Đo áp suất chân không là một yếu tố cơ bản của tất cả các ứng dụng chân không, nhưng không có gì như một máy đo chân không phổ quát.
Khi nói đến việc đo áp suất chân không, không có máy đo nào sẽ phản ứng chính xác trong toàn bộ phạm vi chân không (từ áp suất khí quyển đến 10 -12 mbar). Đó là lý do tại sao sự hiểu biết rõ ràng về sự khác biệt giữa các loại máy đo là điều cần thiết để khớp chúng với bối cảnh hoạt động phù hợp.
Trong bài đăng trên blog này, chúng tôi đánh giá các đồng hồ đo trực tiếp so với gián tiếp và giải nén các đặc điểm cốt lõi của mỗi loại để bạn có thể so sánh chúng dễ dàng hơn.
Đồng hồ đo chân không trực tiếp: tổng quan
Máy đo trực tiếp đo áp suất chân không độc lập với các loại khí. Có bốn loại máy đo trực tiếp đáng xem xét để đo áp suất chân không.
Dưới đây là tổng quan về cách mỗi chức năng hoạt động:
Đồng hồ đo chân không dạng đàn hồi
Trong các máy đo chân không có thành phần đàn hồi, một buồng chân không được đóng kín và hút chân không được tách ra bởi một màng ngăn từ buồng trong đó áp suất chân không được đo.
Phần đầu tiên đóng vai trò là khoang tham chiếu. Khi hút chân không tăng, chênh lệch giữa áp suất được đo và áp suất trong khoang tham chiếu giảm. Điều này làm cho màng ngăn uốn cong - 'yếu tố đàn hồi'. Chuyển động này sau đó được chuyển sang một mặt số, bằng điện hoặc cơ học, và được chuyển đổi thành tín hiệu đo điện.
Đồng hồ đo chân không Bourdon
Đồng hồ đo này giúp xác định khoảng áp suất từ 10 mbar đến áp suất khí quyển. Đồng hồ đo này được coi là đơn giản nhất và phổ biến nhất trong số các đồng hồ đo trực tiếp.
Nó có nguồn gốc từ bên trong một ống được uốn cong thành một vòng tròn và kết nối với hệ thống chân không. Ống bị uốn cong (nhiều hoặc ít) trong quá trình hút chân không do áp suất khí quyển. Sự uốn cong này kích hoạt việc bố trí con trỏ gắn vào ống, và áp suất tương ứng được đọc trên thang đo tuyến tính.
Máy đo chân không viên nang
Dụng cụ đo này cho các chỉ số độc lập với sự thay đổi áp suất khí quyển và lấy tên của nó từ viên nang màng kín, chân không, có thành mỏng bên trong.
Khi áp suất chân không giảm, viên nang sẽ phồng lên. Chuyển động này được truyền đến một mặt số thông qua một hệ thống đòn bẩy và sau đó có thể được đọc dưới dạng áp suất trên thang đo tuyến tính.
Đồng hồ đo điện dung màng (CDG)
Phép đo điện dung được thực hiện khi tụ điện dạng tấm được tạo ra bởi màng ngăn với một điện cực cố định phía sau.
Khi khoảng cách giữa hai tấm của tụ điện này thay đổi, chúng ta ghi lại một "thay đổi điện dung". Sự thay đổi này tỷ lệ thuận với sự thay đổi áp suất và được chuyển đổi thành tín hiệu đo điện tương ứng. Một buồng tham chiếu được hút chân không được sử dụng làm tham chiếu cho các phép đo.
CDG có thể đo áp suất từ 10 -5 mbar đến cao hơn áp suất khí quyển. Tùy thuộc vào phạm vi áp suất cần đo, máy đo điện dung có màng ngăn có độ dày khác nhau (và do đó độ nhạy).
Liên quan: Chất lượng chân không được thể hiện bằng lượng phân tử khí còn lại trong hệ thống, và chân không chất lượng cao là loại có tương đối ít phân tử bên trong. Đồng hồ đo được sử dụng để xác định áp suất tuyệt đối của chúng (và do đó, chất lượng chân không), - điều này làm cho việc hiểu biết thêm về đồng hồ đo trực tiếp so với gián tiếp trở nên cần thiết - nhưng khi xem xét loại đồng hồ đo nào để sử dụng, bạn cũng nên suy nghĩ về việc bảo trì và an toàn hệ thống chân không
Đồng hồ đo chân không gián tiếp: tổng quan
Đồng hồ đo gián tiếp đo một hiệu ứng vật lý tỷ lệ thuận với áp suất chân không;có 3 đồng hồ đo gián tiếp chính cần biết.
Đồng hồ Pirani
Máy đo này sử dụng độ dẫn nhiệt của khí để đo áp suất từ 10 -4 mbar đến áp suất khí quyển.
Trong hình dưới đây, bạn có thể thấy sợi trong đầu dò tạo thành một cánh của cầu Wheatstone. Trong một chế độ hoạt động, điện áp áp dụng cho cầu nối được kiểm soát theo cách mà điện trở của sợi (và do đó, nhiệt độ) vẫn không đổi bất kể lượng nhiệt mà nó phát ra. Vì sự truyền nhiệt từ sợi dây đến khí tăng lên với áp suất cao hơn, điện áp trên cầu nối là một phép đo áp suất.
Đồng hồ đo chân không ion hóa catot nóng
Máy đo này phát ra các electron từ catot được hút vào cực dương có điện tích dương, ion hóa các phân tử khí trong quá trình chuyển giao.
Dòng ion được tạo ra tỷ lệ thuận với áp suất khí được đo. Các cảm biến catốt nóng được sử dụng chủ yếu ngày nay dựa trên nguyên tắc Bayard-Alpert (BA). Các máy đo BA này tuân theo các nguyên tắc tương tự và được phát minh vào năm 1950 để vượt qua giới hạn đo áp suất chân không bằng máy đo triode ~10 -8 mbar.
Dụng cụ đo ion hóa catốt lạnh
Trong các máy đo này, catot thường hoạt động theo nguyên tắc magnetron đảo ngược.
Việc xả khí được đánh lửa bằng cách áp dụng điện áp cao, và dòng điện thu được được đưa ra dưới dạng tín hiệu tỷ lệ với áp suất hiện tại. Trong khi đó, việc xả khí được duy trì ở áp suất thấp với sự trợ giúp của từ trường được áp dụng.
Hệ thống này yêu cầu điện áp đánh lửa cao lên đến 3,5 kV DC. Điện áp tăng tốc cao này làm cho các electron đi đường ngắn nhất đến vòng hoặc chốt dương. Từ trường vĩnh viễn ép chúng vào đường xoắn ốc hẹp, làm tăng thời gian 'lưu trú' của chúng và khả năng ion hóa các nguyên tử khí. Điều này tạo ra dòng điện ion vĩnh viễn tỷ lệ thuận với áp suất chân không.
͏͏ ͏͏
Sản phẩm của chúng tôi
