Одноканальний п'єзоелектричний натільник СНА-1 (2 мс) для прецизійного напуску газів у вакуум

СНА-1 (2 мс) являє собою прецизійний натільник для напуску газів у вакуумну камеру. Особливості СНА-1 (2 мс): немає механічних зв'язків, сервоприводів, малий відгук (інерція) за мінімальних змін параметрів, висока відмовостійкість, 2 мкм вхідний фільтр, стандартні штуцери входу та виходу, конструкція з неіржавкої сталі та вітонові ущільнення.

Натікач широко застосовується, наприклад, у разі вакуумного розпилення/напилення, іонного травлення для контрольованого подавання відповідних супутніх газів у робочу камеру. Водночас введення робітника газа і рівень тиску підтримується завдяки регулюванню потоку газу від СНА-1 (2 мс) через зміну електричного вхідного сигналу на клапані.

Принцип роботи 

СНА-1 (2 мс) містить п'єзокристал, який калібрується для вхідного діапазону 0-100 В постійного струму. Порогова напруга СНА-1 (2 мс) становить 20-30 В. Час відгуку п'єзокристал менш ніж 2 мсек. Зміна товщини кристала пропорційно сигналу (0-100 В або 4-20 мА), що за наявності зворотного зв'язку робить його ідеальним для контролю тиску. Полярність напруги має бути позитивною на центральному контакті та негативною на корпусі роз'єму.

Встановлення

Під час встановлення СНА-1(2 мс) її вихідний штуцер під'єднують до порту вакуумної камери, а вхідний штуцер до джерела газу. Подавання газу на вході має регулюватися, причому максимальне значення не має перевищувати 3,4 атм. СНА-1 (2 мс) є односпрямованим натікачем і його штуцера чітко позначені. СНА-1 (2 мс) може постачатися також обтискними або торцевими штуцерами з металевою прокладкою.

Сумісність

СНА-1 (2 мс) призначений для використання з благородними газами, як-от аргон і азот (сухіми та неагресивними). Такі гази, як-от хлор, аміак або сірководень, є агресивними та деструктивно впливають на п'єзокристал і ущільнення. Хоча СНА-1(2 мс) успішно використовувався для напуску газоподібного тритію, з заміною вітонових ущільнень на ущільнення з етиленпропілендієнового каучуку (EPDM).

Автоматизація

СНА-1 (2 мс), за наявності зворотного зв'язку, ідеально підходить для регулювання тиску у вакуумній камері. Для цього додатково необхідний датчик вакууму та вакуум-метр або контролер вакууму.

Тиск усередині вакуумної камери зчитується датчиком вакууму. Вакуумметр або контролер вакууму порівнює виміряний вхідний сигнал від датчика з заданим значенням у контролері (вакуумметрі) і подає відповідний сигнал на СНА-1 (2 мс). Клапан відкривається й «робочий газ» надходить у камеру, тиск підвищується, датчик тиску покаже це збільшення. Так само вакуумметр (контролер) подає сигнал на СНА-1 (2 мс), а необхідний заданий тиск уже досягнутий і підтримується у вакуумній камері.

іншим популярним методом керування СНА-1 (2 мс) є так званий «метод пилки».

Метод пилки містить подавання на п'єзокристал коротких трикутних імпульсів струму. Ці імпульси накладаються на (регульований) рівень постійного струму, що призводить до вібрацій п'єзоелектричного кристала. Керування клапаном у цьому методі досягається регулюванням рівня постійного струму. У міру збільшення рівня струму, сили, викликаної накладенням трикутних імпульсів, стає досить, щоб злегка відкрити клапан. Подальше збільшення рівня постійного струму збільшує тривалість кожного циклу. Цей метод був використаний для напуску більшої, ніж задані кількості газу. Так, збільшення напруги до 200 В (порівнюючи з рекомендованим 100 В) дало змогу успішно контролювати тиск у камері до  10^-8 торр. Однак водночас унаслідок надмірних механічних напруг неабияк скорочується час життя п'єзокристалу.

Порівняння СНА-1 (2 мс) з витратою типу MFC (Mass Flow Controllers):

Витрати (MFC) мають час відгуку від 1 до 10 секунд, що  у 500-5000 разів вище п'єзоелектричних натекачів СНА-1(2 мс). Використання п'єзоелектричних клапанів у вакуумних системах дає набагато стабільніше та точніше регулювання тиску, порівнюючи з використанням звичайних витратомерів типу MFC. До того ж мінімальна швидкість регулювання потоку витратоміром у 1000 000 разів більша, ніж у СНА-1 (2 мс). У разі раптового збою електроживлення СНА-1(2 мс) автоматично закривається й зберігає настроювання.

• Конструкція з неіржавкої сталі

• Швидкість напуску від 0 до 525 см³/хв

• Підходить для всіх сухих неагресивних газів, сумісних із матеріалами

• Два мікронні фільтри на вході

• BNC роз'єм живлення й керування

• Ущільнення Viton®

• Порогова напруга 20-30  В

• Максимальна напруга 100 В

• Тиск на вході, не більш ніж 3,4 атм.

• У разі втрати живлення система закривається й залишається закритою, поки живлення не відновиться.

• Немає витоків (по гелію) під час атмосферного тиску на вході та 4·10^-7 Па на виході.

• Герметичність витоку 5_10^-8 смл/сек

• Час спрацьовування натекача 2 мсек.

•  Вага — 0,8 кг.