真空计的基本分类真空计按测量原理分为***真空计(直接测量压力)和相对真空计(需校准)。主要类型包括机械式(如波登管)、热传导式(皮拉尼计)、电离式(热阴极/冷阴极)、电容式(MEMS)等。选择时需考虑量程(如皮拉尼计适用于1Pa~10⁻⁴Pa)、精度(±1%~±15%)、气体类型兼容性(惰性气体需特殊校准)及环境振动影响。国际标准ISO3567定义了真空计的性能测试方法。
皮拉尼计(热传导真空计)基于气体热传导率随压力变化的原理,通过加热电阻丝(通常为钨或铂)测量其温度变化。低压下气体分子少,热导率降低,电阻丝温度升高导致电阻变化。量程通常为1000 Pa~10⁻¹ Pa,精度±10%。需注意气体种类影响(氢气热导率高,读数偏低),且长期使用可能因污染导致零点漂移。现代皮拉尼计集成温度补偿算法,稳定性可达±1%/年。3. 热阴极电离真空计(Bay 电容真空计与热传导式真空计在测量原理上有所不同。河南真空计设备公司
皮拉尼真空计,又有翻译为“派蓝尼真空计”,属于热传导式真空计的一种。以下是对皮拉尼真空计的详细介绍:一、历史背景皮拉尼真空计由马塞洛·皮拉尼(Marcello Stefano Pirani)于1906年发明。皮拉尼曾在从事真空灯行业的西门子和哈尔斯克公司工作,当时需要高真空环境来制造灯丝,而生产环境中使用的计量器较为笨重且不便,这促使他发明了更为便捷的真空计。二、工作原理皮拉尼真空计通过加热电阻丝至一定的工作温度,然后监测由于气体粒子与电阻丝碰撞而带走的能量,这种能量损失与电阻丝周围的气体浓度及气体成分成比例关系。当气体分子与加热的金属丝碰撞时,热量从金属丝中传递出来。热损失是气体压力的函数,在低压下,低气体密度提供了低的热导率。因此,提供给元件的电流变得依赖于真空压力,从而可以通过测量的电流间接测量真空值。河南真空计设备公司电容真空计是一种利用电容变化来测量真空度的仪器。
真空计的工作原理基于气体分子的运动特性。当气体分子在封闭空间内不断运动、相互碰撞并与容器壁发生碰撞时,这种碰撞运动将气体分子的动能转换成容器壁上的压力。真空计通过测量这种压力来间接反映气体的压强或真空度。不同类型的真空计采用不同的物理机制进行测量,例如:利用力学性能的真空计:如波尔登真空计和薄膜电容规,它们通过测量气体对某种力学元件(如薄膜)的作用力来推算真空度。利用气体动力学效应的真空计:如皮拉尼电阻规和热电偶规,它们利用气体在流动过程中产生的热效应或电效应来测量真空度。利用带电粒子效应的真空计:如热阴极电离规和冷阴极电离规,它们通过测量气体分子在电离过程中产生的电流来推算真空度。这类真空计在高真空领域具有极高的测量精度。
真空测量是指用特定的仪器和装置,对某一特定空间内真空高低的测定,这种仪器或装置称为真空计(仪器、规管)。真空计的种类很多,通常按测量原理可分为***真空计和相对真空计两大类:***真空计:通过测定物理参数直接获得气体压强的真空计。例如U型压力计、压缩式真空计等,这类真空计所测量的物理参数与气体成分无关,测量比较准确。但是在气体压强很低的情况下,直接进行测量是极其困难的。相对真空计:通过测量与压强有关的物理量,并与***真空计比较后得到压强值的真空计。如放电真空计、热传导真空计、电离真空计等,它的特点是测量的准确度略差,而且和气体的种类有关。在实际生产中,除真空校准外,大都使用相对真空计。皮拉尼真空计的主要结构包括哪些部分?
真空测量就是真空度的测量,而真空度(详细注释见前文:知识分享②|真空如何获得?)是指低于大气压力注释的气体稀薄程度的物理量。通常,将用以探测低压空间稀薄气体压力所用的仪器称为真空计。注释:大气压力:通常指一个标准大气压,压强的单位之一。当温度为0℃(273.15K)时,在重力加速度为980.655cm/s2处(即在地球纬度为45°的海平面上),使用**的密度为13.5951g/cm3,则760mm高的**柱所产生的压强为1标准大气压。1毫米汞柱(mmHg)和1托(Torr)相近,两者相差约千万分之一。1mmHg=1Torr=133.3Pa一个标准大气压1atm=101325Pa=760mmHg=1.01325bar=760Torr真空计的适用压力范围是?河南真空计设备公司
真空计如何达到使用寿命长久化?河南真空计设备公司
真空计的安装误差安装位置不当导致误差:①管路流导限制(需短而粗的连接管);②温度梯度(避免热源附近);③振动(机械泵需隔振);④方向性(某些薄膜规需水平安装)。规范要求测量点尽量靠近真空腔体,必要时使用差分测量消除管路效应。电离规安装角度应避免颗粒落入灯丝区域。10.真空计的气体种类影响不同气体热导率/电离效率差异***:皮拉尼计对H₂的灵敏度是N₂的7倍;电离规对Ar的灵敏度比He高30倍。实际应用中需输入气体修正因子(如SEMI标准E12-0305提供常见气体系数)。混合气体需质谱仪辅助分析,否则可能导致>50%的测量偏差。河南真空计设备公司