真空计(Vacuum Gauge),又称规,是测量真空度或气压的仪器。一般利用不同气压下的某种物理效应的变化进行气压的测量。在科研和工业生产中广泛使用。按照真空计测量原理所利用的不同的物理机制,可将主要的真空计分为三大类,分别是利用力学性能,利用气体动力学和利用带电粒子效应的真空计。利用力学性能的真空计典型的有波尔登规(Bourdon)和薄膜电容规;利用气体力学效应的典型真空计有皮拉尼(Pirani)电阻规和电热偶规;利用带电粒子效应的典型真空计有热阴极电离规和冷阴极电离规。
1、波尔登规(Bourdon)
2、薄膜电容规
3、皮拉尼规
4、热电偶规
5、热阴极电离规
6、冷阴极电离规
皮拉尼真空计利用热传导原理测量气体压力,电阻丝温度与气体压力负相关。分为热电偶式和热电阻式,常用钨或镍丝。精度低,受气体种类和粉尘影响。Knisely点影响导热系数。
皮拉尼真空计测量范围一般为5x10-4~1000mbar。一般用于各种高真空泵的前级压力测量,如光伏、镀膜、等离子行业等,也用于各种中低真空测量。皮拉尼原理是大多数真空技术下优先考虑的测量方式。
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原理:
在玻璃管壳中安装一根金属丝,给金属丝通热发电,使其温度高于周围气体和管壳的温度,于是在热丝和管壳之间产生热传导。当达到热平衡时,热丝的温度决定于气体热对流。在一定的压力范围内,气体压力越高,传导的热量就越多,热平衡后金属丝温度就越低。即电阻丝的温度与气体压力存在负相关的关系,通过金属丝的温度可以计算气体压力。根据电阻丝温度测量方法不同,又可分为热电偶式和热电阻式。
电阻丝常用钨或镍丝,镍丝耐腐蚀,加上陶瓷馈入装置,耐腐蚀性更强。耐温可达60℃,比电容薄膜真空计稍高(一般50℃)。
knisely效应
通常在低压下,导热系数随着压强的升高而增加,但在某一压强点之后,导热系数会开始减小或趋于稳定。这一点称为"Knisely点"。
在较高压强(100mbar以上)时,气体分子的平均自由程短,降低了温度梯度,进而降低了热传导效果。
真空元件pvc3001优点:Pirani皮拉尼真空计的优点是什么?Pirani真空计具有许多优点。最重要的是,这些真空压力计通常非常易于使用,并且可以提供多年无故障、可靠的压力测量,因为它们没有移动部件。此外,它们非常经济,成本远低于电容式真空压力计。输出监控的灵活性包括本地显示器、模拟输出和/或数字通信。Pirani真空计相对快速,对真空系统压力的变化非常灵敏。其内部尺寸非常小的仪表可以提高响应速度。应该注意的是,对流增强型Pirani真空计需要更大的体积来支持对流,因此可能具有较慢的响应,这仅仅是因为管内必须排空的体积更大。对流增强型Pirani真空计测量高达大气压的压力,然而,它们在除空气或氮气以外的气体中的精度可能非常差。缺点
1、受气体种类影响。皮拉尼真空出厂前一般用空气或氮气标定,但是不同气体的导热系数不同,这会影响电阻丝的温度,进而影响实际的压力值。因此,测量不同气体的,需要用其它类型的真空计(如压阻式真空计、电容薄膜规等)校准。
一般气体的分子量越小,分子间的相互作用越弱,分子自由程越大,导热系数越大。
2、精度低,不同压力范围内精度不同。
3、耐粉尘能力弱。用于长膜的真空设备,尾气中携带的杂质可能粘附到电阻丝上,影响其电阻,进而影响测量的压力值。
PVC5000真空探头
4、尤其是在油基泵送系统中。在有污染的系统中,仪表管的安装应使端口朝下,以减少管内的油积聚。对流驱动的Pirani真空计应始终安装在圆柱轴平行于地板的位置。未能正确安装这种类型的仪表将导致读数错误,超过粗略的真空水平。如果真空系统有过多的油蒸气或其他污染物,可以使用分子筛过滤器来延长仪表的使用寿命。