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真空測量常用真空計真空測是是真空技術(shù)中的一個重要組成部分用于測量真空度的儀器叫真空計。真空計的種類很多,根據(jù)真空計的刻度方法,可分為絕對真空計和相對真空計。絕對真空計:通過對氣體壓強進行測量,經(jīng)過計算后,能反映真空度的真空計,叫絕對真空計,如:U型管真空計、壓縮式真空計等。U型管真空計:利用U型管兩端的液面差,來測量壓強的典空計叫U型管真空計。壓縮式真空計:又稱麥克勞真空計。利用波意耳定律,將定量待測的氣體,用水銀或油壓縮到極小體積,然后比較它的開管與閉管之間的液柱差,通過計算求得壓強的一種絕對真空計。相對真空計:通過對與壓強有關(guān)的物理盆進行側(cè)量,但不能通過計算來進行刻度,只能與絕對真空計進行比較才能刻度的真空計,叫相對真空計,如:彈性式真空表、薄膜式真空計、電阻真空計、熱偶真空計和電離真空計等。:彈性式真空表:利用彈性元件隨壓強變化所產(chǎn)生的變形,測量真空度的真空計。電阻真空計和熱偶真空計:利用氣體分子的熱傳導(dǎo)作用,測量真空度的真空計。電離真空計:利用氣體分子在低壓強下的電離現(xiàn)象,測量真空度的真空計。常用真空計的分類和測量范圍見下圖:類別其空計洌 1*范陰 (托)10身10*10110°;]0上IO"*310~410-510-e1。71111 1 1_ 1 1 」—1 」—1L__L-絕對真空計汞V型管真空玷油U型信真空計1 一一_— -1原的式夏空計相對1真空計弗性式真空表薄我式真空計hbhw?mhvwmsb??ifa電弱式其空計醐偶式翼空計電寓真空計(三)絕對真空計與相對真空計的比較(1) 絕對真空計的優(yōu)點,是結(jié)構(gòu)簡單福、造價低、測量精度高,其測量值與被測氣體種類無關(guān)(可凝性蒸氣除外)。其缺點是操作不便,不能連續(xù)測量,用水銀作介質(zhì)時,水銀蒸氣對環(huán)境有污染。(2) 相對真空計的優(yōu)點,是能連續(xù)測量真空度,并便于自動記錄和用于自動控制。其缺點,是測量精度受氣體種類和環(huán)境溫度的影響較大,測量精度不如絕對真空計高。真空熱處理爐常用的真空計有彈性式真空表、熱偶真空計、電阻真空計、電離真空計等相對真空計?,F(xiàn)將常用的真空計工作原理簡介如下:(一)彈性式真空表:真空表內(nèi),有一由鈹青鋼或不銹鋼等彈性材料制成的扁平截面彈簧彎管,管的一端與被測真空系統(tǒng)相連,另一端封死,并通過連桿齒輪與指針相連。當(dāng)彈簧管內(nèi)氣體壓強增高時,彈簧管的截面形狀向圓形變化,并使彈簧管向外擴張,帶動指針偏轉(zhuǎn)。反之,當(dāng)管內(nèi)氣體壓強降低時,指針朝相反方向旋轉(zhuǎn)。此種真空表,其真空度的測魷范困為960托~1托。(二)熱偶真空計:熱偶真空計由測量真空度的敏感元件、熱偶規(guī)炸和測量儀器組成。規(guī)管見圖.測量儀器,由測蚤熱電勢的毫伏計和規(guī)管加熱絲穩(wěn)壓電源兩部分組成。熱偶規(guī)管與被測真空系統(tǒng)相通。熱偶規(guī)管外殼為玻璃管,內(nèi)部有加熱絲1和熱偶絲2。熱偶絲的冷端和熱端溫度不同時,由于溫差效應(yīng),在回路中有熱電勢產(chǎn)生。如加熱絲電壓保持恒定,則熱偶絲的熱電勢取決于加熱絲的溫度,而加熱絲的溫度與被測氣體的壓強有關(guān)。如壓力降低時,氣體的導(dǎo)熱率減小,被氣體傳走的熱量減小,加熱絲的溫度隨之升高,熱偶絲的熱電勢增加,反之,氣體壓強增高時,氣體的導(dǎo)熱率增加,被氣體帶走的熱量增加,加熱絲的溫度降低,熱電偶的熱電勢減小。用毫伏表測量熱電倆回路中的熱電勢,即可測出被測真空系統(tǒng)真空度的大小。(三)電阻真空計:電阻真空計又稱皮拉尼真空計,由電阻規(guī)管和測量儀器兩部分組成。電阻規(guī)管與被測真空系統(tǒng)相通。規(guī)管的外殼為玻璃殼或金屬殼,殼內(nèi)裝有電阻絲。電阻絲常用電阻溢度系數(shù)較大的鎢、鉑、鎳等金屬絲。電阻絲溫度升高時,其電阻值增加。反之,溫度降低時,電阻值減小。電路系統(tǒng)保持電阻絲兩端的電壓恒定。如被測真空系統(tǒng)的氣體壓強降低時,氣體的導(dǎo)熱率相應(yīng)減小,被氣體傳走的熱M減小,規(guī)管內(nèi)電阻絲溫度升高,其電阻RP相應(yīng)增加。反之,氣體壓強增高,Rp相應(yīng)減小。其測量電路為惠斯登電橋。規(guī)管的電阻絲為電橋的一臂,RZR4是固定電阻,R3是可變電阻。電橋平衡的條件是Rp*R4=R2*R3。當(dāng)Rp變化時,電橋失去平衡,不平衡電流值由微安表讀出,即可測出真空度的變化。(四) 電離真空計:電離真空計是測量高真空的主要真空計。在低壓強氣體中,氣體分子被電離所生成的正離子數(shù)與氣體的壓強,即氣體分子的密度成正比。利用此原理制成的真空計叫電離真空計。按照產(chǎn)生離子方法的不同,利用由熱陰極發(fā)射電子,使氣體分子電離的原理制成的真空計叫熱陰極電離真空計。利用在強電場和強磁場作用下,由冷陰極放電作用使氣體分子電離的原理制成的真空計,叫冷陰極電離真空計?,F(xiàn)將熱陰極電離真空計的工作原理簡介如下,熱陰極電離真空計,由熱陰極電離規(guī)管和測量儀器組成。測量儀器由規(guī)管工作電源,發(fā)射電流穩(wěn)壓裝置和離子流測量放大器等部分組成。熱陰板電離規(guī)管與被測真空系統(tǒng)相通。熱陰極電離規(guī)管是一個三極管,管內(nèi)有陰極、柵極和收集極。收集極電位,相對于陰極為負電位,柵極電位,相對于陰極為正電位。當(dāng)電離規(guī)管通電加熱后,陰極發(fā)射出電子。此電子在到達柵極過程中,同氣體分子碰撞發(fā)生電離,產(chǎn)生正離子和電子。當(dāng)發(fā)射電流一定時,正離子的數(shù)目與被測氣體壓強成正比。正離子被收集極收集后,經(jīng)測量電路放大就可由指示電表讀出被測系統(tǒng)真空度。(五) 復(fù)合真空計:一般低真空測量和高真空測量不能用一種真空計來完成,因而采用復(fù)合真空計。目前,應(yīng)用最廣的是電離與熱偶式復(fù)合真空計。它的測量范圍為10-1~5*10-8托。10-1~10-3托低真空由熱偶真空計測量,10-

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