U型管真空计的分类

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  U型管真空计是使用历史最长、结构最简单的测量压力的仪器,它通常是用玻璃管制成,其工作液体有多种,通常为水银。管的一端与待测压力的真空容器相连,另一端是封死的或开口与大气相通,以U型管两端的液面差来指示真空度。U型管真空计的测量范围为105~10Pa,它是一种绝对真空计。

  由于U型管一端接至待测真空系统上,另一端开口接通大气或是封闭的,所以分为两种形式。

  1、开式U型管真空计

  将U型管内充入适量的工作液(如水银),一端开口接大气(即环境大气压力p0),另一端与被测真空系统相连接(待测压力p),如下图所示。

开式U型管真空计

图 开式U型管真空计

  在开始抽气前,U型管两端均为大气压力,两端液面处于同一高度。真空技术网(http://www.chvacuum.com/)发现当真空系统抽气后,随着压力p的降低,两端液面的高度差随之增大,在某一瞬间两端处于液体静压力平衡状态时,有

U型管真空计的分类

  可以看出,开式U型管真空计的压力指示与环境大气压力p0有关。如果测量时的环境大气压力已知(要用测压计读出),那么当测出液面差h后就可用上式计算出待测真空系统的压力值p。

  当工作液体为水银时,其密度ρ =13.595×103kgm-3,重力加速度为 g=9.80665ms-2,则

U型管真空计的分类

  式中:p、p0的单位为Pa;h的单位为m。

  2、闭式U型管真空计

  如下图所示,把管内预先抽至压力为10-1 Pa以下,然后将工作液(如水银)注入管内,其开口端与待测真空系统相连接。

闭式U型管真空计

图 闭式U型管真空计

  真空系统抽气前,真空系统内的压力等于环境大气压力,则工作液充满封闭端形成最大液面差h0;当系统抽气到某一瞬间,两端液面处于液面静压力平衡时,待测压力值可用下式求得(忽略封闭端内压力对液面的影响),即

U型管真空计的分类

  式中:h为液面高度差,m。

  闭式U型管真空计与开式U型管真空计相比较,使用起来更方便,而且在测量压力时无需从大数值开始,U型管可做得短些。为了防止待测系统内突然进入大气时,封闭端被工作液冲破,可以把U型管转弯处做成狭细的毛细管,用来缓和工作液的移动速度。

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