一种真空环境下静压气体轴承的性能检测装置及其使用方法
【技术领域】
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[0001]本发明涉及一种真空环境下静压气体轴承的性能检测装置及其使用方法，属于精密设备的性能检测领域。
【背景技术】
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[0002]静压气体轴承支撑的运动定位平台因具有精度高、无摩擦、无磨损、环境适应能力强、低速时不出现爬行和滞后等卓越性能而广泛应用于微电子制造及其测量装备。通过优化设计参数及相应的位置伺服控制系统，目前气浮平台的性能可满足诸多微电子制造及其测量装备对运动定位载体的苛刻要求。但极紫外曝光、电子束曝光、离子曝光、薄膜测厚、线宽测量等前道工序和测量操作，不仅要求平台具有极高的运动定位精度，还需要真空或超洁净环境。但真空中气体轴承性能变化显著，更需要关注的是所排放的润滑气体污染真空环境，导致环境压力升高、破坏空间洁净度、干扰空间稳定性，致使刻蚀或测量系统不能正常工作。可见，作为真空中运动定位的支撑元件，要实现平台的平稳运动和超精密定位，静压气体轴承及密封系统的结构设计、性能计算和参数优化等方面还存在一系列亟待解决的关键问题。但目前静压气体轴承性能检测装置都是在常规环境下工作，存在无法检测真空环境下不同供气压力和气膜厚度下的承载能力和润滑气体泄漏量等问题
[0003]针对上述问题，本发明提出一种真空环境下静压气体轴承的性能检测装置及其使用方法，可以检测真空环境下不同供气压力和气膜厚度静压气体轴承的承载能力和润滑气体的泄漏量，对于真空环境下的静压气体润滑的机理和实验研宄都有重要意义。
【发明内容】
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[0004]本发明之目的是:提出一种真空环境下静压气体轴承的性能检测装置及其使用方法，便于静压气体轴承在真空环境下的性能分析和润滑机理的理论和实验研宄。
[0005]为了实现本发明之目的，拟采用以下的技术方案:
[0006]本发明由:真空室、供气管、供气压力调节阀、加载砝码、位移传感器、承载面、支架、底座、放气阀、电阻规1、插板阀1、分子泵1、分子泵I固定架、真空室排气管1、真空室排气管I1、机械泵1、隔断电磁阀1、压差阀1、分子泵II固定架、分子泵I1、压差阀I1、轴承排气管1、轴承排气管I1、机械泵I1、隔断电磁阀I1、插板阀I1、调平支架、轴承排气管II1、静压气体轴承、电阻规I1、静压气体轴承排气槽、静压气体轴承排气孔、静压气体轴承供气孔和静压气体轴承供气槽组成，其特征在于，所述的供气压力调节阀安装在供气管上，供气管通过静压气体轴承供气槽与静压气体轴承供气孔相连通，加载砝码和位移传感器安装在静压气体轴承上，承载面固定在支架上，支架通过调平支架安装在真空室内部，真空室固定在底座上，真空室与分子泵I的进气孔相连通，分子泵I的排气孔与真空室排气管I的一端相连通，真空室排气管I的另一端与隔断电磁阀I的进气口相连通，隔断电磁阀I的排气孔通过真空室排气管II与压差阀I的进气孔相连通，压差阀I的排气孔与机械泵I的进气孔相连通并安装在机械泵I上，机械泵I固定在底座上，轴承排气管III的一端通过静压气体轴承排气孔与静压气体轴承排气槽相连通，轴承排气管III的另一端与分子泵II的进气孔相连通，电阻规II安装在轴承排气管III上，分子泵II通过分子泵II固定架固定在底座上，插板阀II安装在分子泵II上，分子泵II的排气口通过轴承排气管I与隔断电磁阀II的进气口相连通，隔断电磁阀II的排气口通过轴承排气管II与压差阀II的进气口相连通，压差阀II的排气口与机械泵II的进气口相连通并安装在机械泵II上，机械泵II固定在底座上，上述的位移传感器是电容式位移传感器或者是电感式位移传感器或者是光电式位移传感器。
[0007]本发明的使用方法如下:
[0008]将一定质量加载砝码固定在静压气体轴承上，关闭供气压力调节阀，关闭真空室，开启机械泵I，打开隔断电磁阀I，电阻规I测得压力小于分子泵I的开启压力时，启动分子泵I直至真空室内的压力保持不变，开启机械泵II，电阻规II测得轴承排气管III内压力小于分子泵II的开启压力时，启动分子泵II直至轴承排气管III内压力保持不变，位移传感器置零，打开供气压力调节阀，调整供气管内的供气压力至给定压力，当电阻规II测得轴承排气管III内压力保持不变时，读出位移传感器的位移，得出一定供气压力和气膜厚度下的承载能力，依次关闭分子泵1、插板阀I和机械泵I，根据电阻规I测得真空室内压力变化，计算单位时间内由静压气体轴承泄漏进入真空室的气体量。
[0009]本发明的特点:
[0010]通过利用机械泵、分子泵、压差阀、隔断电磁阀以及插板阀等构成的真空室排气系统和静压气体轴承润滑气体排气系统，加载砝码、位移传感器相结合实现承载能力和气膜厚度测量，为真空环境下静压气体轴承的性能检测创造了条件。本发明结构简单，使用方便，易于实现。
【附图说明】
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[0011]图1为本发明的整体结构图
[0012]1、真空室；2、供气管；3、供气压力调节阀；4、加载砝码；5、位移传感器；6、承载面；7、支架;8、底座；9、放气阀；10、电阻规I ;11、插板阀I ;12、分子泵I ;13、分子泵I固定架；14、真空室排气管I ;15、真空室排气管II ;16、机械泵I ;17、隔断电磁阀I ;18、压差阀I ;19、分子泵II固定架；20、分子泵II ;21、压差阀II ;22、轴承排气管I ;23、轴承排气管II ；24、机械泵II ;25、隔断电磁阀II ;26、插板阀II ;27、调平支架；28、轴承排气管III ;29、静压气体轴承；30、电阻规II ;31、静压气体轴承排气槽；32、静压气体轴承排气孔；33、静压气体轴承供气孔；34、静压气体轴承供气槽。
【具体实施方式】
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[0013]本发明的供气压力调节阀3安装在供气管2上，供气管2通过静压气体轴承供气槽34与静压气体轴承供气孔33相连通，加载砝码4和位移传感器5安装在静压气体轴承29上，承载面6固定在支架7上，支架7通过调平支架27安装在真空室I内部，真空室I固定在底座8上，真空室I与分子泵112的进气孔相连通，分子泵112的排气孔与真空室排气管114的一端相连通，真空室排气管114的另一端与隔断电磁阀117的进气口相连通，隔断电磁阀117的排气孔通过真空室排气管1115与压差阀118的进气孔相连通，压差阀118的排气孔与机械泵116的进气孔相连通并安装在机械泵116上，机械泵116固定在底座8上，轴承排气管III28的一端通过静压气体轴承排气孔32与静压气体轴承排气槽31相连通，轴承排气管ΠΙ28的