低粒子真空插板阀是一类特殊的真空阀门设备,由于其运动时产生的颗粒污染极少,广泛应用于对洁净度要求极高的半导体产业线中。然而,目前此类特殊装备的研究、生产、检测等基本由国外相关厂家和研究机构垄断,国内对这方面的研究较少。因此,掌握关键的低粒子真空插板阀的设计、制造和检测技术对国家半导体产业发展极为重要。低粒子真空插板阀运动后脱落颗粒的粒度检测正是确保产品质量的关键环节。本文主要研究了低粒子真空插板阀粒度检测设备的设计与实现。主要工作内容有:(1)调研国内外相关文献资料,了解低粒子真空插板阀粒度检测的相关研究情况,深入学习低粒子真空插板阀的密封机理,分析粒子掉落的关键部位和关键因素。同时,调研颗粒物粒度检测的相关原理,分析可用于低粒子真空阀粒度检测的检测方法。(2)结合国外对低粒子阀门粒度检测的相关研究资料,确定几种可用于低粒子真空阀运动后脱落的颗粒物检测的方案。考虑各方案的检测原理、检测精度、检测所需的外围设备、经济性和可行性等因素,分析适用于本项目的粒度检测可行性方案,并对此方案进行详细设计和论证。(3)真空系统关键参数进行理论推导计算,分析真空系统设计的合理性,以满足低离子真空插板阀在高真空环境下的运动要求。同时,对涡轮分子泵、涡旋干泵、激光粒子计数器等关键设备进行参数计算和选型。(4)依照设计的粒度检测详细方案进行低粒子真空插板阀粒度检测平台的结构设计,具体包括工作台、真空系统、真空腔测试系统、吹扫系统、压缩空气驱动系统、电气系统的详细结构设计与相关部件选型及安装等。(5)关键结构部件进行静力学仿真分析及气体流动仿真分析,其中,对工作台框架进行承重仿真分析及模态仿真,分析其结构可靠性;对保压真空室和两类低粒子阀夹板法兰装置进行壳体静压仿真分析及气体吹扫仿真,分析其结构设计合理性及优化设计。最终实现所设计的低粒子真空插板阀粒度检测平台,完成现场安装及调试。