Устройство для стабилизации вакуума

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ВАКУУМА, содержащее по числу каналов последовательно соединеннее датчики давления и логические блоки, последовательно соединённые исполнительные блоки и исполнительные элементы, а также коммутатор, подключенный менаду выходами логических блоков и входгиш исполнительных блоков, о т л и ч а ю-щ е ее я тем, что, с целью повышения надежности и КПД устройства, логический блок содержит последовательно соединенные усилитель, соединенный входом с входом ло -ического блока, и триггер ВЬлитта, выходом связанный с выходом логического блока, а исполнительный блок содержит реле, соединенное с его.входом, источник постоянного тока, первый диод, конденсатор последовательно соединенные второй диод, ограничительный резистор и резистор утечки, тиристор и источник переменного тока, подключенный к аноду тиристора, у которого переход управляющий электрод-катод включен параллельно резистору утечки,а катод .связан с выходом исполнительного бло-( g ка, с катодом первого диода и с пер (Л вой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого через первый замыкающий контакт реле подключена к аноду второго диода, а через размыкающий контакт рела - к источнику постоянного тока, который через второй замыкающий контакт реле связан с анодом первого диода.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И1

ЗЬ9 G 05 D 16/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3526423/18-24 (22) 13.12.82 (46) 30.03.84. Вюл.9 12 (72) В.Г.Копылов, В.И.Удальцов, В.А.Кобыляков, Г.Д.Кисель и В.Н.Капличный (71) Сумский ордена Трудового Крас-. ного Знамени завод электронных -микроскопов им.50-летия BJIKCM (53) 621.555.6(088.8) (56) 1. "Приборы и .техника эксперимента", 1973, 9 1, с.181.

2. Микроскоп электронный ЭМВ-100БР.

Техническое описание и инструкция по эксплуатации ЦФ 1.720.032 ТО (прото- . тип) . (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ВАКУУМА, содержащее по числу каналов последовательно соединенние датчики давления и логические блоки, после довательно соединенные исполнительные блоки и исполнительные элементы, а также коммутатор, подключенный между выходами логических блоков и входами исполнительных блоков, о т л и ч а ю-. щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и КПД устройства, логический блок содержит последовательно соединенные усилитель, соединенный входом с входом логического блока, и триггер 1йлитта, выходом связанный с выходом логического блока, а исполнительный блок содержит реле, соединенное с его.входом, источник постоянного тока, первый диод, конденсатор последовательно соединенные второй диод, ограничительный резистор и резистор утечки, тиристор и источник переменного тока, подключенный к аноду тиристора, у которого переход управлякв(ий электрод-катод включен параллельно резистору утечки, а катод ,связан с выходомисполнительного бло-. ф ка, с катодом первого диода и с первой обкладкой конденсатора, вторая обкладка которого через первый замыкающий контакт реле подключена к аноду второго диода, а через размыкающий контакт рела — к источнику Я . постоянного тока, который через второй замыкающий контакт реле связан с анодом первого диода..1083165

Изобретение относится к технологии и технике получения вакуума при иссле. довании тонких пленок, предназначено для получения и исследования тонких пленок в условиях вакуума и может быть использовано в научном приборостроении и для исследования и разработки технологических процессов.

Известно устройство для нанесения и исследования пленок, содержащее вакуумную камеру с расположенными вну10 три нее узлом формирования электронного зонда, объектодержателем и источ., ником пара (1J .

Получение и поддержание необходимого вакуума в в.-куумной камере ука- 15 занного устройства осуществляется ручным управлением вакуумной комму.тацией, а.контроль и измерение вакуума осуществляется визуальным методом, что приводит к погрешностям в полученных результатах.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является при. бор ЭМВ-100БР с автоматической вакуумной системой j2) .

Недостаток известного прибора заключается в том, что автоматическая вакуумная система практически не защищена от действия промышленных помех, вызывающих ложные срабатывания автоматики, что в свою очередь не обеспечивает получения достоверности и повторяемости результатов исследования, зависимых от стабильности уровня вакуума в вакуумной системе. Кроме того, недостаточная помехозащищенность обусловливает применение сложных логических устройств, выполненных на дорогостоящих элементах, что в итоге приводит к усложнению схемы автоматики, повышению электро- 40 емкости и материалоемкости и значительным трудозатратам при настройке прибора. Недостатком является также питание клапанов переменным напряжением, что обусловливает электромаг- 45 нитные наводки на электронно-оптическую систему прибора, а это приводит к помехам в системе формирования изображения, предназначенной для визуального контроля и исследования структуры тонких пленок.

Цель изобретения — повышение надежности и КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для стабилизации вакуума, содержащем по числу каналов 55 последовательно соединенные датчики давления и логические блоки,последо.вательно соединенные исполнительные блоки и исполнительные элементы, а также коммутатор, подключенный между 60 выходами логических блоКов и входами исполнительных блоков, логический блок содержит последовательно соединенные усилитель, соединенный входом с входом логического блока, и триггер65

Шмитта, выходом связанный с выходом логического блока, а исполнительный блок содержит реле, соединенное с его входом, источник постоянного тока, первый диод, конденсатор, последовательно соединенные второй диод, ограничительный резистор и резистор утечки, тиристор и источник переменного тока, подключенный к аноду тиристора, у которого переход управляющий электрод — катод включен параллельно резистору утечки, а катод связан с выходом исполнительного блока, с катодом первого диода и с первой обклад. кой конденсатора, вторая обкладка которого через первый замыкающий контакт реле подключена к аноду второго диода, а через размыкающий контакт реле — к источнику постоянного тока, который через второй замыкающий контакт реле связан с анодом первого диода.

На чертеже изображено предлагаемое устройство. (Устройство содержит вакуумную систему 1, предназначенную для создания низкого давления остаточных газов в приборе, датчик 2 давления, предназначенный для преобразования давления остаточных газов в контро-. лируемом объеме в Электрический сигнал, систему 3 формирования изображения электронного микроскопа, предназначенную для визуального контроля и исследования структуры тонких пленок, исполнительный элемент - электромагнитный клапан 4, предназначенный для подключения или отключения средств откачки к вакуумному объему прибора, стабилитрон 5, обеспечивающий стабильное напряжение питания термопарного датчика, резистор 6, обеспечиваю. щий заданный ток питания термопарного датчика, усилитель 7 с высоким входным сопротивлением, предназначенный для усиления сигналов термопарного датчика 2, резистор 8, предназначенный для регулировки усиления усилителя 7, триггер Шмитта 9, предназначенный для формирования логического сигнала, коммутатор 10, предназначенный для формирования сигналов,управления и подачи их на исполнительные устройства, реле 11, предназначенное для подключения источника 12 постоянного тока к электромагнитному клапану 4, источник 12 постоянного тока, предназначенный для удержания электромагнитного клапана

4, источник 13 переменного тока, пред назначенный для форсировки электромагнитного клапана 4, ограничительный резистор 14, резистор 15 утечки, предназначенный для защиты управляющего электрода.тиристора 16, предназначенного для кратковременного подключения повышенного напряжения форсировки к электромагнитному клапану

1083165

4, второй диод 17, предназначенный для исключения влияния напряжения на управляющем электроде тиристора 16 на конденсатор 18,предназначенный для формирования импульса управления тиристора 16, первый диод 19, предназначенный для и дачи постоянного напряжения удержа.ия на электромаг-, нитный клапан 4. Причем элементы

5-9 образуют логический блок 20.

Элементы 11-19 образуют исполнительный блок 21. Логнческое устройство., коммутатор 10 и исполнительный блок

21 образуют блок 22 автоматики 22.

Термопарные датчики 2 расположены в местах вакуумной системы 1, в кото-15 рых необходимо иметь информацию об остаточном давлении газов. Выходы термопарных датчиков 2 электрически последовательно соединены с логическими блоками 20 (усилителем 7 с высоким входным -.опротивлением, который

/ соединен последовательно с триггером

Шмитта 9). . Bce логические блоки 20 электричес- ки соединены с коммутатором 10, кото-25 рый электрически соединен с исполнительными блоками 21. устройство работает следующим образом.

При уменьшении давления остаточных газов в объемах, контролируемых тер- З мопарными датчиками 2, увеличивается термо-ЭДС на выходе термопарных датчиков 2, поступающая на вход уси- лителей 7 с высоким входным сопротивлением. Для устранении ошибок в по- 35 казаниях термопарных датчиков 2 последние эапитаны от отдельных параметрических стабилизаторов напряжения.

Усиленное напряжение с выхода 4g усилителя 7 с высоким входным сопротивлением подается на вход триггера

Шмитта 9, который преобразует аналоговый сигнал в логический сигнал

"0" или "1" в зависимости от уровня

45 аналогового сигнала.

Преобразование аналожвого сигнала в логический обеспечивает высокую помехоустойчивотсь при вводе их в коммутатор 10, так как логический сиг нал обладает более высокой помехоустойчивостью по сравнению с аналоговым, потому что информация о со« бытии заложена не в амплитуде сигнала, а в наличии или отсутствии сигнала определенного уровня напряжения 55

"0" или "1", чем и объясняется высокая помехоустойчивость системы.коммутатор 10 обрабатывает информацию, поступающую от термопарных датчиков

2, формирует и выдает сигналы управления на исполнительные, блоки 21.

В зависимости от величины контроли. руемого давления выбирается коэффициент усиления усилителя 7 с помощью сопротивления 8. До поступления сигнала управления на обмотку реле 11 конденсатор 18 заряжен через размыкающий контакт реле 11 источником

12 постоянного тока, и к аноду тиристора 16 подключено переменное напряжение от источника 13 переменного тока.

С приходом сигнала управления с выхода коммутатора 10 срабатывает реле 11 и при разряде конденсатора

18 по цепи 17,14,15 формируется импульс, который подается на управляющий электрод тиристора 16 и отпирает его на время, заданное элементамн

18,14 и 15. Переменное напряжение поступает на электромагнитный клапан 4 и последний открывается, подключая средства откачки.

Одновременно с подачей переменного напряжения на электромагнитный клапан

4 на него подается напряжение от источника 12 постоянного тока через диод

19, которое и удерживает клапан в открытом состоянии после окончания действия переменного напряжения.

При снятии сигнала управления с обмотки реле 11 контакты, через которые подается напряжение удержания, размыкаются и электромагнитный клапан выключается, отключая средства откачки.

Таким образом, применение термопарных датчиков, включенных непосредственно на вход усилителя с высоким входным сопротивлением, и последующее преобразование полезного аналогового сигнала в логический в значительной степени повышают помехоустойчивость схемы автоматики, что приводит к повы шению достоверности и повторяемости результатов исследования, а также в значительной степени упрощает схему автоматики, приводит к понижению энерэнергоемкости и материалоемкости всего прибора.

Применение релейно-тиристорной схемы управления клапанами практически полностью исключает влияние напряжения питания клапанов на электроннооптическую систему и систему формирования изображения.

Составитель С.Стрелецкий

Редактор С.Квятковская Техред С.Легеза Корректор И.Муска

Закав 1753/42 Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

«f13035, Москва, 5-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал:ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4