壓力真空計廣泛套用於氣體輸送,管道液體及密閉容器中測量無腐蝕性、無爆炸危險、無結晶體、不凝固體的各種液體,氣體,蒸汽等介質的壓力大小。
基本介紹
- 中文名：壓力真空計
- 外文名：Pressure vacuum gauge
- 其他名稱：真空氣壓聯合表
- 用途：測量容器內的中性氣體和液體壓力
- 舉例：麥克勞真空計
- 套用領域：化學與物理
概要,麥克勞真空計,皮拉尼真空計,克努曾真空計,電離式真空計,蓋斯勒管,
概要
真空一詞的意思本來是指什麼也沒有的狀態，而在學術研究上，把壓力比大氣壓力低的狀態叫做真空。
按國際單位制（SI）規定，真空壓力的單位也使用kPa，Pa，mPa，μPa．在計量法中也採用Torr，它足以Torricelli命名的單位。
1 Torr=1mmHg=133.324Pa
在比較低的真空（壓力高的真空）中，使用流體壓力真空計、包端管真空計，膜片真空計．現說明一下比較高的真空（壓力低的真空）的測量。
麥克勞真空計
麥克勞真空計用予測量1-10-3Pa的壓力。結構如圖3．48所示，是一種水銀壓力計，是用來校準其它真空計的標準真空計。
麥克勞真空計把水銀槽H向下降，使水銀液面比O點還低，這時A、B、C各部分由與測量對象同一壓力的氣體充滿。然後，把水銀槽H徐徐向上提起，則在液面超過0點之後，B和C部分與A分離．最後，如圖所示向毛細管C中壓縮．使R部分的液面與基準點（0刻度）一致，讀出C部液面的刻度即為測量值．
皮拉尼真空計
這種真空計是利用氣體的熱傳導率隨真空壓力變化的原理製作的。圖3．49（a）是封入了絲極（鎢、鉑等）的球形管，它和需要測量壓力的真空相連線。從絲極放出的熱量由真空的壓力和絲極的溫度所控制。壓力越低，熱傳導率越小。因而，如在絲極上流過一定的電流，使其產生一定的焦耳熱量，則壓力越低，絲極的溫度越高。
皮拉尼真空計利用電阻值的變化來檢測絲極的溫度變化。測量電路由圖（b）所示的電橋組成．為了消除環境溫度變化的影響，要用以一定壓力封入同一種氣體、並有相同電阻值絲極的兩個球形管．
在圖示測量電路中，根據已知真空度預先校準輸出電流值，然後讀取測量電流值，求出真空度．這種真空計的使用範圍是1kPa—0.1 Pa，它的回響速度低，達到平衡狀態需要數分鐘。
皮拉尼真空計克努曾真空計
在圖3．50中，裝有反射鏡M的可動板A由水晶絲S支持著，並可繞S迴轉．在可動板A前後，設定2塊可加熱的固定板B。板A的溫度TA等於環境的溫度，板B經鉑線通電加熱，並操持比TA高的溫度TB。將板A和板B問的間距做得比氣體分子的平均自由通路還小時，從被加熱的板B向板A衝擊的分子所產生的轉矩，比從板A另一側衝擊的分子所產生的轉矩大，因此使板A迴轉．如把光束射向反射鏡M，可由反射光的迴轉角來求出板A的迴轉角。
設板A每單位面積受到的分子斥力為F，板A和板B的溫度分別為TA和TB，則壓力P可由下式求得：
公式1若溫差很小，則：
公式2因此，若已知每個單位面積的斥力F和溫度TA和TB，即可求得壓力P．因迴轉力與水晶絲的彈力相平衡，故與迴轉角成正比。這種真空計可以i蜒l量10-3Pa或者比它小的壓力，但因用了水晶絲怕振動，一般難於使用。
電離式真空計
圖3．51是電離式真空計的原理圖。具有與三極電子管相似的結構．電子從受熱的陰極飛出，被帶正電位的柵極加速，衝擊氣體分子，使其電離為正離子和負離子。因為陽極加了負電位，所以聚集正離子，流過電流ip．另一方面，電子和負離子聚集在柵極，流過電流ig．已知氣體的壓力P與ip和ig之比成正比即
式中，S稱為電離式真空計的靈敏度，是一個常數．這種真空計的使用範圍是10-1-10-8Pa。
電離真空計蓋斯勒管
如圖3．52所示，在玻璃管的兩端封入圓盤狀的鋁電極就構成蓋斯勒管。在兩電極上加上數千到數萬伏電壓時，由於壓力不同，放電的顏色郴形狀也不同．因此，觀察放電的顏色和形狀，就可以判斷壓力大小．因為是根據觀察判斷的，所以精度不可能達到希望值，但要達到大致的目標值是方便的。
蓋斯勒管的使用範圍10 kPa—1Pa。
蓋斯勒管
蓋斯勒管