Sensores de Corrente de Foucault em Vácuo

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Resumo

Esta nota técnica descreve considerações para o uso sensores de corrente de Foucault em aplicações a vácuo, incluindo:

• Outgassing
• Conectores de alimentação direta
• Arco de baixa pressão
• Calor gerado por sonda
• Configurações típicas

Sensores Capacitivos em Vácuo

O problema com a eliminação de gases.

Qualquer substância sujeita a alto vácuo tem o potencial de liberar gases presos. Esses gases podem causar oxidação ou contaminação de superfícies no ambiente a vácuo. Dependendo da aplicação, a saída de gás pode causar danos significativos ao processo ou ao equipamento. Os materiais e processos da sonda de alto vácuo são projetados para minimizar ou eliminar a saída de gás.

Sonda de materiais de construção que minimizam a emissão de gases

Os materiais primários na construção da sonda são o corpo de metal, epóxi, PEEK, condutores e cabeamento. As sondas compatíveis a vácuo são construídas em aço inoxidável 303. O epóxi nas sondas foi especificamente testado para aplicações a vácuo que requerem baixa emissão de gases. O cabeamento da sonda usa um revestimento de PTFE que é altamente estável e produz muito pouca emissão de gases. Os condutores dentro do cabo e da sonda são de cobre banhado a prata e sem oxigênio (OFC).

Bakeout opcional antes da expedição

Todas as sondas são cuidadosamente limpas e seladas em sacos plásticos antes do envio. Opcionalmente, as sondas compatíveis com vácuo podem ser submetidas a uma "preparação". Esse processo processa as sondas a 80 ° C por várias horas em um leve vácuo. Durante o processo, a umidade e os gases presos são removidos das sondas e os hidrocarbonetos são expelidos das superfícies. As sondas são então especialmente embaladas para minimizar a contaminação.

Conectores de alimentação (acopladores)

A conexão através da parede da câmara de vácuo é realizada com acopladores ou feed-thrus compatíveis com vácuo. As sondas compatíveis com vácuo têm cabos curtos com pequenos conectores Lemo de 5 pinos que se conectam ao lado do vácuo de um acoplador selado Lemo (figura 1). Um cabo do tipo extensão conecta a parte externa do acoplador ao driver da sonda. Esses acopladores são úteis para 10-6 Torr (130 µPa) e têm uma taxa de vazamento especificada de 10-6 mbar litros / segundo.

Para aspiradores mais altos, os cabos da sonda e do driver são equipados com conectores do tipo Sub D de 9 pinos para acasalar com um acoplador Ceramaseal, preenchido com cerâmica. Embora isso resista a um vácuo maior, a montagem é mais complicada e os conectores Sub D não fornecem tanto alívio da tensão do cabo quanto os conectores Lemo.

Acoplador compatível com vácuo Lemo

Arco de baixa tensão

A Lei de Paschen refere-se à tensão na qual o gás se decompõe (ioniza) e ocorre arco entre dois condutores. A lei basicamente diz que as características de ruptura de um intervalo são uma função do produto da pressão do gás e da distância do intervalo. O relacionamento não é linear.

Isso significa que, para um determinado intervalo entre condutores, o arco ocorrerá em tensões mais baixas à medida que a pressão diminuir. A pressões muito baixas, a curva atinge o mínimo e começa a aumentar novamente. Esse ponto mínimo é de cerca de 300V para o ar. O argônio é tão baixo quanto 150V. Esse ponto mínimo ocorre em torno de 5 Torr (650Pa), dependendo do material do condutor e do tipo de gás.

As sondas Lion Precision têm um espaço de cerca de 1 mm entre o corpo aterrado e o condutor ativo. O potencial máximo entre esses condutores é inferior a 100V.
As sondas padrão da Lion Precision não excedem a tensão mínima das curvas de Paschen e não arqueiam à medida que a pressão é reduzida através do ponto mínimo na curva.

Calor gerado por sonda

O consumo de energia da sonda de corrente parasita depende da calibração. O consumo típico de energia varia de 50µW a 3mW.

Configuração