气体及蒸气对真空计的影响

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   利用真空计去测量稀薄气体的压力时,不仅一般常用的相对真空计与被测气体种类有关。而且不同种类的气体对真空计的影响也不同。如果被测气体是氮气或惰性气体,则基本无影响。但多数情况下,真空系统中的气体是氮、氧、氢、水蒸气、甲烷、油蒸气等多种气体和蒸气的不同组合,其中尤其是氧、水蒸气、油蒸气等组分会给真空计规管带来很大的影响。因此在选择真空计时,需要考虑被测气体成分对规管的寿命及测量准确性带来的影响。

1、氧气对真空计的影响

    氧气是理想气体,可以用麦氏真空计进行测量,但是当氧分压过高时,会使水银表面发生氧化,影响水银的表面张力,使水银在毛细管中移动时位置不准确,造成测量误差。

    普通热传导(例电阻)真空计的灯丝在高温下会氧化,改变热丝的表面状态,引起规管零点漂移和灵敏度的改变,应采用抗氧化热丝的规管。热阴极电离规灯丝亦易氧化,使其寿命缩短。

    对氧分压较高的气体氛围,在粗低真空范围内可用薄膜真空计测量;高真空时使用辐射真空计和冷阴极规管。

       电阻真空计和钨阴极热阴极电离计规管灯丝的材料为钨,钨丝温度较高,高温灯丝与水蒸气发生氧化作用,水蒸气会被高温钨表面分解并与钨反应生成氧化钨和原子态氢,氧化钨蒸发后便附着在规管玻壁上。原子态氢则从管壁上的氧化钨中夺取氧再变成水蒸气。这样循环下去,水蒸气就起着”运输”钨的作用。致使钨阴极不断的蒸发,而使灯丝迅速损坏。特别是水蒸气分压大于10-2Pa时,规管的寿命很短,不易用于测量水蒸气。

2、水蒸气对真空计的影响

水蒸气是可凝性气体,压缩式真空计测量时要压缩被测气体,使水蒸气凝结,因此在一般情况下不能用压缩式真空计进行测量。它对热传导真空计的影响与氧气一样,会使规管零点漂移和灵敏度发生变化。

   在通常情况下。对水蒸气的测量可采用U形压力计和薄膜规、辐射真空计、粘滞规、克努曾真空计等。冷阴极规管不会发生氧化问题,也可以用于水蒸气分压高的真空系统的测量。

3、油蒸气对真空计的影响

   在采用有油的抽气系统(机械泵、油扩散泵)抽气时,系统中存在大量的有机油蒸气及其分裂物,它们的蒸气压都比较低,因此不能用压缩式真空计进行测量。如用压缩式真空计测量机械泵的极限真空度时.要比用热传导真空计测得的数据高一个数量级。用油U型压力计测量油蒸气时。因工作油可以溶解油蒸气,所以也不能得到正确的指示。

    用热传导真空计或电离真空计测量油蒸气时。会因油蒸气污染灯丝或在高温阴极上分解生成碳氢化合物,严重的污染电极和管壁,使热传导情况改变,而使规管的灵敏度和特性发生明显的变化,造成测量误差。

在油蒸汽分压高的系统中,低真空时用薄膜真空计测量;高真空时使用辐射真空计进行测量。

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