Vakuumijärjestelmien

Vakuumijärjestelmät ovat laitteistokokonaisuuksia, jotka luovat ja ylläpitävät tilan, jossa kaasun paine on huomattavasti pienempi kuin ympäröivä ilmanpaine. Niitä käytetään sekä teollisuudessa että tutkimuksessa, jotta ilman molekyylien vaikutus prosesseihin, mittauksiin ja pintaprosesseihin voidaan minimoida. Vakuumijärjestelmien toimintaa ohjaavat puhaltamisen lisäksi kaasujen poistaminen tilasta ja tiiviyden ylläpitäminen järjestelmän sisällä sekä sen ja ympäristön välisen vuotamisen estäminen.

Järjestelmän keskeisiin osiin kuuluvat tyhjiö-kammari, eristys, pumput, venttiilit, liitännät sekä mittaus- ja säätöjärjestelmät. Yleisimmät pumpputyypit ovat mekaaniset pumput (esimerkiksi pyörivä mäntäpumppu), turbomolekyylipumppu ja ionipumppu. Lisäksi käytetään diffuusiopumppuja tai sorptiopumppuja joidenkin sovellusten tarpeiden mukaan. Mittauslaitteisiin kuuluvat muun muassa Pirani- ja Penning-mittarit sekä ionimittarit, ja järjestelmään voidaan integroida ohjaus- ja toimilaitteita sekä suodatus- ja vuotoaikapoistojärjestelmiä. Järjestelmän toiminta perustuu paineen ja vuotojen hallintaan sekä prosessissa tarvittavan kaasun tai alhaisen paineen ylläpitämiseen.

Vakuumeja luokitellaan tavallisesti karkeaan (rough), korkeaan (high) ja äärimmäiseen (ultra-high) vakuumiin. Karkeassa vakuumissa paine on suurin ja sopii moniin käsittelyvaiheisiin; korkeassa vakuumissa saavutetaan paremmat puhdistus- ja pinnoitusolosuhteet; äärimmäisessä vakuumissa päästään erittäin mataliin paineisiin, mikä on välttämätöntä esimerkiksi pinta-analyysissä ja tietynlaisissa hiukkas- ja sähkökemiallisissa prosesseissa.

Sovellukset kattavat puolijohdeteollisuuden ja pintatutkimuksen sekä materiaalipinnoitteet, Laser-prosessit, vakuumissa tapahtuvat analyysit ja näytteiden valmistelun sekä elintarvikkeiden kuivaus- ja säilytysprosessit. Huolto ja turvallisuus korostuvat: vuotojen ehkäisy, oikeiden materiaalien valinta, asianmukainen jäähdytys ja öljy- tai kuivasäiliöiden hallinta sekä säännöllinen vuoto- ja suorituskyvyn tarkkailu.

---