一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法与流程

本申请涉及磁悬浮分子泵测试领域，更具体地说，尤其涉及一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法。

背景技术：

1、cxf250/2301cv为一种半导体行业专用高速磁悬浮分子泵（参见：http://www.kyky.com.cn/upload/file/202207/20220713173606_4968.pdf），其额定转速可达27000转/分，其作为处于高温状态的半导体离子注入的真空腔体，半导体离子的温度最高可达400℃。在cxf250/2301cv型磁悬浮分子泵用于半导体行业时，转子温度可达120-130℃。

2、对于磁悬浮分子泵而言，碳纤维筒与涡轮之间会采用胶水粘结。当前常规磁悬浮分子泵所选用的胶水适用温度范围是-30℃-160℃，其可靠性测试在静态过程中测试需要满足以下指标：常温下环氧树脂的剪切力＞13mpa；160℃环氧树脂的邵氏硬度≥20hd。

3、cxf250/2301cv型磁悬浮分子泵正常运转时，其内部处于超高真空（气压≤1×10-5pa），在施加气载后，加之客户腔体环境温度较高，进而造成泵体内部转子高温，胶水会出现软化溢出，甚至碳纤维筒与涡轮剥离的情况。

4、因此，研发一种磁悬浮分子泵涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法对于相关企业而言，具有重要的价值。

技术实现思路

1、本申请的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法。

2、本申请的技术方案如下：

3、一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法，其采用测试工装来对磁悬浮分子泵的涡轮与碳纤维筒粘接胶水进行动态失效测试，包括以下步骤：

4、所述测试工装包括：加热系统、前级泵系统、漫反射光电传感器组件；前级泵系统包括：前级泵和连接管，所述前级泵与磁悬浮分子泵通过连接管连通；所述加热系统包括：泵口盖板、三通接头、真空计、流量计及气载微调阀、温度传感器；泵口盖板固定在磁悬浮分子泵泵口上，其与磁悬浮分子泵的外壳连接；在泵口盖板上连接有三通接头以及温度传感器；三通接头的一端与泵口盖板固定且与磁悬浮分子泵的泵口连通，另两端分别连接有真空计、流量计及气载微调阀；所述温度传感器用于监测涡轮表面温度；所述真空计用于测量泵口的真空度；所述漫反射光电传感器组件用于检测涡轮与碳纤维筒表面是否有胶水溢出，及是否发生剥离；

5、s1，流量计及气载微调阀关闭，前级泵系统启动：

6、s2，磁悬浮分子泵开始运行后，流量计及气载微调阀也开始启动：调整流量计及气载微调阀，对磁悬浮分子泵给予一定的气压负载，控制涡轮的温度在130℃；

7、s3，磁悬浮分子泵在步骤s2的状态下持续工作至少240h后，测试结束；在测试时间内通过漫反射光电传感器组件监测胶水是否软化溢出。

8、进一步，所述测试工装还包括测试平台，所述磁悬浮分子泵放置在测试平台上，以保证磁悬浮分子泵测试时保持水平。

9、进一步，所述测试工装还包括：控制系统；所述控制系统包括相互连接的上位机和控制器；漫反射光电传感器组件、前级泵、磁悬浮分子泵、真空计、流量计及气载微调阀、温度传感器均与控制器双向连接。

10、进一步，所述步骤s2的磁悬浮分子泵运行的条件是：前级泵对磁悬浮分子泵抽真空，待真空计测量的结果达到启动压强后，磁悬浮分子泵启动。

11、进一步，所述启动压强为10pa。

12、进一步，所述漫反射光电传感器组件包括2个光电传感器；每个所述光电传感器均包括1个光束发射器和1个接收器；2个所述光电传感器翻转180°放置；即一个光电传感器的发射器正对涡轮表面，另一个光电传感器的发射器正对碳纤维筒表面。

13、本申请的有益效果在于：

14、（1）本申请首次提出了“涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定”的技术问题。现有技术对于胶水的评价是在正常气温和正常大气压下给出的指标，对于如cxf250/2301cv这样的磁悬浮分子泵应用环境而言，就需要直观的测试其表现。

15、（2）本申请的第二个发明点在于：首次提出了“涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定”的环境要求和硬件配套：

16、2.1，测试过程中，需先将泵体内部压强抽至低于1×10-5pa，通过流量计调节气载微调阀开度大小，向泵体内部持续增加气载，最大气载量约为1000sccm，以此模拟半导体离子注入腔体内部磁悬浮分子泵的工作温度，此时分子泵内运行环境温度最高可达130℃。

17、与上述环境要求对应的测试工装设计是：“所述加热系统包括：泵口盖板、三通接头、真空计、流量计及气载微调阀、温度传感器；泵口盖板固定在磁悬浮分子泵泵口上，其与磁悬浮分子泵的外壳连接；在泵口盖板上连接有三通接头以及温度传感器；三通接头的一端与泵口盖板固定且与磁悬浮分子泵的泵口连通，另两端分别连接有真空计、流量计及气载微调阀；所述温度传感器用于监测涡轮表面温度；所述真空计用于测量泵口的真空度”。

18、2.2，加热系统和漫反射光电传感器组件的配合设计。

19、当光电传感器所测反射光的波长不发生变化时表明：胶水未溢出；

20、当光电传感器所测反射光的波长发生突变时表明：胶水此时因高温发生软化溢出。

21、（3）本申请的第三个发明点在于：测试工装通过漫反射光电传感器组件识别实现胶水失效状态的判定，全程无需进行泵体的反复拆卸观察。针对合格的磁悬浮分子泵，只需拆去测试工装，将分子泵流转至下部工序即可。测试过程自动化程度高，且测试数据及图像可以自动保存至上位机。测试过程避免了涡轮转子拆卸和人为观测，不存在造成操作人员身体划破、割伤等安全隐患。测试过程无需拆装关键零部件，极大程度地降低了对泵体零部件的损坏。

技术特征：

1.一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法，其采用测试工装来对磁悬浮分子泵的涡轮与碳纤维筒粘接胶水进行动态失效测试，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法，其特征在于，所述测试工装还包括测试平台，所述磁悬浮分子泵放置在测试平台上，以保证磁悬浮分子泵测试时保持水平。

3.根据权利要求1所述的一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法，其特征在于，所述测试工装还包括：控制系统；所述控制系统包括相互连接的上位机和控制器；漫反射光电传感器组件、前级泵、磁悬浮分子泵、真空计、流量计及气载微调阀、温度传感器均与控制器双向连接。

4.根据权利要求1所述的一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法，其特征在于，所述步骤s2的磁悬浮分子泵运行的条件是：前级泵对磁悬浮分子泵抽真空，待真空计测量的结果达到启动压强后，磁悬浮分子泵启动。

5.根据权利要求4所述的一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法，其特征在于，所述启动压强为10pa。

6.根据权利要求1所述的一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法，其特征在于，所述漫反射光电传感器组件包括2个光电传感器；每个所述光电传感器均包括1个光束发射器和1个接收器；2个所述光电传感器翻转180°放置；即一个光电传感器的发射器正对涡轮表面，另一个光电传感器的发射器正对碳纤维筒表面。

技术总结
本申请公开了一种涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效的测定方法，其属于磁悬浮分子泵测试领域，其技术要点在于：S1，流量计及气载微调阀关闭，前级泵系统启动；S2，磁悬浮分子泵开始运行后，流量计及气载微调阀也开始启动：调整流量计及气载微调阀，对磁悬浮分子泵给予一定的气压负载，控制涡轮的温度在130℃；S3，磁悬浮分子泵在步骤S2的状态下持续工作至少240h后，测试结束；在测试时间内通过漫反射光电传感器组件监测胶水是否软化溢出。采用本申请的技术方案，能够方便的对涡轮与碳纤维筒粘接胶水动态失效进行测定。

技术研发人员：张峥,马辉,潘敏,韩超
受保护的技术使用者：苏州中科科仪技术发展有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16