1000多臺樣泵用於各項測試,僅選最優方案,揭祕安捷倫新型分子泵測試方法

近日,安捷倫真空推出了一款全新渦輪分子泵 TwisTorr 305,它繼承了安捷倫TwisTorr 系列分子泵超高真空、高壓縮比、全無油潤滑等優點,同時(參見文章:安捷倫TwisTorr超高真空渦輪分子泵特點介紹),還擁有諸多全新的特點(參見文章:新產品 | 安捷倫新型分子泵“新”在哪?),此外,TwisTorr 305 還是安捷倫採用全新設計和製造方法所推出的第一款真空產品。

產品生命週期設計方法

傳統的產品設計和開發過程,常被當作是研製產品的一個步驟,因為產品的設計者不可能對上市時間、質量與可靠性、生產成本、售後及易維護性等全盤掌握,使用傳統過程設計的產品在投入生產時不可避免地需要進行反覆修改。

產品生命週期設計方法通過提議、調查、實驗室原型、生產原型、試運行和量產六個步驟來推動和追蹤設計過程,而在這些設計過程推進時,採用各種各樣的測試和多個部門參與的交互式討論和分析來決定產品設計方案和方向,而這其中的關鍵就是各種測試。

1000餘臺樣泵

為了驗證各種不同的設計,安捷倫執行了遠超行業標準的大量測試,在量產之前陸續生產了多達1000 餘臺樣泵,對各項結構和功能參數進行測試和分析,最終產品定型時,僅選用了結果最佳的結構和方案。

1000多臺樣泵用於各項測試,僅選最優方案,揭秘安捷倫新型分子泵測試方法

真空泵常規性能參數測試

抽速、壓縮比等性能參數是分子泵設計之初就要首先考慮的,也是各項設計調整優化的重要目標。最終產品定型時,安捷倫對外發布的各項參數和曲線,比如下圖的抽速和壓縮比曲線,都來自於這些測試的結果。這些測試都有相關的國際標準,在此不再展開描述。

1000多臺樣泵用於各項測試,僅選最優方案,揭秘安捷倫新型分子泵測試方法

擴展測試

  • 壽命測試 在通過對有統計學意義數量的泵進行加速壽命測試(長時間暴露於加速損壞的條件下),對泵的可靠性進行驗證。該測試可確保泵無故障運行的平均時間超過五年。
  • 衝擊測試 對一批泵在運行和非運行條件下進行一系列測試,證明泵的抗衝擊性。每個泵受到 30–120 g 的加速度,相當於從82 釐米/32 英寸高跌落(處於非運行狀態的泵)和從 15 釐米/6 英寸高跌落(處於運行狀態的泵)。在泵處於垂直、水平和倒立狀態時,各進行 6 次衝擊測試所測試的泵在 24 次跌落後無任何問題(不發生轉子機械接觸,泵運行狀態不變)。在每次跌落後驗證泵的不平衡性,結果表明變化極小,遠低於閾值。
  • 抗振動測試 通過對一批泵(處於運行和非運行條件下)進行一系列測試,證明對外部源產生振動的耐受性在 105 分鐘的振動週期中,全轉速和不運行的每個泵在垂、水平、倒立方向上受到 0.5–2 g 加速度水平的振動。該測試證實了泵的穩定性以及耐振性,因為未觀察到轉子機械接觸或泵運行狀態的改變,且泵不平衡性仍然遠低於閾值。
  • 溫度測試 將泵置於 –40 °C 至 +70 °C(處於非運行狀態)以及 0 °C至 40 °C(處於運行狀態)下暴露 86 小時。對每個泵的不平衡性和是否可正常操作驗證 11 次,結果顯示僅存在極小的變異,遠低於閾值。溫度測試證實了泵在各種預期運行和非運行溫度條件下的穩定性。
  • 傅立葉振動分析 在製造過程中以及泵運輸前的最後測試中,對每臺泵的振動頻譜進行驗證。全速下的平均最大振動水平:0.4 m/s2。
  • 噪音測試 通過在以下 12 種不同運行狀態和方向下對一批泵進行一系列測試,來驗證泵噪音:垂直、水平和翻轉位置;高溫和低溫;全速和低速。在正常運行狀態下,168 次測量得到的平均噪音為 41 dB(A)+/-3σ。
  • 包裝測試 通過對帶包裝的泵進行測試來驗證包裝性能,在測試時,使帶包裝的泵從 96 釐米/37.8 英寸的高度以各種角度跌落 18 次。裝有 TwisTorr 305 的包裝箱可承受 30 g 的加速度,以確保在運輸過程中不會因跌落或暴力運輸而損壞。


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