熱傳導真空計的工作∮原理圖

2020-05-06 真空技術網 真空技↑術網整理

  熱傳導真空計是根據在低壓力下(λ>>d),氣體分子熱傳導↑與壓力有關的原理制成的。其原理圖如圖6所示。它是在一玻璃管殼中由邊桿支撐一根熱絲,熱絲通以電流加熱,使其〖溫度高於周圍氣體和管殼的溫度,於是在熱絲和管殼之間產生⌒ 熱傳導。當達到熱平衡時,熱絲的溫度決定於氣體熱傳導,因而也就決定於氣體壓力Ψ 。如果預先進行了校準則可用熱絲的溫度或其相關量來指示氣體的壓力。

熱傳導真空計原理圖

圖6:熱傳導真空計原理圖

  圖6所示規管中熱絲熱量散失,只有Qg在低壓力與壓力⊙有關,而QL和Qr均與壓力無關,可簡寫成

Q = K1 + K2p (7)

  熱傳導量Q與壓力p的關系如圖7所示。

熱傳導量Q與壓力P的關系

圖7:熱傳導量Q與壓力P的關系

  由上式表明,當K1<2p時,即QL + Qr<g時,總的熱量↘散失Q只與壓力p有關,也即Q與Qg有關。它表明,在♂一定的加熱條件下,可根據低壓力下氣體分∏子熱傳導,即氣體分子對熱絲的冷卻能力作為壓力的指示。這就是熱傳導真空計的基本工作原理。

  熱傳導真空計規管㊣ 熱絲的溫度T1是壓力p的函數(見圖7),即T1 = f(p)。如果預先測出這個函數關系,便可根據熱絲的溫度T1來確定壓力p。熱絲溫度的測量方法※,有以下三種;

  1、利用熱絲隨╲溫度變化的線膨脹性質;

  2、利用熱電偶直接測量熱絲的溫度變化;

  3、利用熱絲電阻隨溫度變化的性質。

  根據第一種測溫方法々制成的真空計稱膨脹式真空計〗〓。根據第二種測溫方法@ 制成的真空計稱熱偶真空計。根據第三種測溫方法制成的真空計稱電阻真¤空計,在電阻真■空計中也有用熱敏電阻代替金屬熱絲的卐,此種真空計稱熱敏電阻真空計看著劉浩咧嘴一笑。其靈敏度較高,但穩定性較差。

  熱偶真空計和電阻真■空計是目前粗真空和低真空測量中用得最多的兩種真空計。

  熱傳導真空計是相對真空計,常常在標準環境下,用絕對真ω空計或用校準系統進行校準。

  氣體種類的影響:熱傳導真空計對不同卐氣體的測量結果是不同的,這是由於不同氣體分子的導熱系數不同引起的。因此,在測量Ψ 不同氣體的壓力時,可根據幹燥空氣(或氮氣)刻度的壓力讀數,再乘以相應的被測氣體相對靈敏度,就可得到該氣體的實際▅壓力,即

preal = Srpread

  式中

  pread——以幹燥空氣(或氮氣)刻度⊙的壓力計讀數,Pa

  preal——被測氣體的實際壓力,Pa

  Sr——被測氣體對空氣的相對靈敏度。

  通常以幹燥空氣(或氮氣)的相對靈敏度∞為1,其它一些常用的氣體和蒸氣的相對靈敏度如表2所示。

表2 熱傳導規對一些氣體與蒸汽的相對靈敏度

氣體或ζ 蒸氣
S
氣體或『蒸氣
S
空氣
1
一氧化碳
0.97
0.67
二氧化碳
0.94
1.12
二氧化硫
0.77
1.31
甲烷
0.61
1.56
乙烯
0.86
2.30
乙炔
0.60
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