第一章 真空技术基础讲解.pptVIP

压缩式真空计 H.G.麦克劳 1874年 Ｕ形管真空计 1647年后 第三节、真空度的测量 电阻式真空计 1906年 M.皮喇尼 热偶式真空计 热阴极电离真空计 1916年 O.E.巴克利 冷阴极电离真空计 1937年 F.M.潘宁 BA式电离真空计 1950年 R.T.贝阿德和D.A.阿尔伯特 直接测量气体压力不易，利用测定低气压下与压强有关的某些物理量，再变换后确定压强。 任何具体的物理特性，都是在某一压强范围内最显著，任何方法都有测量范围，这个范围就是真空计的“量程” 没有一种真空计能够测量从大气到10-10Pa的整个领域的真空度 一、电阻真空计 定义：利用测定热丝电阻值随温度变化的真空计 工作过程：真空度↑→气体分子↓→Q↓分子从热丝上带走热量→热丝温度↑→热丝电阻R↑，可以归纳出R↑→真空度↑ 电阻真空计的测量范围为105~10-2Pa。由于是相对真空计，所测压强对气体的种类依赖性较大，其校准曲线是针对干燥的氮气或者空气的，所以被测气体成分变化较大，则对测量结果要做一定的修正。另外长时间使用后，容易因氧化而产生零点飘移，所以要避免长时间接触大气或在高压下工作。 热量的传递不仅仅与压强有相互关系，同时与气体的摩尔量和分子结构有关系。 不同的气体会导致压力测量时得出不同的结果。 在一般情况下，当现有的气体的原子或者分子越大，热传导的能力或者效率越低。 二、热偶真空计 工作过程：真空度↑→气体分子↓→Q↓分子从热丝上带走热量→热丝温度↑→ΔT↑（TA-TB）→E↑热电势，可以归纳出E↑→真空度↑ 热偶真空计是利用在低气压下气体的热导率与气体压强间有依赖关系制成的。其中有一根细金属丝（铂丝或钨丝）以恒定功率加热，则丝的温度取决于输入功率与散热的平衡关系，而散热取决于气体的热导率。管内压强越低，即气体分子越稀薄，气体碰撞灯丝带走的热量就越少，则丝温越高，从而热偶丝产生的电动势越大。通过测量热偶丝的电动势来指示真空度了。 Different gas 1:Argon 2:Air 3:Hydrogen 4:Carbon Dioxide Different pressure 测量区间：102~10-1Pa，（高于100Pa，气体的热导率不再随气压的变化而显著变化；低于0.1Pa，气体分子传导走的热量在总加热功率中的比例过小，测量的灵敏度下降。） 缺点：在测量区间中指示值呈非线性；测量结果与气体种类有关；热惯性和因氧化而发生的零点飘移，需要校正。 优点：结构简单，使用方便。 皮拉尼真空计和热偶真空计的共同点： 都是以气体的热导率随气体压力的变化为基础而设计的，它们是低真空里最常用的测量手段。 区别： 皮拉尼真空计：通过测量热丝的电阻随温度的变化实现。 热偶真空计：通过测量热丝温度实现 电离真空计是根据气体分子与电子相互碰撞产生电离的原理制成的。它用来测量高真空度，可测范围为0.133~1.33×10-6Pa。实验表明，在压强P≤10-1Pa时，有下列关系成立 I+/Ie=K?P 其中Ie为栅极电流，P为气体压强，I+为灯丝发出电子与气体分子碰撞后使气体分子电离产生正离子而被板极收集形成的离子电流。K为比例常数。可见，Ie不变，经过用绝对真空计进行校准，I+的值就可以指示真空度了。注意，只有在真空度达到10-1Pa以上时，才可以打开电离规管灯丝。否则，将造成规管损坏。 三、电离真空计 影响压力测量上限的因素： 一是在高于10-1Pa压力下，热规的钨丝阴极将氧化，寿命大为缩短，甚至烧毁。 二是高于10-1Pa压力时，离子流与压力的关系曲线开始偏离线性。 气体分子数增加，电子与分子碰撞数增加，但能量下降，电离几率降低，当压强增到一定程度电离作用炮和，曲线偏离线性。 影响因素：1、阴极发射的电子电流强度Ie； 2、气体分子的碰撞截面； 3、气体分子密度。 注意：电离真空计的工作上限为0.1 Pa左右，在10-6~0.1Pa之间，电离真空计的测量指示值与气体压力呈线性关系。由于不同气体的碰撞电离截面不同，因而电离真空规的测量值也与所测气体种类有关。 热阴极电离真空计 1916年 O.E.巴克利 冷阴极电离真空计 1937年 F.M.潘宁 BA式电离真空计 1950年 R.T.贝阿德和D.A.阿尔伯特 按电离源不同分为： 热阴极电离真空计?　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（