一種真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明涉及一種真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測裝置，屬于精密設(shè)備的性能檢測領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
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[0002]靜壓氣體軸承支撐的運(yùn)動定位平臺因具有精度高、無摩擦、無磨損、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、低速時(shí)不出現(xiàn)爬行和滯后等卓越性能而廣泛應(yīng)用于微電子制造及其測量裝備。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)及相應(yīng)的位置伺服控制系統(tǒng)，目前氣浮平臺的性能可滿足諸多微電子制造及其測量裝備對運(yùn)動定位載體的苛刻要求。但極紫外曝光、電子束曝光、離子曝光、薄膜測厚、線寬測量等前道工序和測量操作，不僅要求平臺具有極高的運(yùn)動定位精度，還需要真空或超潔凈環(huán)境。但真空中氣體軸承性能變化顯著，更需要關(guān)注的是所排放的潤滑氣體污染真空環(huán)境，導(dǎo)致環(huán)境壓力升高、破壞空間潔凈度、干擾空間穩(wěn)定性，致使刻蝕或測量系統(tǒng)不能正常工作?？梢?，作為真空中運(yùn)動定位的支撐元件，要實(shí)現(xiàn)平臺的平穩(wěn)運(yùn)動和超精密定位，靜壓氣體軸承及密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能計(jì)算和參數(shù)優(yōu)化等方面還存在一系列亟待解決的關(guān)鍵問題。但目前靜壓氣體軸承性能檢測裝置都是在常規(guī)環(huán)境下工作，存在無法檢測真空環(huán)境下不同供氣壓力和氣膜厚度下的承載能力和潤滑氣體泄漏量等問題
[0003]針對上述問題，本發(fā)明提出一種真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測裝置，可以檢測真空環(huán)境下不同供氣壓力和氣膜厚度靜壓氣體軸承的承載能力和潤滑氣體的泄漏量，對于真空環(huán)境下的靜壓氣體潤滑的機(jī)理和實(shí)驗(yàn)研宄都有重要意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明之目的是:提出一種真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測裝置及其使用方法，便于靜壓氣體軸承在真空環(huán)境下的性能分析和潤滑機(jī)理的理論和實(shí)驗(yàn)研宄。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，擬采用以下的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明由:真空室、供氣管、供氣壓力調(diào)節(jié)閥、加載砝碼、位移傳感器、承載面、支架、底座、放氣閥、電阻規(guī)1、插板閥1、分子泵1、分子泵I固定架、真空室排氣管1、真空室排氣管I1、機(jī)械泵1、隔斷電磁閥1、壓差閥1、分子泵II固定架、分子泵I1、壓差閥I1、軸承排氣管1、軸承排氣管I1、機(jī)械泵I1、隔斷電磁閥I1、插板閥I1、調(diào)平支架、軸承排氣管II1、靜壓氣體軸承、電阻規(guī)I1、靜壓氣體軸承排氣槽、靜壓氣體軸承排氣孔、靜壓氣體軸承供氣孔和靜壓氣體軸承供氣槽組成，其特征在于，所述的供氣壓力調(diào)節(jié)閥安裝在供氣管上，供氣管通過靜壓氣體軸承供氣槽與靜壓氣體軸承供氣孔相連通，加載砝碼和位移傳感器安裝在靜壓氣體軸承上，承載面固定在支架上，支架通過調(diào)平支架安裝在真空室內(nèi)部，真空室固定在底座上，真空室與分子泵I的進(jìn)氣孔相連通，分子泵I的排氣孔與真空室排氣管I的一端相連通，真空室排氣管I的另一端與隔斷電磁閥I的進(jìn)氣口相連通，隔斷電磁閥I的排氣孔通過真空室排氣管II與壓差閥I的進(jìn)氣孔相連通，壓差閥I的排氣孔與機(jī)械泵I的進(jìn)氣孔相連通并安裝在機(jī)械泵I上，機(jī)械泵I固定在底座上，軸承排氣管III的一端通過靜壓氣體軸承排氣孔與靜壓氣體軸承排氣槽相連通，軸承排氣管III的另一端與分子泵II的進(jìn)氣孔相連通，電阻規(guī)II安裝在軸承排氣管III上，分子泵II通過分子泵II固定架固定在底座上，插板閥II安裝在分子泵II上，分子泵II的排氣口通過軸承排氣管I與隔斷電磁閥II的進(jìn)氣口相連通，隔斷電磁閥II的排氣口通過軸承排氣管II與壓差閥II的進(jìn)氣口相連通，壓差閥II的排氣口與機(jī)械泵II的進(jìn)氣口相連通并安裝在機(jī)械泵II上，機(jī)械泵II固定在底座上，上述的位移傳感器是電容式位移傳感器或者是電感式位移傳感器或者是光電式位移傳感器。
[0007]本發(fā)明的特點(diǎn):
[0008]通過利用機(jī)械泵、分子泵、壓差閥、隔斷電磁閥以及插板閥等構(gòu)成的真空室排氣系統(tǒng)和靜壓氣體軸承潤滑氣體排氣系統(tǒng)，加載砝碼、位移傳感器相結(jié)合實(shí)現(xiàn)承載能力和氣膜厚度測量，為真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測創(chuàng)造了條件。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，易于實(shí)現(xiàn)。
【附圖說明】
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[0009]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖
[0010]1、真空室；2、供氣管；3、供氣壓力調(diào)節(jié)閥；4、加載砝碼；5、位移傳感器；6、承載面；7、支架;8、底座；9、放氣閥；10、電阻規(guī)I ;11、插板閥I ;12、分子泵I ;13、分子泵I固定架；14、真空室排氣管I ;15、真空室排氣管II ;16、機(jī)械泵I ;17、隔斷電磁閥I ;18、壓差閥I ;19、分子泵II固定架；20、分子泵II ;21、壓差閥II ;22、軸承排氣管I ;23、軸承排氣管II ；24、機(jī)械泵II ;25、隔斷電磁閥II ;26、插板閥II ;27、調(diào)平支架；28、軸承排氣管III ;29、靜壓氣體軸承；30、電阻規(guī)II ;31、靜壓氣體軸承排氣槽；32、靜壓氣體軸承排氣孔；33、靜壓氣體軸承供氣孔；34、靜壓氣體軸承供氣槽。
【具體實(shí)施方式】
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[0011]本發(fā)明的供氣壓力調(diào)節(jié)閥3安裝在供氣管2上，供氣管2通過靜壓氣體軸承供氣槽34與靜壓氣體軸承供氣孔33相連通，加載砝碼4和位移傳感器5安裝在靜壓氣體軸承29上，承載面6固定在支架7上，支架7通過調(diào)平支架27安裝在真空室I內(nèi)部，真空室I固定在底座8上，真空室I與分子泵112的進(jìn)氣孔相連通，分子泵112的排氣孔與真空室排氣管114的一端相連通，真空室排氣管114的另一端與隔斷電磁閥117的進(jìn)氣口相連通，隔斷電磁閥117的排氣孔通過真空室排氣管1115與壓差閥118的進(jìn)氣孔相連通，壓差閥118的排氣孔與機(jī)械泵116的進(jìn)氣孔相連通并安裝在機(jī)械泵116上，機(jī)械泵116固定在底座8上，軸承排氣管III28的一端通過靜壓氣體軸承排氣孔32與靜壓氣體軸承排氣槽31相連通，軸承排氣管ΠΙ28的另一端與分子泵1120的進(jìn)氣孔相連通，電阻規(guī)1130安裝在軸承排氣管II128上，分子泵II20通過分子泵II固定架19固定在底座8上，插板閥II26安裝在分子泵II20上，分子泵II20的排氣口通過軸承排氣管122與隔斷電磁閥II25的進(jìn)氣口相連通，隔斷電磁閥1125的排氣口通過軸承排氣管1123與壓差閥1121的進(jìn)氣口相連通，壓差閥1121的排氣口與機(jī)械泵1124的進(jìn)氣口相連通并安裝在機(jī)械泵1124上，機(jī)械泵1124固定在底座8上。
[0012]上述的位移傳感器5是電容式位移傳感器或者是電感式位移傳感器或者是光電式位移傳感器。
[0013]當(dāng)本發(fā)明需要檢測真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能時(shí)，將一定質(zhì)量加載砝碼4固定在靜壓氣體軸承29上，關(guān)閉供氣壓力調(diào)節(jié)閥3，關(guān)閉真空室1，開啟機(jī)械泵116，打開隔斷電磁閥117，電阻規(guī)IlO測得壓力小于分子泵112的開啟壓力時(shí)，啟動分子泵112直至真空室I內(nèi)的壓力保持不變，開啟機(jī)械泵1124，電阻規(guī)1130測得軸承排氣管III28內(nèi)壓力小于分子泵1120的開啟壓力時(shí)，啟動分子泵1120直至軸承排氣管III28內(nèi)壓力保持不變，位移傳感器5置零，打開供氣壓力調(diào)節(jié)閥3，調(diào)整供氣管2內(nèi)的供氣壓力至給定壓力，當(dāng)電阻規(guī)1130測得軸承排氣管III28內(nèi)壓力保持不變時(shí)，讀出位移傳感器5的位移，得出一定供氣壓力和氣膜厚度下的承載能力，依次關(guān)閉分子泵112、插板閥Ill和機(jī)械泵116，根據(jù)電阻規(guī)IlO測得真空室I內(nèi)壓力變化，計(jì)算單位時(shí)間內(nèi)由靜壓氣體軸承29泄漏進(jìn)入真空室(I)的氣體量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測裝置，它至少由:真空室(1)、供氣管(2)、供氣壓力調(diào)節(jié)閥(3)、加載砝碼(4)、位移傳感器(5)、承載面￠)、支架(7)、底座(8)、放氣閥(9)、電阻規(guī)I (10)、插板閥I (11)、分子泵I (12)、分子泵I固定架(13)、真空室排氣管I(14)、真空室排氣管II (15)、機(jī)械泵I (16)、隔斷電磁閥I (17)、壓差閥I (18)、分子泵II固定架(19)、分子泵II (20)、壓差閥II (21)、軸承排氣管I (22)、軸承排氣管II (23)、機(jī)械泵II(24)、隔斷電磁閥II (25)、插板閥II (26)、調(diào)平支架(27)、軸承排氣管III (28)、靜壓氣體軸承(29)、電阻規(guī)II (30)、靜壓氣體軸承排氣槽(31)、靜壓氣體軸承排氣孔(32)、靜壓氣體軸承供氣孔(33)和靜壓氣體軸承供氣槽(34)組成，其特征在于，所述的供氣壓力調(diào)節(jié)閥(3)安裝在供氣管(2)上，供氣管(2)通過靜壓氣體軸承供氣槽(34)與靜壓氣體軸承供氣孔(33)相連通，加載砝碼(4)和位移傳感器(5)安裝在靜壓氣體軸承(29)上，承載面(6)固定在支架(7)上，支架(7)通過調(diào)平支架(27)安裝在真空室(I)內(nèi)部，真空室(I)固定在底座(8)上，真空室(I)與分子泵I (12)的進(jìn)氣孔相連通，分子泵I (12)的排氣孔與真空室排氣管1(14)的一端相連通，真空室排氣管I (14)的另一端與隔斷電磁閥1(17)的進(jìn)氣口相連通，隔斷電磁閥I (17)的排氣孔通過真空室排氣管II (15)與壓差閥I (18)的進(jìn)氣孔相連通，壓差閥1(18)的排氣孔與機(jī)械泵I (16)的進(jìn)氣孔相連通并安裝在機(jī)械泵I (16)上，機(jī)械泵I (16)固定在底座(8)上，軸承排氣管111(28)的一端通過靜壓氣體軸承排氣孔(32)與靜壓氣體軸承排氣槽(31)相連通，軸承排氣管111(28)的另一端與分子泵11(20)的進(jìn)氣孔相連通，電阻規(guī)11(30)安裝在軸承排氣管111(28)上，分子泵11(20)通過分子泵II固定架(19)固定在底座(8)上，插板閥11(26)安裝在分子泵II (20)上，分子泵II (20)的排氣口通過軸承排氣管1(22)與隔斷電磁閥II (25)的進(jìn)氣口相連通，隔斷電磁閥11(25)的排氣口通過軸承排氣管II (23)與壓差閥11(21)的進(jìn)氣口相連通，壓差閥11(21)的排氣口與機(jī)械泵II (24)的進(jìn)氣口相連通并安裝在機(jī)械泵II (24)上，機(jī)械泵II (24)固定在底座(8)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測裝置，其特征在于:所述的位移傳感器(5)是電容式位移傳感器或者是電感式位移傳感器或者是光電式位移傳感器。
【專利摘要】一種真空環(huán)境下靜壓氣體軸承的性能檢測裝置，它至少由：真空室、供氣管、供氣壓力調(diào)節(jié)閥、加載砝碼、位移傳感器、承載面、支架、底座、放氣閥、電阻規(guī)I、插板閥I、分子泵I、分子泵I固定架、真空室排氣管I、真空室排氣管II、機(jī)械泵I、隔斷電磁閥I、壓差閥I、分子泵II固定架、分子泵II、壓差閥II、軸承排氣管I、軸承排氣管II、機(jī)械泵II、隔斷電磁閥II、插板閥II、調(diào)平支架、軸承排氣管III、靜壓氣體軸承、電阻規(guī)II、靜壓氣體軸承排氣槽、靜壓氣體軸承排氣孔、靜壓氣體軸承供氣孔和靜壓氣體軸承供氣槽組成，本實(shí)用新型可以檢測真空環(huán)境下不同供氣壓力和氣膜厚度靜壓氣體軸承的承載能力和潤滑氣體的泄漏量。
【IPC分類】G01M13-04, G01F1-34
【公開號】CN204301999
【申請?zhí)枴緾N201420873940
【發(fā)明人】李運(yùn)堂, 趙靜一, 吳進(jìn)田, 梁宏民, 沈傳康
【申請人】中國計(jì)量學(xué)院
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月30日