真空的获得与测量实验报告
真空的获得和测量
霍尔传感器测量铁磁材料 磁滞回线和磁化曲线 ２ 、实验内容 （１）基本内容：测量模具钢的初始化曲 线和磁滞回线。 （２）选做内容：作软铁材料或矽钢片材 料的基本磁化曲线；用示 波器观察模 具钢材料的交流磁特性，测量材料的饱 和磁感应强度和矫顽力。
磁化强度的测量 一、实验目的要求 １、了解磁化强度的 测量原理。 ２、测量铁磁材料的 磁化强度值。 ３、掌握磁天平测量 磁化强度的操作技术。 二、实验仪器
霍尔传感器测量铁磁材料 磁滞回线和磁化曲线
1、 HM-1霍尔法磁滞回线和磁化曲线测定仪由以 下部分组成： （１）SXG-2000数字式毫特仪：四位半LED显示 ；量程2000mT；分辨率位0.1mT；基本误差优 于土1％；(读数)土0．01％(满度)。 （２） IS600恒流电源：四位半LED显示；可调 恒定电流0—600.0mA。最大输出电压大于19V 。 （３）实心铁芯样品(绕有2000匝励磁线圈)。截 面长2.00cm，宽2.00cm间隔2.0mm。
磁化强度的测量
三、实验内容 对铁磁质的磁特性测量是研究自发磁化的基础。本 实验将应用磁秤法测量磁特性重要参数－－磁化强度。 各向同性非铁磁质的磁化强度 与引起磁化的磁感应 强度 方向平行，（相同时呈顺磁性，相反时呈抗磁 性。）且 与 大小呈正比。但铁磁质中 与 方向不总是 平行，大小也不成正比。对非铁磁质适用的公式 应 用到铁磁质上时，磁介质常数 不再是一个常数， 磁化过程中，磁化强度 随着磁场强度 的增长而趋近 极限值，这个极限值就叫饱和磁化强度 。
真空的获得和测量
2、油扩散泵 油扩散泵底部为蒸发器，蒸发器内储存高真空油， 这油经泵外的电炉加热后产生一定的蒸汽压，其压强 约为10-1mmHg数量级，蒸汽沿着导管传输到上部，经 由伞形喷咀下喷出，因为喷咀外面的气体压强较低， 约在1E-2mmHg，于是蒸汽流可向下喷出一长段距离， 构成一个向出气口方向运动的射流，并具有高的射流 速度（例如每秒200• 左右）、浓的蒸汽流密度及大的 米 油分子量(约为500),• 些决定了蒸汽流具有优越的载 这 运分子的能力。
7-1 真空获得与测量实验
7-1 真空的获得与测量实验引言真空技术已成为先进的科学技术之一，被广泛应用于工业生产、科学研究的各个领域。
它与电子管真空工业、原子能、宇宙航行及空间科学研究、表面物理研究、微电子学等有着紧密地联系。
真空技术的主要环节和基础是真空的获得，真空的测量及真空检漏等，通过本实验我们将对这些实验的方法和手段进行初步的学习和了解。
实验预习1． 学习旋片式机械真空泵、油扩散泵的工作原理；2． 了解真空的获得与测量实验系统及实验注意事项。
实验目的1．通过低真空的获得，学习使用旋片式机械真空泵和测量低真空的热偶计。
掌握测量容器的体积比。
2．通过高真空的获得，学习使用油扩散真空泵和测量高真空的电离真空计。
3．了解玻璃管和金属在高真空中的放气现象和去气方法。
4．通过制作放电管，掌握对放电管充气方法，观察放电管放电现象，并计算最佳放电时放电管内的气压差。
4．测量氦（或氖）放电管光谱，并进行光谱分析（选做）。
实验装置一、真空系统该实验装置由被抽真空的容器，旋片式机械真空泵和油扩散真空泵，测量真空度的热电偶真空计、电离真空计，不锈波纹钢管道和真空阀门所连成的一个整体系统称为真空系统。
系统结构如图7-1-1所示。
TG 1、TG 2——热偶真空规管， IG ——电离真空规管；A 、B 、C ——真空容器；1V ——油扩散泵蝶阀，2V 、3V 、4V 、6V 、8V 、9V 、10V 、11V ——角阀，5V ——针形阀， 7V ——电磁真空压差阀，12V ——三通阀，13V 、14V ——两级压力调节器；H ——加热炉，C T ——加热炉温度计扩散泵 机械泵差压传感器I 差压传感器II加热炉充气瓶放电管 充气连接管通大气图7-1-1 真空获得与测量实验系统结构图1．低真空系统。
该部分实验利用理想气体波义耳定律测量容器A 和容器B 的容积比。
低真空通过旋片机械泵获取，连接在机械泵上的电磁阀在接通电源时将抽气口与被抽系统接通，停泵时，割断泵与被抽系统的连接，而与大气相通，防止机械泵返油。
真空获得与测量实验报告
真空获得与测量(实验报告)【摘要】真空是指低于大气压力的气体的给定空间。
本文就真空的获得与真空的测量展开讨论，探究这两种技术的基本原理和方法，并对有关设备仪器的使用方法和构造机理进行简要的介绍和分析。
通过对本实验的操作，使我们对电子衍射仪有了初步的认识，为电子衍射实验打好基础。
【关键词】机械泵、油扩散泵、电离真空计、电偶真空计、真空度。
【引言】真空是指低于大气压力的气体的给定空间，即每立方厘米空间中气体分子数大约少于两千五百亿亿个的给定空间。
真空是相对于大气压来说的，并非空间没有物质存在。
用现代抽气方法获得的最低压力，每立方厘米的空间里仍然会有数百个分子存在。
气体稀薄程度是对真空的一种客观量度，最直接的物理量度是单位体积中的气体分子数。
气体分子密度越小，气体压力越低，真空就越高。
但由于历史原因，量度真空通常都用压力表示。
在真空实用技术中，真空的获得和测量是两个最重要的方面，在一个真空系统中，真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。
目前常用的真空获得设备主要有旋片式机械真空泵、油扩散泵、涡轮分子泵、低温泵等。
真空测量仪器主要有U型真空计、热传导真空计、电离真空计等。
随着电子技术和计算机技术的发展，各种真空获得设备向高抽速、高极限真空、无污染方向发展。
各种真空测量设备与微型计算机相结合，具有数字显示、数据打印、自动监控和自动切换量程等功能。
【正文】真空的获得需要许多器材的配合使用，譬如：真空泵，真空计等。
首先，我们必须对这些器材的内部机理和使用方法做初步的了解，否则盲目地操作会导致仪器的损坏和实验的失败。
（一）真空泵包括机械泵和油扩散泵。
实验室中采用的是旋片式机械泵，其工作原理比较简单。
油扩散泵的工作原理和操作注意事项比较复杂。
（1）油扩散泵的一侧有两个水孔，供冷却水流进流出之用。
在实验过程中，冷却水流量的选择非常重要。
冷却水打开的时间一般在油扩散泵开启之前，因为油扩散泵的加热时间需要四十分钟，所以开始时冷却水的流量可以选择小些，这样可以达到节约水的目的。
实验七：真空的获得与测量
近代物理实验预习报告学生姓名：学号：专业班级：实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩：真空的获得与测量【实验目的】1.了解真空技术基础。
2.利用机械泵组获得真空，并使用符合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
【实验原理】空气度是对空气稀薄程度的一种客观度量，单位体积中的气体分子数较少，表明真空度越高。
通常真空度用气体压强来表示，压强越低真空度越高。
按照国际的单位制（SI），压强单位是牛顿/米2，称为帕斯卡，简称帕（Pa）。
表1为不同压强单位的转换标准。
表格 1 不同压强单位的转换比例单位帕/Pa 托/Torr 毫巴/mbar 标准大气压1Pa 1 7.5×10-31×10-29.87×10-61Torr 133.3 1 1.333 1.316×10-3 1mbar 100 0.75 1 9.87×10-41atm 1．013×105760 1.013×103 1在近代物理实验中通常根据真空度的获得和测量方法的不同，可将真空区域划分为一下五个范围，见表2.表格 2 真空区域划分真空区域粗真空低真空高真空超高真空极高真空范围（Pa）105～103103～10-110-1～10-610-6～10-12<10-12抽气系统机械泵吸附泵机械泵吸附泵扩散泵分子泵分子泵低温泵离子泵测量仪器U型管压差计电阻真空计电离规超高真空电离技热偶真空计潘宁规真空技术，一般包括真空的获得、测量、检漏以及系统的设计与计算等。
它已发展成为一门独立的科学技术，广泛应用于科学研究、工业生产的各个领域中。
对真空技术的学习和充分掌握已成为一项重要的基本实验技能，以下我们将对真空的获得与测量进行简要介绍。
为了获得真空，就必须设法将气体外子从容器中抽出。
凡是能从容器中抽出气体，使气体压强降低的装置均可称为真空泵，真空泵按其工作机理可分为排气型和吸气型两大类，排气型真空泵是利用内部的各种压缩机构，将被抽容器中的气体压缩到排气口，而将气体排出泵体之外,如机械泵、扩散泵和分子泵等.吸气型真空泵则是在封闭的真空系统中,利用各种表面吸气剂)吸气的办法将被抽空间的气体分子长期吸着在吸气剂表面上,使被抽容器保持真空.如.吸附泵、离子泵和低温泵等。
真空获得与测量实验报告
真空获得与测量实验报告真空获得与测量实验报告引言：真空技术在科学研究、工业生产和医学诊断等领域具有重要的应用价值。
为了获得高质量的真空环境，科学家们进行了一系列的实验研究。
本实验旨在探究真空获得的方法和真空度的测量。
一、真空获得的方法1.机械泵机械泵是最常用的真空获得装置之一。
它通过机械运动将气体从容器中抽出，从而降低压力。
机械泵适用于中低真空范围，操作简便，但不能获得高真空。
2.扩散泵扩散泵是一种能够获得高真空的装置。
它通过将气体分子扩散到高速运动的喷嘴上，再通过冷凝或吸附的方式将气体排出。
扩散泵在高真空实验中具有广泛应用，但需要较长的预抽时间。
3.离心泵离心泵是一种利用离心力将气体从容器中排出的装置。
它适用于高真空获得，具有较高的抽速和较短的预抽时间。
离心泵广泛应用于科学研究和工业生产领域。
二、真空度的测量1.毛细流量法毛细流量法是一种常用的真空度测量方法。
它利用毛细管中气体流动的特性来测量真空度。
通过测量气体经过毛细管的流量和压差，可以计算出真空度的大小。
2.热导法热导法是一种基于热传导原理的真空度测量方法。
它利用热传导的速率与气体压力之间的关系来测量真空度。
通过在真空容器中加热一个导热体，测量导热体的温升和导热速率，可以计算出真空度的数值。
3.离子化法离子化法是一种基于气体分子电离的真空度测量方法。
它利用电离电流与气体压力之间的关系来测量真空度。
通过在真空容器中加入一个电离器，测量电离电流的大小，可以计算出真空度的大小。
结论：通过本次实验，我们了解了真空获得的方法和真空度的测量方法。
机械泵、扩散泵和离心泵是常用的真空获得装置，分别适用于不同的真空范围。
毛细流量法、热导法和离子化法是常用的真空度测量方法，各有优缺点。
在实际应用中，需要根据具体情况选择合适的真空获得装置和真空度测量方法，以获得高质量的真空环境。
参考文献：[1] 朱玉涛, 梁军. 真空技术与应用[M]. 北京: 科学出版社, 2011.[2] 陈伟, 张磊. 真空技术实验指导[M]. 北京: 高等教育出版社, 2019.[3] 李明, 王丽. 真空度测量方法的比较与分析[J]. 仪器仪表学报, 2018, 39(4): 1-8.。
真空获得与测量实验一、实验目的本实验的目的是利用真空获得与
真空获得与测量实验一、实验目的本实验的目的是利用真空获得与测量系统研究高真空的获得过程及该系统真空度随时间的变化率。
二、 实验仪器真空室、机械泵、分子泵、分子泵控制电源、热偶规、电离规、冷水机。
三、实验原理3.1 真空的基本知识1)真空及其单位所谓真空是指低于一个大气压的气体空间。
同正常的大气相比，是比较稀薄的气体状态。
当气体处于平衡时，可得到描述气体性质的气体状态方程，即 nkT p = （3-1） 或RT Mm pV =（3-2） 式中，p 为压强(Pa)；n 是气体分子密度(个／m 3)，V 为体积(m 3)；M 为气体分子量(kg/mol)；m 是气体质量(kg)；T 是绝对温度(K)；k 是玻尔兹曼常数(1.38×10-23J/K)；R 为气体普适常数(8.314J ／mol ．K)，也可用R ＝N A ．k 来表示，N A 是阿伏伽德罗常数(6.023×1023个／mol)。
于是，由式(3—1)可得Tp n 22102.7⨯= (3-3) 由式(3—3)可知，在标准状态下．任何气体分子的密度约为3×1019个／cm 3。
即使在p=1.3×10-11Pa 这样很高的真空度时，T=293K ，则n ＝4×103个／cm 3。
因此，所谓真空是相对的，绝对的真空是不存在的。
通常所说的真空是—种“相对真空”。
在真空技术中对于真空度的高低，可以用多个参量来度量，最常用的有“真空度”和“压强”。
此外，也可用气体分子密度、气体分子的平均自由程、形成一个分子层所需的时间等来表示。
“真空度”和“压强”是两个概念，不能混淆．压强越低意味着单位体积中气体分子数愈少，真空度愈高，反之真空度越低则压强就越高。
由于真空度与压强有关，所以真空的度量单位是用压强来表示。
在真空技术中，压强所采用的法定计量单位是帕斯卡(Pascal)，系千克米秒制单位，简称帕(Pa)，是目前国际上推荐使用的国际单位制( SI)。
真空的获得与测量实验报告
真空的获得与测量实验报告摘要本实验利用机械泵和扩散泵来获得高真空状态，由复合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
通过本实验我们了解了真空的获得与测量以及相关仪器的工作原理，掌握了初级真空、高真空的获得与测量的基本方法。
本实验重点就是注意事项，通过本次实验不仅仅掌握了本实验仪器的注意事项，并且了解了对于实验仪器的注意事项分析方法。
关键词机械泵，扩散泵，真空计，高真空正文1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验，获得真空。
1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球试验。
真空技术在工业生产和科学研究中广泛的应用。
真空技术主要包括真空的获得、测量和检查漏气等方面的内容。
目前，真空技术在近代尖端科学技术，如高能粒子加速器、大规模集成电路、表面科学、薄膜技术、材料工艺和空间技术等工作中都占有关键的地位，在一般工业生产中的应用则种类繁多，包括化学工业、医学工业、制盐制糖工业、食品工业、电子工业等。
一、原理简析及仪器设备简介真空状态下气体的稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
真空度越高，气体压强越低，气体分子越稀少。
根据压强值的不同，大致可分为五个区域：粗真空760～10托，低真空10～10-3托，高真空10-3～10-8托，超高真空10-8～10-12托，极高真空小于10-12托。
（一）真空的获得实验中利用机械泵和扩散泵来获得高真空状态。
下面对它们进行一下简单的介绍。
1．机械泵机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空的泵。
机械泵目前常用的是旋片式机械泵。
使用机械泵时应注意：①应经常保持油位在油标线附近，以保持其良好的密封性。
②开启机械泵时，应保证电源之三相均有良好的电接触，应使转子转动方向与箭头方向一致(顺时针)，不得反转。
③保持泵内清洁，防止异物落入。
④泵运转过程中，操作者不得离开，一旦电源发生故障应及时处理。
低真空获得与测量实验报告
竭诚为您提供优质文档/双击可除低真空获得与测量实验报告篇一：真空获得和测量实验报告真空获得和测量实验报告物理11211180243徐旭东摘要：本实验用机械泵与扩散泵串联而成的高真空机组来获得真空，由复合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
就实验室常用的真空获得工具以及测量仪器进行实验介绍以及使用注意事项的介绍。
关键字：真空机械泵扩散泵热电偶真空计电离真空计引言：通常，我们说宇宙空间是没有空气的真空。
真空一词，字面意思就是“完全空”，“空无一物”，什么都没有。
但是，实地检测一下航天飞机轨道附近的空间，却发现那里仍然存在着稀薄的空气。
即使是真空包装袋和暖水瓶瓶胆夹层里面，也不是什么都没有。
我们无论采用什么办法，都无法使我们所说的真空真的是“没有一点空气”。
我们所说的真空，不过是“空气极其稀薄的空间”罢了。
一、实验原理1、真空度及真空区域的划分真空是指充有低于一个大气压压强的气体的给定空间。
即分子密度小于2.5×10分子数∕cm的给定空间。
真空度的国际单位是pa。
按照气体空间的物理特性常用真空泵和真空规的有效使用范围以及真空技术运用的特点，将真空定性地划分为五个区段：（1）粗真空：1.013×10∧5～1.333×10∧3pa;（2）低真空：1.333×10∧3～1.333×10∧-1pa;（3）高真空：1.333×10∧-1～1.333×10∧-6pa;（4）超高真空:1.333×10∧-6～1.333×10∧-10pa;（5）极高真空:＜1.333×10∧-10pa.2、低真空的获得获得低真空的常用的方法是机械泵。
机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空的泵。
目前常用的是旋片式机械泵。
3、高真空的获得最早用来获得高真空的泵是扩散泵，扩散泵是靠油的蒸发－喷射－凝结重复循环来实现抽气的，由于射流具有高流速（约200m/s），高的蒸汽密度，且扩散泵油分子量大（300～500），故能有效的带走气体分子。
真空的获得和测量
真空的获得和测量一、 实验目的1．了解基本的真空系统的结构2．了解低真空的获得设备－机械泵的原理及使用3．了解热传导真空计、U型真空计、高频火花真空测定仪的原理及使用二、 实验原理真空系统是指压强小于1个大气压的系统。
1．真空的获得（1） 机械泵课件中有详细的介绍，该部分内容要求学生自学。
（2） 扩散泵（本次实验中并未使用，给学生简单介绍）扩散泵是靠油的蒸发－喷射－凝结重复循环来实现抽气的，由于射流具有高流速（约200m/s），高的蒸汽密度，且扩散泵油分子量大（300～500），故能有效的带走气体分子。
气体分子被带往出口处再由机械泵抽走。
2．真空的测量测量真空的仪器种类很多，本实验选用U型压力计、热偶真空计和高频电火花真空测定仪。
（1） 水银U型压力计构造简单，无需校准，可以在气压不太低时使用。
一般压力计一端封闭，另一端接入真空系统，封闭断为真空，这样压力计可直接指示总压力，两边水银柱的高度差即为总压力。
对于精密工作则需进行温度修正。
对于压力较低（低于103Pa）的测量，油压力计比水银压力计更精确，因为油的密度低得多，绝对压力由下式给出P=ρ油gh式中h是油压力计的读数。
（2） 热偶真空规的原理是利用在低气压下气体的热导率与压强之间的依赖关系。
在玻璃管中封入加热丝及两根不同金属丝制成一对热电偶。
当加热丝通以恒定的电流时，热丝的温度一定，当气体压强降低时，O点温度升高，则热电偶两端的热电动势增大，由外接毫伏计读出电压升高，压强与热电动势并非线性关系。
热偶真空计的测量范围大约在100～10-1Pa之间，它不能测量再低的压强，这是因为当压强更低时，热丝的温度较高，此时气体分子热传导带走的热量很小，而由热丝引线本身产生的热传导和热辐射这两部分不再与压强有关，因此就达到了测量下限。
（3） 高频电火花真空测定仪（捡漏仪）是一种粗略测量玻璃真空系统的仪器，接通电源后，调节放电火花间隙，当产生击穿放电时，将高频放电探头在被抽容器处不停的移动。
2010真空的获得和测量 实验报告
真空的获得与测量摘要真空技术主要包括真空获得、测量及检漏。
对于不同的真空范围，分别采用不同的仪器设备。
本实验用机械泵与扩散泵串联而成的高真空机组来获得真空，由复合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
高频火花探漏器可用以判断非金属部件是否漏气，并可粗略地估计一定的真空范围。
关键字真空的获得真空的测量真空检漏引言“真空”泛指低于一个大气压的气体状态。
目前，真空技术在近代尖端科学技术，如高能粒子加速器、大规模集成电路、表面科学、薄膜技术、材料工艺和空间技术等工作中都占有关键的地位，在一般工业生产中的应用则种类繁多，包括化学工业，医学工业，制盐制糖工业，食品工业，电子工业等。
超高真空还促进了半导体器件、大规模集成电路和超导材料、纳米材料等的发展。
为了了解真空技术的基本知识，掌握高真空的获得和测量的基本原理和方法，我们进行真空技术的基本功训练。
正文一、真空技术的发展1643年，意大利物理学家托里拆利发现，真空和自然空间有大气和大气压力存在。
1650年，德国的盖利克制成活塞真空泵。
1654年，他在马德堡进行了著名的马德堡半球试验，这个试验证明，空间有大气存在，且大气有巨大的压力。
19世纪中后期，英国工业革命的成功，促进了生产力和科学实验发展，同时也推动了真空技术的发展。
1850年和1865年，先后发明了汞柱真空泵和汞滴真空泵，从而研制成了白炽灯泡（1879）、阴极射线管（1879）、杜瓦瓶（1893）和压缩式真空计（1874）。
压缩式真空计的应用首次使低压力的测量成为可能。
20世纪初，真空电子管出现，促使真空技术向高真空发展。
1935～1937年发明了气镇真空泵、油扩散泵和冷阴极电离计。
这些成果和1906年制成的皮拉尼真空计至今仍为大多数真空系统所常用。
1940年以后，真空应用扩大到核研究（回旋加速器和同位素分离等）、真空冶金、真空镀膜和冷冻干燥等方面，真空技术开始成为一个独立的学科。
第二次世界大战期间，原子物理试验的需要和通信对高质量电真空器件的需要，又进一步促进了真空技术的发展。
真空的获得与测量总结报告
真空的获得与测量摘要真空技术在近代尖端科学技术中占有关键的地位，本实验要学习高真空的获得与测量方法，熟悉真空获得的相关设备和仪器，并掌握其使用方法，同时测量真空度随时间的变化。
关键词高真空机械泵油扩散泵引言真空技术始于1634年，由托里拆利将一端密封的长玻璃管注满汞并倒置于盛有汞的槽里，发现汞柱顶端产生真空。
自20世纪初起，随着电子管的研究和产生，逐步建立起了能够获得与测量压强低于710-Torr的高真空设备与技术；到20世纪50年代，随着表面物理，原子能物理，以及半导体、电子计算机、航空技术的迅速发展，发展了超高真空技术；到20世纪70年代，又进一步提高到压强低于1110-Torr的极高真空。
目前，真空技术在近代尖端科学技术中占有关键的地位。
实验原理真空技术主要包括真空的获得、测量和检查漏气等方面的内容。
1．高真空的获得获得真空用真空泵。
真空泵按工作条件的不同分为两类：能够在大气压下工作的真空泵称为初级泵（如机器泵），用来产生预备真空，需要在预备条件下才能工作的真空泵称为次级泵（如扩散泵），次级泵用来进一步提高真空度，获得高真空。
(1)机器泵一般采用油封转片式机器泵，其结构如图1 所示，在圆柱形气缸（定子）内有偏心圆柱作为转子，当转子绕轴转动时，其最上部与气缸内表面紧密接触，沿转子的直径装有两个滑动片（简称滑片），其间装有弹簧，使滑动片在转子转动时与气缸内表面紧密接触，当转子沿箭头所指方向转动时，就可以把被抽容器内的气体由进气管吸入而经过排气孔，排气阀排出机械泵。
为了减少转动摩擦和防止漏气，排气阀及其下部的机械泵内部的空腔部分用密封油密封。
机械泵用的密封油是一种矿物油，要求在机械泵的工作温度下有小的饱和蒸汽压和适当的粘度，机器泵的极限真空度一般在110-Pa。
(2)扩散泵一般多采用油扩散泵，其结构如图2 所示，扩散泵是高真空泵，当机器泵的极限真空度不能满足要求时，通常加扩散泵来获得高真空。
这种泵不能从通常气压下开始工作，只能在低于6.0Pa气压下才能工作。
真空的获得与测量实验报告
真空的获得与测量【摘要】：在真空实用技术中，真空的获得和测量是两个最重要的方面，在一个真空系统中，真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。
目前常用的真空获得设备主要有旋片式机械真空泵、油扩散泵、涡轮分子泵、低温泵等。
真空测量仪器主要有U 型真空计、热传导真空计、电离真空计等。
随着电子技术和计算机技术的发展，各种真空获得设备向高抽速、高极限真空、无污染方向发展。
真空技术已应用于电子技术、航空航天技术、加速器、微电子、工农生产、日常生活等各个领域。
本实验主要是了解最基本的真空系统的结构，尤其是低真空系统的结构，了解低真空的获得设备－机械泵以及热传导真空计、U 型真空。
【关键词】：真空泵，真空获得，测量，真空计 【前言】：“真空”泛指一个大气压的气体状态。
随着各门科学技术的迅速发展和相互渗透，真空作为一门单独的学科已显得尤为重要，它与电真空工业、原子能、宇宙航行及空间科学研究、表面物理研究、微电子学及真空冶金等有着密切联系并有着广泛地应用。
真空技术的主要环节和基础是真空的获得、真空的测量及真空检漏等。
【正文】：真空环境的获得往往需要不同种类的真空泵联合使用。
真空泵的基本原理：当泵工作后，形成压差，p 1 > p 2，实现了抽气。
按获得真空方法的原理不同，可将真空泵分为两大类，即输运式真空泵和捕获式真空泵。
输运式真空泵采用对气体进行压缩的方式将气体分子输运至真空系统之外，而捕获式真空泵则依靠在真空系统内凝集或吸附气体分子的方式将气体分子捕获，而提高真空系统的真空度。
输运式真空泵又分为机械式气体输运泵和气流式气体输运泵。
真空泵的主要参数： A)抽气效率S=1P P tV =∆∆定义为泵的进气口任意给定压强下，单位时间内流入泵内的气体体积。
或表示为S=PQ ，其中Q 为单位时间内流入泵的气体量。
泵的抽气效率S 并不是常数，随P 变化。
B)极限压强 Pu （极限真空）C)最高工作压强PmD)工作压强范围（Pu —Pm ）：泵能正常工作的压强范围 （一）真空的获得1、机械泵机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空的泵。
真空的获得与测量
真空的获得与测量一、实验目的1、学习真空的基础知识，了解常用真空泵、真空规；2、学习使用机械泵对定容容器抽真空，并用真空计测量真空，计算有效抽速；3、学习使用静态升压法来检测真空系统漏率并判断漏气来源。
二、实验原理1、真空的基本概念（1）真空：低于一个大气压的气体状态。
自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。
人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。
（2）真空量度单位1标准大气压=760mmHg=760Torr =1.013×105Pa ，1Torr=133.3Pa（3）真空区域的划分目前尚无统一规定，常见的划分为：粗真空 105-103 Pa ；低真空 103-10-1 Pa ；高真空 10-1-10-6 Pa ；超高真空 10-6-10-10 Pa；极高真空 <10-10 Pa 。
2、真空的获得——真空泵（1）原理：如图所示，当泵工作后，形成压差，p1 >p2，实现了抽气。
（2）真空泵的分类气体传输泵是一种能将气体不断地吸入并排出泵外以达到抽气目的的真空泵，例如旋片机械泵、油扩散泵、涡轮分子泵。
气体捕集泵是一种使气体分子短期或永久吸附、凝结在泵内表面的真空泵，例如分子筛吸附泵、钛升华泵、溅射离子泵、低温泵和吸气剂泵。
（3）旋片机械泵旋片泵主要由泵体、转子、旋片、端盖、弹簧等组成。
在旋片泵的腔内偏心地安装一个转子，转子外圆与泵腔内表面相切（二者有很小的间隙），转子槽内装有带弹簧的二个旋片。
旋转时，靠离心力和弹簧的张力使旋片顶端与泵腔的内壁保持接触，转子旋转带动旋片沿泵腔内壁滑动。
工作原理：吸气—压缩—排气，定子浸在油中起润滑，密封和堵塞缝隙的作用。
主要参量：抽速和极限压强。
由于极限压强较高，常用做前级泵(预抽泵)。
3、真空测量——电阻真空计在热偶真空规中，在作为热丝的Pt丝中通过恒定强度的电流。
在达到热平衡以后，电流提供的加热功率与通过空间热辐射、金属丝热传导以及气体分子热传导而损失的功率相等，因而热丝的温度将随着真空度的不同而呈现有规律的变化。
真空的获得与测量实验报告
真空的获得与测量实验报告真空的获得与测量实验报告引言：真空是指在一定空间内没有气体分子的状态。
在科学研究和工业生产中，真空的获得和测量是非常重要的。
本文将探讨真空的获得和测量方法，并介绍相关实验的结果和分析。
一、真空的获得方法1. 抽气法抽气法是最常见的获得真空的方法之一。
实验中，我们使用了一台真空泵，通过泵的作用将容器内的气体抽出，从而形成真空环境。
实验中，我们选择了机械泵和分子泵的组合，以提高抽气速度和真空度。
2. 管道密封法管道密封法是指通过对容器进行密封，防止气体进入或逸出，从而形成真空环境。
在实验过程中，我们使用了高质量的密封材料，如橡胶密封圈和金属密封垫片，以确保容器的密封性。
二、真空的测量方法1. 粗真空测量粗真空是指真空度较低的状态，通常用毫米汞柱（mmHg）或帕斯卡（Pa）来表示。
实验中，我们使用了粗真空计来测量真空度。
粗真空计基于压力的测量原理，通过测量气体分子对容器壁的撞击力来确定真空度。
2. 高真空测量高真空是指真空度非常高的状态，通常用帕斯卡（Pa）或托（Torr）来表示。
实验中，我们使用了离子计和热导计来测量高真空。
离子计基于气体分子电离的原理，通过测量电离电流来确定真空度。
热导计则基于气体分子传导热量的原理，通过测量传导热量的变化来确定真空度。
三、实验结果与分析在实验中，我们成功地获得了粗真空和高真空环境，并使用相应的测量仪器进行了真空度的测量。
实验结果显示，通过抽气法和管道密封法，我们可以获得不同程度的真空环境。
在粗真空测量中，我们使用了粗真空计进行测量。
实验结果显示，真空度随着抽气时间的增加而增加，但在一定时间后趋于稳定。
这表明，通过抽气法可以获得一定程度的真空度，但无法达到高真空的状态。
在高真空测量中，我们使用了离子计和热导计进行测量。
实验结果显示，离子计和热导计的测量结果相近，并且真空度随着抽气时间的增加而逐渐增加。
这表明，通过抽气法和使用适当的测量仪器，我们可以获得较高的真空度。
13真空的获得与测量
实验报告： 真空的获得与测量（本报告仅供参考，每个同学应根据指导老师讲解和实际实验过程自行撰写）实验目的：了解真空技术的基本知识；了解真空泵、真空计的工作原理；掌握低、高真空的获得、测量的基本方法和真空机组操作规程。
实验仪器：电子衍射仪v 型实验原理：引言：压强低于一个标准大气压的稀薄气体空间称为真空．在真空状态下，由于气体稀薄，分子之间或分子与其它质点之间的碰撞次数减少，分子在一定时间内碰撞于固体表面上的次数亦相对减少，这导致其有一系列新的物化特性，诸如热传导与对流小，氧化作用少，气体污染小，汽化点低，高真空的绝缘性能好等等．真空技术是基本实验技术之一，真空技术在近代尖端科学技术，如表面科学、薄膜技术、空间科学、高能粒子加速器、微电子学、材料科学等工作中都占有关键的地位，在工业生产中也有日益广泛的应用．一、真空度与气体压强（单位Pa ）真空度是对气体稀薄程度的一种客观度量，单位体积中的气体分子数越少，表明真空度越高．由于气体分子密度不易度量，通常真空度用气体压强来表示，压强越低真空度越高．按照国际单位制(SI)，压强单位是牛顿/米2，称为帕斯卡，简称帕（Pa ）．通常按照气体空间的物理特性及真空技术应用特点，将真空划分为几个区域。
粗真空：105~103 低真空：103~10-1 高真空：10-1~10-5 超高真空：10-5~10-9 极高真空：小于10-9二、真空的特点及应用特点：1、空间气体分子密度极小，仅为大气压下分子密度的万亿分之一，真空可以近似被认为是没有气体污染的空间。
分子密度与气体压强成正比，P n ∝， kT P n =。
2、 气体分子或带电粒子的平均自由程极长，平均运动速率很大，πμRT v 8=（一般为几百米每秒，μ单位千克）其中，K 为波尔兹曼常数，T 为气体温度，d 为分子直径，P 为气体压强。
例如，室温下氮气分子的平均自由程在压强为710-pa 时将长于50km ，而电子和离子的平均自由程分别是气体分子的24和2倍。
真空测量实验报告
真空的测量与获得实验报告物理071 冯才杰 07180120摘要：在本次实验中，我们要学会如何获得真空，并在自己得到的真空中测量出其真空度，最后还要在抽气过程中的真空度进行分析。
关键词：真空、获得、测量 引言：低于一个大气压的气体存在状态称为真空状态，真空程度简称真空度。
某空间真空度愈高，意味着其间压强愈低，气体分子密度愈小。
真空度以压强为计量单位(Pa )。
mmHg 105.7atm 1026869.9Pa 137--⨯≈⨯=根据不同压强下气体的不同性质及使用方便，通常将真空范围划分为5段（如不同的仪器设备。
本实验用机械泵与扩散泵串联而成的高真空机组来获得真空，由复合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
高频火花探漏器可用以判断非金属部件是否漏气，并可粗略地估计一定的真空范围。
正文：一、实验操作过程：（1）①开机准备：F1 关闭，F3 打开，F4 处（a ）位置（即阀杆推进）； ②接通机械泵电源，用热偶计规管G1 测预真空；③ 时，接通冷却水、扩散泵电炉电源，记下时间；并改用 G2规管测量 V2之真空度；④约 30分钟后，即当 时，打开电离规管灯丝预热，并测量真空度；⑤若真空度不能在预期时间内到达，应以高频火花探漏器或配合滴抹乙醇、丙醇等方法检漏；⑥时，对电离规管栅极去气；直至抽到可以进行真空工作所要求的真空度，或至机组的极限真空。
（2）当扩散泵连续工作，而被抽容器又需暴露大气时，应继续如下步骤：①关闭电离规管灯丝开关及高真空阀 F4，改用 G1规管测真空，以监视扩散泵的出口压强；②拉出 F3之阀杆，使处（b）位置，切断机械泵电源；③打开充气阀 F1，对被抽容器充气（不应影响热偶规管G1之指示，如有影响，则说明 F3密封不严，此时不能进行此项操作！），打开被抽容器进行必要的操作；④操作完毕后，恢复其密封状态，并关闭阀 F1；⑤接通机械泵电源，改以 G2管测预真空；⑥后，将 F3之阀杆推进，使处（a）位置，同时打开高真空阀 F4；⑦约待 2-3分钟，后，以电离真空计测量高真空。
真空的获得与测定
如何获得真空？
目前获得真空的技术方法有两种：
通过某些机器的运动把气体直接从密闭容器排出，常被 称为真空泵
通过物理、化学等方法将气体分子吸附或冷凝在低温表 面上。
真空泵的分类
气体传输泵： 能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽气目的的真空 泵 气体捕集崩： 使气体分子吸附或凝集在泵的内表面上，从而减小了容 器内的气体分子数目而达到抽气目的的真空泵
真空的获得与测定
主讲人——卢婷——唐星宇
目录
• 什么是真空？
• 为什么需要获得真空？ • 如何划分真空的级别？ • 怎样获得真空？ • 怎样测量真空度？
什么是真空？
• 本指没有任何实物粒子存在的空间，但什么都不存在的空 间是不存在的。 • 物理上的真空实际上是一片不停波动的能量之海，当能量 达到波峰，能量转化为一对对正反基本粒子，当能量达到 波谷时，一对对正反基本粒子相互湮灭，转化为能量。 • 工业上的真空指的是气压比一标准大气压小的气体空间， 是指稀薄的气体状态。
电离真空计：板极电流的大小， 取决于电子在阴极和栅极之间的 碰撞分子使其电离的数目，该数 目正比于气体的浓度即气体的压 强。测量范围10¯¹-10¯⁶
二、实验步骤
二、实验步骤
谢 谢
转子沿着箭头方向所示旋转， 进气口方面容积逐渐扩大而 吸入气体，同时缩小排气口 方面容积，将已吸入的气体 压缩从排气口排出 极限压强：最低压强10¯¹Pa
一、实验原理 2、真空的测量：热电偶真空计 电离真空计
测量范围：10¯⁶-10
热电偶真空计： 在恒定的电流下， 加热丝的温度高 低取决于真空度， 压强越大，气体 传导热量越多， 加热丝的温度越 低，伏安表测出 的热电动势越小。 测量范围1010¯¹Pa
7-1真空的获得及其测量实验报告
7-1真空的获得及其测量实验报告近代物理实验报告指导教师：得分：实验时间： 2009 年 09 月 17 日，第 3 周，周四，第 5-8 节实验者：班级材料0705 学号 200767025 姓名童凌炜同组者：班级材料0705 学号 2007670 姓名实验地点：综合楼 504实验条件：室内温度℃，相对湿度 %，室内气压实验题目：真空的获得及其测量实验仪器：（注明规格和型号）机械泵（2XZ-4直联高速旋片式真空泵），油扩散泵，FZH-2B 型复合真空计，火花检漏器，玻璃真空系统实验目的：1.了解获得真空的常用方法，学会使用机械泵和油扩散泵的必要知识2.掌握玻璃真空系统的操作步骤3.学会利用膨胀法标定热偶真空规管的原理和操作方法实验原理简述：1.真空的获得及相关设备1.1 机械泵机械泵可以从大气压开始工作，常用来获得高真空泵的前级真空和高真空系统的预备真空，类型有很多种，在实验室中常用的为“旋片式机械泵”。
旋片式机械泵的基本原理是用机械力量带动装有可活动旋片的偏心轮，在气室内旋转运动时重复改变气室内隔间的体积，从而起到将待真空空间内的气体抽入气室内并排出至大气，得到真空环境的作用。
1.1.1 气镇的作用及其原理“气镇”指在排气口附近所开的小孔，适时向气室内放入一定量的大旗，使得抽来的气体中的蒸汽在尚未达到饱和分压时便顶开阀门放弃，防止蒸汽在气室内液化，影响泵油质量，并且造成腐蚀。
气镇在泵开始工作初期要打开，之后关闭。
1.1.2 机械泵的重要指标1.1.2.1 极限真空任何系统都不可能达到绝对真空，而一定存在一个最后的最小压强p u，成为极限真空；极限真空决定了该设备制造的真空度最终能否满足系统的要求，是系统的重要指标之一。
旋片式真空泵的极限真空一般为6*10-2Pa ，实验室下约为1Pa 。
1.1.2.2 抽气速率抽气速率的大小决定了该系统达到所需要的真空度所需要的时间。
抽气速率的单位是L ·s -1，抽气速率与泵口的压强大小有关，一般给出的是泵口压强为101325Pa 时的抽气速率1.2 扩散泵油扩散泵是获得高真空常用的设备，其原理是利用沸腾的油蒸汽高速射流，将抽泣端的气体逐层带入喷射的蒸汽流中，并压入排气端或低真空端，由前级真空泵抽走。
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近代物理实验实验报告
实验课题：真空的获得与测量
班级：物理学061
姓名：任军培
学号：06180130
指导老师：方允樟
2008年12月5日
摘要：本文主要介绍了真空技术的基本知识，重点介绍真空的获得与测量的基本原理及方法，通过本文，可以对真空技术有一个基本的认识。
关键词：真空技术；真空汞；真空计
引言：
低于一个大气压的气体存在状态称为真空状态，真空程度简称真空度。
某空间真空度愈高，意味着其间压强愈低，气体分子密度愈小。
真空度以压强为计量单位(Pa )。
m m Hg 105.7atm 1026869.9Pa 137--⨯≈⨯=
根据不同压强下气体的不同性质及使用方便，通常将真空范围划分为5段（如
不同的仪器设备。
本实验用机械泵与扩散泵串联而成的高真空机组来获得真空，由复合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。
高频火花探漏器可用以判断非金属部件是否漏气，并可粗略地估计一定的真空范围。
正文：
目前，在实验室中广泛使用着机械泵、油扩散泵来获得真空。
机械泵是利用机械旋转造成吸气和排气过程，以获得真空。
常用的是旋片式机械泵，它的主要结构见图4-1-1，油扩散泵是利用气体的扩散性质制作的，结构原理见图4-1-2
测量真空度的设备或仪器叫真空计。
通过使用真空计，我们才能知道需要的真空度是否达到了。
但是，真空度的范围是很宽的，达十几个数量级，不可能由一个或一种真空计完成这样大范围的真空度测量，所以，各种真空计都有一个测量范围，将有范围覆盖的各种真空计组合起来，完成大范围的真空度测量。
下面介绍常用的几种真空计。
热电偶真空计是利用气体分子的热传导性质，通过热电偶产生的电动势来测量真空的。
热电偶真空计的原理见图4-1-3，在恒定的电流下，加热丝的温度高低取决于玻璃壳内的气体压强（即真空度），压强越大，气体传导热量越多，加热丝的温度越低，毫伏表测量出的热电动势越小。
但是，气体的压强与毫伏表的读数之间的关系是很复杂的，不能直接计算，只能用绝对压强计（绝对真空计）校准，校准曲线用图4-1-4表示。
热电偶真空计的测量范围是10 ~ 10-1Pa 。
电离真空计由电离规管和测量电路组成，电离规管类似于一个电子三极管，由阴极（灯丝）、栅极和板极（收集极）组成，其结构见图4-1-5，图4-1-6是电离规管和测量电路的连接方法。
板极电流的大小取决于电子在阴极和栅极之间碰撞分子使其电离的数目，该数目正比于气体的浓度即气体的压强。
普通电离真空计的测量范围是10-1 ~ 10-6Pa ，经改进，电离真空计能测量到10-11Pa 。
高真空机组简介
由真空泵、真空计、真空阀门及冷阱等真空元件，通过真空连接管道，依照恰当的方式组合起来，能够获得一定真空度的装置或设备，统称真空系统。
金属真空系统又称真空机组。
真空阀门是用以打开或截断某气流通路的开关元件。
冷阱是以冷凝剂造成冷壁，以捕集有害气体，提高真空度或保持真空室清洁的元件。
本实验采用Jk -9或Jk -200A 两种型号的高真空机组。
二者仅抽气速率不同，结构组成及其他性能均相同，如图29-6所示。
其中，1P 、2P 分别为机械泵及扩
散泵；1G 、2G 为热偶规管；1G 用以监视扩散泵的预真空；2G 及电离规管3G 用以测量被抽容器2V 的真空度；1F 为充气阀；2F 为电磁三通阀，机械泵运转时自
动至（a ）向，对系统抽气；停止工作时又自动至（b ）向，机械泵入口通大气，以防止返油；3F 为拉杆式三通阀，推进阀杆至（a ）向，可使机械泵与扩散泵串通，拉出阀杆至（b ）向，使机械泵直接串通被抽容器2V ；4F 为高真空阀，可使被抽容器与扩散泵接通或隔离；1V 为储气桶，当机械泵需要停歇时，扩散泵排出的气体可以暂时储存在其中；1l 及2l 等为真空连接管道。
操作步骤
（１）一般情况下，机组应长期保持低真空，此时欲使机组运转，步骤如下： ①开机准备：1F 关闭，4F 打开，3F 处（a ）位置（即阀杆推进）； ②接通机械泵电源，用热偶计规管1G 测预真空；
③Pa 5≤p 时，接通冷却水、扩散泵电炉电源，记下时间；并改用2G 规管测量2V 之真空度；
④约30分钟后，即当Pa 101-≤p 时，打开电离规管灯丝预热，并测量真空度； ⑤若真空度不能在预期时间内到达，应以高频火花探漏器或配合滴抹乙醇、丙醇等方法检漏；
⑥Pa 1053-⨯≤p 时，对电离规管栅极去气；直至抽到可以进行真空工作所要求的真空度，或至机组的极限真空。
*（２）当扩散泵连续工作，而被抽容器又需暴露大气时，应继续如下步骤： ①关闭电离规管灯丝开关及高真空阀4F ，改用1G 规管测真空，以监视扩散泵的出口压强；
②拉出3F 之阀杆，使处（b ）位置，切断机械泵电源；
③打开充气阀1F ，对被抽容器充气（不应影响热偶规管1G 之指示，如有影响，则说明3F 密封不严，此时不能进行此项操作！），打开被抽容器进行必要的操作； ④操作完毕后，恢复其密封状态，并关闭阀1F ； ⑤接通机械泵电源，改以2G 管测预真空；
⑥Pa 5≤p 后，将3F 之阀杆推进，使处（a ）位置，同时打开高真空阀4F ； ⑦约待3~2分钟，Pa 101-≤p 后，以电离真空计每隔15秒测量高真空，数据如
（３）工作结束时，停机步骤如下：
①先关断复合真空计电源，再关闭高真空阀4F ，最后切断扩散泵电炉电源； ②待扩散泵冷却hr 1~5.0后（表面至C 60 以下），切断机械泵电源，关掉冷却水。
停机械泵时应注意电磁阀2F 是否动作（即自动使机械泵进口通大气）！
注意事项：
1. 等电离真空计显示真空度高于0.1Pa 的时候，开启灯丝；打开灯丝过程中，留意真空计，确保油扩散泵工作正常；在真空抽成后，首先关闭灯丝。
2. 等真空计显示真空度高于6.8Pa 时，开启高真空蝶阀；在工作过程中，还是要留意真空计示数；在灯丝关闭后，第二步就关高真空蝶阀。
3. 在油扩散泵开关插上前，打开自来水开关，保证冷却水通入；在通水过程中，保证水流有效；在最后，等油扩散泵冷却后，关闭自来水开关。
使用机械泵时应注意：
①应经常保持油位在油标线附近，以保持其良好的密封性。
②开启机械泵时，应保证电源之三相均有良好的电接触，应使转子转动方向与箭头方向一致(顺时针)，不得反转！ ③保持泵内清洁，防止异物落入。
④泵运转过程中，操作者不得离开，一旦电源发生故障应及时处理。
⑤机械泵停止工作时，必须保持其进气口与大气相通，防止返油事故的发生！ 使用扩散泵时应注意：
①由流体连续性原理可知，其前置机械泵的抽速必须保证能够及时排走扩散泵所排出的气体。
若扩散泵及机械泵入口压强分别为D p 及M p ，抽速分别为D s 及M s ，则应满足 M M D D s p s p = 。
②扩散泵工作时，冷却水必须畅通（流量约13hr m 3.0~2.0-⋅），以确保泵壁的冷凝效果。
③启动前，必须满足扩散泵的预真空条件：Pa 7≤p 。
④扩散泵的加热功率应适当，否则，将影响其抽速及极限真空。
本实验所用扩散泵分别为kW 5.1或kW 2。
⑤扩散泵运转过程中，如遇到漏气、停电等，应及时妥善处理，顺序为：关闭电离规管灯丝，关断高真空阀4F ，切断加热电源，移开加热电炉及强迫风冷等。
⑥扩散泵停止工作时，必须待油冷却（C 60 ≤）约hr 1~hr 5.0后方可关掉前级泵及冷却水，但仍需保持一定的真空状态。