Определение концентрации смеси

Целью данного упражнения является калибровка течеискателя по сигналу ³Не и измерение остаточной концентрации ⁴Не в смеси ³Не-⁴Не.

Включить течеискатель, как описано в разделе "Включение течеискателя Pfeiffer Vacuum HLT 560". Дождитесь выхода прибора на рабочий режим (Рисунок 12).

Течеискатель подключен к вакуумной системе, изображенной на рисунке 21. Система была проверена на герметичность в предыдущем упражнении и откачана до давления порядка 10^-2 мбар.

Нажмите кнопку "START" (СТАРТ). Вакуумная система течеискателя начнет откачку отрезка вакуумной системы между входом течеискателя и дополнительным вакуумным вентилем В9 на входе течеискателя. Через некоторое время (несколько минут) на дисплее течеискателя появится постоянно уменьшающееся значение фонового сигнала. Перевести течеискатель в режим графического дисплея (рисунок 17). Открыть вентили В9, В6 и В5. Производить откачку вакуумной системы в течение 5 минут. Закрыть вентили В5, В6 и В9 в указанном порядке. В системе в крионасосе "Крио 1" находится смесь с 20% концентрацией ⁴Не в ³Не. Проверить еще раз закрытие вентилей В5, В6 и В9. Медленно и осторожно открывая и закрывая вентиль В4 напустить в отрезок вакуумной системы между вентилями В5 и В1 20% смесь ⁴Не до давления 10-20 мбар (измеряется стрелочным манометром М1, записать значение). Проверить полное закрытие вентиля В4. Открыть вентиль В5. Записать падение давления в системе по манометру М1. Открыть вентиль В9. Смесь ⁴Не-³Не начнет "просачиваться" сквозь мембрану и поступать в течеискатель. Записать установившееся значение сигнала ⁴Не. Закрыть вентиль В9.

Нажмите кнопку START/STOP (СТАРТ/СТОП). Течеискатель возвращается в режим "Ready to start" (Готов к старту). Переведите течеискатель на измерение сигнала ³Не. Для этого из меню "Ready to start" перейти в подменю "Setup" — > "User Settings" — > "Mode&Mass" — > "Mass" — > ³He — > "Save". На дисплее течеискателя появится предупреждающее

сообщение о необходимости перекалибровки течеискателя. Необходимо игнорировать данное сообщение, так как в памяти течеискателя сохранились значения ускоряющего напряжения на пики ³Не и 4Не, и нажать "OK".

Измерить значение сигнала ³Не, для этого открыть вентиль В9 и нажать кнопку START/STOP (СТАРТ/СТОП). Записать установившееся значение сигнала ³Не. Записать величину отношения сигналов 4Не и ³Не (R0). Зная истинную концентрацию 4Не в смеси, ввести калибровочный коэффициент. Записать значение в отчет о выполнении упражнения. Закрыть вентиль В9. Нажмите кнопку START/STOP (СТАРТ/СТОП). Течеискатель возвращается в режим "Ready to start" (Готов к старту).

Из отрезка вакуумнй системы между мембраной и вентилем В1 необходимо убрать остатки смеси обратно в крионасос "Крио 1", для этого медленно погрузите крионасос в транспортный дьюар с жидким гелием и откройте вентиль В4. Наблюдайте падение давления в вакуумной системе по манометру М1. Через 5 минут закройте вентиль В4 и извлеките крионасос "Крио 1" из транспортного гелиевого дьюара.

Убедиться в полном закрытии вентиля В4, проверив давление в отрезке системы через 10 минут по манометру М1.

Для измерения неизвестной концентрации ⁴Не в смеси ⁴Не-³Не, находящейся в крионасосе "Крио 2" полностью повторить упражнение начиная с открытия вентилей В9, В6 и В5 и откачки всей вакуумной системы течеискателем в течение 5 минут. Измеренное отношение величины сигнала ⁴Не и ³Не (R1) необходимо соотнести с калибровочным коэффициентом для 20% смеси, полученным в первой части упражнения.

В отчет о выполнении упражнения должны входить описание порядка действий, а также найденные величины сигнала ³Не и ⁴Не в крионасосах "Крио 1" и "Крио 2", калибровочный коэффициент и измеренную концентрацию ⁴Не в смеси крионасоса "Крио 2".