Русская Википедия:Вакуумметр
Вакуумме́тр (от вакуум + Шаблон:Lang-grc «измеряю») — вакуумный манометр, прибор для измерения давления разрежённых газов.
Типы
Механические
Механический вакууммеетр представляет собой обычный манометр (жидкостный либо анероид) для измерения малых давлений. В жидкостных вакуумметрах в измерительном колене применяется масло с известной плотностью и по возможности с малым давлением пара с тем, чтобы не нарушать вакуум. Обычно жидкостные манометры изолируют от остальной вакуумной системы при помощи азотных ловушек — специальных устройств наполняемых жидким азотом и служащих для вымораживания паров рабочего вещества манометра. Область измеряемых давлений от 10 до 105 Па.
Ёмкостные
Принцип действия ёмкостного вакууммеетра основан на изменении ёмкости конденсатора при изменении расстояния между обкладками. Одна из обкладок конденсатора выполняется в виде гибкой мембраны. При изменении давления мембрана изгибается и меняет ёмкость конденсатора, которую можно измерить. После градуировки возможно использовать прибор для измерения давлений. Область измеряемых давлений от 1 до 1000 Па.
Терморезисторные
Принцип действия терморезисторного вакууммеетра основан на мостовой схеме, стремящейся поддерживать постоянное сопротивление (а значит и температуру) терморезистора, открытого измеряемому давлению. Чем выше давление газа, тем большую мощность нужно подводить к терморезистору для поддержания неизменной температуры. Соответственно, между давлением и напряжением на датчике (током через него) имеется однозначная зависимость. Если терморезистором является платиновая нить, то такой датчик называется манометром Пирани. Примером могут служить отечественные датчики ПМТ-6-3. Терморезисторные манометры применяются для измерения давлений от 0,001 до 1000 и более Па.
Термопарные
Принцип действия термопарного вакууммеетра основан на охлаждении за счёт теплопроводности. Термопара находится в контакте с нагреваемым проводом. Чем лучше вакуум, тем меньше теплопроводность газа, и следовательно выше температура проводника (теплопроводность разрежённого газа прямо пропорциональна его давлению). Проградуировав подключенный к термопаре милливольтметр при известных давлениях можно использовать измеряемое значение температуры для определения давления. К термопарным относятся, например, отечественные датчики ПМТ-2 и ПМТ-4М. Область измеряемых давлений от 0,01 до 100 Па.
Ионизационные
Принцип действия основан на ионизации газа. По сути, представляют собой вакуумный диод, на анод которого подано положительное, а на дополнительный электрод, называемый коллектором, большое отрицательное напряжение. При понижении давления газа уменьшается число атомов, способных подвергнуться ионизации, и соответственно ионизационный ток (ток коллектора), текущий между электродами при данном напряжении. Область измеряемых давлений от 10−13 до 0,01 Па. Подразделяются на вакуумметры с холодным катодом (Пеннинга и магнетронные) и с накаливаемым катодом. К последним относится датчик ЛМ-2 с постоянной 105 мкА/мм.рт.ст.
Альфатрон
Разновидность ионизационного вакуумметра. Отличается от последнего тем, что для ионизации используются не электроны, а альфа-частицы, испускаемые источником (порядка 0,1—1 милликюри) на радии или плутонии. Альфатроны проще, надежнее и точнее вакуумметров с катодом, но из-за низкой чувствительности, требующей очень сложной схемы измерения сверхмалых токов, не могут их заменить. Обычно используются в том же диапазоне давлений, что и термопарные (терморезисторные) вакуумметры.
Предел измерений
Пределы измерений вакуумметром напрямую следуют из его типа, поскольку назначение у этих приборов одно и то же, а точность и предел измерений сильно отличаются. Так, механическими вакуумметрами обычно можно измерять разрежение не ниже 100 Па, жидкостными — до 0,1 Па, тепловыми — до 0,001 Па, компрессионными — до 0,001 Па, ионизационными — вакуумметры до 10−12—10−13 Па).
Применение
Область применения вакуумметров достаточно широка: они используются и в промышленности, и в быту — везде, где нужно знать и регулировать давление: для контроля работы вакуумных насосов, степени разрежения в маслопроводах или технологических полостях, в лабораторных исследованиях, для обслуживания кондиционеров, в автосервисах — для измерения давления во впускном коллекторе. Термопарный и ионизационный вакуумметры широко применяются в промышленности и экспериментах, так как являются массовыми, хорошо повторяемыми приборами. Практически все выполняются в виде электронных ламп со стеклянным отростком, соединяющимся с исследуемым объёмом с помощью шланга или припаивания.
- Лиофилизация
- Химическое производство
- Системы молекулярной перегонки
- Обслуживание вакуумных насосов
- Анализаторы, спектрометрия
- Вакуумирование и заправка систем охлаждения
- Вакуумная упаковка
- Вакуумная теплоизоляция, двустенные сосуды и трубопроводы
- Изготовление полупроводниковых и электронных компонентов
- Контроль качества
См. также
