真空計是測量真空系統(tǒng)中氣體壓強的儀器，種類很多，這里介紹的復(fù)合真空計是常見的一種，復(fù)合真空計是由溫差電偶真空計與熱陰極電離真空計組合而成。
溫差電偶真空計的原理
溫差電偶真空規(guī)管由玻璃制成，通過小管8和真空系統(tǒng)相接，在規(guī)管內(nèi)的兩根引線上裝有熱絲3，另外兩根引線上焊著一對溫差電偶4，溫差電偶的另一端與熱絲在A點焊接。
由于在低壓下，氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)與壓強成正比，所以在通過熱絲的電流( 90～150 mA)一定的條件下，熱絲的溫度隨著規(guī)管內(nèi)真空度的提高而升高，溫差電偶電動勢也隨之而增大。因此，通過測量溫差電偶電動勢，可以確定出被測系統(tǒng)的真空度，溫差電偶真空計則是根據(jù)這個原理制成的。溫差電偶真空計的電離真空計的測量范圍1～5×10-2 Pa。
熱陰極電離真空計的原理
電離真空規(guī)管是一只三極管，通過B管與真空系統(tǒng)相接，使用時，在燈絲電路中通以電流5mA，燈絲受熱后便發(fā)射電子，由于柵極為正電壓，使電子加速，中途與氣體分子相碰，氣體的密度越大，碰撞機會越大，產(chǎn)生的正離子也越多。另外，由于板極電壓為負(fù)，便吸引正離子在板極電路中形成板極電流Ip，氣體分子密度越大( 即壓強越大)，板極電流也越大，反之越小。
電阻真空計即采用電阻技術(shù)的真空計，一般先校準(zhǔn)零點，再進(jìn)行滿度校準(zhǔn)。
原理
金屬圓筒內(nèi)部設(shè)有一白金細(xì)線,兩端連接電極。
通過電極給白金細(xì)線提供電流時,白金細(xì)線會發(fā)熱,氣體分子碰撞白金細(xì)線或熱輻射或通過固體熱傳導(dǎo)等方式,白金線的熱量會被奪走。
單位時間內(nèi)以上三種方式奪走的熱量為Qg,Qr,Qs,則平衡狀態(tài)下時以下公式成立
Q=I2R=Qg+Qr+Qs(1)
Q是單位時間細(xì)線放出的熱量,R是細(xì)線的電阻,I是細(xì)線的電流。
氣體的平均自由行程比細(xì)線的直徑大很多時,Qg通過自由分子的熱傳導(dǎo)被表示為
Qg=αΛπda(T-T0)p(2)
如圖所示,T和T0分別為細(xì)線和金屬圓筒的溫度,P為氣體壓力,a是細(xì)線長度。剩下的Qs和Qr可以分別表示如下
Qs=Sκ(T-T0)/L(3)
Qr=πdaσε(T4-T04)(4)
(3)是電極的熱傳導(dǎo),其中S是細(xì)線的斷面積,κ是固體的傳導(dǎo)率,L是電極的長度。
(4)式代表熱輻射,σ和ε分別被稱為常數(shù)和固體輻射率。如果保持T和T0一定,則(3)和(4)式為常數(shù)。如果用I02R表示一定量的固體熱傳導(dǎo)和熱輻射,則式1可以表示為
I2R=Ap+I02R(5)
A=αΛπda(T-T0)(6)
I0是壓力為0的時候細(xì)線的電流,是彌補固體熱傳導(dǎo)和熱輻射而帶來的熱量損失。A式是不依存壓力的定數(shù)如果已知細(xì)線的電阻R,電流I0及定數(shù)A,則可以通過(5)式求得壓力P。
校準(zhǔn)
一般先校準(zhǔn)零點，再進(jìn)行滿度校準(zhǔn)。
(1)校準(zhǔn)零點。
校準(zhǔn)零點需對被測真空系統(tǒng)抽真空，一旦電離規(guī)測得真空度高于1.0^-1Pa(如9.9X10^-2Pa)，按"校零"按鈕，對應(yīng)指示燈亮或快速閃爍，真空計自動校正零點，當(dāng)顯示1.0^-1Pa時，表示規(guī)管零點已校準(zhǔn)。
對于無自動零點校準(zhǔn)的電阻真空計，可通過操作面板上的電位器旋鈕手動調(diào)整。
(2)滿度校正。
校準(zhǔn)完零點后，需對其滿度校正。按滿度校正過程要求，對被測爐腔放人大氣，確保被校電阻規(guī)所測位置為大氣狀態(tài)，在大氣壓下工作約10分鐘。
按"滿度"按鈕，對應(yīng)指示燈亮或快速閃爍，真空計自動校正滿度，當(dāng)顯示1.0^5Pa時，表示規(guī)管滿度已校準(zhǔn)。
對于無自動滿度校準(zhǔn)的電阻真空計，可通過操作面板上的電位器旋鈕手動調(diào)整。
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