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五分钟了解真空计vacuum gauge
发布时间:2019-09-17 09:41    文章作者:澳门葡京现场

  真空计可分为真空计和相对真空计两大类。凡能从其本身测得的物理量(如液柱高度、工作液、比重等)直接计算出气体压力的称真空计,这种真空计测量精度较高,主要用作基准量具。相对真空计主要利用气体在低压力下的某些物理特性(如热传导、电离、粘滞性和应变等)与压力的关系间接测量,其测量精度较低,而且测量结果还与被测气体种类和成分有关。因此相对真空计必须用真空计标定和校准后方能用作真空测量。但它能直接读出被测压力,使用方便,在实际应用中占绝大多数。真空技术需要测量的压力范围为105~10-11帕,甚至更小,宽达16个数量级以上,尚无一种真空计能适用于从粗线帕)、低线帕)、高线帕)、超高线帕)到极高线帕)的全范围测量,因而有多种真空计。zui常用的有U形管真空计、压缩式真空计、电阻真空计和冷热阴极电离真空计。

  用以测量粗真空和低真空的真空计。在U字形的玻璃管中充以工作液(低蒸气压的油、汞)。管的一端被抽成真空(或直接通大气),另一端接被测真空系统。根据两边管中的压差所造成的液柱差可测出被测真空系统的压力。

  又称麦克劳真空计,是一种测量低真空和高真空的真空计。这种真空计一般用硬质玻璃制成。A是一根与被测真空系统相连接的开管,D、B为内径相同的毛细管,V为球泡,其体积远大于毛细管。测量时,通过活塞2抽线充气,使汞储存器C中的汞上升到覆没交叉口,则D、V和B、A内的气体被隔成两个区域。再充气继续提高汞液面,D、V内的气体则进一步被压缩,压力增高。这样D、B间存在的压差可由汞柱高度差来表示。玻璃容器的体积和毛细管的高度是可测出的,所以用玻意耳定律即可算出被测压力。测量精度较高,在10-3帕时的精度小于或等于5%。

  又称皮喇尼真空计,是一种测量低真空的相对真空计,主要由电阻式规管和测量线路两部分组成。电阻式规管是在管壳内封装着一条电阻温度系数较大的电阻丝,常用的为钨或铂丝。测量时,规管与被测真空系统相接,用一定的电压、电流加热电阻丝,其表面温度可用电阻值来反映,且与周围的气体分子的热传导有关,而气体分子的热传导又与压力有关。当被测压力降低时,由气体分子传走的热量减小,电阻丝表面温度就增高,电阻值增大;反之,电阻值减小。因此根据电阻值的大小就可测量出压力。

  通称电离真空计,主要用于高真空测量。它是由圆筒式热阴极电离规管和测量线路两部分组成。这种规管与三极电子管相似,有 3个电极:阴极(灯丝)、螺旋形栅极(加速极)和圆筒形收集极。测量时,规管与被测真空系统相连。通电后,热阴极发射电子,在飞向带正电位的加速极的路程中与管内空间的低压气体分子碰撞,使气体分子电离。电离所产生的电子和离子,分别在加速极和收集极(带负电位)上形成电子流Ie和离子流Ii。在被测气体压力低于10-1帕的状况下,当电子流Ie恒定时,离子流Ii与被测真空系统中的气体分子密度(亦即压力p)成正比。因此,离子流的大小就可作为压力的度量。这种线帕。

  此外,还有测量上限能达102帕以上的高压力电离真空计。这种电离真空计在工作时,阴极发射的电子撞击加速极时产生软性 X射线,照射到收集极上时便引起收集极的光电子发射,因而就在离子流测量回路中增加一个与被测压力无关的剩余光电流IX,限制测量下限的扩展。为了减少这种软 X射线对收集极的影响,人们又研制出BA式电离规管。它是将收集极改为针形,并与阴极的位置对换,这样使光电流IX大为减少,使压力测量下限从10-5帕扩展到10-8帕左右,从而解决了超高真空测量的问题。

  一种测量高真空的相对真空计。它由电离规管和测量线路两部分组成。规管一般由两块平行的阴极、一个环形的阳极和产生磁场的磁钢构成。在电极之间加有高压直流电场,而整个规管的电极系统又置于垂直电极平面的磁场中。在正交电场和磁场的作用下,由低压气体分子电离产生的放电电流是被测压力的函数,所以放电电流的大小可作为压力的度量。

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