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
【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及其使用方法，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、低速時不出現(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?，作為真空中運動定位的支撐元件，要實現(xiàn)平臺的平穩(wěn)運動和超精密定位，靜壓氣體軸承及密封系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計、性能計算和參數(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及其使用方法，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理和實驗研宄都有重要意義。

【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理的理論和實驗研宄。
[0005]為了實現(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的排氣孔與機械泵I的進(jìn)氣孔相連通并安裝在機械泵I上，機械泵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的排氣口與機械泵II的進(jìn)氣口相連通并安裝在機械泵II上，機械泵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)明的使用方法如下:
[0008]將一定質(zhì)量加載砝碼固定在靜壓氣體軸承上，關(guān)閉供氣壓力調(diào)節(jié)閥，關(guān)閉真空室，開啟機械泵I，打開隔斷電磁閥I，電阻規(guī)I測得壓力小于分子泵I的開啟壓力時，啟動分子泵I直至真空室內(nèi)的壓力保持不變，開啟機械泵II，電阻規(guī)II測得軸承排氣管III內(nèi)壓力小于分子泵II的開啟壓力時，啟動分子泵II直至軸承排氣管III內(nèi)壓力保持不變，位移傳感器置零，打開供氣壓力調(diào)節(jié)閥，調(diào)整供氣管內(nèi)的供氣壓力至給定壓力，當(dāng)電阻規(guī)II測得軸承排氣管III內(nèi)壓力保持不變時，讀出位移傳感器的位移，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1、插板閥I和機械泵I，根據(jù)電阻規(guī)I測得真空室內(nèi)壓力變化，計算單位時間內(nèi)由靜壓氣體軸承泄漏進(jìn)入真空室的氣體量。
[0009]本發(fā)明的特點:
[0010]通過利用機械泵、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，易于實現(xiàn)。
【附圖說明】
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[0011]圖1為本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖
[0012]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。
【具體實施方式】
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[0013]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的排氣孔與機械泵116的進(jìn)氣孔相連通并安裝在機械泵116上，機械泵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