ISO 5302:2003

Vacuum technology — Turbomolecular pumps — Measurement of performance characteristics

ISO 5302:2003 specifies methods for the measurements of performance characteristics of turbomolecular pumps. It is applicable to all sizes and all types of turbomolecular pumps, with mechanical or magnetic bearings, and with or without an additional drag stage.

Technique du vide — Pompes turbomoléculaires — Mesurage des caractéristiques fonctionnelles

L'ISO 5302:2003 spécifie des méthodes pour le mesurage des caractéristiques fonctionnelles des pompes turbomoléculaires. Elle est applicable à toutes les dimensions et tous les types de pompes turbomoléculaires, avec paliers mécaniques ou magnétiques, et avec ou sans étage supplémentaire à entraînement mécanique.

General Information

• Status: Withdrawn
• Publication Date: 10-Jul-2003
• Withdrawal Date: 10-Jul-2003
• ICS: 23.160 - Vacuum technology
• Technical Committee: ISO/TC 112 - Vacuum technology
• Drafting Committee: ISO/TC 112/WG 1 - Vacuum pumps
• Current Stage: 9599 - Withdrawal of International Standard
• Completion Date: 29-Nov-2018

Standards Content (Sample)

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 5302
First edition
2003-07-15

Vacuum technology — Turbomolecular
pumps — Measurement of performance
characteristics
Technique du vide — Pompes turbomoléculaires — Mesurage des
caractéristiques fonctionnelles




Reference number
ISO 5302:2003(E)
©
ISO 2003

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ISO 5302:2003(E)
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ISO 5302:2003(E)
Contents Page
Foreword. iv
1 Scope. 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions. 1
4 Symbols and abbreviated terms. 3
5 Apparatus for volume flow rate (pumping speed) measurement . 3
−−−−4 −−−−6
5.1 Test dome for the throughput method: Inlet pressures >>>> 10 Pa (10 mbar). 3
−−−−4 −−−−6
5.2 Test dome for the standard conductance method: Inlet pressures <<<< 10 Pa (10 mbar) . 4
5.3 Pressure gauges . 4
6 Test methods and procedures. 5
6.1 Principle . 5
6.2 Measurement of partial pressures . 5
6.3 Size of backing pump . 5
6.4 Volume flow rate (pumping speed) . 6
6.5 Methods of measurement of volume flow rate (pumping speed) . 6
6.6 Test procedures . 7
6.7 Maximum throughput . 10
6.8 Critical backing pressure . 10
6.9 Minimum operational pressure. 10
6.10 Compression ratio . 11
6.11 Vibration. 12
7 Test report: Additional parameters . 13
Annex A (informative) Derivation of Equations (1) and (2). 14

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ISO 5302:2003(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards bodies
(ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out through ISO
technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical committee has been
established has the right to be represented on that committee. International organizations, governmental and
non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work. ISO collaborates closely with the
International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of electrotechnical standardization.
International Standards are drafted in accordance with the rules given in the ISO/IEC Directives, Part 2.
The main task of technical committees is to prepare International Standards. Draft International Standards
adopted by the technical committees are circulated to the member bodies for voting. Publication as an
International Standard requires approval by at least 75 % of the member bodies casting a vote.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent
rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights.
ISO 5302 was prepared by Technical Committee ISO/TC 112, Vacuum technology, Subcommittee SC 3,
Vacuum pumps — Performance.
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INTERNATIONAL STANDARD ISO 5302:2003(E)

Vacuum technology — Turbomolecular pumps — Measurement
of performance characteristics
1 Scope
This International Standard specifies methods for the measurement of performance characteristics of
turbomolecular pumps. It is applicable to all sizes and all types of turbomolecular pumps
a) with mechanical or magnetic bearings, and
b) with or without an additional drag stage.
NOTE Since turbomolecular pumps are backed by primary pumps, their performance cannot be completely defined
without having the following in addition to the curve of the volume flow rate against suction pressure:
 the throughput curve,
 the compression ratio curve, and
 the curve for the variation in inlet pressure,
over the whole of the range concerned and for various gases.
2 Normative references
The following referenced documents are indispensable for the application of this document. For dated
references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced
document (including any amendments) applies.
ISO 3529-2, Vacuum technology — Vocabulary — Part 2: Vacuum pumps and related terms
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 3529-2 and the following apply.
3.1
critical backing pressure
p
c
maximum backing pressure p while the pump still has a compression rate p /p W 2 and the purge gas flow is
2 2 1
on
NOTE p is the (high) vacuum pressure on inlet.
1
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ISO 5302:2003(E)
3.2
maximum throughput
Q
max
highest gas load, in pascal litres per second (Pa⋅l/s) [millibar litres per second (mbar⋅l/s)], that can be pumped
continuously without damage or destruction of the pump
NOTE The limiting parameter depends on the design of the pump. In most cases it will be given as a maximum
temperature at a defined location. The value of Q depends on the gas pumped, the backing pump used, and the
max
conditions of cooling, etc.
3.3
volume flow rate
q
V
volume of gas which, under ideal conditions, flows from the test dome through the pump inlet per unit time
NOTE 1 For practical reasons, however, the volume flow rate of a given pump and for a given gas is conventionally
taken as equal to the quotient of the throughput of this gas and of the equilibrium pressure at a given point. The units
3
adopted for the volume flow rate are cubic metres per hour (m /h) or litres per second (l/s).
NOTE 2 The term “pumping speed” and symbol “S” are sometimes used instead of “volume flow rate”.
3.4
ultimate pressure
value towards which the pressure in the test dome approaches asymptotically
NOTE 1 It is the lowest pressure obtainable with the pump.
NOTE 2 It is recommended not to give ultimate pressure values in the manufacturer's specification. Therefore, no
procedure to measure the ultimate pressure is given in this International Standard. However, if the manufacturer lists the
ultimate pressure, the operating conditions under which the measurement is made should be stated.
3.5
minimum operational pressure
p
0
pressure obtained in the dome 48 h after the bake-out procedure
3.6
compression ratio
K
eff
ratio of the backing pressure p to the inlet pressure p of the turbomolecular pump
2 1
K p /p
=
eff 2 1
NOTE To obtain the compression rate at zero flow rate, K , for a given gas, the partial pressure of this gas in the
0
outlet duct should be at least 90 % of p .
2
3.7
maximum working pressure
p
1max
highest pressure on the inlet side that the turbomolecular pump and the driving device can withstand without
being damaged
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ISO 5302:2003(E)
4 Symbols and abbreviated terms
Symbol Designation Unit
3 3
C conductance m /s (=10 l/s)
d orifice diameter m
D nominal diameter of test dome m
K compression ratio of vacuum pump —
eff
K , K special values of compression ratio —
eff,a eff,b
K compression ratio at zero throughput —
0
L thickness of orifice wall m
M molecular mass of gas kg/mol
p minimum operational pressure on inlet Pa (or mbar)
0
p (high) vacuum pressure on inlet Pa (or mbar)
1
p maximum working pressure on inlet Pa (or mbar)
1max
p vacuum pressure in backing line Pa (or mbar)
2
p , p special values of pressure Pa (or mbar)
a b
p critical backing pressure Pa (or mbar)
c
Q throughput of vacuum pump Pa⋅l/s (or mbar⋅l/s)
Q leakage gas load Pa⋅I/s (or mbar⋅I/s)
0
Q test gas load Pa⋅I/s (or mbar⋅I/s)
T
Q maximum throughput Pa⋅l/s (or mbar⋅l/s)
max
Q , Q special values of throughput Pa⋅l/s (or mbar⋅l/s)
1 2
R ideal gas constant N⋅m/mol⋅K
q volume flow rate l/s
V
q volume flow rate at K = 1 l/s
V0 eff
q volume flow rate of backing pump l/s
VB
q maximum expected volume flow rate (see 6.3) l/s
Vx
T absolute temperature K
5 Apparatus for volume flow rate (pumping speed) measurement
−−−−4 −−−−6
5.1 Test dome for the throughput method: Inlet pressures >>>> 10 Pa (10 mbar)
For these measurements, use a test dome as shown in Figure 1 with the same nominal diameter D as that of
the pump inlet. The face of the dome opposite the inlet flange may be flat, conical or slightly curved with the
same average height above the flange as the flat face. The test dome shall be fitted with a device for bake-out
ensuring uniform heating of the dome to achieve the minimum operational pressure.
For pumps with an inlet flange diameter less than the nominal diameter DN 100, the diameter of the dome
shall correspond to DN 100. The transition to the pump inlet flange shall be made through a 45° taper fitting as
short as possible according to Figure 1.
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ISO 5302:2003(E)
Dimensions in millimetres

Key
1 gas inlet
2 vacuum gauge connection
Figure 1 — Test dome
−−−−4 −−−−6
5.2 Test dome for the standard conductance method: Inlet pressures <<<< 10 Pa (10 mbar)
The test dome shall be cylindrical and of the shape shown in Figure 2. The dome shall be fitted with a device
for bake-out that ensures uniform heating of the dome to achieve the minimum operational pressure.
The diameter of the thin wall orifice plate shall be chosen according to the expected flow rate and shall be
such that the ratio of the pressures measured at p and p lies between 3 and 50. Care shall be taken to
a b
ensure that at the inlet pressure p the mean free path of the gas particles is not smaller than the orifice
1
diameter d.
For pumps with an inlet flange diameter less than the nominal diameter DN 100, the diameter of the dome
shall correspond to DN 100. Then the transition to the pump inlet flange shall be made through a 45° taper
fitting according to Figure 1.
For pumps with an inlet flange diameter greater than DN 100, the nominal diameter D of the dome shall be
equal to the actual diameter of the inlet flange.
5.3 Pressure gauges
Total pressure measurements shall be made using pressure gauges calibrated to within 5 % accuracy for
−4 −6
pressures greater than 10 Pa (10 mbar), or within 10 % for pressures less than this value.
It is recommended that after completion of the tests, the calibration of the vacuum gauge(s) is checked, for
example by comparison with a reference gauge in situ.
With the test dome (5.2), the pressure gauge agreement may be ensured by fitting at B a gas admission pipe
leading to the pump orifice in the lower part of the dome (see Figure 2). The adjustable valve for gas
admission in this pipe line shall be opened so as to obtain approximately the desired pressure. After
stabilization, the pressure gauges at the points shown shall give the same readings (p and p ). If not, the
a b
required correction can be deduced.
4 © ISO 2003 — All rights reserved

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ISO 5302:2003(E)

Figure 2 — Test dome
6 Test methods and procedures
6.1 Principle
Measurements are made with 99,9 % (by mass) pure test gas: nitrogen, hydrogen, helium and argon.
6.2 Measurement of partial pressures
For measurements of backing pressure, a pressure gauge with a trap may be used. For measurements of
inlet pressure, a partial pressure gas analyser supplemented by a total pressure gauge may be used.
Partial pressure gas analysers used at the pump inlet shall have sufficient resolving power in the mass range
from 1 to 100.
6.3 Size of backing pump
The effective volume flow rate, q , of a turbomolecular pump depends on the volume flow rate q at zero
V V0
pressure difference (p = p , the compression ratio K at zero rate of throughput (Q = 0) and the volume flow
)
1 2 0
rate q of the backing pump according to the relationship
VB
Kq− q
0BVV
qq= (1)
VV 0
K −1
0

which may be solved to give
q
V 0
q = (2)
V
11−+/Kq /K⋅q
()
00VV0 B
See Annex A for the derivation of these equations.
© ISO 2003 — All rights reserved 5

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ISO 5302:2003(E)
For small values of K (e.g. for hydrogen, K ≈ 1 000), the volume flow rate of the turbomolecular pump is
0 0
influenced by the size of the backing pump. This influence may be regarded as small if a backing pump is
used with a volume flow rate q deduced from
VB

q q
V x V x
< 0,05 K or q > 20 (3)

0 VB
q K
VB 0
for the whole pressure range, where q is the expected maximum volume flow rate of the turbomolecular
Vx
pump.
From Equation (3), the choice of a suitable backing pump may be made for a gas with known value of K from
0
the specification of the turbomolecular pump.
6.4 Volume flow rate (pumping speed)
Under ideal conditions, the volume flow rate is the volume of gas which flows from the test dome through the
pump inlet per unit time. For practical reasons, however, the volume flow rate of a given pump and for a given
gas is conventionally taken as equal to the quotient of the throughput of this gas and of the equilibrium
pressure at a given location.
3
The units adopted for the volume flow rate q are cubic metres per hour (m /h) or litres per second (l/s).
V
6.5 Methods of measurement of volume flow rate (pumping speed)
−−−−4 −−−−6
6.5.1 Method for inlet pressures >>>> 10 Pa (10 mbar): Throughput method
The method adopted for the measurement of the volume flow rate q is the steady pressure method for which
V
the gas throughput, Q, is measured outside the dome. If the pressure p in the test dome, which is measured
1
by a vacuum gauge in the determined area (Figure 1), is held constant, the volume flow rate q is obtained by
V
the relationship
Q
q = (4)
V
p − p
10
where p is the minimum operational pressure in the test dome (see 6.9).
0
This pressure limit may be shifted to lower pressures, if the accuracy of the flow meter is appropriate.
−−−−4 −−−−6
6.5.2 Method for inl
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 5302
Première édition
2003-07-15

Technique du vide — Pompes
turbomoléculaires — Mesurage des
caractéristiques fonctionnelles
Vacuum technology — Turbomolecular pumps — Measurement of
performance characteristics




Numéro de référence
ISO 5302:2003(F)
©
ISO 2003

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ISO 5302:2003(F)
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E-mail [e-mail]
Web www.iso.org
Publié en Suisse

ii © ISO 2003 — Tous droits réservés

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ISO 5302:2003(F)
Sommaire Page
Avant-propos. iv
1 Domaine d'application. 1
2 Références normatives. 1
3 Termes et définitions . 1
4 Symboles et termes abrégés . 3
5 Appareils pour le mesurage du débit-volume (vitesse de pompage). 4
−−−−4 −−−−6
5.1 Dôme d'essai pour la méthode de débit: pression à l'aspiration >>>> 10 Pa (10 mbar). 4
5.2 Dôme d'essai pour la méthode par conductance standard: pressions à
−−−−4 −−−−6
l'aspiration <<<< 10 Pa (10 mbar) . 4
5.3 Manomètres . 5
6 Procédures et méthodes d'essai . 5
6.1 Principe . 5
6.2 Mesure des pressions partielles . 5
6.3 Dimension de la pompe primaire . 6
6.4 Débit-volume (vitesse de pompage) . 6
6.5 Méthodes de mesurage du débit-volume (vitesse de pompage) . 6
6.6 Procédure d'essai . 7
6.7 Débit maximum . 10
6.8 Pression critique de refoulement . 10
6.9 Pression minimale de fonctionnement.11
6.10 Taux de compression . 12
6.11 Vibrations. 13
7 Rapport d'essai: paramètres supplémentaires. 13
Annex A (informative) Relation entre les Équations (1) et (2). 15

© ISO 2003 — Tous droits réservés iii

---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 5302:2003(F)
Avant-propos
L'ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d'organismes nationaux de
normalisation (comités membres de l'ISO). L'élaboration des Normes internationales est en général confiée
aux comités techniques de l'ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du
comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec l'ISO participent également aux travaux. L'ISO collabore étroitement avec
la Commission électrotechnique internationale (CEI) en ce qui concerne la normalisation électrotechnique.
Les Normes internationales sont rédigées conformément aux règles données dans les Directives ISO/CEI,
Partie 2.
La tâche principale des comités techniques est d'élaborer les Normes internationales. Les projets de Normes
internationales adoptés par les comités techniques sont soumis aux comités membres pour vote. Leur
publication comme Normes internationales requiert l'approbation de 75 % au moins des comités membres
votants.
L'attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l'objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L'ISO ne saurait être tenue pour responsable de ne
pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence.
L'ISO 5302 a été élaborée par le comité technique ISO/TC 112, Technique du vide, sous-comité SC 3, Pompe
à vide — Caractéristiques.

iv © ISO 2003 — Tous droits réservés

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NORME INTERNATIONALE ISO 5302:2003(F)

Technique du vide — Pompes turbomoléculaires — Mesurage
des caractéristiques fonctionnelles
1 Domaine d'application
La présente Norme internationale spécifie des méthodes pour le mesurage des caractéristiques fonctionnelles
des pompes turbomoléculaires. Elle est applicable à toutes les dimensions et tous les types de pompes
turbomoléculaires
a) avec paliers mécaniques ou magnétiques, et
b) avec ou sans étage supplémentaire à entraînement mécanique.
NOTE Étant donné que les pompes turbomoléculaires sont accouplées à des pompes primaires, leurs
caractéristiques ne peuvent pas être complètement définies sans posséder, en plus de la courbe de débit-volume en
fonction de la pression d'aspiration, les données suivantes:
 la courbe de débit d'aspiration,
 la courbe de rapport de compression, et
 la courbe de variation de la pression d'entrée,
sur toute la plage concernée et pour divers gaz.
2 Références normatives
Les documents de référence suivants sont indispensables pour l'application du présent document. Pour les
références datées, seule l'édition citée s'applique. Pour les références non datées, la dernière édition du
document de référence s'applique (y compris les éventuels amendements).
ISO 3529-2, Technique du vide — Vocabulaire — Partie 2: Pompes à vide et termes associés
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 3529-2 ainsi que les
suivants s'appliquent.
3.1
pression de refoulement critique
p
c
valeur maximale de la pression de refoulement p pour laquelle la pompe conserve un taux de compression
2
p /p W 2 avec le débit de gaz de purge ouvert
2 1
NOTE p est la (haute) pression sous vide à l'entrée.
1
© ISO 2003 — Tous droits réservés 1

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ISO 5302:2003(F)
3.2
débit d'aspiration maximum
Q
max
débit d'aspiration maximum, en pascal litre par seconde (Pa⋅l/s) [millibar litre par seconde (mbar⋅l/s)], qui peut
être pompé en continu sans endommager ni détruire la pompe
NOTE Le facteur limitatif dépend de la conception de la pompe. Dans la plupart des cas il correspondra à une
température maximale à un emplacement donné dans la pompe. La valeur de Q dépend du gaz pompé, de la pompe
max
primaire utilisée, des conditions de refroidissement, etc.
3.3
débit-volume
q
V
dans des conditions idéales, le débit volume est le volume de gaz s'écoulant par unité de temps depuis le
dôme d'essai à travers l'entrée de la pompe
NOTE 1 Toutefois, pour des considérations pratiques, le débit-volume d'une pompe donnée et pour un gaz donné est,
par convention, considéré comme le quotient du débit de ce gaz par la pression d'équilibre en un point déterminé. Les
3
unités adoptées pour le débit-volume sont le mètre cube par heure (m /h) ou le litre par seconde (l/s).
NOTE 2 Le terme «vitesse de pompage» et le symbole «S» sont quelquefois utilisés à la place de «débit-volume».
3.4
pression limite
valeur vers laquelle tend asymptotiquement la pression dans le dôme d'essai
NOTE 1 C'est la pression la plus basse que l'on peut obtenir avec la pompe.
NOTE 2 Il est recommandé de ne pas donner les valeurs de pression limite dans les spécifications du fabricant. En
conséquence, il n'est pas donné dans ce document de procédure pour mesurer la pression limite. Toutefois, si le fabricant
indique une pression limite, il convient que les conditions opératoires dans lesquelles le mesurage est réalisé soient
indiquées.
3.5
pression minimale de fonctionnement
p
0
pression obtenue dans le dôme 48 h après la procédure d'étuvage
3.6
taux de compression
K
eff
rapport de la pression de refoulement p par la pression à l'aspiration p d'une pompe turbomoléculaire
2 1
K = p /p
eff 2 1
NOTE Pour obtenir le taux de compression à débit zéro, K , pour un gaz donné, il convient que la pression partielle
0
de ce gaz dans le conduit de refoulement soit d'au moins 90 % de p .
2
3.7
pression maximale de travail
p
1max
pression la plus élevée du côté de l'aspiration que la pompe turbomoléculaire et le dispositif d'entraînement
peuvent supporter sans être endommagé
2 © ISO 2003 — Tous droits réservés

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ISO 5302:2003(F)
4 Symboles et termes abrégés
Symbole Désignation Unité
3 3
C conductance m /s (= 10 l/s)
d diamètre de l'orifice m
D diamètre nominal du dôme d'essai m
K taux de compression d'une pompe à vide —
eff
K , K valeurs spéciales du taux de compression —
eff, a eff, b
K taux de compression à débit nul —
0
L épaisseur de la paroi d'orifice m
M masse moléculaire d'un gaz kg/mol
p pression minimale de fonctionnement à l'aspiration Pa (ou mbar)
0
p pression sous vide (haute) à l'aspiration Pa (ou mbar)
1
p pression maximale de travail à l'aspiration Pa (ou mbar)
1max
p pression sous vide au refoulement Pa (ou mbar)
2
p , p valeurs spéciales de la pression Pa (ou mbar)
a b
p pression critique de refoulement Pa (ou mbar)
c
Q débit de la pompe à vide Pa⋅l/s (ou mbar⋅l/s)
Q débit de fuite Pa⋅l/s (ou mbar⋅l/s)
0
Q débit d'essai Pa⋅l/s (ou mbar⋅l/s)
T
Q débit maximum Pa⋅l/s (ou mbar⋅l/s)
max
Q , Q valeurs spéciales de débit Pa⋅l/s (ou mbar⋅l/s)
1 2
R constante des gaz parfaits N⋅m/mol⋅K
q débit-volume l/s
V
q débit-volume à K = 1 l/s
V0 eff
q débit-volume au refoulement de la pompe primaire l/s
VB
q débit-volume maximal attendu (voir 6.3) l/s
Vx
T température absolue K
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ISO 5302:2003(F)
5 Appareils pour le mesurage du débit-volume (vitesse de pompage)
−−−−4 −−−−6
5.1 Dôme d'essai pour la méthode de débit: pressions à l'aspiration >>>> 10 Pa (10 mbar)
Pour le mesurage, il faut utiliser un dôme d'essai conforme à la Figure 1, dont le diamètre nominal D est le
même que celui de l'entrée de la pompe. La surface du dôme opposée à la bride d'aspiration peut être plate,
conique ou légèrement incurvée avec la même hauteur moyenne au-dessus du plan de la bride que la surface
plane. Le dôme d'essai doit être équipé avec un dispositif d'étuvage assurant que le dôme est chauffé
uniformément pour obtenir la pression minimale de fonctionnement.
Pour les pompes ayant un diamètre de bride à l'aspiration inférieur au diamètre nominal DN 100, le diamètre
du dôme doit être DN 100. La transition vers la bride d'aspiration de la pompe doit se faire à l'aide d'un
adaptateur conique à 45°, aussi court que possible, conformément à la Figure 1.
Dimensions en millimètres

Légende
1 aspiration du gaz
2 raccord pour le manomètre à vide
Figure 1 — Dôme d'essai pour la méthode de débit
5.2 Dôme d'essai pour la méthode par conductance standard:
−−−−4 −−−−6
pressions à l'aspiration <<<< 10 Pa (10 mbar)
Le dôme d'essai doit être cylindrique et conforme à la Figure 2. Le dôme d'essai doit être équipé avec un
dispositif d'étuvage assurant que le dôme est chauffé uniformément pour obtenir la pression minimale de
fonctionnement.
Il faut choisir le diamètre de l'orifice de la paroi mince en fonction du débit-volume attendu et qu'il soit tel que
le rapport des pressions mesurées p et p est compris entre 3 et 50. Il faut prendre des dispositions pour
a b
s'assurer qu'à la pression d'aspiration p , le libre parcours moyen des molécules de gaz n'est pas plus petit
1
que le diamètre d de l'orifice.
Pour les pompes ayant un diamètre de bride à l'aspiration inférieur au diamètre nominal DN 100, le diamètre
du dôme doit être DN 100. La transition vers la bride d'aspiration de la pompe doit se faire à l'aide d'un
adaptateur conique à 45°, aussi court que possible, conformément à la Figure 1.
Pour les pompes ayant un diamètre de bride à l'aspiration supérieur à DN 100, il faut que le diamètre nominal
D du dôme soit égal au diamètre réel de la bride d'aspiration.
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Figure 2 — Dôme d'essai pour la méthode par conductance standard
5.3 Manomètres
Il faut que les mesurages de la pression totale soient réalisés en utilisant des manomètres étalonnés avec
−4 −6
une précision de 5 % pour des pressions supérieures à 10 Pa (10 mbar) ou de 10 % pour des pressions
inférieures à cette valeur.
Après réalisation des essais, il convient que l'étalonnage du (des) manomètre(s) à vide soit vérifié, par
exemple sur place avec un manomètre étalon.
Avec le dôme d'essai (5.2), on peut s'assurer de l'acceptabilité du manomètre en fixant en B une canalisation
d'admission des gaz dirigée vers l'orifice de la pompe dans la partie inférieure du dôme (Figure 2). Il faut que
la vanne de réglage pour l'admission du gaz dans cette ligne de canalisation soit ouverte afin d'obtenir
approximativement la pression désirée. Après stabilisation, il faut que les manomètres aux points p et p
a b
donnent les mêmes indications. Dans le cas contraire, la correction requise peut être déduite de ces résultats.
6 Procédures et méthodes d'essai
6.1 Principe
Les mesurages sont réalisés avec du gaz pour essais de pureté 99,9 % (en masse): azote, hydrogène, hélium
et argon.
6.2 Mesure des pressions partielles
Pour la mesure de la pression de refoulement, on peut utiliser un manomètre complété par un piège. Pour la
mesure de la pression à l'aspiration un analyseur de gaz à pression partielle complété par un manomètre à
pression totale peuvent être employés.
Il faut que les analyseurs de gaz à pression partielle utilisés à l'aspiration de la pompe aient un pouvoir de
séparation suffisant dans une plage de masses de 1 à 100.
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6.3 Dimension de la pompe primaire
Le débit-volume effectif, q , d'une pompe turbomoléculaire dépend du débit-volume q à une différence de
V V0,
pression nulle (p = p ) du taux de compression K à débit zéro (Q = 0) et du débit-volume q de la pompe
1 2 0 VB
primaire selon la relation
Kq− q
0BVV
qq= (1)
VV 0
K −1
0

qui peut être résolue pour donner
q
V 0
(2)
q =
V
11−+/Kq /K⋅q
()
00VV0 B
Voir l'Annexe A pour la relation entre ces équations.
Pour les petites valeurs de K (par exemple hydrogène: K ≈ 1 000) le débit-volume d'une pompe
0 0
turbomoléculaire est influencé par la taille de la pompe primaire. Cette influence peut être considérée comme
minime si la pompe primaire est utilisée avec un débit-volume q déduit de
VB

q q
V x V x
< 0,05 K ou q > 20 (3)

0 VB
q K
VB 0
pour l'ensemble de la plage de pression, où q est le débit-volume maximum attendu de la pompe
Vx
turbomoléculaire.
À partir de l'Équation (3), le choix d'une pompe primaire appropriée peut être fait pour un gaz avec une valeur
connue de K issue des spécifications de la pompe turbomoléculaire.
0
6.4 Débit-volume (vitesse de pompage)
Dans des conditions idéales, le débit-volume est le volume de gaz qui s'écoule du dôme d'essai dans
l'aspiration de la pompe par unité de temps. Toutefois, pour des raisons pratiques, le débit-volume d'une
pompe donnée et pour un gaz donné est pris conventionnellement comme égal au rapport du débit de ce gaz
et de la pression d'équilibre en un point donné.
3
Les unités adoptées pour le débit-volume q sont le mètre cube par heure (m /h) ou le litre par seconde (l/s).
V
6.5 Méthodes de mesurage du débit-volume (vitesse de pompage)
−−−−4 −−−−6
6.5.1 Méthode pour des pressions à l'aspiration >>>> 10 Pa (10 mbar): méthode du débit
La méthode adoptée pour le mesurage du débit-volume q est la méthode à pression constante pour laquelle
V
le débit de gaz, Q, est mesuré à l'extérieur du dôme. Si la pression p dans le dôme d'essai, qui est mesurée
1
avec un manomètre à vide dans une zone déterminée (Figure 1), est maintenue constante, le débit-volume q
V
est obtenu par la relation
Q
q = (4)
V
p − p
10
où p est la pression minimale de fonctionnement dans le dôme d'essai (voir 6.9).
0
Cette limite de pression peut être modifiée vers des pressions plus basses, si la précision du débitmètre est
appropriée.
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−−−−4 −−−−6
6.5.2 Méthode pour des pressions à l'aspiration <<<< 10 Pa (10 mbar): méthode par conductance
standard
La méthode adoptée pour le mesurage du débit-volume q est la méthode à pression constante connue sous
V
le nom de «méthode par conductance
...