1976年 第一代旋轉轉子真空計原型機
首臺原型機由各類獨立模塊與設備組合而成, 整體結構較為零散: 搭載永磁軸承與驅動電路的自動數據采集-核儀器標準 AEC-NIM 機箱組件, 用于信號處理的鎖相放大器, 作為時基的頻率標準器, 配備預分頻器, 用于測量旋轉周期的通用計數器, 集成數值計算單元的 AEC-NIM 機箱組件, 以及一臺 BCD 碼條帶打印機.
數值計算單元采用 10位 BCD 碼運算模式, 寄存器位數為 8位, 核心基于 TMS1000 計算模塊打造, 并搭配自研時序控制系統, 拓展為可編程運算單元.
第一代旋轉轉子真空計原型機為全手動操控: 首先啟動驅動裝置, 當轉子達到 400 轉/秒的額定工作轉速后, 驅動裝置自動停機; 隨后啟動計數器門控電路, 按下計算單元的運行按鍵. 等待約 30秒后, 設備從計數器讀取第一組數據, 再間隔 30秒讀取第二組數據, 不久后即可輸出最終測量結果. 儀器前端面板配有 BCD 碼編碼開關, 用于設置校準系數.
1978年 第二代旋轉轉子真空計原型機
第二代原型機整體架構與第一代基本一致, 核心升級在于: 采用德國 Jülich 本地研發的 BCD 碼計數器, 以晶體振蕩器作為時基, 并將可調預分頻器集成至 AEC-NIM 機箱組件內.
配套數值計算單元為迭代型號, 指令集與外接接口功能均得到擴充. 設備新增一組編碼開關, 用于設置零點補償偏移量, 實現零點校準功能.
1979年 第三代旋轉轉子真空計原型機, 面向量產
該機型是首款面向量產機型的過渡產品. 整機采用 AEC-NIM 機架, 內置三組獨立機箱組件:
1. 永磁軸承電路模塊; 2. 驅動電路與信號處理模塊; 3. 數值計算模塊
數值計算機箱搭載當時全新的 16位 TMS9900微處理器（時鐘頻率3兆赫茲), 4千字節可擦除可編程只讀存儲器 EPROM 與2千字節隨機存取存儲器 RAM; 板載 28位二進制計數器, 20位預分頻器以及1兆赫茲晶體振蕩器（作為時基）; 同時集成控制面板接口卡( 適配字母數字發光二極管顯示屏與內置打印機), 8位數模轉換 DA 輸出卡( 用于模擬量顯示).
轉子的啟停與調速通過機箱前端面板手動操作完成, 整機參數錄入與功能操控則依靠配套鍵盤實現, 設備額定工作轉速仍為 400轉/秒. 一旦轉子轉速低于下限值, 需人工重新抬升轉子.
該原型機共計生產10臺, 分別交付德國聯邦物理技術研究院 PTB 及多國相關科研機構開展實測應用. 配圖從左至右依次為: 帶綠色指示燈的永磁軸承與驅動電路機箱, 集成打印機, 顯示屏及控制面板的數值計算機箱; 圖片為搭載測量探頭的真空設備.
1981年 Leybold VISCOVAC VM210, MKS SRG-1 首款旋轉轉子真空計商用機型問世
Leybold 與 MKS 兩家企業獲得技術授權, 推出首批商用旋轉轉子真空計, 兩款產品均沿用第三代原型機及試產機型的硬件架構, 并整合至 19英寸標準機柜機箱中. 設備可選配 RS232 接口, 支持參數錄入, 測量數據讀取, 以及遠程控制轉子抬升操作.
兩款機型僅前端面板布局與固件程序存在細微差異. 相較于旋轉轉子真空計 SRG-1, VM210 還可輸出測量值的倒數, 搭配對應校準系數后, 能夠直接顯示氣體平均自由程與單分子層覆蓋時長.
VM210 的控制單元由 Aachen RWD 公司生產, SRG-1 控制單元則由慕尼黑 MKS 公司制造; 配套測量探頭分為兩款: leybold 自主設計的 VK200 型（科隆生產）, 以及 MKS 沿用原有結構的探頭（慕尼黑生產）. 配圖主體為 leybold VISCOVAC VM210 設備, 左側依次是接口模塊與信號處理模塊, 前景為永磁軸承模塊.
1983年 Leybold VISCOVAC VM211, MKS SRG-2 旋轉轉子真空計核心技術更新
前代機型 VM210 / SRG-1 因模塊數量多, 電源體積龐大, 整機笨重, 且無掉電保護存儲器, 每次開機都需重新設置參數. 同時設備未搭載線性修正功能, 當氣壓約高于 10 Pa 時, 顯示誤差會急劇增大.
1983年馬德里國際真空大會上, 兩款旋轉轉子真空計迭代機型正式發布, 多項性能完成優化: 整機電路整合為兩大組件--主控主板與測量探頭功能組件, 依舊采用 19英寸標準機箱, 功耗降至 12瓦, 整機重量大幅減輕; 核心更換為新一代緊湊型 16位 TMS9995微處理器（時鐘頻率3兆赫茲）.
Leybold 將該機型命名為旋轉轉子真空計 VISCOVAC VM211, MKS 命名為 SRG-2. 硬件配置包含: 32千字節 EPROM, 4千字節電池備份式 RAM, 以及為永磁軸承供電的備用電池; 標配兩路開關量輸出, 模擬量輸出, 內置打印機; VM211 配備字母數字顯示屏, SRG-2 為純數字顯示屏; 可選配 RS232 或 I EEE488 接口.
旋轉轉子核心技術革新: 實現轉子與轉速全自動控制, 新增線性修正功能, 測量上限拓展至 100 Pa; 額定工作轉速調整為 415轉/秒. 除可顯示 Pa, mbar, torr三種壓強單位及減速速率（轉/秒）外, VM211 還支持顯示質量流密度, 粒子流密度, 氣體密度, 氣體平均自由程, 單分子層覆蓋時長. 兩款機型內部結構一致, 僅面板設計不同, 均由亞琛 RWD 公司代工生產. 配圖為 VISCOVAC VM211 整機
1985年 搭載差分掃描線圈的全新測量探頭
1981年首款量產機型配套的初代測量探頭抗振能力較差. 1985年, 測量探頭完成全方位升級:
1. 采用差分線圈進行轉速采集, 信號采集效率顯著提升, 同時降低轉子徑向偏移帶來的干擾, 設備穩定性增強;
2. 優化阻尼線圈結構, 減振效果大幅提升;
3. 結構適配規模化量產;
4. 消除鋼質外殼與測量管內孔之間的縫隙, 避免試驗時傳感滾珠掉落, 防止下方環形接線板發生短路故障
升級后探頭分為兩個型號: MKS 沿用原有結構, 命名為 SH700 ; Leybold 自主優化設計命名為 VK201.
1989年 Leybold VISCOVAC VM212 旋轉轉子真空計迭代
1989年, VISCOVAC VM211 迎來再次迭代, 推出 VM212 機型. 主要升級內容
1. 微處理器主頻提升: TMS9995 處理器運行頻率升級至4兆赫茲
2. 接口全面升級：取消內置打印機，標配并口 (兼容標準并行打印接口), RS232 接口與 IEEE488 接口; 新增適配 24伏可編程邏輯控制器 PLC 的遠程控制接口
3. 存儲與時序優化: 采用集成時鐘模塊的電池備份 RAM, 打印數據可附加時間戳
4. 人機交互優化：簡化操作邏輯, 改良用戶界面, 解決前代機型操作體驗不佳的問題
5. 功能拓展: 新增氣體粘度測量功能
20世紀90年代, 設備通過電磁兼容 EMC 小幅整改, 取得 CE認證. 后續 leybold 被 Balzers 收購, 該系列產品于1998年正式停產.
1995年 SAES Getters SVG1 便攜式旋轉轉子真空計
SVG1 專為真空保溫隔熱領域設計, 是一款便攜式轉子規, 也標志著儀器 16位處理器時代落幕. 整機搭載 32位 MC68332 微控制器（時鐘頻率21兆赫茲）, 配置 512千字節只讀存儲器 ROM, 256 千字節 RAM, 全部電路集成于單塊印刷電路板中; 采用 12英寸機箱, 配備便攜提手與安裝支架.
供電系統完成革新: 摒棄傳統工頻變壓器, 改用寬電壓開關電源, 市電輸入范圍覆蓋 90~260V, 無需手動切換電壓檔位. 全新優化的線性修正算法, 將測量量程拓展至10?? Pa ~100 kPa（該套線性修正算法后續被全系機型沿用）
測量探頭完成全對稱重新設計, 集成溫度檢測功能, 磁場強度提升以穩固轉子. 轉子額定工作轉速提升至 615轉/秒, 結合強磁固定結構, 設備抗振性能優異, 可直接應用于施工現場
其他配置: 內置打印機, RS232 接口, 開關量輸出, 模擬量輸出, 以及存儲卡接口（用于存儲設備參數與測量數據）. 整機（含測量探頭）由亞琛 RWD 公司生產. 配圖為掀開控制面板蓋板的 SVG1 設備
1998年 MKS SRG-2CE 旋轉轉子真空計
老舊款 SRG-2 需更換為符合 CE 標準的迭代產品, 旋轉轉子真空計 SRG-2 CE 應運而生. 該機型僅沿用前代名稱, 硬件架構全面革新, 核心電路基于 SVG1 簡化而來, 刪減非必要功能模塊
SRG-2 采用 2U高度的19英寸標準機箱, 可兼容前代 SH700 測量探頭. 轉子額定工作轉速為440轉/秒, 測量量程 10?? Pa~100 Pa. 標配內置打印機, RS232接口, 開關量輸出與模擬量輸出. 設備初期由亞琛 RWD 公司生產, 1999 年起轉為項目主創人員 Klaus Witthauer 獨立生產
2003年 MKS SRG-2 CE/0 旋轉轉子真空計
受核心元器件采購困難, 定制差分變壓器供應受阻影響, 該機型完成電路重新研發. 硬件調整如下: 取消內置打印機, 改為外置并行打印接口: 永磁軸承系統摒棄差分變壓器, 采用基于電子線圈仿真器（回轉器）的測量電橋全新架構
2004年 “大氣環境（atm-O-sphere）”連續測量技術研究項目
該項目旨在研發可連續測量的新型旋轉轉子真空計, 目標量程設定為10?? pa~100 kPa. 旋轉轉子真空計新型測量探頭內置立式同軸測量管, 驅動定子采用疊片鐵芯結構; 全新三相驅動電機相較傳統結構, 能量效率大幅提升.
轉子額定工作轉速設定為 700轉/秒. 設備通過正交鎖相環 PLL, 讓基準振蕩器同步雙通道正交轉速采樣信號, 實時輸出瞬時轉速; 再由轉速控制器維持轉速恒定. 整套控制邏輯基于軟件實現, 核心采用 32位數字信號處理器（DSP）TMS320F2812（時鐘頻率150兆赫茲）
該項目最終存在技術局限: 受定子電路噪聲干擾, 設備實測下限僅能達到 0.01~0.1 Pa，無法達到設計目標; 同時電機效率受溫度影響較大, 成為另一項技術難題. 配圖左上角為測量探頭調試實驗裝置.
2006年 MKS SRG-2CE/ARM 旋轉轉子真空計
歐盟《限制有害物質指令（RoHS）》正式實施后, SRG-2CE/0原搭載的 MC68332微控制器（外購模塊化器件）被淘汰. 設備更換為 32位 ARM7 架構 LPC2106 微控制器（時鐘頻率60兆赫茲）
由于兩款控制器硬件資源差異較大, 設備操作系統與全部應用程序均重新編寫. 本次迭代搭建起成熟的 ARM7 硬件平臺, 成為后續多款新品及功能升級的技術基礎.
2008年 MKS SRG-3 旋轉轉子真空計
因 SRG-2CE 系列多款核心器件（如LVDT控制模塊NE5521）停產, 采購困難, MKS 推出全新迭代旋轉轉子真空計 SRG-3. 這是首款全表面貼裝器件 SMD 工藝打造的旋轉轉子真空計, 采用半寬 19英寸緊湊型機箱
設備沿用 ARM7 架構 LPC2106 微控制器（時鐘頻率60兆赫茲）, 其內置的 32位定時器模塊與旋轉轉子真空計的控制需求高度匹配, 固件基于前代 ARM7 平臺操作系統開發
主要配置: 雙行液晶顯示屏 LCD, 外接傳感器輔助輸入接口, USB接口, RS232 接口, 并行打印輸出, 開關量輸出及模擬量輸出; 轉子額定工作轉速保持 440轉/秒, 兼容傳統 SH700測量探頭（該探頭現已由亞琛廠商生產, 慕尼黑原廠已停產）. SRG-3 初期在 Aachen Klaus Witthauer 簡稱 KW 負責生產, 2012年起慕尼黑 MKS 公司也開始投產. 配圖為 MKS SRG-3 整機
2011年 KW VIM-1 旋轉轉子真空計
該機型專為密閉真空腔體在線監測設計. 因 SAES Getters 停產 SVG1, 大量存量設備用戶無法采購備件, 應市場需求開發此款轉子規. VIM-1 為便攜式設備, 外形尺寸與 SRG-3相近, 同樣搭載 60兆赫茲ARM7 架構 LPC2106 微控制器
設備采用模塊化電路設計, 測量探頭各項功能分別集成于獨立小型插拔模塊, 更換對應模塊即可適配不同規格的測量探頭, 拓展性極強.
為控制成本, 該機型量程精簡為10?? Pa~100 Pa，舍棄了 100 kPa的高壓測量區間. 測量探頭沿用 SVG1 的結構, 集成溫度檢測功能, 抗振性能優異, 轉子額定工作轉速 615轉/秒. 整機操作簡潔, 標配 USB 接口, RS485 接口, 串行打印接口及半導體繼電器式開關量輸出; 借助 RS485 總線, 可將多臺設備組網, 由一臺上位機統一管控.
2019年 ph-instruments 成立, 推出全新系列的旋轉轉子真空計
在 Dr. Peter Hofmann（曾任 MKS 德國公司總經理）的主導下, 全新的 ph-instruments 有限公司正式成立. 公司吸納 Klaus Witthauer 積累的全套核心技術經驗, 聯合資深測控工程師團隊, 持續深耕旋轉轉子真空計這一特色技術, 研發新品并拓展全新應用領域. 推出全新型號的旋轉轉子真空計 Dositorr, VIM-2
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基本參數
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Dositorr SRG 磁懸浮轉子真空計
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VIM-2 磁懸浮轉子真空計
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參考圖片
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特點
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多配置可選, 方便 OEM 集成
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配置顯示器, 內置鋰電池
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測量范圍
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10 mbar 至 5 x 10-7 mbar
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精度
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10 mbar 至 0.1 mbar 約讀數的 10 %
0.01 mbar 至 1 x 10-6 mbar 讀數的 1 %
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長期穩定性
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< 每年 1 % 的漂移
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模擬接口
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USB Type, 15pin,定制
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USB Type C, 15pin
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數字接口
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USB, RS232(維護), RS 485
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模擬輸出
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0 - 10 VDC 可配置
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電源要求
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18 至 28 VDC
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從1976年 第一代旋轉轉子真空計原型機的問世至今, 磁懸浮旋轉轉子技術歷經半個世紀的發展迭代, 上海伯東德國 ph-instruments 中國總代理, 專注于為客戶提供定制化解決方案, 并持續提供專業技術支持. 德國 ph-instruments SRG 磁懸浮轉子真空計不僅僅定位為傳統真空計的替代品, 而是作為確保先進制造制程中計量完整性的基礎技術. 透過提供高度準確和穩定的真空測量,SRG 旋轉轉子真空計能夠實現更嚴格的制程控制, 減少變異性, 應用并提高半導體制造, 鍍膜, 顯示面板, 光伏等高精密應用中的良率和產品質量.
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