压缩式真空计灵敏度及测量范围

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)合肥工业大学 作者:朱武

  压缩式真空计灵敏度可定义为 dh/dp,即单位压力变化所对应的水银液面高度变化。一台压缩式真空计可以有一个平方刻度,同时还可以有几个直线刻度。

  对于平方刻度,由式

  求得灵敏度为

  由上式可看出,平方刻度时灵敏度与水银液面高度差h有关,即与被测压力有关。最高灵敏度出现在最小的h值上,即出现在低压力时。还可以看出,降低 K可以提高灵敏度,也就是应增大玻璃泡的容积V和减小毛细管的直径d。

  在使用直线刻度时,压力由式

  表示,其灵敏度为

  由上式可见,灵敏度与h无关,即在全量程上各点灵敏度都恒定不变。

  灵敏度主要取决于V、d、h等值。若V过大,充填真空计所需的水银量就过多,则水银的重量就可能将玻璃泡压碎,所以一般合理的V约为500cm3左右;毛细管直径d如过小,在水银下降时由于表面张力而可能使其停留在毛细管里,给测量造成困难,所以一般毛细管内径最小取d = 0.8mm 左右;水银面高度差h如果小于1mm,也会造成较大测量误差。因此,压缩式真空计灵敏度在(2~5)× 10-3mm /Pa范围内。

压  缩式真空计的压力测量范围也取决于V、d、h和毛细管的总长度。如取 h = 1mm,毛细管最长取100mm,则采用平方刻度测量的压力范围为4个数量级,而直线刻度的压力测量范围只有两个数量级。因此,工作用压缩式真空计的测量范围为102~ 10-3 Pa。为了扩展测量范围,可对其结构进行改进设计,如测量高压力(低真空)的宽量程压缩式真空计、旋转式压缩式真空计、测量高真空的油压缩式真空计,等等。

  图1所示为旋转式压缩式真空计。其操作方便,用平方刻度法测量。由于结构尺寸较小,毛细管内径较粗,所以其测量范围为102~ 10-1 Pa。在不测量时将真空计水平放置(如图1-a所示),水银流入贮存器中,真空计其余部分与被测真空系统相通。真空系统被抽空后进行测量时,将真空计旋转至垂直位置(如图1-b所示),水银升到毛细管内。充入真空计中的水银量,在垂直位置时比较毛细管中的水银面正好处在测量毛细管的内部顶端(基准线处)。

旋转式压缩式真空计

a)测量前水平放置位置  b)测量时垂直位置

图1 旋转式压缩式真空计

1—旋转中心   2—水银

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