皮拉尼真空計利用惠斯通電橋的補償原理,通過測量一個發熱體與一個接收發熱體之間的熱傳導程度來判斷氣體的壓力。具體來說,當加熱燈絲(一般為鉑絲)被恒定電流加熱時,其溫度會升高。對于給定大小的電流,加熱絲的溫度取決于通過傳導和對流向周圍介質(即氣體)散熱的速率。在真空或低壓環境中,加熱絲的熱導率(即將熱量散發給周圍介質的能力)會降低,導致加熱絲變得更熱。這種溫度變化會引起導線電阻的變化,這種變化可以通過惠斯通電橋來測量。當氣體分子密度發生變化時,熱量從金屬絲傳遞到氣體會受到影響。這種熱損失取決于氣體類型和壓力,使金屬絲保持在一定溫度下所需的能量也相應變化。因此,可以通過測量這種能量變化來間接測量真空壓力。選擇真空計時需要綜合考慮多個因素。南京陶瓷真空計原廠家
1. 機械式真空計機械式真空計通過物理形變或液柱高度差來測量壓力,適用于粗真空和低真空范圍。(1)U型管壓力計原理:利用液柱(如水或汞)的高度差測量壓力。測量范圍:通常為大氣壓到約 1 Torr(133 Pa)。優點:結構簡單、成本低。缺點:精度較低,不適用于高真空。應用:實驗室粗真空測量。(2)布爾登壓力計原理:利用金屬管(布爾登管)在壓力作用下的形變來測量壓力。測量范圍:大氣壓到約 10?3 Torr。優點:結構簡單、耐用。缺點:精度有限,不適用于高真空。應用:工業粗真空和低真空測量。天津高精度真空計供應商真空計校準后為什么不準了?
真空計的基本分類真空計按測量原理分為***真空計(直接測量壓力)和相對真空計(需校準)。主要類型包括機械式(如波登管)、熱傳導式(皮拉尼計)、電離式(熱陰極/冷陰極)、電容式(MEMS)等。選擇時需考慮量程(如皮拉尼計適用于1Pa~10??Pa)、精度(±1%~±15%)、氣體類型兼容性(惰性氣體需特殊校準)及環境振動影響。國際標準ISO3567定義了真空計的性能測試方法。皮拉尼計(熱傳導真空計)基于氣體熱傳導率隨壓力變化的原理,通過加熱電阻絲(通常為鎢或鉑)測量其溫度變化。低壓下氣體分子少,熱導率降低,電阻絲溫度升高導致電阻變化。量程通常為1000Pa~10?1Pa,精度±10%。需注意氣體種類影響(氫氣熱導率高,讀數偏低),且長期使用可能因污染導致零點漂移。現代皮拉尼計集成溫度補償算法,穩定性可達±1%/年。3.熱陰極電離真空計(Bay
真空鍍膜技術真空蒸發鍍膜將材料加熱至汽化,在基板上冷凝成膜;濺射鍍膜用離子轟擊靶材噴射原子。應用于眼鏡防反射膜(MgF?)、手機屏幕ITO導電膜。磁控濺射速率可達μm/min,膜層均勻性±1%。真空環境避免氧化,膜厚可控至納米級,太陽能電池也依賴此技術提升光吸收。6. 宇宙空間的真空特性星際空間壓力低至10?1? Pa,但并非***真空,每立方厘米仍有數個氫原子。太陽風等離子體與宇宙射線充斥其中。阿波羅任務顯示月球表面氣壓10?1? Pa,真空導致宇航服需維持內壓。深空探測器的熱控設計必須考慮真空絕熱特性。真空計的適用壓力范圍是?
熱傳導真空計:利用氣體在不同壓強下熱傳導能力隨之變化的原理測量氣體壓強。在這類真空計中,以一定加熱電流通過裝有熱絲的規頭,熱絲的溫度決定于加熱和散熱之間的平衡。散熱能力是氣體壓強的函數,故熱絲的溫度隨壓強而變化。熱傳導真空計主要用于100~10^-1帕范圍,采取特殊措施可擴大測量范圍。不過,熱傳導真空計的指示不但和氣體種類有關,而且易受熱絲表面污染、環境溫度等因素影響,故準確度不高,只作粗略的真空指示用。粘滯真空計:利用在真空中轉動或振動的物體受氣體分子阻尼作用而發生運動衰減的現象來測量氣體壓強。氣體分子的阻尼力與壓強有關。實際使用的粘滯真空計主要有磁懸浮轉子真空計和振膜真空計。磁懸浮轉子真空計利用可控磁場把不銹鋼球懸浮在真空中,用旋轉磁場把鋼球加速到400轉/秒,然后停止加速,任其自然衰減,用電子學方法精確測量其轉速衰減率,從而確定壓強。這種真空計具有很高的測量精度,吸氣、放氣速率小,壓強指示受氣體種類影響小,如鋼球表面鍍金則可在較惡劣的氣氛下工作。然而這種真空計在高真空端的讀數受振動影響較大,測量時間也較長。因此,它可作為1~10^-4帕范圍內的副標準真空計或用作標準傳遞真空計。電容真空計與熱傳導式真空計在測量原理上有所不同。蘇州高質量真空計公司
皮拉尼真空計的主要結構包括哪些部分?南京陶瓷真空計原廠家
真空測量就是真空度的測量,而真空度是指低于大氣壓力的氣體稀薄程度。以壓力表示真空度是由于歷史上沿用下來的,并不十分合理。壓力高意味著真空度低;反之,壓力低意味著真空度高。用以探測低壓空間稀薄氣體壓力所用的儀器稱為真空計。本書所述壓力的測量是指比大氣壓力小得多的氣體壓力測量。壓力是一個力學量,為單位面積所承受的力。大氣壓力為101325Pa,直接測量這樣大的壓力是容易的,但在真空技術中,測量這樣大的壓力是比較少的。真空技術中遇到的氣體壓力都很低,如有時要測10-10Pa的壓力,這樣極小的壓力用直接測量單位面積所承受的力是不可能的。因此,測量真空度的辦法通常是在氣體中造成一定的物理現象,然后測量這個過程中與氣體壓力有關的某些物理量,再設法間接確定出真實壓力來。例如先將被測氣體壓縮,使其壓力增高,測出增高后的壓力,再根據壓縮比計算出原來的壓力值,這就是所謂的壓縮式真空計。也可以用一根熱絲,測量氣體熱傳導造成的某些結果,如熱絲溫度、電阻變化等,這就構成熱傳導真空計。還可以利用電子碰撞氣體分子使之電離,用測得的離子流反應壓力,這就是電離真空計。南京陶瓷真空計原廠家