复合真空计的原理与使用方法

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)兰州大学物理科学与技术学院 作者:李训栓

      真空计是测量真空系统中气体压强的仪器,种类很多, 这里介绍的复合真空计是常见的一种, 复合真空计是由温差电偶真空计与热阴极电离真空计组合而成。

温差电偶真空计的原理

      温差电偶真空规管由玻璃制成, 通过小管8 和真空系统相接, 如图2 所示, 在规管内的两根引线上装有热丝3,另外两根引线上焊着一对温差电偶4, 温差电偶的另一端与热丝在A 点焊接。

电偶真空计

     由于在低压下, 气体的热传导系数与压强成正比,所以在通过热丝的电流( 90~150 mA)一定的条件下, 热丝的温度随着规管内真空度的提高而升高, 温差电偶电动势也就随之而增大。因此, 通过测量温差电偶电动势, 就可确定出被测系统的真空度, 温差电偶真空计就是根据这个原理制成的。温差电偶真空计的电离真空计的测量范围1~5×10-2 Pa。

热阴极电离真空计的原理

      电离真空规管就是一只三极管, 如图3 所示, 通过B 管与真空系统相接, 使用时, 在灯丝电路中通以电流5 mA, 灯丝受热后便发射电子, 由于栅极为正电压, 使电子加速, 中途与气体分子相碰, 气体的密度越大, 碰撞机会越大, 产生的正离子也越多。另外, 由于板极电压为负, 便吸引正离子在板极电路中形成板极电流Ip , 气体分子密度越大( 即压强越大) , 板极电流也越大, 反之就小。所以, 通过测量板极电流便可以确定气体的压强, 热阴极电离真空计就是根据这个原理制成的。热阴极电离真空计是测量极高真空的仪器,测量范围为1×10-2~1×10-5 Pa。注意: 一旦测量完结, 立刻关闭电离真空规管灯丝, 这样可延长规管使用寿命。

电离真空计

复合真空计的使用

      复合真空计由上述两种真空计组合而成, 现在常用的型号有WXK 型和FZH 型, 使用方法基本相同。现就WZK-1A 型介绍如下。如图4 所示是WXK-1A 型的板面图, K1 为电流总开关, 开关K3、K4 及电位器W5 和电表CB2 属于温差电偶真空计部分, 其余均属于热阴极电离真空计部分,温差电偶真空规管和电离真空规管已经焊接在真空系统上, 测量时, 各用一根电缆线与复合真空计相接, 在使用前或停止使用时, 应该使面板上的所有开关都处于关闭状态, 如图4 所示。

复合真空计

       (1) 温差电偶真空计的使用: 接通电流, 预热10 min, 使K4 放在(加热电流) 位置,调节W5 使CB2 表的指针在下面一行刻度( mA) 上达到加热电流的规定值( 记在每只温差电偶真空管的管座上或按说明书规定) , 然后使K4 放在( 测量)位置,从CB2 表的上面一行刻度( mV) 可读出温差电偶电动势, 利用规管标准曲线, 即可查出所测的真空度( 有的温差电偶真空度直接刻在CB2 表分度盘上)。

       (2) 电离真空计的使用: 当被测系统的真空度低于0.1 Pa 时,不能接通电离真空计,否则会烧坏电离真空规管, 必须在温差电偶真空计CB2表的指针达到满偏转刻度时, 才能使用电离计,电离真空计暂时不用时,需断开电离计电源,否则会影响电离真空规管的寿命。

      ① 发射电源的调节: 在未接通电源时, 采用五芯电缆线把电离真空规管与仪器联接,带鳄鱼夹的接线与电离真空规管板极联接, 有香蕉插头一端与仪器背面接线柱连接, 接通电源, 预热10 min, 把K7放在( 测) 位置, K6 放在( 发射电流)位置,调W4 使CB1 表指针指在红色标线“5”处。此时发射电流即为标准值5 mA。

      ② 零点调整: 完成上一步后, K6放在( 测量)位置,K5 放在(调零)位置, 调节W3让表的指针指向零。

     ③ 满偏转刻度调整: 完成调零工作后, 把K5置于( 测量)位置,把W1 调到(校准)位置,调节W2使指针满刻度。

    ④ 测量压强( 真空度) : 完成上一步后, 将W1转到量程103, 102, ⋯ ; 由电表指示的数值乘以量程开关所指示的数值, 即所测量真空度之值。

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