復合分子泵作為氦質(zhì)譜檢漏儀的重要部件，其自身的幾何參數(shù)在影響抽氣性能的同時也影響檢漏儀的檢測性能。基于分子泵抽氣基本理論，建立了復合分子泵牽引級的計算模型，通過改變螺旋升角、牽引槽深度和轉(zhuǎn)子與定子的間隙，分別計算了復合分子泵牽引級對氦質(zhì)譜檢漏儀涉及到的2種氣體——空氣和氦氣在不同工況下的抽氣性能，研究了復合分子泵牽引級參數(shù)對氦質(zhì)譜檢漏儀檢測性能的影響。結(jié)果表明，隨著螺旋升角和牽引槽深度增大，氦質(zhì)譜檢漏儀的靈敏度均先提高后下降;增大轉(zhuǎn)子與定子間隙，不利于氦質(zhì)譜檢漏儀靈敏度的提高;選取螺旋升角為22°、牽引槽深為 2.5 mm、轉(zhuǎn)子與定子間隙為 0.3 mm時，氦質(zhì)譜檢漏儀具有較高的靈敏度，同時復合分子泵牽引級性能可靠且結(jié)構(gòu)安全。

　　氦質(zhì)譜檢漏儀以氦氣作為示漏氣體，性能穩(wěn)定，靈敏度高，是專門用于真空檢漏的質(zhì)譜分析儀器，廣泛應(yīng)用在航天、電力、石油、環(huán)保等領(lǐng)域。復合分子泵作為真空獲得設(shè)備，是氦質(zhì)譜檢漏儀的關(guān)鍵部件，其抽氣性能直接影響檢漏儀的檢測性能。國內(nèi)復合分子泵的研制起步較晚，與國外產(chǎn)品有一定差距，尚未研制出氦質(zhì)譜檢漏技術(shù)中使用的多口復合式分子泵。

　　復合分子泵牽引級的參數(shù)直接影響著分子泵的抽氣性能，進而影響著氦質(zhì)譜檢漏儀的檢測性能。本文以氦質(zhì)譜檢漏儀用復合分子泵牽引級為研究對象，建立適用于檢漏技術(shù)的牽引級計算模型，改變螺旋升角、牽引槽深度和轉(zhuǎn)子與定子間隙等參數(shù)，分別計算牽引級的抽氣性能，結(jié)合氦質(zhì)譜檢漏儀的實際使用情況對由牽引級參數(shù)變化引起的檢漏性能的改變進行研究。通過對分子泵的抽氣性能和氦質(zhì)譜儀的檢測靈敏度的優(yōu)化，使復合分子泵能夠更好地應(yīng)用于檢漏技術(shù)。

1、計算模型和方法

　　首先建立氦質(zhì)譜檢漏儀用復合分子泵牽引級的計算模型、確定計算方法。

　　1.1 分子泵渦輪級抽氣性能計算模型

　　牽引級的工作原理是分子牽引，即高速運動的剛體表面攜帶氣體分子，并且使之按照一定的方向運動，如圖1所示。

圖1 牽引分子泵工作原理圖

結(jié)論

　　應(yīng)用逐段判別流態(tài)法計算了具有不同螺旋升角、牽引槽深、轉(zhuǎn)子與定子間隙的復合分子泵牽引級對空氣和氦氣的抽氣性能，研究了以上參數(shù)對抽氣性能的影響，以及對氦質(zhì)譜檢漏儀靈敏度的影響，得出以下結(jié)論：

　　(1)增大螺旋升角，壓縮比降低；螺旋升角小于22°時，增大螺旋升角有利于氦質(zhì)譜檢漏儀檢測靈敏度的提升；螺旋升角大于 22°時，增大螺旋升角將逐漸降低氦質(zhì)譜檢漏儀檢測靈敏度。

　　(2)隨著牽引槽深度增加，牽引級的壓縮比先增大后減小；牽引槽深小于 2.5 mm時，增大槽深有利于氦質(zhì)譜檢漏儀檢測靈敏度的提升;牽引槽深大于2.5 mm，增大槽深將逐漸降低氦質(zhì)譜檢漏儀檢測靈敏度。

　　(3)轉(zhuǎn)子與定子間隙增加的過程中，K1、K2、K1/K2整體處于下降趨勢，K2的變化較 K1更為平穩(wěn);增大轉(zhuǎn)子與定子間隙，不利于氦質(zhì)譜檢漏儀檢測靈敏度的提升。

　　(4)選取螺旋升角為 22°、牽引槽深為 2.5 mm、轉(zhuǎn)子與定子間隙為0.3 mm時（使用CAD制圖時需注意公差），分子泵牽引級性能較好、結(jié)構(gòu)安全可靠，氦質(zhì)譜檢漏儀可以獲得較高的檢測靈敏度。