追寻希格斯玻色子（上帝粒子）—— 全球最大的真空系统依赖于普发真空提供的真空解决方案

2018-02-06 09:44

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资料摘要：

粒子加速器运行的一个重要因素是可靠且强大的真空系统。而像LHC这样非同寻常的机器对内置真空技术有着非常特殊的要求。极小误差可能导致整个加速器停止运行数小时。因此，整套真空系统必须是非常可靠的。此外，加速器中使用的所有设备必须能够承受高达1,000 Gy/a的辐射水平。而进行这些复杂测量的设备不能离开加速器的辐射区。因此，能在现场进行设备维护显得至关重要。为满足这些高要求，普发真空与CERN合作，对真空获得、真空测量和真空分析研发并实践了一套定制的真空解决方案。真空获得 LHC分两种真空系统: 电子束真空和隔离真空。两种应用中都用到了普发真空的涡轮分子泵。这些泵经改进后都可以满足LHC的特殊要求。为了能在辐射环境中运行，泵体中都不能使用电子元件。要满足这些要求，普发真空研发了无传感器驱动概念，实现了泵的机械部件与电子部件的隔离。采用这一概念，电子部件可以放置在离真空泵1,000 m以外的地方，并定位在一个保护区域内。真空测量普发真空专门研发了特殊的测量设备，用来测量获得的真空。这些使用的设备是改进的皮拉尼和冷阴极真空计。它们用来长期监测加速器内的压力，并确保当压力增加时可以采取适当的行动。由于真空计同样暴露于高水平辐射中，它们被制造成无源传感器，没有集成的电子设备。所有电子设备都被安置在一个辐射安全区域内，并且经由长电缆连接至无源传感器。这些电缆通过精确的指令与CERN密切连接。这使冷阴极真空计可以测量达10-11 hPa的压力。通过一种特殊的点火过程，冷阴极真空计即使在压力非常低的情况下，也可以轻易打开。由于加速器的寿命约为30到40年，因此，只有采用寿命长的电子元件。氦检漏对LHC要求的超高真空压力，加速器使用的部件必须确保极低的漏率。因此，在安装部件之前，必须进行全方位的检漏。针对检漏，CERN采用了ASM系列检漏仪。使用这些设备，即使是细微到的10-13 Pa·m3/s 的泄漏也可以有效地被检测出来。真空分析除压力外，残余气体的组成也是加速器正常运行的一个重要因素。使用残余气体光谱仪，可以得出加速器内使用材料脱气相关的结论。为获得残余气体光谱，CERN采用了普发真空的质谱仪。对于超高真空中的残余气体测量，质谱仪分析仪本身具有较低的脱气率是非常重要的。除了真空退火离子源外，CERN使用的普发分析仪也拥有真空退火棒系统。使用这一方法，分析仪将产生一个极低的背景信号，尤其方便记录加速器内实际残余气体的比例。

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HiCube涡轮分子泵组采用模块化设计。您可以分别选择适合的涡轮分子泵和前级泵。这种方式可以满足所有高真空和超高真空应用的要求。

普发真空专业知识手册

真空的通俗定义是指空间中的压力低于大气压力时所产生的状态。这些压力可通过均匀分布在该空间的气体或蒸汽来产生。真空的标准定义是“气体密度在容器中的压力低于周围环境大气压或者低于300mbar。即：低于地球表面的大气压力。” 标准定义中规定的 300 mbar 的意义在考虑到气压公式时就变得显而易见了。由于一定区域中气柱重量的减少，气压随高度增加而下降。在技术应用的范围内，压力并不是绝对的，而是相对于大气压力。低于大气压的压力范围表示为负数或百分比。这方面的例子有气缸上的压力计、减压器或真空起重工具或真空输送系统的使用。（如需了解更多请下载资料附件）

普发真空服务解决方案

长期的真空组件使用寿命，加上较低的停机时间，是客户对我们的明确期望。普发真空能满足您对优质产品和卓越服务的需要。普发真空中很早就开始了服务培训。我们的综合培训项目，包括应用培训和实践产品培训，使你能够使用最专业的知识来防止可怕的"最糟糕的情况"。与此同时，你将向我们学习如何完善你处理真空组件的方法。为了确保您的系统在整个生命周期中能够满足最高的消耗，来自普发真空的产品必须始终由经过专业培训的专业人员使用真正的部件和工具来维护和修复。普发真空代表了以客户为导向的真空解决方案，其具有高质量和高可靠性。在过去的30年里，我们一直都在坚持这个观念，比如涡轮分子泵的改变可以体现这一点。

普发真空罗茨泵产品手册

OktaLine系列罗茨泵可以通过不同的抽速和版本，为客户定制满足需求的完美解决方案。该类泵需要配备一台前级泵，既能满足工艺的需求，也符合气流的运动。产品优势 •完整的罗茨泵产品系列具有高度的灵活性，最大程度满足工艺需求 •具有高压缩比实现快速排气 •磁耦合驱动（选配），免维护，运行可靠，无故障运行时间长 •结合变频器作业（选配），实现工艺适应性和节能 •采用风冷和磁耦合（选配），降低运行成本应用领域（罗茨泵非常适用于中、低真空的各类应用）镀膜和半导体行业、化学和过程工艺、研发 OktaLine G系列气冷罗茨泵提供了更高程度的灵活性。它们是常规罗茨泵中的一个特殊型号，对于清除不能与废水或废油相接触的介质，它们是最理想的选择。该类真空泵尤其适用于高压差和高压缩比的情况下工作。在没有前级泵的情况下，通过气体循环冷却的罗茨泵照样可以正常运转。针对易爆气体的排空和易爆环境下的工艺流程，我们开发了 OktaLine ATEX，它是基于风冷罗茨泵的概念设计的。通过一系列的测试和标准磁耦合配置，该系列产品符合各项严格的防爆要求。配备其它类型的罗茨泵或相应的前级泵，罗茨泵可完全满足各类应用需求。普发真空拥有50年的客户方案定制经验，是业界领先的真空解决方案供应商。

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