소개
진공 압력 제어는 반도체 제조부터 제약에 이르기까지 다양한 과학 및 산업 공정에서 필수적인 요소입니다. 대기압 이하의 압력을 정확하게 제어하면 공정의 반복성, 에너지 효율성, 정확성이 향상되어 다양한 공정을 보다 엄격하게 제어할 수 있습니다. 이 실용 가이드는 펌프, 센서, 밸브는 물론 기계 및 전자 제어를 포함한 진공 압력 제어에 대한 개요를 제공합니다. 이 문서에서는 설정, 최적화, 다양한 산업 및 결과, 밸브 선택의 영향에 대해 설명하여 독자가 진공 공정을 쉽게 제어하기 위해 이러한 중요한 시스템을 적용하고 관리하는 데 필요한 올바른 정보를 얻을 수 있도록 합니다.

진공 압력 제어란 무엇인가요?
진공은 표준 대기압보다 낮은 모든 압력으로 파스칼 또는 토르로 표시됩니다. 진공 압력 제어는 진공 컨트롤러가 작동할 수 있는 특정 기술과 장비를 사용하여 대기압 이하의 압력을 특정하고 원하는 수준으로 능동적이고 지속적으로 유지하는 프로세스입니다. 이는 단순히 목표 진공 수준에 도달하는 것뿐만 아니라 누출, 탈기체 또는 공정 변화와 같은 요인을 보상하기 위해 가스 흐름을 지속적으로 측정하고 조정하여 작동에 적합한 수준으로 압력을 유지하고 설정을 저장하는 vpc 증기압 프로파일 관리자를 포함합니다. 증기압 프로필 관리자는 특정 조건을 유지하는 데 도움이 됩니다.
정확한 진공 압력 제어의 장점은 다음과 같습니다: 산업 및 과학 작업의 재현성을 크게 향상시켜 최종 제품이나 실험 결과가 항상 정확하도록 보장하며, 증기압 컨트롤러로 조절하는 경우가 많습니다. 또한 과도한 펌핑을 방지하고 압력을 안정화하여 에너지 소비를 줄이는 데 도움이 됩니다.
진공 압력 제어 시스템의 핵심 구성 요소
기능성 진공 압력 제어 시스템은 진공 압력 제어를 달성하는 데 필수적인 여러 구성 요소로 구성된 복잡한 시스템입니다. 이러한 시스템의 주요 구성 요소는 진공 펌프, 센서 및 컨트롤러, 제어 밸브입니다.
진공 펌프
펌프는 밀폐된 공간에서 가스 입자를 제거하여 진공을 생성하고 유지하는 기본적인 수단입니다. 진공 펌프의 선택은 매우 중요하며 주로 공정의 요구 사항에 따라 달라지며, 그 중 가장 중요한 것은 최종 압력과 펌핑 속도입니다. 가장 자주 사용되는 유형으로는 로터리 베인 펌프가 있으며, 이 펌프는 중간에서 높은 진공을 제공할 수 있어 실험실에서 배압 펌프로 널리 사용됩니다. 다이어프램 펌프는 오일을 사용하지 않으므로 화학 및 제약 산업과 같이 오염이 우려되는 산업에서 사용할 수 있습니다. 또 다른 무급유 펌프 유형인 스크롤 펌프는 분석 기기 및 반도체 공정에서 중진공에서 고진공을 생성하는 데 적합합니다. 초고진공이 필요한 응용 분야, 특히 표면 과학 및 반도체 제조 분야에서는 고진공 펌프가 필수적입니다. 어떤 펌프를 사용할지 최종 결정은 필요한 압력 범위, 가스를 배출해야 하는 속도, 처리하는 가스의 종류, 작업의 듀티 사이클에 따라 달라집니다.
센서 및 컨트롤러
진공 센서 또는 진공 게이지는 진공 시스템의 실제 압력을 측정하는 데 사용되며, 이는 제어에 매우 중요합니다. 다양한 유형의 센서가 광범위한 압력을 측정하는 데 사용됩니다. 열전도도를 기반으로 작동하는 피라니 게이지는 중간 진공 측정에 사용됩니다. 커패시턴스 압력계는 매우 정확하며 다이어프램의 움직임을 감지하여 광범위한 압력을 측정할 수 있습니다. 고진공 및 초고진공 어플리케이션의 경우 가스 분자로부터 형성된 이온을 측정하는 이온화 게이지가 사용됩니다. 이러한 센서의 신호는 이 경우 시스템의 두뇌 역할을 하는 컨트롤러로 전달됩니다. 경우에 따라 신호 처리를 위해 센서 카드가 필요할 수 있습니다. 컨트롤러의 주요 목적은 압력을 원하는 압력 또는 설정 포인트와 비교하여 필요한 압력 변화를 결정하는 것입니다. 컨트롤러는 PID(비례-적분-미분) 제어와 같은 복잡한 제어 알고리즘을 사용하여 설정된 압력과 실제 압력 사이의 오차를 줄여 압력을 일정한 수준으로 유지할 수 있습니다.
제어 밸브
제어 밸브는 진공 압력 제어 시스템의 동적 구성 요소로, 컨트롤러의 명령에 따라 원하는 압력에 도달하기 위해 시스템 내부 또는 외부의 가스 흐름을 제어하는 기능을 합니다. 공정의 필요에 따라 다양한 유형의 제어 밸브가 있으며, 그 중 일부는 다음과 같습니다. 비례 밸브는 가스 흐름과 압력을 점진적이고 정밀하게 제어할 수 있도록 개방 위치를 조정할 수 있는 연속적인 범위의 밸브입니다. 솔레노이드 밸브는 순간적으로 열리고 닫히는 밸브이며 시스템을 환기하거나 압력 수준을 변경하는 용도로 사용됩니다. 니들 밸브는 가스 흐름을 수동 또는 전동으로 미세하게 제어하는 데 사용되며, 계량 애플리케이션에 이상적입니다. 제어 밸브의 선택은 일반적으로 Cv 값으로 측정되는 유량, 시스템의 압력 범위, 신호에 반응하여 밸브가 열리거나 닫히는 데 필요한 응답 시간, 가스 누출을 방지하기 위한 엄격한 차단 필요성 등 몇 가지 중요한 매개 변수에 따라 달라집니다. 또한 밸브의 구성 재료는 밸브가 처리할 가스와 시스템 내구성 및 신뢰성과 호환되어야 하며, 미세 조정을 위해 진공 블리드 밸브가 필요한 경우도 있습니다.

다양한 진공 압력 제어 방법
진공 압력 제어는 크게 기계식과 전자식으로 분류되는 다양한 방식으로 이루어질 수 있습니다. 모두 장단점이 있으며 사용 영역도 다릅니다.
기계식 진공 압력 제어
기계적 진공 압력 제어는 전자 센서와 고급 컨트롤러를 사용하지 않고 기계 부품을 사용하여 가스의 흐름을 제어하는 프로세스입니다. 기계적 제어의 기본 형태는 니들 밸브와 같이 수동으로 작동하는 밸브를 사용하여 진공 펌프에서 끌어오는 가스의 흐름을 조절하거나 시스템에 제어된 누출을 도입하여 압력을 높이는 것으로, 일반적으로 노브를 간단히 돌려서 수행합니다. 또 다른 기계적 방법으로는 압력 릴리프 밸브 또는 진공 레귤레이터를 사용하는 방법이 있습니다. 압력 릴리프 밸브는 시스템 내 압력이 일정 수준에 도달하면 열리고 과압을 방지하기 위해 압력을 방출하는 밸브입니다. 진공 조절의 경우 진공 레귤레이터를 사용하여 시스템에 공기 또는 다른 가스를 유입하여 진공 레벨이 특정 한계를 초과하는 것을 방지할 수 있습니다.
기계의 장점 진공 압력 제어:
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단순성: 기계식 시스템은 전자식 시스템보다 설계 및 운영이 상대적으로 쉽습니다.
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비용 절감: 기계식 제어에 사용되는 대부분의 부품은 전자식 부품보다 저렴합니다.
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특정 기후에서의 내구성: 전자제품은 방사선이나 고온과 같은 특정 조건에 취약한 경우가 많으므로 이러한 조건에서는 기계식 시스템이 더 안정적입니다.
기계식의 단점 진공 압력 제어:
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정확도가 떨어집니다: 기계적 방식은 전자 제어에 비해 정확도와 정밀도가 떨어집니다.
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자동화 부족: 이러한 방법은 수동 조정이 필요한 경우가 많으며 시스템 통합이나 자동화된 프로세스 컨트롤러 환경에 쉽게 통합되지 않습니다.
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더 긴 주기 시간: 수동 변경이나 기본 기계식 컨트롤러를 통한 변경은 시간이 걸리고 프로세스 조건의 변화에 빠르게 적응하지 못할 수 있습니다.
기계적 제어 방법은 정확도가 그다지 중요하지 않고 수동 조정이 가능한 경우에 사용됩니다. 여기에는 기본적인 실험실 애플리케이션, 일부 형태의 진공 클램핑, 상대적으로 낮은 진공이 적합한 일부 형태의 진공 포장 등이 포함됩니다.
전자식 진공 압력 제어
전자식 진공 압력 제어는 진공 압력을 원하는 대로 조절하는 보다 진보되고 정확한 방법입니다. 이 방법에는 전자 센서, 컨트롤러 및 전자식으로 작동하는 제어 밸브를 사용하여 폐쇄 루프 피드백 시스템을 구성하는 것이 포함됩니다. 전자식 진공 압력 제어 시스템에는 시스템의 압력을 지속적으로 확인하고 USB 포트를 통해 컨트롤러에 신호를 보내는 진공 센서가 있습니다. 컨트롤러는 이 측정된 압력을 버튼 터치로 달성할 수 있는 사전 프로그래밍된 설정 포인트와 비교합니다. 차이가 있는 경우 컨트롤러는 전자 제어 제어 밸브(예: 비례 밸브 또는 서보 밸브)에 신호를 보내 위치를 변경합니다. 이 조정은 진공 펌프에서 가스를 펌핑하거나 보정된 누출을 통해 시스템으로 유입되는 속도를 변경하여 압력을 설정된 수준으로 복원합니다. 이는 특정 매개변수의 변화 속도를 늦추기 위한 일련의 조치인 스로틀 제어 번들의 일부가 될 수 있습니다.
전자의 장점 진공 압력 제어:
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더 나은 제어 진공 압력: 전자 시스템은 몇 퍼센트의 변화로 진공 압력을 더 잘 제어할 수 있습니다.
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자동화: 이러한 시스템은 완전 자동화할 수 있으며 다른 공정 제어 장비와 인터페이스할 수 있고 종종 스트라타박 컨트롤러의 도움을 받아 원격으로 작동할 수 있습니다. 스트라타박 번들은 이를 용이하게 합니다.
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빠른 응답: 전자식 작동 밸브는 압력 변화에 빠르게 대응할 수 있으며, 특히 고속 작동 밸브와 함께 사용할 경우 공정의 안정성을 유지할 수 있습니다.
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프로그래밍 가능성과 유연성: 전자 컨트롤러는 복잡한 제어 알고리즘으로 프로그래밍할 수 있으며 다양한 레시피의 요구에 맞게 쉽게 재프로그래밍할 수 있습니다.
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데이터 로깅 및 분석: 대부분의 전자 제어 시스템에는 일정 기간 동안 압력 추세를 기록할 수 있는 데이터 로깅 기능이 있어 공정을 개선하고 문제를 파악하는 데 유용합니다.
전자의 단점 진공 압력 제어:
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더 높은 비용: 센서, 컨트롤러, 작동식 밸브 등 대부분의 전자 부품은 기계 부품에 비해 상대적으로 비용이 많이 듭니다.
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복잡성 증가: 전자 시스템은 설계가 더 복잡하고 설치, 구성 및 수리에 전문적인 기술이 필요합니다.
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취약성 전자 장애로 전환합니다: 전자 부품은 전력 서지, 전자기 간섭 또는 환경 조건과 같은 요인으로 인해 고장이 발생하기 쉽기 때문입니다.
전자식 진공 압력 제어는 높은 정확도, 자동화 및 빠른 응답이 필요한 애플리케이션에 사용됩니다. 반도체 제조, 박막 증착, 분석 계측, 제약 공정, 첨단 패키징 및 기타 공정 또는 실험의 성공을 위해 진공 환경을 최고 수준으로 제어해야 하는 연구 분야에서는 스냅 진공 컨트롤러를 사용하기도 합니다. 이는 간단한 공정 컨트롤러로 간단한 솔루션을 제공합니다.

진공 압력을 효과적으로 설정하고 최적화하는 방법
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설정 목표 압력: 공정에 필요한 진공 압력과 원하는 결과를 파악하는 것이 중요합니다. 적절한 압력 범위를 결정하려면 공정 사양 또는 실험 절차를 참조하세요.
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시스템 보정: 제조업체의 권장 사항에 따라 측정값이 정확한지 확인하기 위해 진공 센서와 제어 시스템을 올바르게 보정해야 합니다. 압력 게이지를 자주 점검하여 판독값이 정확한지 확인하는 것이 중요합니다.
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튜닝 제어 매개변수의 전자 제어 시스템의 경우 PID 설정과 같은 컨트롤러 파라미터를 올바른 값으로 조정합니다. 여기에는 비례 게인, 적분 시간 및 미분 시간을 조정하여 시스템의 최상의 응답 속도, 안정성 및 정확도를 얻는 것이 포함되며, 여기에는 Digivac VPC 램프 제어가 포함될 수 있습니다.
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일반적인 문제: 진공 압력 제어 시스템에는 압력 변동, 원하는 압력에 도달하지 못함, 느린 응답 시간 등 몇 가지 문제가 발생할 수 있습니다.
최적화 팁:
진공 압력을 효과적으로 제어하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 누출을 방지하려면 진공 시스템의 모든 조인트와 씰을 적절히 밀봉해야 합니다. 사소한 누출도 달성하고 유지해야 하는 진공 수준에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 유체 흐름의 방해로 인한 압력 손실을 줄이기 위해 부드럽고 짧고 얇은 파이프와 튜브를 사용하세요. 펌프, 센서, 밸브 등 모든 구성 요소에 대한 진공 시스템 유지보수를 자주 수행해야 합니다. 압력 추세와 응답 시간을 지속적으로 모니터링하여 문제나 추가 개선 가능성을 파악하세요.
산업에서 진공 압력 제어의 응용 분야
진공 압력 제어는 많은 산업 및 과학 공정에서 매우 중요한 요소라는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 대기압 이하의 압력 제어가 가능하며 현대의 생산 및 실험에 중요한 다양한 공정을 가능하게 합니다. 다음은 몇 가지 예시입니다:
산업 | 애플리케이션 | 특정 요구 사항 | 중요성 |
반도체 제조 | 박막 증착, 에칭 | 진공 레벨 정밀도, 균일한 필름 증착, 정확한 에칭 공정. | 결함 방지; 수율 극대화. |
의료 기기 | 멸균, 진공 건조 | 공기 및 습기 제거, 저온 효율적 건조. | 효과적인 살균 보장, 디바이스 무결성 보호. |
식품 가공 | 진공 포장, 동결 건조 | 산소 제거; 저온에서 습기 제거. | 유통기한 연장; 잠재적으로 식물성 오일의 풍미, 영양소, 질감을 보존합니다. |
제약 | 용제 제거, 건조 | 부드러운 용매 제거, 열에 민감한 화합물 처리, API의 효율적인 건조. | 제품 순도 유지. |
연구 | 다양한 진공 실험, 표면 과학 | 제어된 진공 환경; 초고진공. | 다양한 실험 수행, 표면 분석, 충돌 방지, 현상 격리. |
밸브 선택이 진공 압력 제어에 미치는 영향
제어 밸브는 진공 압력 관리의 핵심 구성 요소입니다. 제어 밸브의 기능은 시스템의 정확성, 안정성 및 응답 시간을 정의하기 때문에 시스템 설계에서 가장 중요한 결정 중 하나입니다. Cv 값은 필요한 작동 압력에서 필요한 가스 유량을 허용하는 스로틀 밸브의 기능을 정의하고 필요한 경우 높은 유량을 허용합니다. 진공 레벨의 정확하고 재현 가능한 제어를 위해서는 낮은 히스테리시스와 우수한 선형성 또한 중요한데, 이는 잘 설계된 전기 밸브의 특징입니다. 압력 변화가 수반되는 애플리케이션에서는 공압 밸브의 속도 때문에 공압 밸브의 사용이 선호됩니다. 이러한 시스템에는 일반적으로 자동 제어 시스템에 맞게 밸브와 그 성능을 제어하는 데 사용되는 밸브 컨트롤러 카드가 있습니다. 또한 밸브 카드의 선택은 진공 시스템의 밀봉이 완벽하여 압력을 손상시킬 수 있는 가스의 누출을 방지하는 데 중요하며, 이는 전기 밸브와 공압 밸브 중에서 선택할 때 중요한 요소입니다.
빈서 액추에이터 밸브가 정밀한 진공 압력 제어를 지원하는 방법
Vincer 는 2010년에 설립되어 액추에이터 밸브 업계에서 15년 이상의 경험을 보유하고 있으며, 독립적인 R&D, 설계, 테스트, 조립 및 영업 부서를 보유하여 제품의 품질과 기술적 독립성을 보장합니다. 엔지니어링 팀은 고도로 전문적이며 신제품 개발에 집중하여 엄격한 품질 보증을 통해 고품질 밸브를 제공합니다. 일부 제품은 다음과 같습니다. 전기 그리고 공압 밸브 진공 소스에서 압축 공기를 사용하는 스로틀 진공 제어 시스템에서 사용할 수 있습니다. 빈서의 전동 밸브는 에너지 절약형으로 설계되었으며 정밀한 유량 제어가 가능하여 안정적인 성능을 보장하고 기존 자동화 시스템에 쉽게 연결할 수 있어 일정한 진공 수준을 유지해야 하는 애플리케이션에 적합합니다. 공압 밸브는 빠른 응답 시간이 요구되는 동적 진공 공정에 필수적인 안정적이고 신속한 작동을 제공하는 비용 효율적인 대안을 제공합니다. 풍부한 업계 경험과 풀 서비스 지원을 통해 빈서는 진공 압력 제어 애플리케이션에 적합한 전기 또는 공압 밸브를 선택하고 최상의 결과를 얻을 수 있도록 지원합니다.
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자주 묻는 질문
진공 압력이 불안정한 이유는 무엇인가요?
진공 압력이 불안정해지는 원인은 아래와 같이 다양합니다. 주요 원인 중 하나는 시스템에서 누출이 발생하여 원치 않는 가스가 유입되어 압력을 변화시키는 것입니다. 이러한 누출은 조인트, 개스킷 또는 진공 챔버 또는 구성품의 벽을 통해 발생할 수 있습니다. 압력 불안정의 또 다른 원인은 마모나 적절한 유지보수 부족으로 인해 제대로 작동하지 않는 진공 펌프입니다. 컨트롤러 튜닝이 제대로 이루어지지 않으면 진동이 발생하거나 vpc 증기압 프로파일 매니저 저장소에 표시된 원하는 압력을 초과하여 촬영할 수 있습니다. 압력 변동의 또 다른 원인은 컨트롤러에서 수신한 신호에 따라 제어 밸브가 막히거나 작동하지 않는 것입니다. 마지막으로 진공 챔버 내 재료의 탈기체 또는 가스 생성 또는 소비율의 변화와 같은 다운스트림 압력 제어의 변동도 불안정성을 초래할 수 있습니다.
진공 누출은 어떻게 감지하나요?
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비누 솔루션: 누수 지점을 식별하는 가장 간단하고 효과적인 방법 중 하나는 의심되는 부위에 비누 용액을 바르고 기포가 있는지 확인하는 것입니다.
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헬륨 누출 감지기: 추적 가스(헬륨)로 시스템을 둘러싸고 진공 챔버 내에서 동일한 가스를 감지하여 누출을 감지할 수 있는 첨단 기기입니다.
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초음파 누출 감지기: 고주파 음파를 사용하여 누출로 인해 발생하는 소리를 식별할 수 있는 장비입니다.
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압력 강하 테스트: 여기에는 시스템을 대피시킨 다음 진공 펌프를 분리하는 작업이 포함되며, 압력 상승 속도를 통해 누출 여부와 그 정도를 확인할 수 있습니다.
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고전압 방전(테슬라 코일): 때로는 테슬라 코일을 사용하여 누출에서 나오는 가스를 이온화할 수 있으며, 이로 인해 방전이 발생할 수 있습니다.
진공 시스템 유지보수를 위한 모범 사례는 무엇인가요?
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진공 펌프 유지 관리: 진공 펌프의 경우 제조업체의 지침에 따라 펌프의 오일을 교체하고 필터를 청소하며 비정상적인 소리나 진동이 없는지 확인하는 것이 좋습니다.
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진공 센서: 정확한 압력 측정을 위해서는 진공 센서를 자주 보정해야 합니다. 캘리브레이션 빈도는 센서의 유형과 사용하는 애플리케이션에 따라 달라집니다. 센서 카드를 확인하는 것이 좋습니다.
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제어 밸브: 제어 밸브의 상태를 점검하고 필요한 경우 수리 또는 교체하세요. 공압 및 전기 액추에이터가 제대로 작동하는지 확인합니다.
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시스템 청결도: 진공 챔버와 모든 내부 부품이 깨끗한지 확인하여 가스 배출과 오염을 줄이세요. 퍼지 주기 구현을 고려하세요.
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문서화: 수행한 모든 유지보수 활동, 수행한 날짜, 수행한 활동 및 교체한 부품을 기록하여 러기드 전자기기가 올바르게 작동하는지 확인합니다.
결론
진공 압력 제어의 필요성은 현대의 많은 기술과 산업에서 사치가 아니라 필수입니다. 반도체 제조 공정의 순도, 병원의 멸균 효과, 식품의 보존, 실험의 신뢰성 등 다양한 분야에서 대기압 이하 조건의 제어는 매우 중요합니다. 따라서 이 가이드에서 제공하는 지침을 따르고 올바른 구성 요소를 선택하고 보존함으로써 사용자는 원하는 진공 압력 제어를 달성하여 공정의 효율성을 높이고 최종 제품의 품질을 개선하며 보다 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.