Емкостный дифференциальный микроманометр

Создан Суетиным.

Принцип действия основан на изменении емкости конденсатора в зависимости от давления.

Служит для измерения разности давления от 5*10^-5 до 5*10^-3 мм Hg. Очень чувствительный прибор. Это его достоинство.

При подаче разности давлений будет меняться емкость конденсатора . Это изменений регистрируется вторичным приборов. Если емкость мембраны порядка сотни пик, то само изменение не более 5 пик. Градуировка сложна и индивидуальна. Индивидуальна для каждого прибора. Нужна для там где требуется очень высокая чувствительность по изменению давления. Сложность настройки как самого прибора, так и вспомогательной аппаратуры. Возможность организовать аналоговую запись. Давление в системе не нарушает, емкость достаточно мала. Но поскольку входит , то калибровка зависит от вида газа.

Измерения вакуума

Приборы называются вакуумметрами. Вакуумметры прямого действия и косвенного действия.

Прямого действия – приборы, которые измеряют непосредственно давление газа. Отсчет вакуумметра не зависит от состава газа и его температуры. Приборы покрывают диапазоны 10^-3 до 10^-5 Па. Относятся жидкостные, компрессионные, деформационные.

Косвенного – измеряют не само давление, а некоторую его функцию и как правило состоят из измерительного блока и монометрического преобразователя. Выходной сигнал зависит от состава газа и температуры. Предел шире и способен измерять до 10^-10 Па. Относят тепловые и ионизационные приборы.

Жидкостные

Открытый тип

Закрытые. Точно такие же, только трубка запаяна и разность уровней меняется на противоположные. Речелева пустота – пары жидкости. Если ртуть, то для 20^оС p=0,16 Па.

Компрессионные (Мак-Леода)

Сначала без вакуума все давления равны. Подключаем к вакууму, ртуть поднимается вверх и делаем так, чтобы она не доходила до ответвления 3. После этого начинаем поднимать грушу и ртуть потекла вверх, стала заполнять всю систему.. Работает закон Бойля-Мариотта. , – объем части капилляра незаполненной ртутью. , . Сводится к такому уменьшению первоначального объема газа до , чтобы первоначальное очень малое давление было увеличено до давления, измеряемого непосредственно по разности ртути .

Если , , то

Два метода измерения давления:

1) Метод линейной шкалы. Газ сжимается до некоторой отметки, нанесенной на шкале. Тогда

2) Метод квадратичной шкалы. l = h , , – постоянные, которые характеризуют вакуумметр.

Достоинства компрессионного вакуумметра:

- является прибором производящим абсолютные измерения (можно рассчитать и ??? без сравнения с показаниями какого-то другого вакуумметра. Это обусловливает его его использование в вакуумной метрологии)

Недостатки:

- в откачанный объем попадают пары ртути

- измерения разовые и требуют постоянства вакуума

- сложность, громоздкость, хрупкость конструкции

- опасность работы со ртутью

Деформационные вакуумметры

Ничем не отличается от деформационного манометра.

10^-2 мм Hg – 1 ата.

Применяется везде. Там где требуется недостаточно глубокий вакуум.

Тепловые вакуумметры:

Принцип действия основан на зависимости теплопроводности газа от давления, если длина свободного пробега больше среднего расстояния между стенками, тогда теплопроводность газа пропорциональна давлению. При более высоких давлениях теплопроводность от давления не зависит, поэтому это свойство используется для измерения вакуума.

- Тепловые вакуумметры сопротивления

10^-3 мм Hg – 1 ата. Сопротивление измеряется любым способом. Нить является одной из плеч моста

Точность невысока. Градуирован прибор уже в единицах давления

- Термопарные тепловые вакуумметры

1- корпус, 2- подогреватель, 3- термопара (ХА, ХК), 4-

ПМТ-2 (стеклянный), ПМТ-4м (железка)

-10^-3 – 10 мм Hg. С уменьшением давления уменьшается теплопроводность газа. Изменение температуры нити отмечается термопарой.

Необходимо установить ток накала и по прибору произвести измерение ЭДС.

- Ионизационные

Служат для измерения глубокого вакуума. Работа основана на ионизации газа электронным потоком и ?

ПМИ-2 (преобразователь манометрический ионизационный)

Между катодом и сеткой возникает поток электронов, на анодную сетку подается напряжения порядка 200 Вольт, электроны при быстром полете ионизуют то, что там есть и ионы попадают на коллектор, на котором -50 В. Чем больше их приплыло, тем больше ионный ток, он измеряется другими приборами. При достаточно низких давлениях давление пропорционально ионному току. Пределы 10^-10 – 10⁰ мм Hg.

Применение как в промышленности, так и в научных разработках.

ВИТ-2, ВИТ-3 (вакууметр ионизационный термопарный). Соединяют ионизационный и термопарный.

НЕ меняя температуру измеряют форм вакуум и более глубокий вакуум. Один из самых распространенных приборов.

- Магнитный вакууметр.

Ионизация происходит не термоэлектронами, а тлеющий разряд между двумя холодными электронами. Более сложны. Интервал 10^-12 – 10^-4 мм Hg.

- Радиоизотопные вакуумметры

Ионизация газа происходит потоком альфа частиц, при распаде.