1微波管工作需要高真空環境:微波管是一種放大微波信號的電真空器件,主要包含電子槍、慢波系統、聚束系統、輸能裝置和收集極這五個基本功能部件。
電子槍的功能是由陰極產生電子束,然后利用聚焦極、陽極把電子束會聚、加速,形成一定截面形狀、尺寸和能量的電子注。
慢波系統是用來減慢電磁波沿管子傳播速度的裝置,使電子注和高頻電磁場的相互作用,把電子束的能量轉換為的高頻微波能量,使微波管能完成信號放大作用。
聚束系統利用磁場約束電子注的發散,使其順利穿過慢波系統。輸能裝置是被放大微波信號的入口和出口。
收集極用來收集穿越慢波系統完成能量交換作用后的電子注電流。
可見,微波管利用電場、磁場來控制電子束在其內部運動,使電子束產生、加速、運動、收集以及和信號相互作用,以至達到信號放大的目的。因此,避免電子對氣體分子間的碰撞,呆證電子在微波管內部的運動規律,方止發射熱電子的陰極氧化中毒,把微波管抽到一定真空度保證微波管的正常工作,是絕對必要的。微波管的整個壽命期間要求維持高真空或超高真空狀態。真空度的好環直接影響到微波管的可靠性能。
2高真空環境的獲得和維持微波管內的真空度的獲得,主要通過排氣工藝把管內氣體抽出,從而獲得一定的真空度。由于微波管結構復雜,零件繁多,一般都是100種以上;真空氣密性焊縫多,一般有幾十道焊縫。所以在排氣時需要加熱到高溫對金屬零件和焊接處進行出氣處理。這樣在微波管工作狀態下,內部零件溫度會身高,就不會出氣了,這樣在工作狀態下仍然會保證高的真空度。
常用的排氣系統為油擴散泵排氣系統和渦輪分子泵排氣系統,主要組成為前級泵(機械泵、羅茨泵等)粗抽,然后利用主泵(油擴散泵、分子泵等),配置必要的真空管道、一定高真空閥門、所需的真空計(電阻真空計、電離真空計、B-A真空計等)把真空度抽至高真空。當利用油擴散泵時,還需要加一擋油阱,防止泵油對真空器件內部系統的污染。
排氣結束后,真空度能達到106Pa,可以滿足微波管的使用要求。為了提高微波管排氣時的真空度,減少在后工序的放氣量,我們利用獬射離子泵對微波管的排氣,排氣結束后真空度可以達到2x10-7Pa.排氣結束后,微波管和排氣系統進行冷封離,在封離過程中機械擠壓使金屬零件放氣,同時微波管在放置一段時間后,由于其本身的高真空,內部材料會進行放氣,從而降低了管內的真空度。這時我們利用了一種小離子泵(俗稱鈦泵)保證內部的真空度,同時在微波管老煉、測試等工序中,管內零件經過高速電子束的轟擊會產生放氣,需要鈦泵進行抽除。鈦泵的電流還具有檢測微波管內部真空度的作用。
在微波管老煉、測試結束后,這時管內的真空度一般都會保持穩定。由于鈦泵本身體積比較大,影響微波管的外形尺寸,一般我們會進行去除(對外形無要求的可以不去除)。
但是微波管等電真空器件一般需要一定長壽命,一般指標要求為3年(空間微波管要求20年)。在這長時間的工作中,零件材料本身的缺陷(氣孔、裂紋等)和焊接的死空間可能產生慢性漏氣或者放氣,破壞內部的真空度,我們在這里放水機配套的軟水硬度測試劑,以及國內一些軟水器廠家配制的硬度測試劑。它們的一個共同特點是:只具有指示劑的作用。即只能定性的指示出其水樣的硬度是否在某一指定值(如0.03mmol/L)范圍內。筆者對幾種指示劑作過測試,其誤差比較大,其中有一種誤差達300%. 4使用KS軟水硬度測試劑具有以優點:測試速度快、效率高,只需幾秒鐘就可測定一個水樣。