Mobile Prüfeinrichtung zur Vor-Ort-Messung des Innendrucks von Vakuum-Schaltkammern
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Beschreibung
Eine stark zunehmende Anzahl von Vakuum-Schaltkammern wird in den nächsten Jahren das Ende der erwarteten technischen Lebensdauer erreichen. Das bisher beobachtete Betriebsverhalten lässt jedoch eine Erweiterung des Einsatzzeitraums erwarten. Somit besteht aktuell die Erfordernis zum Einsatz nicht-invasiver Diagnoseverfahren, um eine Abschätzung der weiteren Einsatzdauer und des technischen Risikos vornehmen zu können. Der für einen sicheren Betrieb einer Vakuum-Schaltkammer elementare Innendruck darf einen kritischen Wert von 10-4 bis 10-3 hPa nicht überschreiten. Da bestehende Prüfsysteme hierzu bisher nur unzureichende Aussagen liefern, müssen geeignete mobile Prüfeinrichtungen zur quantitativen Bestimmung des Innendrucks in der Vakuum-Schaltkammer zur Verfügung gestellt werden.
In dieser Arbeit werden grundlegende Untersuchungen für die Entwicklung einer derartigen, auf dem Magnetron-Prinzip basierenden Prüfeinrichtung durchgeführt und der Einfluss von Randparametern analysiert. Ein Simulationsmodell trägt dazu bei, das physikalische Verständnis über die Entladungsprozesse unter den speziellen Bedingungen einer mobilen Anwendung in einer Vakuum-Schaltkammer zu verbessern. An einer Modellanordnung werden diese Zusammenhänge experimentell untersucht und verifiziert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei der mobilen Anwendung des Messprinzips insbesondere die temporäre Gasbindung durch den auftretenden Getter-Ion Effect und der Homogenitätsgrad der magnetischen Flussdichte zu berücksichtigen sind.
?Aufbauend auf den grundlegenden Untersuchungen wird ein Prototyp einer mobilen Prüfeinrichtung ausgelegt und deren Funktionalität durch den Einsatz an der Modellanordnung sowie an industriell gefertigten Vakuum-Schaltkammern belegt. Die Untersuchungsmethodik und die Erkenntnisse dieser Arbeit, u. a. zur Sensitivität des Verfahrens in der mobilen Anwendung gegenüber den relevanten Einflussparametern, dienen als Grundlage für die gezielte Entwicklung und Auslegung einer mobilen Prüfeinrichtung.
Autor*in
Daniel Eichhoff
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