[发明专利]真空模块和真空设备以及用于容积吸气剂真空泵的再生的方法

说明书

用于在具有容积吸气剂泵和离子吸气剂泵的真空设备中再生容积吸气剂泵的方法，其中降低离子吸气剂泵的操作电压，记录通过离子吸气剂泵的电流以确定真空设备中的压力，并且然后根据离子吸气剂泵的电流控制NEG的加热元件，目的是加热NEG材料。

技术领域

本发明涉及具有容积吸气剂真空泵和离子吸气剂泵的真空模块、以及具有容积吸气剂真空泵和离子吸气剂泵的真空设备以及用于容积吸气剂真空泵的再生的方法。

背景技术

大量的工业和科学仪器和系统需要具有低于10^-7毫巴的压力的超高真空。为了在真空设备中产生这样的真空，通常采用各种泵系统的组合。因此，通常提供主泵(粗真空泵或前级真空泵)，由此产生具有小于10^-1毫巴至10^-3毫巴的压力的低真空。主真空泵与高真空泵相结合，以产生低于10^-3毫巴至10^-8毫巴的压力，并且可能地与超高真空泵(UHV泵)相结合，以产生低于10^-7毫巴的压力。UHV泵在这种情况下包括用于达到超高真空所需压力的目的的吸附泵。吸附泵当然包括离子吸气剂泵和容积吸气剂真空泵，容积吸气剂真空泵也被称为吸气剂泵或容积吸气剂泵。

大量不同的气体也可以借助于离子吸气剂泵泵送。离子吸气剂泵典型地具有两个阴极和一个阳极，在两者之间施加高电压。借助于高电压，电子从阴极加速到阳极并且因此使气体粒子电离，气体粒子然后朝向阴极被加速并在那里被吸附，或者到达阳极并在那里通过它们的动能注入，因此在这两种情况下，它们不再对气体压力有贡献。由永磁体在外部施加的磁场增加了加速电子对气体粒子的电离的可能性。在这种情况下，离子吸气剂泵的泵容量由阳极和阴极的尺寸指示，并且因此受到真空设备中可用的安装空间的限制。

已知的容积吸气剂泵的工作原理是特别地诸如氧气、氮气、氢气等的反应性气体介质的化学吸附，尽管氢气的物理吸附占主导地位。已知的容积吸气剂泵也具有“不可蒸发的吸气剂材料”(NEG)。这些容积吸气剂泵根据其吸气剂材料被称为NEG。这些泵具有高的吸附速度，并且因此也具有高的泵送速度，泵送速度通常高于相同尺寸的离子吸气剂泵。容积吸气剂泵的另一个优点是它们允许更容易地泵送氢气。然而，NEG对氢碳化合物的泵送效果较差，并且NEG特别地不能泵送惰性气体。

在NEG的操作期间，来自真空设备的分子和气体粒子结合到其表面，并且因此不再对真空设备内的压力有贡献。由于这些沉积，对NEG的泵容量有贡献的NEG材料的活性表面减小。当NEG没有活性表面保持可用时，NEG的泵容量降至零。然后NEG必须被再生。这通常通过NEG材料的加热发生，这被称为“烘烤”。在此过程中，结合到NEG材料的表面的分子和气体粒子通过扩散被埋在NEG材料内，从而使NEG材料的活性表面再次可用。氢气不结合到表面，而是借助于扩散结合在固体本体内。在再生时，氢气再次被释放，并且必须由其它真空泵从真空室中移除。再生过程必须仅在通常小于10^-5毫巴或10^-6毫巴的压力下发生。如果做不到这一点，NEG材料的破坏将随之发生。到目前为止，确保这些所需的压力得到遵守一直是真空设备的用户的责任。

包括NEG泵和离子吸气剂泵的组合泵是已知的，其中离子吸气剂泵在NEG的再生过程期间通常关闭，也就是说，到离子吸气剂泵的电源电压降低到0，使得离子吸气剂泵不再产生任何泵输出。这意味着防止了在NEG材料的烘烤/再生期间从NEG逸出的气体粒子对离子吸气剂泵的填充。真空的维持必须通过其它泵系统来确保，例如外部涡轮泵系统。

因此，在现有的系统中，在NEG再生过程期间真空的额外监测是有必要的。这需要用于测量真空设备内的压力以及永久监测以防止NEG材料的破坏的额外的技术步骤。

发明内容

本发明的技术问题是设计一种方法，由此可以安全地和可靠地再生NEG的NEG材料。

该问题借助于根据权利要求1所述的方法以及根据权利要求7所述的真空模块或根据权利要求8所述的真空设备来解决。