Verbesserung und Inbetriebnahme eines Messtands zur Messung von Ausgasraten bei Vakuumbauteilen

Abstract

Die Bestimmung von Ausgasraten von Bauteilen ist für die Auslegung von Vakuumsystemen von großer Bedeutung. Ist die Ausgasrate von Bauteilen, die in Vakuumsystemen verwendet werden, bekannt, so ist es möglich das System und die Pumpen an die Verhältnisse optimiert zu dimensionieren. Dies schafft die Möglichkeit Vakuumsysteme auch hinsichtlich Größe und Masse zu optimieren. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit ein bereits bestehender Teststand verändert. Die erarbeiteten Änderungen werden implementiert. Es werden allgemeine theoretische Grundlagen zu Vakuumsystemen und deren Auslegung erarbeitet. Daran anschließend wird die Theorie der Ausgasung und Ausgasrate erläutert. Auf Basis dieser theoretischen Hintergründe werden die bisher verwendete Druckanstiegsmethode und die Leitfähigkeitsmethode vorgestellt. Die Vorteile der angestrebten Leitfähigkeitsmethode werden aufgezeigt. Im Anschluss daran wird der existierende Teststand beschrieben. Dabei wird auf den Einsatzbereich und den technischen Aufbau eingegangen. Schließlich wird der bestehende Teststand charakterisiert. Darauf aufbauend werden die nötigen Veränderungen am Teststand zur Umstellung der Messmethode ermittelt. Zu diesem Zweck wird der gewünschte Messbereich definiert und die messbaren Ausgasraten nach dem Umbau des Teststands errechnet. Mit Hilfe dieser Informationen werden die zur Umstellung notwendigen Komponenten ausgelegt und dimensioniert. Anschließend werden die Umbaumaßnahmen durchgeführt und alle Vorbereitungen für den erstmaligen Betrieb getroffen. Nach den erfolgten Umbaumaßnahmen wird der Teststand erstmalig in Betrieb genommen. Zur Charakterisierung werden unter anderem Leermessungen durchgeführt. Die Ergebnisse dieser Messungen werden gedeutet und daraus Verfahren für die Nutzung des Teststands bei der Ermittlung von Ausgasraten abgeleitet. Abschließend werden im Ausblick weiterführende Veränderungen zur Verbesserung des Teststands angesprochen.