¿Qué es Indicador de vacio?
Instrumento utilizado para medir la presión total de un gas delgado por debajo de la presión atmosférica, también conocido como manómetro de vacío. La unidad de medida del vacuómetro es la unidad de medida de la presión, la unidad internacional de presión es Pa (Pa), y las unidades utilizadas incluyen Torr y mbar.
Una breve historia?Desde que el físico italiano E. Torricelli realizó experimentos de presión atmosférica en 1643, han aparecido muchos tipos de vacuómetros. Apareció el primer medidor de vacío de tubo en U, que solo se puede usar para medir vacío aproximado y vacío bajo.
En 1874, HG McGraw inventó el vacuómetro de compresión, que resolvía la medición de la presión absoluta de bajo y alto vacío, pero aún no podía realizar una medición continua. En 1906, M. Pirani inventó un vacuómetro de resistencia, que resolvió el problema de la medición de bajo vacío en la producción industrial. Luego, OE Barker inventó en 1916 a favor el medidor de vacío de ionización, que solo resolvió 10 - 1 ~ 10 - 5 medición de alto vacío Pa, y promovió el desarrollo y aplicación de bombas de difusión de aceite al vacío y otros equipos.
En 1937, FM Penning inventó el medidor de vacío de ionización de cátodo frío, que es adecuado para la medición de equipos de vacío con una gran cantidad de desgasificación y, a menudo, expuestos a la atmósfera, por lo que se utiliza ampliamente en la industria de maquinaria y metalurgia de vacío. En 1950, RT Bayard y tipo invención BA medidor de ionización de vacío DA Aerbote, para resolver el 10 - 8 problemas de medición de vacío ultraelevado Pa, de modo que la medición de vacío para conseguir un gran avance, y promover el desarrollo de la tecnología de vacío ultra alto.
El relacionada También se han desarrollado rápidamente la ciencia y la tecnología de la física de superficies, la energía nuclear, la industria aeroespacial y los grandes circuitos integrados. Desde 1960, se han desarrollado con éxito las reglas de modulación, las reglas de supresión, las regulaciones de notas de flexión, las regulaciones separadas y los medidores de magnetrón, han podido lograr 10 - 11 de aproximadamente el par de mediciones de vacío ultra alto.
Clasificación?Los vacuómetros se pueden dividir en dos categorías: vacuómetros absolutos y vacuómetros relativos. Los vacuómetros absolutos que pueden calcular directamente la presión del gas a partir de cantidades físicas medidas por sí mismos (como la altura de la columna de líquido, el fluido de trabajo, la gravedad específica, etc.) se denominan vacuómetros absolutos. Este tipo de vacuómetro tiene una alta precisión de medición y se utiliza principalmente como herramienta de medición de referencia.
Los medidores de vacío relativo utilizan principalmente ciertas propiedades físicas del gas a baja presión (como conducción de calor, ionización, viscosidad, deformación, etc.) para medir indirectamente la relación entre la presión, y su precisión de medición es baja, y los resultados de la medición también están relacionados. al tipo de gas que se está midiendo y está relacionado con los ingredientes. Por lo tanto, el medidor de vacío relativo debe calibrarse y calibrarse con un medidor de vacío absoluto antes de que pueda usarse para medir el vacío. Sin embargo, puede leer directamente la presión medida y es fácil de usar, lo que explica la gran mayoría de aplicaciones prácticas.
Las técnicas de vacío requieren que el rango de presión de medición sea de 10. 5 - 10 - . 11 Pa, incluso menos, 16 órdenes de magnitud de ancho, no Se puede aplicar un manómetro de vacío al vacío del crudo (10. 5 ~ 10 2 Pa), bajo vacío ( 10 2 ~ 10 - . 1 Pa), alto vacío (1 0 -1 - 10 - . 5 Pa), ultra alto vacío (menos de 10 - . 5 Pa) a un alto vacío (menos de 10 - 10 Pa ) de las mediciones de rango completo y, por lo tanto, existen muchos tipos de vacuómetros. Los más utilizados son los vacuómetros de tubo en U, los vacuómetros de compresión, los vacuómetros de resistencia y los vacuómetros de ionización de cátodo frío y caliente.
El medidor de vacío de tubo en U es?un medidor de vacío absoluto que se utiliza para medir el vacío aproximado y el vacío bajo (Figura 1).
El tubo de vidrio en forma de U está lleno de fluido de trabajo (aceite de baja presión de vapor, mercurio). Un extremo del tubo se vacía (o se expone directamente a la atmósfera) y el otro extremo se conecta al sistema de vacío bajo prueba. La presión del sistema de vacío bajo prueba se puede medir de acuerdo con la diferencia de columna de líquido causada por la diferencia de presión en las dos tuberías.
El medidor de vacío de compresión,?también conocido como medidor de vacío McGraw, es un medidor de vacío absoluto que mide vacío bajo y alto. Este tipo de vacuómetro generalmente está hecho de vidrio duro (Figura 2a). A es un tubo abierto conectado al sistema de vacío bajo prueba, D y B son capilares con el mismo diámetro interno y V es un bulbo cuyo volumen es mucho mayor que el capilar. Durante la medición, el pistón 2 se vacía y luego el pistón 1 se infla, de modo que el mercurio en el depósito de mercurio C sube hasta la intersección sumergida MM ?, y el gas en D , V y B , A se separa en dos regiones.
El reinflado continúa aumentando el nivel de mercurio, y el gas en D y V se comprime aún más y la presión aumenta. De esta manera , la diferencia de presión entre D y B se puede representar por la diferencia de altura de la columna de mercurio (Figura 2b). El volumen del recipiente de vidrio y la altura del tubo capilar se pueden medir con precisión, por lo que se puede utilizar la ley de Boyle para calcular la presión medida. De alta precisión de la medición, 10 - . 3 precisión cuando Pa es menor que o igual a 5%.
El vacuómetro de resistencia,?también conocido como vacuómetro Pirani, es un vacuómetro relativo para medir el vacío bajo y se compone principalmente de un manómetro de resistencia y un circuito de medición. El tubo de calibre resistivo (Figura 3) es un cable de resistencia con un gran coeficiente de temperatura de resistencia encapsulado en una caja de tubo, comúnmente utilizado cable de tungsteno o platino. Al medir, el medidor está conectado al sistema de vacío bajo prueba y el cable de resistencia se calienta con un cierto voltaje y corriente.
La temperatura de la superficie puede reflejarse en el valor de resistencia y está relacionada con la conducción de calor del gas circundante. moléculas, y la conducción de calor de las moléculas de gas también está relacionada con la presión relacionada. Cuando la presión medida disminuye, el calor transferido por las moléculas de gas disminuye y la temperatura de la superficie del cable de resistencia aumenta y el valor de resistencia aumenta; por el contrario, el valor de resistencia disminuye. Por lo tanto, la presión se puede medir de acuerdo con el valor de resistencia.
El medidor de vacío de ionización de cátodo caliente,?comúnmente conocido como medidor de vacío de ionización, se utiliza principalmente para la medición de alto vacío. Está compuesto por un medidor de ionización de cátodo caliente cilíndrico (Figura 4) y un circuito de medición.
Este tipo de regulación es similar a un tubo triodo, con 3 electrodos: un cátodo (filamento), una rejilla en espiral (electrodo acelerador) y un colector cilíndrico. Al medir, el medidor está conectado al sistema de vacío bajo prueba. Después de ser energizado, el cátodo caliente emite electrones, que chocan con las moléculas de gas de baja presión en el espacio interior del tubo mientras vuelan hacia el electrodo de aceleración con potencial positivo para ionizar las moléculas de gas.
Los electrones e iones generados por ionización forman una corriente de electrones I e y una corriente de iones I i en el electrodo de aceleración y el colector (con potencial negativo), respectivamente . La presión de gas medida de menos de 10 - . 1 en la condición de Pa, el flujo de electrones cuando la I E es constante, la corriente de iones la I I y la densidad de las moléculas de gas (es decir, la presión medida en el sistema de vacío P ) es proporcional. Por lo tanto, el tamaño de la corriente de iones se puede utilizar como medida de presión. Tal rango de medición de vacuómetro de 10 -1 - 10 - . 5 Pa.
Además, hay de alta presión medidores de ionización de vacío que pueden medir hasta 10 2 Pa o más. Cuando este tipo de vacuómetro de ionización está funcionando, los electrones emitidos por el cátodo chocan con el electrodo de aceleración para producir rayos X suaves, y cuando se irradia sobre el colector, provocará la emisión de fotoelectrones del colector. Por lo tanto, una corriente iónica El bucle de medición se agrega al circuito de medición de la corriente iónica, que no tiene nada que ver con la presión medida La fotocorriente restante I X limita la extensión del límite inferior de medición. Para reducir el impacto de estos rayos X suaves en el colector, se desarrolló el medidor de ionización tipo BA (Figura 5). Es un colector de electrodos en forma de aguja, y el cátodo de la posición cambia, de modo que la fotocorriente I X- se reduce considerablemente, el límite inferior de la medición de presión de 10 - . 5 Pa extendido a 10 - . 8 alrededor de Pa , resolviendo así el ultra alto El problema de la medición del vacío.
Vacuómetro de ionización de cátodo frío "?Vacío relativo que mide alto vacío. Consta de dos partes: medidor de ionización y circuito de medición (Figura 6). El medidor generalmente se compone de dos cátodos paralelos, un ánodo en forma de anillo y un acero magnético que genera un campo magnético. Se agrega un campo eléctrico de corriente continua de alto voltaje entre los electrodos y todo el sistema de electrodos regulados se coloca en un campo magnético perpendicular al plano del electrodo. Bajo la acción de campos eléctricos y magnéticos ortogonales, la corriente de descarga generada por la ionización de moléculas de gas a baja presión es una función de la presión medida, por lo que el tamaño de la corriente de descarga se puede utilizar como medida de presión.
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