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通过 Q = P x S 公式解释各种问题

气载 (Q)、压力 (P) 和抽速 (S) 之间的关系决定了真空系统的表现。

如何获得更低的压力 (P)?

  • 在真空系统中实现更低的压力可能是一大难题。在理解压力 (P) 取决于系统气载 (Q) 和抽速 (S) 之间的平衡后,实现更低的压力 (P) 会变得更简单一些。
  • 这些基本概念,压力 (P)、抽速 (S) 和气载 (Q) 的详细介绍如下。
  • 另一个重要概念是流导 (C)。流导 (C) 表示在特定压力下,孔口或管路通过气体的能力。其描述了真空管路和接头对抽速 (S) 的影响,以及对极限真空压力 (P) 的影响。
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了解压力 (P)

压力 (P) 表示气体分子撞击表面时
产生的力量大小

要降低压力 (P):

1) 提高抽速 (S)
和/或
2) 降低气载 (Q)


了解抽速 (S)

抽速 (S) 是指
泵从真空室中抽出气体的速率。

要降低压力 (P):

1) 提高抽速 (S)
和/或
2) 增加管路内径/减小管路长度


了解气载 (Q)

气载 (Q) 是真空系统中所有气体来源
的总和。

来源包括:
• 真空室内的初始气体
• 工艺气体
• 放气
• 扩散
• 真实泄漏
• 虚漏
• 返流
• 渗透



了解真空 — 常见问题解答

需要真空的原因大致有以下几类:

a) 使粒子在不受干扰的情况下移动一段距离
用于粒子加速器,从 X 射线成像系统到放射性药物的生产,再到用于研究物质基本特性的设备

b) 创造超洁净的表面
这对许多应用而言必不可少,特别是在真空镀膜应用中,此时会将一种材料沉积到另一种材料上(通常形成非常薄的一层)。真空可以确保“目标”表面不存在可能影响沉积材料附着或以其他方式影响性能的污染物。应用示例包括望远镜反射镜和半导体器件

c) 最后,许多工艺在靠近接地组件的地方需要高电压
如果没有真空,这样的高电压无法稳定保持而不发生放电

(Q=P*S 或 P=Q/S)— 要提高抽速 (S):1) 确认系统没有流导限制。管路流导必须大于泵抽速 (S)。2) 选择更大的泵以增加抽速 (S)。更高的抽速 (S) 可以更快达到更低的压力 (P)。

流导 (C) 表示在特定压力下孔口或管路通过气体的能力。 
为真空系统选择具有出色流导 (C) 的硬件(即不会限制泵和真空室之间气体流动的硬件),以尽可能提高泵的抽速 (S),这一点非常重要。
注:系统流导 (C) 较差时,使用更大型的泵无法提高性能(抽真空时间或极限真空压力)。
提高流导 (C) 的简单规则:
  • 使泵抽气口法兰的直径与管路直径匹配
  • 尽量缩短所用管路的长度
  • 使用直型管路,尽量避免使用带有许多弯折的管路


流导 (C) 对抽速 (S) 的影响:

  • 流导 (C) 通常会降低真空泵的抽速 (S)
  • 具有很低流导 (C) 的组件将决定系统可达到的最大抽速 (S)


注:由于各种流导 (C) 限制而得到的降低后的抽速 (S) 称之为有效抽速 (Seff)。

流导 (C) 会限制抽速 (S),进而影响极限真空压力。为尽量降低系统压力,需要尽可能减少由于低流导 (C) 导致的抽速 (S) 下降。
为了获得更低的压力 (P):
  1. 确认泵与真空室之间的硬件未限制流导:管路的流导 (C) 务必大于* 泵的抽速 (S)
  2. 如果泵与真空室之间的硬件未限制流导 (C)*,选择更大的泵。提高抽速 (S) 可以在更短时间内达到更低的压力 (P)。
注:系统流导 (C) 较差时,使用更大型的泵无法提高性能(极限真空压力或抽真空时间)。
*需要通过计算来确定流导 (C) 是否限制了抽速 (S)。例如,假如抽速 (S) 等于流导 (C),则有效抽速 (Seff) 会降低 50%。
考虑到流导,基本公式变为:Q = P x Seff

流导 (C) —(气载 (Q) 固定)

  • 随着流导 (C) 变大,有效抽速 (Seff) 增加,压力 (P) 降低
  • 随着流导 (C) 变小,有效抽速 (Seff) 减小,压力 (P) 升高

为了尽量提高抽速 (S):
确认泵与真空室之间的硬件未限制流导。管路的流导 (C) 务必大于* 泵的抽速 (S)。
如果泵与真空室之间的硬件未限制流导 (C)*,选择更大的泵:提高抽速 (S) 可以在更短时间内达到更低的压力 (P)。
注:系统流导 (C) 较差时,使用更大型的泵无法提高性能(抽真空时间或极限真空压力)。
*需要通过计算来确定流导 (C) 是否限制了抽速 (S)。例如,假如抽速 (S) 等于流导 (C),则有效抽速 (Seff) 会降低 50%。
考虑到流导,基本公式变为:
Q = P x Seff

流导 (C) —(气载 (Q) 固定)

  • 随着流导 (C) 变大,有效抽速 (Seff) 增加,压力 (P) 降低
  • 随着流导 (C) 变小,有效抽速 (Seff) 减小,压力 (P) 升高

(Q=P*S 或 P=Q/S)— 如果气载 (Q) 降低,则可以达到更低的压力 (P)。气载 (Q) 越低泵可达到的压力越低。


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