低溫的氣體分子碰撞高溫固體時(shí),會(huì)從固體奪取熱量。通過被氣體分子奪取的熱量來計(jì)算壓力的真空計(jì)被成為熱傳導(dǎo)真空計(jì)。熱傳導(dǎo)真空計(jì)主要被應(yīng)用于中低真空領(lǐng)域。代表性的熱傳導(dǎo)真空計(jì)包括Pirani真空計(jì)和熱電偶真空計(jì)。
真空計(jì)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(shí),白金細(xì)線會(huì)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(huì)被奪走。單位時(shí)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(shí)以下公式成立
Ｑ = Ｉ2Ｒ = Ｑg + Ｑr + Ｑs （1）
Q是單位時(shí)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(shí),Qg通過自由分子的熱傳導(dǎo)被表示為
Ｑg = αΛπｄａ（Ｔ－Ｔ0）ｐ （2）
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(shí)候細(xì)線的電流, 是彌補(bǔ)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
電阻真空計(jì)即采用電阻技術(shù)的真空計(jì)，一般先校準(zhǔn)零點(diǎn)，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(shí),白金細(xì)線會(huì)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(huì)被奪走。
單位時(shí)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(shí)以下公式成立
Q=I2R=Qg+Qr+Qs(1)
Q是單位時(shí)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(shí),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(shí)候細(xì)線的電流,是彌補(bǔ)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(diǎn)，再進(jìn)行滿度校準(zhǔn)。
(1)校準(zhǔn)零點(diǎn)。
校準(zhǔn)零點(diǎn)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(jì)自動(dòng)校正零點(diǎn)，當(dāng)顯示1.0^-1Pa時(shí)，表示規(guī)管零點(diǎn)已校準(zhǔn)。
對于無自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)的電阻真空計(jì)，可通過操作面板上的電位器旋鈕手動(dòng)調(diào)整。
(2)滿度校正。
校準(zhǔn)完零點(diǎn)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(jì)自動(dòng)校正滿度，當(dāng)顯示1.0^5Pa時(shí)，表示規(guī)管滿度已校準(zhǔn)。
對于無自動(dòng)滿度校準(zhǔn)的電阻真空計(jì)，可通過操作面板上的電位器旋鈕手動(dòng)調(diào)整。
電阻真空計(jì)即采用電阻技術(shù)的真空計(jì)，一般先校準(zhǔn)零點(diǎn)，再進(jìn)行滿度校準(zhǔn)。
Pirani皮拉尼真空計(jì)構(gòu)造如圖所示。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(shí),白金細(xì)線會(huì)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(huì)被奪走。單位時(shí)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(shí)以下公式成立
Q = I2R = Qg + Qr + Qs (1)
Q是單位時(shí)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(shí),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(shí)候細(xì)線的電流, 是彌補(bǔ)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。
一般先校準(zhǔn)零點(diǎn)，再進(jìn)行滿度校準(zhǔn)。
(1)校準(zhǔn)零點(diǎn)。校準(zhǔn)零點(diǎn)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9.9 X10^-2Pa)，按"校零"按鈕，對應(yīng)指示燈亮或快速閃爍，真空計(jì)自動(dòng)校正零點(diǎn)，當(dāng)顯示1.0^-1Pa時(shí)，表示規(guī)管零點(diǎn)已校準(zhǔn)。對于無自動(dòng)零點(diǎn)校準(zhǔn)的電阻真空計(jì)，可通過操作面板上的電位器旋鈕手動(dòng)調(diào)整。
(2)滿度校正。校準(zhǔn)完零點(diǎn)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(jì)自動(dòng)校正滿度，當(dāng)顯示1.0^5 Pa時(shí)，表示規(guī)管滿度已校準(zhǔn)。對于無自動(dòng)滿度校準(zhǔn)的電阻真空計(jì)，可通過操作面板上的電位器旋鈕手動(dòng)調(diào)整。
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