真空泵理论体系，具有重要的应用价值和指导意义。