多级差分真空系统设计、计算和调试

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1、分类号密级UDC编号中国科学院研究生院硕士学位论文多级差分真空系统设计、计算和调试张素平指导教师杨晓天、研究员中国科学院近代物理研究所申请学位级别工学硕士学科专业名称核技术及应用论文提交日期2007年4月论文答辩日期2007年5月培养单位中国科学院近代物理研究所学位授予单位中国科学院研究生院答辩委员会主席李得天摘要摘要兰州重离子加速器（HIRFL）后束运线TR2实验终端，是一个用于开展超重核研究的实验终端，实验系统工作时要求充入氦气，压强为100Pa左右，而后束-6运线上真空度要求为10Pa，所以如何实现从实验终端充气压强为100P

2、a到后束-6运线上压强为10Pa真空度的顺利过渡便成了一个重要课题。本文从差分真空系统的原理着手，通过对差分系统材料、测量元件以及排气系统的选择，排气性能测试等，设计了TR2实验终端差分真空系统——四级差分真空系统。通过安装测试，将理论计算值与静态测试结果做了比较，引出了差分系统中充气气流效应的概念，并对该系统中充气气流效应进行定量和定性的分析，改进了差分真空系统的设计。本文用真空系统中气体的流动与电子学电路中电子的流动相等效的思路，把四级差分真空系统等效成电子学电路，并用PSpice软件仿真计算四级差分真空系统中各级差分真空室的压

3、力分布，并与实验结果作比较。理论计算和静态测试结果均表明，TR2实验终端利用四级差分真空系统，可-6以实现从100Pa到后束运线上10Pa真空度的顺利过渡。关键词：TR2终端，差分真空系统，分子/增压泵，充气气流效应，真空规管校准，PSpice仿真，压力分布I摘要IIABSTRACTABSTRACTTheDesign、CalculationandAdjustmentofMulti-DifferentialVacuumSystemZhangSupingDirectedbyYangXiaotianTheTR2terminalasoneo

4、ftheterminalsofHeavyIonResearchFacilityinLanzhou(HIRFL)’spostbeamline,isaexperimentaldevicetostudyheavynuclei.Itsworkingpressureis100PaforHe,butthepostbeamlinewhichlinkstheTR2terminal-6hasthepressureof10Pa.Sohowtoobtainthepressuretransitionfrom100Pato-610Paisanimportan

5、tresearchtask.Basingontheprincipleofdifferentialvacuumsystem,thispaperintroducesthechoiceofmaterials,vacuummeasurementelementsandpumpingsystem.Next,thefunctionsofpumpingsystemaretested.Bythecalculation,thedesignofTR2terminalvacuumsystem–four-stagedifferentialvacuumsyst

6、emisfinished.Bystatictesting,introducestherateofdifferentialandthecalculationofgasfloweffect.Finally,thefour-stagedifferentialvacuumsystemdesignisimproved.Electricalnetanalogysolvednumericallybydedicatedsoftware(PSpice)isusedtocalculatethepressuredistributionofTR2termi

7、nalvacuumsystem–four-stagedifferentialvacuumsystem.Acomparisonbetweensimulationresultsandexperimentalresultsisdrawn.Boththecalculationsandtheresultsofexperimentsprovethatthefour-stagedifferentialvacuumsystemofTR2terminalcouldmeetthepressuretransitionfromIIIABSTRACT-610

8、0Pato10Pa.KeyWords:TR2terminal,differentialvacuumsystem,molecule/boosterpump,gasfloweffect,calibrationofgauges,PSpice