BPG真空规管中文手册.docx

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BPG真空规管中文手册

RevisedbyLiuJingonJanuary12,2021

BPG真空规管中文手册

IR090

热阴极电离复合真空计

使用说明书

BG804171BE

产品标识

有效范围

使用范围

工作原理

注册商标

1安全

1.1使用符号

1.2人员素质

1.3一般安全规则

1.4赔偿责任与保修

2技术参数

3安装

3.1真空连接

3.1.1拆卸和安装电子学单元

3.1.2安装延伸件

3.2电源连接

3.2.1与COMBIVACIT23一起使用

3.2.2与其它测量仪器一起使用

4运行

4.1测量原理，测量特性

4.2真空计工作原理

4.3除气

4.4显示器

4.5RS232C接口

4.5.1功能说明

IR090输出

IR090输入

5维护

5.1维护

5.2真空计调整

5.3真空计清洗

5.4安装障板

5.5更换障板

5.6更换规管

5.7故障查找

6拆卸

7产品返修

8附件

9备件

10废物处理

附录

A.测量讯号与压强的关系

B.气体种类与压强的关系

污染申报表

参阅本说明书中的章节，采用符号（→XY）。

参阅其它文献，采用符号（→［Z］）。

产品标识与LeyboldInficon联系时，请标明产品标牌上给出的信息。

将信

息复制在标牌的复印件上。

有效范围本说明书适用于下列件号的产品

不带显示器

12090（法兰DN25ISO-KF）

12092（法兰DN40CF-R）

带显示器

12091（法兰DN25ISO-KF）

12094（法兰DN40CF-R）

产品的件号在标牌上标明。

本公司保留对说明书不预先通知的技术更改权。

使用范围IR090用于在压强5×10-10…1000毫巴范围内非易燃性气体和气体混合物的真空测量。

真空计规管是SKYSmart真空计规管系列的一个组成部分。

可

与COMBIVACIT23或其它测量仪器一起工作。

工作原理在整个测量范围内，热阴极电离复合真空计有连续的测量特性。

它的测量讯号是对数压强输出。

真空计的功能包括BA规热阴极电离测量系统（用于p＜2.0×10-2

毫巴）和皮拉尼测量系统（用于p＞5.5×10-3毫巴）。

在2.0×10-2

毫巴至p＞5.5×10-3毫巴的交叉压强范围内，输出两个测量系统

的混合讯号。

只有当皮拉尼测量系统的压强低于2.4×10-2毫巴

的阈值时，才能转换至热阴极测量系统（防止灯丝烧断）。

当压

强超过3.2×10-2毫巴时切断电源。

注册商标CombivacLeybold

SKYLeyboldInficon

1安全

1.1使用符号

危险

有关防止任何人身伤害的信息。

警告

有关防止设备和环境损伤的信息。

注

有关正确掌握或使用的信息。

如不注意可导致设备故障或局部损伤。

提示，建议

1.2人员素质

技术熟练的人员

本说明书中涉及的全部工作必须由经过技术培训、有经验的或由产品的最终用户委派的人员执行。

1.3一般安全规则遵守安全使用规则，对过程介质采取必要的预防措施。

注意材料（→第7页）与过程介质之间可能的反应。

注意用于产品产生的热导致过程介质可能产生的反应。

全部工作必须在遵守安全使用规则和必要的预防措施下进

行。

注意本说明书中的安全要点。

在开始工作前，检查是否有被污染的真空元件。

当处理被污

染的元件时，遵守有关的规程和采取必要的预防措施。

与其它用户交流安全方面的经验。

1.4赔偿与保修责任如最终用户或第三方有以下情况，LeyboldInficon将不承担赔偿

与保修责任。

不理会本说明书中的要求

在不适当的状态下使用本产品

对产品作任何变动（修改，更改等）

使用不是相应产品文件中所列的附件

对所使用的过程介质，由最终用户负责。

2技术参数

测量测量范围（空气，氮，氧）5×10-10至1000毫巴,连续

精度15%读值

（10-8至10-2毫巴）（5分钟后稳定）

重复性5%读值

（10-8至10-2毫巴）（5分钟后稳定）

与气体种类的关系附录B

发射发射on阈值2.4×10-2毫巴

发射off阈值3.2×10-2毫巴

发射电流

p≤7.2×10-6毫巴5毫安

7.2×10-6＜p＜3.2×10-2毫巴25微安

发射电流转换

25微安5毫安7.2×10-6毫巴

5毫安25微安3.2×10-5毫巴

除气电流约16毫安/约4.0瓦

（p＜7.2×10-6毫巴）

控制输入讯号0伏/24伏，PLC-值，高动态

时长至多3分，接着自动停止

在除气模式中，IR090保持提供测量值，误差大于正常运行。

输出讯号输出讯号0至10伏

测量范围0.774伏5×10-10毫巴

10伏1000毫巴

电压与压强的关系对数，0.75伏/量级

误差讯号＜0.3伏/0.5伏（→第25页）

最小负荷10仟欧

RS232C接口波特率9000波特

数据格式二进位数据组

8数据位

1停止位

无奇偶位

无同步交换

讯号值≈±8伏

连接件

T×D（传送数据）接脚13

R×D（接收数据）接脚14

GND（外壳接地）接脚15

显示器平板型LCD-点阵，32×16象素

带有本底照明

尺寸16.0×11.2毫米2

压强单位毫巴（缺省），乇，帕

电源

危险

真空计必须连接符合超低电压接地保护（SELV-E，按照EN61010）要求的电源和测量仪器。

连接真空计必须有保险丝。

真空计电压24伏直流（20至28伏）2）

最大纹波2Vpp

功率损耗

标准≤0.5安

除气≤0.8安

发射起始（＜200毫安）≤1.4安

功率损耗≤16瓦

保险丝1）≤1.25AT

规管电缆电连接件DSub连接件，15脚，插头

电缆

仅用于模拟值

无除气功能4极加屏蔽

用于模拟值

有除气功能5极加屏蔽

全部功能

包括RS232C接口7极加屏蔽

电缆长度，最长（24伏直流）35毫米（0.25毫米2导线）

50毫米（0.34毫米2导线）100毫米（1.0毫米2导线）用于RS232C工作≤30米

真空真空侧的材料不锈钢，铱，氧化钇，玻璃，

NiFe，NiCr，钨，钼，铜

内容积

DN25ISO-KF≤24毫升

DN40CF-R≤34毫升

压强，最大2巴（绝对）

环境允许温度

储存-20℃至70℃

工作0℃至50℃

烘烤+150℃（无电子学单元或

带延伸件→第28页）

相对湿度

（年平均/在60天中）≤65/85%（无凝聚）

使用仅室内

海拔高至2000米NN

保护类型IP30

1）COMBIVACIT23满足这些要求

2）电源的最低电压必须随测量电缆的长度等比增加

尺寸法兰DN25ISO-KF

测量［毫米］

重量285克

法兰DN40CF-R

测量［毫米］

重量550克

3安装

3.1真空连接

注

注意：

真空元件

灰尘与损伤将影响真空元件的功能

取持真空元件时采取适当措施确保清洁和防止损伤

危险

注意：

真空系统中有压力＞1巴

如不正确或不小心地夹紧和打开，可能受到弹开部件的伤害，或受到泄漏的保护气体伤害

采用可使用工具打开或夹紧的夹具（如软管卡箍夹环）

危险

注意：

电源电压

不正确接地的产品在故障中是极危险的

真空计必须电连接至接地的真空室。

连接件必须符合EN61010的保护接地要求：

CF法兰满足这个要求

KF法兰的真空计，使用导体的金属夹环

真空计可任何方向安装。

但不允许任何微粒或凝聚物进入测

量室。

必须有足够的安装空间（第8页）。

如必须无电子学单元时才能连接法兰，卸下电子学单元（

第10页）。

建议采用金属密封的真空法兰（超密封环第28页），因

为橡胶密封（Vitilan，Viton）可影响测量精度，释放气体于

10-6毫巴量级。

真空计内装有筛网。

存在严重污染的应用条件下建议安装选

件障板（第28页）以防止光和快粒子损坏电极（第24

页）。

规管可烘烤至150℃。

温度50℃以上必须卸下电子学单元

（第10页）或安装（第11页）延伸件（附件第28

页）。

步骤1取下保护盖

维护时需要

使用保护盖

2连接法兰

安装真空计时，注意连接件周围是否在真空计安装后允许插入调整针杆（第21页）。

安装带有显示器的真空计时注意要便于阅读显示器。

3.1.1拆卸和安装电子学单元

需用工具/材料L型六角板手2.5毫米

拆卸a）拧下电子学单元

（2）侧面的内六角螺钉

（1）

b）卸下电子学单元，不要扭转它。

安装a）将电子学单元放置在规管（3）上（注意接脚（4）的正确位

置）。

b）将电子学单元插至机械止点，并用内六角螺钉

（1）锁住它。

使用选件延伸件（→见第28页）规管可在运行中烘烤至150℃

（仅在p＜10-2毫巴，因为在高温下皮拉尼规管测量不正确）。

注

注意：

上升的热量

如带有延伸件的电子学单元位于规管上方，当烘烤时可因上升的热量而被损坏。

将规管水平方向安装。

烘烤区域

步骤a）取下电子学单元

（2）（→见第10页）。

b）将规管（3）插入延伸件（6）至机械止点，注意接脚（4）

的正确位置。

c）用内六角螺钉（7）紧固规管。

d）插入电子学单元

（2）至机械止点，注意接脚（4a）的正确

位置。

e）用内六角螺钉

（1）紧固电子学单元

（2）。

3.2电源连接

3.2.1与COMBIVACIT23一起使用

如真空计与COMBIVACIT23一起使用需要一根规管电缆（→见

第28页）。

将插头连接真空计，

并用螺丝紧固。

电缆另一端的插头与

COMBIVACIT23

连接，并紧固。

3.2.2与其它测量仪器一起使用

真空计可与其它测量仪器一起使用在此情况下，需使用单独的规

管电缆（预配置电缆→见第28页）。

电缆长度不超过5米（导体截面0.34毫米2），可在正讯号输出（接脚2）与公共接地GND（接脚5）之间测量，不影响测量精度。

如电缆长度超过5米，建议在正讯号输出（接脚2）与讯号接地（接脚12）之间进行测量（由于在电源接地线上的功率损失，最大允许电缆长度的公用模式讯号约为1.0伏）。

步骤1打开电缆合（D-Sub，15-脚，

插座）。

2准备电缆。

3按图焊接规管电缆。

图1电连接件

接脚1未用

接脚2讯号输出

（测量讯号）

接脚3未用

接脚4未用

接脚5电源接地GND

接脚6未用

接脚7除气on，电缆合，焊接侧

高动态

接脚8电源24伏直流

接脚9未用

接脚10未用

接脚11未用

接脚12讯号接地GND

接脚13RS232C，T×D

接脚14RS232C，R×D

接脚15屏蔽外壳GND

警告

电源接地GND（接脚5）和屏蔽（接脚15）必须与保护接地连接。

不正确的连接、不正确的极性或不允许的电源电压将损坏真空计。

4装回电缆合。

5按照测量仪器连接件装备电缆

的另一端

6插入电缆合。

用螺钉将电缆合

紧固在真空计上

7将电缆的另一端与测量仪器连接

4运行

当供应电压时，在脚2与脚12之间有测量讯号（测量讯号与压强的关系→附录A）。

估计约10分钟的稳定时间。

一旦真空计电源on后，不管压强如何，一直让它保持on。

4.1测量原理，测量特性

IR090包含两个单独的测量系统（热阴极B-A计和皮拉尼计）。

B-A计B-A计测量系统按照Bayard-Alpert原理，设计于低x-射线限值。

测量系统原理基于气体电离。

由热阴极（F）发射的电子,电离气

体分子，产生的离子与测量室的压强成正比。

离子收集极（IC）

收集它们产生离子流I+，并将其输送至测量仪器的静电放大器。

离子流的大小与发射电流Ie、气体种类和气体压强p有关，其

关系式为：

系数C代表规管灵敏度。

通常是指对氮气的灵敏度。

测量下限为5×10-10毫巴（金属密封）。

为使灵敏度覆盖从5×10-10毫巴至10-2毫巴整个测量范围，在高压强范围（低真空）使用低发射电流，低压强范围（高真空）使用高发射电流。

发射电流的转换在压强降低时发生在7.2×10-6毫巴，在压强升高时发生在3.2×10-5毫巴。

在转换阈值，IR090可暂时（＜2秒）偏离规定的精度。

图1

B-A测量系统示意图

F热阴极（灯丝）

IC离子收集极

EC电子收集极（筛网）

皮拉尼计在一定限值内气体的热导与压强有关。

Pirani将这个物理现象用于压强测量。

采用自调整电桥作为测量电路（见图2）。

传感元件采用细的钨丝。

通过适当的控制电路将丝电阻（即温度）保持不变。

测量供应给丝的电功率来测量热导从而测量压强。

自调整电桥的基本原理示于图2中。

图2

电桥电压U用于测量气体压强，并进行进一步电处理（线性化，数字化）。

测量范围IR090覆盖从5×10-10毫巴至1000毫巴整个连续的测量范围。

皮拉尼计始终监测压强。

热阴极计（由皮拉尼计控制）只在压强低于2.4×10-2毫巴下工作。

如被测量的压强高于转换阈值，热阴极计被关断，皮拉尼计输出讯号显示测量值。

当皮拉尼计的测量值低于转换阈值（p=2.4×10-2毫巴）时，热阴极计接通。

热阴极加热后即输出测量值。

在5.5×10-3至2.0×10-2毫巴的搭接范围内两个计均输出讯号（→见图3）。

图3

当压强上升超过阈值（p=3.2×10-2毫巴）时，热阴极计将被关断。

输出将回到皮拉尼计的读值。

与气体种类的关系

测量讯号与气体种类有关。

特性曲线对干燥空气，氮和氧是正确的。

对其它气体可转换（→见附录B）。

4.2真空计工作原理规管测量电流（B-A计和皮拉尼计）由电流/频率转换器转换成

与频率有关的测量读值。

由微处理器产生这个频率讯号的数字输出，即总压强测量值。

这个值有一个0至10伏的模拟输出（脚2/脚12），并可通过RS232C接口（脚13/脚14/脚15）读出数字值。

带有显示器的真空计（产品号12091和12094）显示压强值。

通过软件，输出压强值限制于10伏（大气压）。

除转换测量讯号的功能外，微处理器的功能还包括监测发射电流、基于从两个规管的两次测量计算总压强、压强显示（产品号12091和12094）和通过RS232C接口进行通讯。

4.3除气

污染

注

由于污染损坏的真空计不属于保修范围。

热阴极电离真空计电极系统上的淀积层可导致不稳定的测量读

值。

建议在低于7.2×10-6毫巴压强下（5毫安发射电流）对阳极进行除气。

根据应用，这功能可手动启动或由系统控制器（PLC）自动启动。

如烘烤未及时切断，3分钟后IR090将自动关断烘烤。

对于重复的除气过程，控制讯号首先必须从ON（24伏）至OFF（0伏），然后重新ON（24伏）开始除气。

建议在3分钟除气后通过系统控制器重新将烘烤OFF，以达到一个明确的工作状态。

除气过程通过电子轰击将电子收集极的栅丝加热至约700℃。

4.4显示器产品号为

12091

12094

的真空计内装有LCD-点阵，32×16象素两行显示器。

第一行显示压强值，第二行显示压强单位，必要时将显示功能和误差。

本底照明通常是绿色，当出现故障时变成红色。

压强显示为毫巴（缺省）、乇或帕。

压强单位可通过RS232C接口改变（→见第20页）。

压强显示测量，压强单位

功能显示（无）皮拉尼模式

E发射电流25微安

E1发射电流5毫安

D除气

R1000毫巴调整（皮拉尼计）

误差显示ok无误差

（本底照明绿色）

4皮拉尼计报警

（本底照明红色）

9皮拉尼计误差

（本底照明红色）

8热阴极电离计误差

（本底照明红色）

内部数据连接故障

（本底照明红色）

4.5RS232C接口通过RS232C接口可传送数字测量数据和仪器情况以及设定仪

器参数。

RS232C接口工作于双重模式。

约每20毫秒发送一个9字节的

字符串。

工作参数9600波特，设定值

8个数据位

1个停止位

无奇偶校验

无信号交换

要求接线T×D脚13

R×D脚14

GND脚15

IR090输出发送的字符串（帧）是9个字节

数据字符串（字节1至字节7）是7个字节

字符串的格式例：

字节号

数据

字节0数据字符串长度（始终7）

字节1页码（始终5）

位

字节2状态0发射状态0=发射off1=25微安

1发射状态2=5毫安3=除气

2调整状态1当1000毫安调整时

3切换位，用每个已知的字符串改变

4单位0=毫巴1=除气

5单位2=帕

字节3误差4误差5=皮拉尼计未调整好

5误差8=电离计误差

6误差9=皮拉尼计故障

7误差

字节4测量高-字节

字节5测量低-字节

字节6软件版号（缺省输出）

字节7规管型号（IR090：

始终10）

字节8数据字符串的校验和

压强计算p/毫巴

p/乇

p/帕

例（见上）高-字节=242，低-字节=48

p［毫巴］=1000毫巴

IR090输入传送至真空计的指令，发送5个字节的字符串（帧）（无＜CR＞）。

字节1至字节3组成数据字符串。

字符串的格式字节0数据字符串长度（始终3）

字节1功能

字节2地址

字节3数据

字节4数据字符串的校验和

下列字符串是可能的：

字节号

0

1

2

3

4

在显示中设定单位为毫巴

3

16

62

0

78

在显示中设定单位为乇

3

16

62

1

79

在显示中设定单位为帕

3

16

62

2

80

电源-故障-安全储存当前单位

3

32

62

62

156

将除气on（3分钟后将它off）

3

16

93

148

1

在3分钟前将除气off

3

16

93

105

214

5维护

5.1维护

危险

注意：

污染的部件

污染的部件可损害您的健康。

在工作前，检查工作部件是否已污染。

按照相关的规程，采取必要的措施处理这些部件。

5.2真空计调整真空计在出厂前已校准。

通过使用中不同的气候条件、安装位置、

老化或污染（→见17页）和规管更换（→见25页），可产生特性曲线的偏移，必须重新校准。

仅皮拉尼计可以调整，只在大气压下调整。