真空微波器件超高真空排气设备测温系统误差的校正

　　在微波管制造过程中,真空是微波管工作的基础条件。通过排气工艺,对微波管内零部件充分除气,阴极分解和激活,使阴极具有所需的电子发射能力,最后获得并保持微波管在存储和工作过程中所需要的真空度[1]。

　　在整个排气过程中,温度的测量准确性非常重要,它不仅关系到以上任务能否在常规工艺下完成,以保证管子质量而且对今后在微波管制造过程中采用一些对温度敏感的新材料、新工艺提供了可靠的保证。在微波管的排气过程中,通常采用550℃保温的常规工艺,但排气台采用这一工艺条件时,经常会出现管子或超高真空排气系统漏气的现象,造成制管成品率下降。分析产生漏气的原因可能是温度过高引起的。因此,对超高真空排气设备的测温系统进行理论和实验研究是非常必要的。

　　1　排气台测温系统测温原理分析

　　在行波管排气过程中,测温系统采用热电偶温度计。为了分析问题产生的原因,本文从以下两方面来说明。

　　1·1　温差电偶(热电偶)的测温原理[2]

　　由两种不同金属焊接并将接触点放在不同温度下的回路,称为温差电偶。如果在A,B两种金属之间插入任何一种金属C(如图1),只要维持它和A,B的联结点在同一温度T2,这个回路中的温差电动势总是和A,B两种金属组成的回路中温差电动势相同,温差电偶测量温度的原理就是利用这一性质。

　　如图2,将构成温差电偶的两种金属A,B的一个接头放在待测的温度T中,A,B的另一端都放在温度为T0(冰水或大气)中。用两根同样材料C的导线将A、B在恒温槽中的一端联到电位差计的补偿电路中,测量它的温差电动势。通过测量温差电动势数值,根据事先校准的曲线或数据,即可知道待测温度T。根据温差电动势定义,在上述测量中,只要电位差计中各接触点维持同一温度,测温差电偶整个回路中的温差电动势仅由金属A,B和T1,T0决定,这就证明了不同温度T0会对温度T的测量产生影响[3]。

　　1·2　排气台采用的测温系统及存在的问题

　　如图3所示,T1是现在排气台所用热电偶。在排气台500℃保温过程中,发现从低真空烘箱引出的测温用铜柱电极温度在60℃左右,由此推断在低真空烘箱内部的铜柱电极的另一端与热电偶丝相连处温度将会更高,远高于热电偶温度计准确测定温度时所要求的室温。通过测试发现在系统保温500℃时,铜柱电极与热偶丝连接处的温度在200℃左右,这就会给系统的测温带来很大的误差。在文献[4]中也提到这一问题:第三种金属的存在并不影响回路里的热电动势,但必须保证第三种金属两端处在同一温度。也就是说,如果铜接线柱两端的温度一样,那么可以在铜接线柱外接两根与测温电偶丝相同的电偶丝,从而保证接入测温仪的电偶丝处在室温下,也可保证准确测温。