Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

ЭМИ - Лекции / ЭМИ_Лекции- Вакуумная теника-1,2-2013

.doc
Скачиваний:
20
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
116.22 Кб
Скачать

«Методы измерения вакуума. Средства создания и измерения вакуума»

Методы измерения вакуума

Рассмотрим схему вакуумного стенда (Рис. 1), который предназначен для создания вакуума в рабочем объеме 5. В этом объеме находится рабочее тело представляющее собой воздух. Стенд создает в камере 5 условия с низким давлением (P << B = 760 мм рт. ст.) и температурой 290 К.

Рис. 1. Схема вакуумного стенда

1–термопарный и ионизационный датчики вакуума, 2 – механический вакуумный насос, 3 – диффузионный насос, 4 – азотная ловушка, 5 – рабочий объем

Вакуумом называется давление, которое имеет величину меньшую по сравнению с атмосферным давлением B = 760 мм рт. ст .

P < B. (1)

Единицы измерения

1 Па = 1 Н/м2 = 10-5 бар = 0.98 105 кгс/см2 ,

1 мм рт. ст . = 130 Па,

1 Па = 7.6 10-3 мм рт. ст . = 10-2 мм рт. ст .

Уровни вакуума:

низкий - P >10-3 мм рт. ст.,

средний - 10-3 мм рт. ст. >P >10-6 мм рт. ст.,

высокий - 10-6 мм рт. ст.>P >10-9 мм рт. ст.

Вакуумметр термопарный ПМТ-2

Рис. 2. Схема термопарного вакууметра ПМТ-2

1 – нить, 2 – термопара, 3 – корпус, 4 – токоподводы, mV – милливольтметр, mA – миллиамперметр, А,В - электроды термопары, Рр.г. – давление разреженного газа.

Конструкция манометрического преобразователя ПМТ-2 представлена на рис. 2. ТЭДС, развиваемая термопарой 2, обусловлена температурой Тн нити 1. Если ток Iн в нити 1 поддерживается постоянным, то Тн и термоЭДС EAB термопарного преобразователя устанавливаются на постоянном уровне. Эти значения определяется теплопроводностью разреженного газа λ. Теплопроводность являются однозначно связанной величиной с давлением разреженного газа РРГ.

При понижении РРГ величина λ уменьшается в соответствии с зависимостью

λ = kPРГ. (2)

Температура Тн увеличивается, так как справедлива зависимость

Q = l λ(Tн - Ткомн) = const. (3)

Рост Tн вызывает увеличение ТЭДС термопары, EABн0), укрепленной на нити.

Метод измерения РРГ состоит в том, что:

1) создают контакт между нитью датчика и рабочим объемом,

2) устанавливают заданный ток в нити 1,

3) измеряют термоЭДС EABн0),

давление РРГ вычисляют по измеренной термоЭДС и известному расчетному уравнению метода (градуировочная зависимость)

РРГ = f(EAB). (4)

Вакууметр ионизационный ПМИ-2

Рис. 3. Ионизационный вакуумметр (лампа)

1 – электрод для ионного тока, 2 - корпус, 3 – коллектор ионов, 4 – анодная сетка, 5 – катод

При измерении давления газа РРГ с помощью ионизационного манометрического преобразователя ПМИ-2 используется зависимость ионного тока от давления Iи = f(РРГ), которая является известной при заданных постоянных значениях напряжения питания Uа и тока эмиссии Iэ .

Рис. 4. Схема измерения вакуума с помощью

датчика ПМИ – 2

1 – цепь коллектора ионного тока, 2 - корпус, 3 – коллектор ионов, 4 – анодная сетка, 5 – катод, mA – миллиамперметр анодной цепи, Г – гальванометр цепи коллектора.

Накаленный вольфрамовый катод 5, который имеет потенциал Uк = 5 В, эмитирует электроны в газ. Эти электроны перемещаются под действием поля, которое создается анодом. Последний имеет положительный потенциал Uа = 205 В. В итоге возникает анодный ток Iэ или ток эмиссии.

Электроны ионизируют газ в пространстве между сеткой и коллектором. Образующиеся положительные ионы создают ионный ток Iи , идущий к отрицательно заряженному коллектору 3. Последний имеет отрицательный потенциал Uколлект = - 45 В. При постоянном токе эмиссии электронов (Iэ = 0.5 мА) и постоянном ускоряющем напряжении число образующихся ионов является пропорциональным количеству молекул газа в межэлектродном пространстве. Количество молекул связано пропорциональной зависимостью с давлением газа РРГ. Ионный ток является небольшим (Iи = 10-4…10-9 А). Он измеряется стрелочным гальванометром Г. Величину вакуума РРГ определяют по измеренному току Iи и известному расчетному уравнению метода (градуировочная зависимость)

РРГ = f(Iи). (5)

Средства создания вакуумных условий в рабочей среде

Таблица 1

Типы насосов для получения низкого, высокого и сверхвысокого вакуумов

Вакуум

низкий

высокий

сверхвысокий

1

Пластинчато –роторные

Пароструйные диффузионные

Магниторазрядные

2

Пластинчато – статорные

Турбомолекулярные

Криоконденсационные

3

Пароструйные эжекторные

Гетероионные

Орбитронные

Таблица 2

Типы вакуумных насосов, заданные в задаче № 2

Вакуум

№ в журнале

низкий

высокий

сверхвысокий

1

1

1

1

2

2

2

2

3

3

3

1

4

1

2

3

5

2

3

1

6

3

1

2

7

3

2

1

8

1

3

2

9

2

1

3

10

1

2

1

11

2

1

2

12

3

2

3

13

2

3

2

14

3

1

3

15

1

3

1

16

2

2

1

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в папке ЭМИ - Лекции