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在真空的世界里，也有一对不离不弃的“超级情侣”。我们习惯称这对超级伴侣为前级真空泵和高真空泵。前级泵必须满足特定的抽气速度和极限真空，并且可以持续的无故障长时间运行，高真空泵极限真空极高，只有分子泵才能有此能力。前级泵和分子泵相生相伴，在电子显微镜、质谱以及领域做出了的贡献，推动了科学仪器行业的飞速发展。

为什么分子泵和前级泵是天作之合？分子泵需要配置前级泵, 而不是直接在大气压下工作. 我们都知道涡轮分子泵必须在分子流状态下工作才能显示出它的优越性。分子泵输送气体应满足两个必要条件：1涡轮分子泵必须在分子流状态下工作；2分子泵的转子叶片必须具有与气体分子速度相近的线速度。具有这样的高速度才能使气体分子与动叶片相碰撞后改变随机散射的特性而作定向运动。分子泵的转速越高，对提高分子泵的抽速越有利；

在纯粹涡轮分子泵的情况下, 由于其分子流,需要的前级真空大约为为 5～10^-2mbar。所以需要前级泵来预抽，如果不预抽的话,直接启动分子泵, 由于形成的压缩比太大容易把分子泵叶片损坏，这就是为什么分子泵需要前级泵的主要原因。

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视频作者：广州潽拓光电科技有限公司

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涡轮分子泵的特点很多，但是随着我国机械、、电子、化工等领域的高速发展，涡轮分子泵想要扩大它的市场占有率，其需要克服的难题还有很多。这些不仅仅需要人士的专研，同时也需要各界的共同努力，对涡轮分子泵特点的进一步研究，相信在未来是个值得突破的课题。

典型的涡轮分子泵抽气系统 ，抽气系统设置分开的粗抽管道和前级管道，这种系统和常用的扩散泵抽气系统类似，其粗抽管道和前级管道的基本配置与扩散泵不同。扩散泵的正常运转要求前级泵具有足够大的抽速，以便在很大排气量时前级压力能低于临界前级压力，在涡轮分子泵抽气系统中，要选择具有足够容量的前级泵，使很靠近前级管道的叶片在很大排气量时处于分子流或者正好处于过渡流。

大多数涡轮分子泵的很大稳态进气口压力P1在0.5~1Pa之间，而很大前级压力P2约为30Pa。因为排气量为一常数，即P1S1=P2S2，   （1）式（1）表明，涡轮分子泵抽速和前级泵抽速之S1/S2比应该在30到60的范围内，对于很大的对氢压缩比小于500的泵来说，其级配比应该为20：1。1-涡轮分子泵；2-液氮冷阱；3-放气阀；4-电离规；5-热传导规；6-粗抽阀；7-机械泵；8-前级管路阀；9-高真空阀。

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传统的动平衡技术通过增加额外的质量，例如动平衡配重块，来减少质量分布的不均匀。质量动平衡借助机械加工流程而得到广泛使用，其中包括诸如磨削以及通过钻孔去除材料等工艺。在传统的动平衡过程中，转子的径向偏移是在轴承附近的两个测量层测量的。转子的不平衡度利用一种特殊的算法来确定。为了降低总不平衡程度，转子沿旋转轴分成多个平衡等级，每个等级都有相应的孔。

动平衡配重块沿着各平衡等级的圆周手动拧入。这样就降低了质量分布的不均匀，转子的剩余不平衡度被减少到所需的极限值以下。这里的不平衡度将在多种速度下确定，并逐步完成补偿，从而降低转子的振动并达到额定速度。

近些年来，涡轮分子泵的应用场景越来越多，许多制造领域以前常用低温泵和扩散泵来作为超高真空泵，目前已多被涡轮分子泵所取代。此外，随着相关应用领域对工作环境的要求越发严苛，对涡轮分子泵也提出了更高要求，特别是在次级特性方面。因此，高速转子一直需要进一步开发，包括转子的使用寿命、振动水平（即泵壳上发出的声响和振动），以及基于部件表面脱气性能方面的洁净度指标。

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