真空设计原理.pptVIP

P=Q/S：(1),对于理想的封闭体系，即Q~0，用很小抽速的泵即可获得很高的真空度。(2),真空体系的负载，或进气量越大，所需泵的抽速也越大。流导C=Q/（P1-P2）或Q=C（P1-P2）C：流导，单位：m3.s，Q：总的气体流量,Pa.m3.s-1P1,P2,管道中的入口和出口压力，Pa(1torr=133Pa)。流导的计算假定： (1),P1P2; (2),小孔为薄壁孔（即忽略壁厚度的影响），其小孔的直径为D，面积为A； (3),r=P2/P1。粘性流(ViscousFlow)时：r≧0.525时：C=766r0.712sqr(1-r0.288)*A/(1-r) (m3/s)r0.525时:C=200r0.712*A/(1-r) (m3/s)r0.1时：C=200A (m3/s)当小孔为圆形时：r≧0.525时：C=602r0.712sqr(1-r0.288)*D2/(1-r) (m3/s)r0.525时:C=157r0.712*D2/(1-r) (m3/s)r0.1时：C=157D2 (m3/s)分子流(MolecularFlow)时：小孔时： C=116A (m3/s)圆孔： C=91D2 (m3/s)圆管的流导：C=121D3/L (m3/s)D，L分别为圆管的直径和长度。 在ESI离子源部分，假定离子入口小孔的直径为0.1毫米，需要多少抽速的真空泵才能使得其后真空腔的压力为1Torr（133Pa）？Q=C（P1-P2）（1），ViscousFlow（2），P1=760Torr，P2=1Torr=133Pa（3），r=P2/P1=1/7600.1（4），C=157D2Q=157*(0.1x10-3)2(760-1)*133=0.158Pa.m3/s=158Pa.L/s=1.2Torr.L/s说明：

1)，对于分子流的情况，其计算方法一样，只是C不同；

2)，上述计算没有考虑管道长度的影响，在实际设计中应考虑；

3)，还需考虑材料透气性(Permeability)、表面放气(Outgassing)、系统漏气(Leaking)等影响，故实际应用中，使用的泵抽速应比理论计算结果大20%~50%！几种常用材料的表面放气特性(Torr.L/s.cm2)

1Hour 10Hours 24Hours

Al 8x10-7 5x10-8 1x10-10

Brass 2x10-6 6x10-7 1x10-7

Copper 1x10-7 5x10-9 1x10-10

S-Steel 5x10-8 1x10-8 1x10-10

Nylon 5x10-6 3x10-7 4x10-8

Teflon 2x10-7 8x10-8 2x10-8谢谢！**测量真空度的设备或仪器叫真空计。通过使用真空计，我们才能知道需要的真空度是否达到了。但是，真空度的范围是很宽的，达十几个数量级，不可能由一个或一种真空计完成这样大范围的真空度测量，所以，各种真空计都有一个测量范围，将有范围覆盖的各种真空计组合起来，完成大范围的真空度测量。**以热电偶真空计为例，它是利用气体分子的热传导性质，通过热电偶产生的电动势来测量真空的。一端开口的玻璃壳的开口端与真空室相接，玻璃壳内的真空度与真空室内的真空度相同，外电路给加热丝通电，热电偶的一个结点与加热丝焊接或压接在A点，结点的温度与加热丝的温度相同。在恒定的电流下，加热丝的温度高低取决于玻璃壳内的气体压强（即真空度），压强越大，气体传导热量越多，加热丝的温度越低，毫伏表测量出的热电动势越小；相反，压强越低，气体越稀薄，气体传导热量越少，加热丝的温度升得越高，毫伏表测量出的热电动势越大。*灯丝通电发热，发射电子，电子被栅极的正偏压加速而获得能量，与栅极和阴极之间的气体分子碰撞使分子电离；电子被栅极所吸收，形成栅极电流；正离子被阴极和板极之间的电压加速而飞向板极，形成板极电流。板极电流的大小取决于电子在阴极和栅极之间碰撞分子使其电离的数目，该数目正比于气体的浓度即气体的压强，所以，板流与气体的压强成正比，通过校准比例系数（该系数与气体的种类有关），就可以用板流指示真空度。**真空设计原理1，机械泵2，扩散泵3，涡轮分子泵4，离子泵5，冷凝泵6，真空计机械泵工作原理涡轮分子泵动叶片的工