德国VACOM 热损失真空计

通过测量与压力有关的热损失来确定气压

取决于粒子数密度的热传导是气体的另一特征。能量是通过分子碰撞传递的。转移效率取决于颗粒的平均自由程长度。在一定的压力范围内,热传导与压力成正比。但是,必须考虑分散效应,例如气体对流,热辐射,连接器插针处的热损耗等。

Pirani真空计的基本概念依赖于加热到恒定温度的细线,该温度明显高于真空中周围气体的温度。导线(典型直径:5…25 µm;长度在50到100 mm之间)将热量传递给气体,同时也是电路的一部分,例如惠斯通电桥。取决于压力的温度可以从监视的导线电阻得出。由于在Pirani设备中的技术实现,因此可以监控与电线电阻成正比的电能。

用于温度稳定的惠斯通电桥也可以测量加热器电压和定义的参考电压之间的差。实际电压和参考电压之间的差在压力值下被调整为零,在此压力下,导热不再起作用。该校准主要消除了导线连接器引脚处的热辐射和热传导的不良影响。

Pirani真空计的优点是测量范围从10 -4 mbar到大气压,以及±10%的精度,足以满足大多数应用的要求。

气体的导热率也是分子平均速度的函数,因此也是气体颗粒分子量的函数。由于这个事实,热损失真空计根据气体类型测量压力。通常,仪器会针对氮气和空气进行校准。使用其他气体(例如氩气,氦气)进行测量时应格外小心。例如,用氩气排放腔室会在腔室中产生轻微的过压,而皮拉尼压力表则无法显示。

在高于10 mbar的压力范围内,气体对流会增加,并且运动会受到重力的影响。因此,重要的是要考虑仪表的安装位置并遵循制造商的说明。对流增强型Pirani压力计可实现500到1300 mbar之间的范围内的精度改进,在该方法中,外壳壁温度的测量方法与Pirani丝相似,并在信号处理步骤中进行了考虑。这不仅补偿了由于条件变化引起的热损失的变化;通过调节对流和定义的安装位置,还可将精度提高2%。

热损失真空计的低价版本是热电偶。那些以恒定功率加热电线并确定其温度。这种设置的明显优势是设计简单。但是,热电偶的测量范围和精度受到限制。


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