[发明专利]微小空间内表面放电清洗方法和装置

说明书

【技术领域】

本发明涉及放电清洗领域，具体涉及微小空间内表面放电清洗方法和装置。

【背景技术】

小型气体放电激光器如氦氖激光器由于极佳的相干性而被广泛使用，如在导航领域中的激光陀螺。其放电管通常为毛细管。由于空间微小不易被常规方法(如机械、化学等)充分清洗。虽然采用直流放电方法也可对毛细管腔体进行清洗，但后者因放电激发起的污染物在直流电场作用下产生定向运动，并污染反射镜。因此，更好的方式是采用无极放电(射频、微波放电)方法清洗。但现有的射频和微波放电等离子体清洗设备只能用于工件外表面放电清洗，虽然工件也是放在真空空间内，但放电相包围工件，等离子体不易有效进入工件内部(特别是内部空间细小时)，导致内部直径小的空间不能放电，因此不能达到良好清洗地目的，而对于气体激光器这类工件，放电毛细管内壁必须清洗，否则容易导致整个激光管失效。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种微小空间内表面放电清洗方法和装置，能够对直径小的微小空间内部进行清洗。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

包括强场空间容器和真空系统，真空系统包括用于抽真空的抽气装置和用于充入清洗气体的充气装置；抽气装置和充气装置均连接待若干个清洗工件内部的微小空间；待清洗工件置于强场空间容器内；强场空间容器连接用于在其内部空腔内产生电磁场的辐射源。

进一步地，辐射源包括电源以及与电源相连的若干个振荡源；每个振荡源均分别通过隔离器同强场空间容器相连。

进一步地，振荡源采用输出功率在100W以上且输出频率在0.9～5.9GHz的振荡器；振荡器均匀分布在强场空间容器外侧且为微波电子管或半导体器件。

进一步地，真空系统中设置有真空计。

进一步地，清洗气体为待清洗工件的工作气体。

进一步地，强场空间容器包括屏蔽外壳，屏蔽外壳上设置带屏蔽网的观察窗。

进一步地，待清洗工件的材料为玻璃或陶瓷；微小空间为内径在1～20毫米的毛细管或圆泡。

本发明方法的技术方案是：包括以下步骤：

a)首先将待清洗工件内部的微小空间与真空系统相连，并将待清洗工件放入强场空间容器内；将强场空间容器与用于在其内部空腔内产生电磁场的辐射源相连；

b)通过真空系统将微小空间内抽真空，然后通过真空系统向微小空间内充入清洗气体；

c)启动辐射源产生电磁场，使清洗气体放电清洗微小空间内表面，最后通过真空系统放气，完成清洗。

进一步地，步骤b)中抽真空后气压不高于1Pa；充入清洗气体直至气压为20～20000Pa。

进一步地，步骤c)中清洗气体放电后如果变色，则重复步骤b)直至清洗气体放电不再变色，通过真空系统放气，完成清洗。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明装置通过设置强场空间容器，能够将辐射源产生的电磁场全部限制在其腔体内，将待清洗工件放置在强场空间容器中，通过设置真空系统，能够对待清洗工件中微小空间内部抽气和充入清洗气体，而待清洗工件外表面仍处于大气环境中且没有放电过程，本发明通过辐射源产生的电磁场与清洗气体进行配合，能够使清洗气体直接在待清洗工件内的微小空间内放电并产生等离子体；同时工件介质吸收电磁波而升温，介质内溶解的杂质气体在温度作用下向低气压的内部微小空间扩散，最终进入微小空间内部，通过等离子体作用，从而完成对微小空间内部的清洗，并在清洗完成后能够通过真空系统的抽气装置将清洗后含有杂质的气体全部抽出，避免污染。本发明适用于微小空间清洗领域，特别适合激光陀螺放电毛细管清洗。

进一步地，本发明通过设置隔离器，在辐射源与强场空间容器之间起到隔离作用，阻止从强场空间容器中反射的电磁波进入振荡源，防止其干涉正常运转。

进一步地，本发明通过采用功率在100W以上且输出频率在0.9～5.9GHz的振荡器，能够兼顾辐射场频率与引燃电压及放电直径之间的关系，才能使放电起辉，从而保证对微小空间的清洗。

进一步地，本发明通过采用待清洗工件的工作气体作为清洗气体，避免引入新污染。

进一步地，本发明待清洗工件的材料为玻璃或陶瓷，为高频介质损耗不大的材料，其对电磁波的吸收不足以影响微小空间内放电，产生的工件温升幅度不足以破坏待清洗工件本身，且高频介质损耗产生适当的温升有利于清除待清洗工件介质材料内部溶解的杂质气体。