电容式隔膜真空计的工作原理

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)实用真空技术 作者:郭方准

  电容式隔膜真空计是利用隔膜在气体分子作用下发生变形而测量压强的真空计,其基本原理如图1所示。电容式隔膜真空计内部有两个空间,隔膜右侧连接真空,左侧的参照空间可以保持在大气压或其他一定的真空度。如果p2 <p1,则隔膜就如图1所示向右侧变形;反之,就向左侧变形。隔膜和电极之间处于绝缘状态,两者之间的距离随p2 的变化而改变,从而引起其间的电容变化。反过来,通过测量隔膜和电极之间的电容,就可知隔膜的变形量,继而推算出压强。

电容式隔膜真空计的原理图

图1 电容式隔膜真空计的原理图

  p1 和p2之间的压强差很小时,隔膜的变形也很小,要精确地测量真空度,需要隔膜更薄。可是,如果两侧压强差很大,则隔膜可能发生永久变形甚至破损。通常情况下,为了防止隔膜过度变形,在电极和隔膜之间施加直流电压,通过静电引力使隔膜不发生变形。通过测量直流电压值,即可知压强,这种真空计被称为单电容隔膜真空计。在隔膜两侧分别设置电极而实现的差动式双电容隔膜真空计,进一步提高了测量精度和范围。

  隔膜材料通常使用厚度为几十微米的因科内尔铬镍铁合金(Inconel)。为避免腐蚀气体的腐蚀,也有使用陶瓷隔膜的产品。

  电容式隔膜真空计测量的真空度与气体成分无关,反应快、重复性高,非常适合于氧气及油蒸气等特殊环境的真空测量。

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