一种真空系统的气体分子富集装置及方法与流程

本发明涉及气体检测，具体涉及一种真空系统的气体分子富集装置及方法。

背景技术：

1、真空系统中经常使用多种成分的工艺气体，在真空室进行工艺流程时，各成分工艺气体含量时常发生变化，为了精确控制各物理或化学反应工艺，需要精准测量各工艺气体成分及含量。

2、当某重要工艺气体参与工艺流程，发生物理或化学反应后，残余气体分子含量微少，不能达到常规气体分析检测装置的检测下限，有必要对该气体分子进行富集，从而提高其含量至测定下限。

技术实现思路

1、因此，本发明提供一种能够实现气体分子富集的真空系统的气体分子富集装置。

2、本发明还提供一种真空系统的气体分子富集方法。

3、为解决上述技术问题，本发明提供的一种真空系统的气体分子富集装置，包括：

4、过渡腔室，适于与工艺腔室连通；所述工艺腔室内至少具有两种分子量不同的工艺气体；

5、检测腔室，适于与工艺腔室连通；所述检测腔室和所述过渡腔室通过连通管路连通；所述连通管路上设置有抽气动力组件；所述检测腔室适于与检测设备连通；

6、毛细管路，两端分别与所述过渡腔室和所述检测腔室；所述毛细管路对不同分子量的工艺气体具有不同的流阻。

7、作为优选方案，所述过渡腔室的体积为检测腔体的体积的100-10000倍。

8、作为优选方案，所述抽气动力组件包括：分子泵和与所述分子泵的出口连通设置的干式真空泵；

9、在所述连通管路上与所述干式真空泵并联设置有并联管路；所述并联管路上设置有第九阀门。

10、作为优选方案，在所述连通管路上的靠近所述抽气动力组件的出口端设置有第一排空管路；所述第一排空管路上设置有第十阀门。

11、作为优选方案，在所述连通管路上靠近所述过渡腔室的一端设置有第四阀门。

12、作为优选方案，

13、所述过渡腔室通过第二排空管路与外部连通；所述第二排空管路上设置有第七阀门；

14、所述检测腔室通过第三排空管路与外部连通；所述第三排空管上设置有第八阀门。

15、作为优选方案，在所述毛细管路上设置有第三阀门；所述连通管路上靠近所述检测腔室的一端设置有第五阀门。

16、本发明还提供一种真空系统的气体分子富集方法，其特征在于，采用上述所述的真空系统的气体分子富集装置，包括以下步骤：

17、使过渡腔室和检测腔室与工艺腔室连通，所述过渡腔室和所述检测腔室内充满工艺气体；

18、断开过渡腔室和检测腔室与工艺腔室的连通，过渡腔室、检测腔室、连通管路和毛细管路连通，形成流通回路；

19、开启抽气动力组件，工艺气体在过渡腔室、检测腔室、连通管路和毛细管路内循环流通，工艺气体中的待测气体逐渐富集到检测腔室内；

20、富集结束后，断开检测腔室与毛细管路、连通管路的连接，检测腔室与检测设备连通，检测设备对待测气体进行检测。

21、作为优选方案，还包括以下步骤：

22、开启抽气动力组件，使检测腔室、毛细管路、过渡腔室、连通管路、第一排空管路和外部环境形成流通回路，进行抽气排空。

23、作为优选方案，还包括以下步骤：

24、使抽气动力组件保持关闭状态，使检测腔室、毛细管路、过渡腔室、连通管路、第二排空管路、第三排空管路和外部环境形成流通回路，向回路中充入清扫气体，吹扫一段时间后，断绝与外部环境的连通。

25、本发明技术方案，具有如下优点：

26、1.本发明提供的真空系统的气体分子富集装置，包括：过渡腔室、检测腔室和毛细管路；所述毛细管路的直径为微米或亚微米级别，因此，对不同分子量的流阻不同；

27、在使用的过程中，通过开启抽气动力组件使工艺气体在过渡腔室、检测腔室和毛细管路之间循环流通，抽气动力组件中的分子泵在真空环境下对较大分子量的工艺气体抽速更大，毛细管路的直径微小因而对较大分子量的工艺气体流阻更大，可以实现待测的工艺气体富集到检测腔室内，达到可检测的浓度；

28、本富集装置的富集过程只依靠设备对气体分子的物理作用，不需要产生化学反应，快速稳定无污染。

29、2.本发明提供的真空系统的气体分子富集装置，所述过渡腔室的体积为检测腔体的体积的100-10000倍，具体根据待测工艺气体的预估的所占的体积比确定，可以提高检测精度。

30、3.本发明提供的真空系统的气体分子富集装置，所述抽气动力组件包括：分子泵和干式真空泵；分子泵在正常工作时，前级口压力值必须要小于1-100pa(该值为典型值，具体根据分子泵的不同而不同),因此，部分压力值满足要求的工艺腔室可以不抽气；因此，干式真空泵的设置主要是提供分子泵所需要的真空度。

31、4.本发明提供的真空系统的气体分子富集装置，通过第一排空管路的设置，可以实现对整个系统的真空度的抽取。

技术特征：

1.一种真空系统的气体分子富集装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的真空系统的气体分子富集装置，其特征在于，所述过渡腔室(12)的体积为检测腔体的体积的100-10000倍。

3.根据权利要求1所述的真空系统的气体分子富集装置，其特征在于，所述抽气动力组件包括：分子泵(15)和与所述分子泵(15)的出口连通设置的干式真空泵(16)；

4.根据权利要求3所述的真空系统的气体分子富集装置，其特征在于，在所述连通管路(18)上的靠近所述抽气动力组件的出口端设置有第一排空管路(20)；所述第一排空管路(20)上设置有第十阀门(10)。

5.根据权利要求3所述的真空系统的气体分子富集装置，其特征在于，在所述连通管路(18)上靠近所述过渡腔室(12)的一端设置有第四阀门(4)。

6.根据权利要求1所述的真空系统的气体分子富集装置，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的真空系统的气体分子富集装置，其特征在于，在所述毛细管路(17)上设置有第三阀门(3)；所述连通管路(18)上靠近所述检测腔室(13)的一端设置有第五阀门(5)。

8.一种真空系统的气体分子富集方法，其特征在于，采用权利要求1-7中任一项所述的真空系统的气体分子富集装置，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的真空系统的气体分子富集方法，其特征在于，还包括以下步骤：

10.根据权利要求9所述的真空系统的气体分子富集方法，其特征在于，还包括以下步骤：

技术总结
本发明提供的一种真空系统的气体分子富集装置及方法，属于气体检测技术领域，真空系统的气体分子富集装置包括：过渡腔室，适于与工艺腔室连通；所述工艺腔室内至少具有两种分子量不同的工艺气体；检测腔室，适于与工艺腔室连通；所述检测腔室和所述过渡腔室通过连通管路连通；所述连通管路上设置有抽气动力组件；所述检测腔室适于与检测设备连通；毛细管路，两端分别与所述过渡腔室和所述检测腔室；所述毛细管路对不同分子量的工艺气体具有不同的流阻；本发明的真空系统的气体分子富集装置，本富集装置的富集过程只依靠设备对气体分子的物理作用，不需要产生化学反应，快速稳定无污染。

技术研发人员：时剑文,郝猛,李赏
受保护的技术使用者：北京中科科仪股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15