压缩式真空计(麦氏计)的工作原理
复合真空计的原理和使用方法 真空计操作规程
复合真空计的原理和使用方法真空计操作规程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，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。
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（90～150mA）确定的条件下，热丝的温度随着规管内真空度的提高而上升，温差电偶电动势也随之而增大。
因此，通过测量温差电偶电动势，可以确定出被测系统的真空度，温差电偶真空计则是依据这个原理制成的。
温差电偶真空计的电离真空计的测量范围1～510—2Pa。
热阴极电离真空计的原理电离真空规管是一只三极管，通过B管与真空系统相接，使用时，在灯丝电路中通以电流5mA，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，反之越小。
麦氏真空计维护和保养麦氏真空计是依据理想等温压缩的波义耳——马略特定律设计而成。
由于它可以通过本身的参数，直接算得压强值，所以它除了进行压强测量外，还可以作为确定真空计用来校验一些相对真空计（如：座式压缩真空计就是其中的一种），故被广泛用于工业、国防、科研、医药、制冷等真空度测量工作之中。
麦氏真空计维护和保养：1、运输及使用时必需严防倒置平卧，以防水银倒回真空像皮管内或水银珠进入中心闭管毛细管内堵塞毛细管，影响测量精度。
因此在每次使用前必需先将真空橡皮管竖直，以使水银能流回真空计玻璃管内。
2、在测量时即真空表为挺立状态，严禁将任何气体猛烈地冲入真空系统，以免冲击玻璃管致使击碎玻璃管。
3 、真空计内工作汞已经经过化学物理方法处理，有确定的清洁性。
真空测量常用真空计
真空测量常用真空计真空测是是真空技术中的一个重要组成部分用于测量真空度的仪器叫真空计。
真空计的种类很多，根据真空计的刻度方法，可分为绝对真空计和相对真空计。
(一)绝对真空计:通过对气体压强进行测量，经过计算后，能反映真空度的真空计，叫绝对真空计，如:U 型管真空计、压缩式真空计等。
(1)U型管真空计:利用U型管两端的液面差，来测量压强的典空计叫U型管真空计。
(2)压缩式真空计:又称麦克劳真空计。
利用波意耳定律，将定量待测的气体，用水银或油压缩到极小体积，然后比较它的开管与闭管之间的液柱差，通过计算求得压强的一种绝对真空计。
(二)相对真空计:通过对与压强有关的物理盆进行侧量，但不能通过计算来进行刻度，只能与绝对真空计进行比较才能刻度的真空计，叫相对真空计，如:弹性式真空表、薄膜式真空计、电阻真空计、热偶真空计和电离真空计等。
:(1)弹性式真空表:利用弹性元件随压强变化所产生的变形，测量真空度的真空计。
(2)电阻真空计和热偶真空计:利用气体分子的热传导作用，测量真空度的真空计。
(3)电离真空计:利用气体分子在低压强下的电离现象，测量真空度的真空计。
常用真空计的分类和测量范围见下图：(三)绝对真空计与相对真空计的比较(1)绝对真空计的优点，是结构简单福、造价低、测量精度高，其测量值与被测气体种类无关(可凝性蒸气除外)。
其缺点是操作不便，不能连续测量，用水银作介质时，水银蒸气对环境有污染。
(2)相对真空计的优点，是能连续测量真空度，并便于自动记录和用于自动控制。
其缺点，是测量精度受气体种类和环境温度的影响较大，测量精度不如绝对真空计高。
真空热处理炉常用的真空计有弹性式真空表、热偶真空计、电阻真空计、电离真空计等相对真空计。
现将常用的真空计工作原理简介如下:(一)弹性式真空表:真空表内，有一由铍青钢或不锈钢等弹性材料制成的扁平截面弹簧弯管，管的一端与被测真空系统相连，另一端封死，并通过连杆齿轮与指针相连。
简介真空计（VacuumGauge），又称规，是测量真空度或气压的仪器
简介真空计（Vacuum Gauge），又称规，是测量真空度或气压的仪器。
一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。
在科研和工业生产中广泛使用。
编辑本段分类原理介绍按照真空计测量原理所利用的不同的物理机制，可将主要的真空计分为三大类，分别是利用力学性能、利用气体动力学效应和利用带电粒子效应的真空计。
利用力学性能的真空计典型的有波尔登规（Bourdon）和薄膜电容规；利用气体动力学效应的典型真空计有皮拉尼（Pirani）电阻规和热电偶规；利用带电粒子效应的典型真空计有热阴极电离规和冷阴极电离规。
波尔登规（Bourdon）波尔登规如右图所示，细的铜管受气体压力不同会有舒展现象，会带动杠杆和齿轮旋转，使得指针指示在不同刻度上，即可读出相应的气压值。
这种规的测量范围一般在100Pa至1atm。
薄膜电容规薄膜电容规如右图所示，在不同压力下金属膜片受力不同会有不同尺度的变形，使得金属膜片和电极之间的电容变化，通过测量电容的变化量，即可知道金属膜片上气压的变化。
这种规的测量范围一般横跨4个量级，比如可能是0.01Pa至100Pa、0.1Pa至1000Pa等。
这种规的优点是灵敏度很高。
缺点是必须在高于环境温度的恒温条件下使用，以消除温度不同对膜片力学性能的影响，使用前一般需要预热数小时。
皮拉尼电阻规皮拉尼电阻规如右图所示，由于不同气压下气体分子热传导能力不同，当给热丝加恒定的电流时，由于气压不同通过气体传导走的热量不同，热丝所保持的温度就不同，这导致热丝电阻大小不同，通过测量热丝电阻大小就可以推算气压大小。
如果配合电桥测量热丝电阻的变化，将有效提高测量的准确度。
这种规的测量范围一般在0.1Pa至1000Pa。
由于不同气体在相同气压时导热性不同，所以这种规需要在不同的使用气体下标定。
热电偶规热电偶规如右图所示，热电偶规与皮拉尼电阻规基本原理一致，只是它不用测量热丝电阻的变化，而是用热电偶直接测量热比的温度变化。
真空计常见类型
真空计常见类型真空计简介真空计，又叫真空表，是测量真空度或气压的仪器。
一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。
在科研和工业生产中广泛使用。
真空计种类繁多，为了研究和使用方便，合理分类是很重要的。
角度不同，分类方法也不同，在这里笔者介绍两种常用的分类法。
1、按真空计刻度方法分类（1）绝对真空计：直接读取气体压力，其压力响应（刻度）可通过自身几何尺寸计算出来或由测力计确定。
绝对真空计对所有气体都是准确的且与气体种类无关。
属于绝对真空计的有U 型管压力计、压缩式真空计和热辐射真空计等。
（2）相对真空计：由一些与气体压力有函数关系的量来确定压力，不能通过简单的计算进行刻度，必须进行校准才能刻度。
相对真空计一般由作为传感器的真空计规管和用于控制、指示的测量器组成，读数与气体种类有关。
相对真空计的种类很多，如热传导真空计和电离真空计等。
2、按真空计测量原理分类按真空计测量原理分类，可以分成直接测量真空计和间接测量真空计。
直接测量真空计系直接测量单位面积上的力，属于这类真空计的有：（1）静态液位真空计。
利用U型管两端液面差来测量压力。
（2）弹性元件真空计。
利用与真空相连的容器表面上受到压力的作用而产生弹性变形来测量压力值的大小。
压力为10-1 Pa时，作用在1cm2表面上的力只有10-5 N，显然测量这样小的力是困难的，但可根据低压下与气体压力有关的物理量的变化来间接测量压力的变化。
属于间接测量真空计的有：（1）压缩式真空计。
其原理是在 U 型管的基础上再应用波义耳定律，即将一定量待测压力的气体，经过等温压缩使之压力增大，以便用 U 型管真空计测量，然后用体积和压力的关系计算被测压力。
（2）热传导真空计。
利用低压下气体热传导与压力有关这一原理制成。
常用的有电阻真空计和热偶真空计。
（3）热辐射真空计。
利用低压下气体热辐射与压力有关的原理。
（4）电离真空计。
利用低压下气体分子被荷能粒子碰撞电离，产生的离子流随压力变化的原理。
压缩式真空计的结构尺寸及平方刻度尺计算举例
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
压缩式真空计的结构尺寸及平方刻度尺计算举例
试设计一台量程为1 ～ 5 乘以10-4 Pa 的压缩式真空计，并画出其平方刻度尺。
（1）压缩式真空计结构尺寸的计算与选择
选取毛细管内径d = 0.8mm。
为保证压力在5 乘以10-4 Pa 时有较高精度，取此时水银面高度差h = 1.5mm。
根据基本方程式
和式
有
p = 1.05 乘以105 乘以d2h2/V
即
V = 1.05 乘以105 乘以d2h2/p
= 1.05 乘以105 乘以（8 乘以10-4）2 乘以（1.5 乘以10-3）2/5 乘以10-4 = 3.024 乘以10-4 m3
取V = 3.1 乘以10-4 m3。
若取长度L = 0.1m 的测量毛细管，即在水银面高度差h = 0.1m 时，该真空计测量上限pmax 为
pmax= 1.05 乘以105 乘以d2h2/V
= 1.05 乘以105 乘以（8 乘以10-4）2 乘以0.12/3.1 乘以10-4
= 2.17Pa
当取h = 1.5mm 时，测量下限p min 为。
麦氏真空计结构原理型号及使用和保养方法
麦氏真空计一、原理和用途：不锈钢麦式真空计1、麦氏真空计又名麦克劳真空计和麦氏真空表（也叫转动式压缩真空计），是根据理想等温压缩的波义耳--马略特定律设计而成。
麦氏真空计根据使用条件和需要的不同又又两种材质的外壳，一种是铁的，另一种是不锈钢壳。
由于它可以通过本身的参数，直接算得压强值，所以它除了进行压强测量外，还可以作为绝对真空计用来校验一些相对真空计（如：座式压缩真空计就是其中的一种），故被广泛用于工业、国防、科研、医药、制冷等真空度测量工作之中。
2、我公司生产的PM-2型组合式麦氏真空表，它包含了PM-3和PM-4型的使用测量范围，分200Pa----10000Pa和0.1Pa---350Pa二阶段进行,盖过了原有的PM-4和PM-3的产品,目前本公司主要以生产PM-3型为主,它的精度比传统的PM-4型要高,体积也较小。
二、麦氏真空计的使用方法：1、在使用之前，先将真空排气管向上拎起，让真空表放在下面，以防在运输过程中玻管内的水银珠滑入排气管内。
然后拉起橡皮塞，在排气管口内壁上涂上蓖麻油或真空油脂直接连接到被测真空系统的接口上，开启机械真空泵约3-5分钟，然后再缓慢打开连接真空表外的真空阀门，这时仪表进入工作状态。
2、倘若真空系统的真空度为粗真空时，对PM-2型来说，那么正好看右边U型真空计压力，其读数值是看两个水银珠所指的刻度数值相加之和，当真空度低于0.2KPa(即200Pa)时,两个水银柱端面基本处于平行,则要看左侧的真空表了,其操作方法与原麦氏真空表一样(表面印刷所示)。
三、麦氏真空计的维护和保养：1、运输及使用时必须严防倒置平卧，以防水银倒回真空像皮管内或水银珠进入中间闭管毛细管内堵塞毛细管，影响测量精度。
因此在每次使用前必须先将真空橡皮管竖直，以使水银能流回真空计玻璃管内。
2、在测量时即真空表为直立状态,严禁将任何气体强烈地冲入真空系统,以免冲击玻璃管致使击碎玻璃管。
3 、真空计内工作汞已经经过化学物理方法处理，有一定的清洁性。
压缩式真空计的结构及工作原理
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
压缩式真空计的结构及工作原理
压缩式真空计是对U 型管真空计的重大改进，它是依据理想气体的波义耳定律制成的。
由于它首先是由麦克劳提出的，故此种真空计又称为麦克劳真空计（简称麦氏计）。
压缩式真空计是测量压力低于1Pa 时用的绝对真空计，并且从1874 年至今仍作为校准其他真空计的主要仪器。
为减小测量误差，测量毛细管和比较毛细管用同一根毛细管截断制成，
这样可较好地保持两者内径的均匀性。
为使待测系统压力与玻璃泡内的压力一致，导管6 要用较粗的玻璃管制成，保证其有足够的通导能力。
由于压缩式真空计是依据理想气体的波义耳定律制成的，因此其前提条
件是被测真空系统内的气体必须是适用波义耳定律的，否则将给测量带来误差；再者要求在测量时真空系统内压力稳定。
测量前将压缩式真空计的导管与被测系统相连接，由于系统内压力各处相
等，因此玻璃泡和测量毛细管内的压力与待测系统内的压力p 相等。
测量时用任一种方法将水银面提升，当水银面提升到M-M 面时（见当水银面停在如因为通常用压缩式真空计测量低压，即p《ρgh，故等式右边的p 可以忽略。
于是，上式可以写成
又因为测量毛细管压缩后的气体容积V1=（πd2/4）-h 1，经整理得
此式即为压缩式真空计的基本方程式。
式中d 为测量毛细管的内径。
V
和d 在吹制压缩式真空计时可测得为已知数据，则
式中：p 待测压力，Pa；h1、h2 液面差，m；K 真空计常数，Pam-2；与压缩式真空计相关文章：。
麦氏真空计
麦氏真空表一、原理和用途：1、麦氏真空表又名麦克劳真空计（也叫转动式压缩真空计），是根据理想等温压缩的波义耳--马略特定律设计而成。
由于它可以通过本身的参数，直接算得压强值，所以它除了进行压强测量外，还可以作为绝对真空计用来校验一些相对真空计（如：座式压缩真空计就是其中的一种），故被广泛用于工业、国防、科研、医药、制冷等真空度测量工作之中。
2、我公司生产的PM-2型组合式麦氏真空表，它包含了PM-3和PM-4型的使用测量范围，分200Pa----10000Pa和0.1Pa---350Pa二阶段进行,盖过了原有的PM-4和PM-3的产品,目前本公司主要以生产PM-3型为主,它的精度比传统的PM-4型要高,体积也较小。
二、使用方法：1、在使用之前，先将真空排气管向上拎起，让真空表放在下面，以防在运输过程中玻管内的水银珠滑入排气管内。
然后拉起橡皮塞，在排气管口内壁上涂上蓖麻油或真空油脂直接连接到被测真空系统的接口上，开启机械真空泵约3-5分钟，然后再缓慢打开连接真空表外的真空阀门，这时仪表进入工作状态。
2、倘若真空系统的真空度为粗真空时，对PM-2型来说，那么正好看右边U型真空计压力，其读数值是看两个水银珠所指的刻度数值相加之和，当真空度低于0.2KPa(即200Pa)时,两个水银柱端面基本处于平行,则要看左侧的真空表了,其操作方法与原麦氏真空表一样(表面印刷所示)。
三、维护和保养：1、运输及使用时必须严防倒置平卧，以防水银倒回真空像皮管内或水银珠进入中间闭管毛细管内堵塞毛细管，影响测量精度。
因此在每次使用前必须先将真空橡皮管竖直，以使水银能流回真空计玻璃管内。
2、在测量时即真空表为直立状态,严禁将任何气体强烈地冲入真空系统,以免冲击玻璃管致使击碎玻璃管。
3 、真空计内工作汞已经经过化学物理方法处理，有一定的清洁性。
因长期使用等原因而引起的水银氧化污染会直接影响测量精度，应及时送往修理，经检验合格后方可使用。
真空测量常用真空计
真空测量常用真空计真空测是是真空技术中的一个重要组成部分用于测量真空度的仪器叫真空计。
真空计的种类很多，根据真空计的刻度方法，可分为绝对真空计和相对真空计。
(一)绝对真空计:通过对气体压强进行测量，经过计算后，能反映真空度的真空计，叫绝对真空计，如:U 型管真空计、压缩式真空计等。
(1)U型管真空计:利用U型管两端的液面差，来测量压强的典空计叫U型管真空计。
(2)压缩式真空计:又称麦克劳真空计。
利用波意耳定律，将定量待测的气体，用水银或油压缩到极小体积，然后比较它的开管与闭管之间的液柱差，通过计算求得压强的一种绝对真空计。
(二)相对真空计:通过对与压强有关的物理盆进行侧量，但不能通过计算来进行刻度，只能与绝对真空计进行比较才能刻度的真空计，叫相对真空计，如:弹性式真空表、薄膜式真空计、电阻真空计、热偶真空计和电离真空计等。
:(1)弹性式真空表:利用弹性元件随压强变化所产生的变形，测量真空度的真空计。
(2)电阻真空计和热偶真空计:利用气体分子的热传导作用，测量真空度的真空计。
(3)电离真空计:利用气体分子在低压强下的电离现象，测量真空度的真空计。
常用真空计的分类和测量范围见下图：(三)绝对真空计与相对真空计的比较(1)绝对真空计的优点，是结构简单福、造价低、测量精度高，其测量值与被测气体种类无关(可凝性蒸气除外)。
其缺点是操作不便，不能连续测量，用水银作介质时，水银蒸气对环境有污染。
(2)相对真空计的优点，是能连续测量真空度，并便于自动记录和用于自动控制。
其缺点，是测量精度受气体种类和环境温度的影响较大，测量精度不如绝对真空计高。
真空热处理炉常用的真空计有弹性式真空表、热偶真空计、电阻真空计、电离真空计等相对真空计。
现将常用的真空计工作原理简介如下:(一)弹性式真空表:真空表内，有一由铍青钢或不锈钢等弹性材料制成的扁平截面弹簧弯管，管的一端与被测真空系统相连，另一端封死，并通过连杆齿轮与指针相连。
真空测量技术及注意事项
一、真空测量技术概述
7
真空测量的应用
EAST Tokama k
粒子 加速器
航天科技
SEM、 STM
真空测量技术
真空冶炼
半导体 器件
二、绝对真空计——薄膜真空计
工作原理：依靠金属薄膜在气体压力 差下产生机械位移测量气体的绝对压 力。
(1)、利用金属薄膜将容器分隔为两部分，上半部充入 压力已知的气体，下半部与待测真空腔连通；
(2)、测量精度高，且与气体种类无关； (3)、对环境温度非常敏感，必须作好温控。 (4)、仍然需要精确地校准后才能使用。
薄膜真空计的结构 及工作原理示意图
二、绝对真空计——压缩式真空计 (麦氏真空计)
工作原理：根据毛细管中气体被压缩前后体积
压强的变化关系，从而测量被测腔体中气体的 绝对压力。
pV1=(p+h)V2
普通型热阴极电离真空计
工作原理：灯丝表面发射出热电子，
经过阳极加速后获得能量，在阳极附近振荡运动，与
气体分子碰撞引起分子电离，产生正离子和电子。 正离子数目也正比于气体压力，通过测量正离子电 荷即可知真空度。
Ii = KIeP
规管结构：电子发射极——阴极；
电子收集极——阳极(栅极)；
离子收集极——板极。
四、电离真空计(Ionization Gauge) —— 普通型
校准曲线和测量范围
• 普通电离计的校准曲线
测量得到的是离子电流和压强间的关系； 电流计的选用应选择其线性段部分； 压强高/低时，离子电流将发生偏移；
• 高压偏移的原因； 压强较高将引起阴极氧化，甚至烧毁（采用抗氧化阴极）普；通电离计的校准曲线
真空测量技术及注意事项
目录
1.真空测量技术概述 2.绝对真空计 3.热传导真空计 4.电离真空计 5.分压强真空计 6.真空测量注意事项
真空计介绍
C.
原理：電容真空計實際上市膜盒真空計之形成，只是此時壓力變 化是透過機械偏折量轉變成電〈電容改變〉的信號，為一種電容 性電位計。
III.
1.
熱導真空計
熱導真空計概論
A. B.
C.
量測範圍：1atm~10 -3 torr 工作原理：真空中發熱體〈Heated element〉之熱傳遞〈Heat Transfer〉 與氣體分子數目多少〈即壓力大小〉成正比關係，但 此種關係僅在某一特定之壓力範圍成立，因此由熱漏失量的多少， 可反求壓力之大小。 熱導式真空計種類：
1) 2) 3)
巴喇尼真空計〈Pirani Gauge〉 熱偶真空計〈Thermocouple Gauge〉 熱敏電阻真空計〈Thermister Gauge〉
2.
熱偶真空計
A. B.
量測範圍：1~10 -3 torr 裝 置：包括一電子控制器與一感測頭。
C.
原理：系統內之氣體分子與發熱體碰撞並帶走熱量，壓力越高，則氣體分 子數目越多，因此發熱體的溫度變低，熱電偶壓降減少，反之則溫度較高 ，熱電偶壓降較大，由熱電偶電動勢 之大小〈約為0~15 mV〉可校正為壓 力之指示。
3.
巴喇尼真空計
A. B.
量測範圍：1atm~10 -3 torr 裝 置：包括電源供應器，惠登斯電橋〈Wheatstone bridge〉及 指示電表。
C.
原理：與熱電偶真空計相似，感測頭內有一熱阻係數大的發熱體， 氣體分子可帶走發熱體之熱量，當壓力大時，帶走之熱量多，發 熱體溫度降低，其電阻值隨之下降，巴喇尼真空計利用電阻值的 改變以量測壓力。 R2 = R1/R3× R4 壓力大小可由電流表M之電流校正得知。
1‧直接式：利用壁或膜受力作用產生 位移變化以作壓力指示。
真空计全面介绍.ppt
液壓式壓力天平:
(最大量測範圍1.379kPa至 413.685MPa) 氣壓式壓力天平: (最大量測範圍1.379kPa至 103.421MPa)
液位壓力計(基於連通管原理)
‧左圖為最常見U形管液位 壓力計
‧液位壓力計使用介質有 水、油、水銀，而水和 油適用於低範圍差壓之 量測，而水銀因為密度 較大的多(約13.6倍)，所 以適用於高範圍差壓之 量測
ห้องสมุดไป่ตู้
Pirani gauge(派藍尼真空計)
特色：中級真空範圍(1-10-3Torr)下使用最為廣
泛 具有一條高電阻溫度係數材料製程的燈絲，適當 電流通過時，燈絲溫度可保持在100℃至130℃
Pirani gauge
定電壓式Pirani gauge 定電流式Pirani gauge 定溫式Pirani gauge
熱(電)偶真空計
Thermal-couple Vacuum Gauge
原理
利用熱電偶感溫特性直接 量測真空感測頭內的發 熱燈絲的溫度，由溫度 變化即可知真空壓力的 變化。
最簡單的結構就是將熱電 偶焊接於發熱燈絲上， 然後將熱電偶之輸出接 到可將信號放大的類比 電路上，以及可顯示壓 力值的數位顯示電路。
測定低真空至高真空系 統之真空度，堅固耐用 並可作為系統壓力保護 裝置。
Hot-cathode ionization gauge(熱陰極
離子真空計)
原理 利用加熱之燈絲產生熱電子，並經由電場加速為 帶有充分能量之電子，再撞擊氣體分子使其離子 化。
就sensor來說分為兩類： HP離子真空計 BA離子真空計
熱偶真空計
Thermal-couple Vacuum Gauge
麦氏真空计水银防倒灌保护装置的研制及应用
麦氏真空计水银防倒灌保护装置的研制及应用作者：邓晋辉来源：《科技资讯》 2013年第1期邓晋辉(广东省输变电工程公司广东广州 510000)摘要:麦氏真空计以其使用方便、精度高、读数准等优点,被广泛应用到变电站设备安装(如六氟化硫组合电器安装、SF6断路器安装、主变压器安装)的真空度测量中。
但是,在使用过程中,由于其结构上的特殊性,在读取数据时,如果因真空泵突然停止或操作不当,真空计内的水银有可能被负压吸入设备内部,发生倒灌(吸),导致严重的设备事故。
本文就此问题介绍一种简便而实用的保护装置,在抽真空配合麦氏真空计的使用,能有效地防止水银倒灌(吸)至设备内部,确保施工的质量及安全。
关键词:麦氏真空计抽真空水银倒灌(吸)中图分类号:TB772 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2013)01(a)-0115-02在变电站的设备安装中,如SF6封闭式组合电器(GIS、HGIS)、变压器、SF6断路器等,都需要有对设备或气室进行抽真空的工序,并按设备厂家要求,将气压抽至一定的真空度。
在抽真空过程,为检测设备抽真空的效果,需要利用专用的气压测量工具,以测量设备(气室)的真空度。
目前测量设备(气室)的真空度广泛应用的麦氏真空计使用方便、读数准、可靠性高,其测量的载体是水银柱,根据理想等温压缩的波义耳——马略特定律设计而成的。
它通过载体水银柱显示的高度,折算出对应的气体压强值,从而得出真空度。
测量时将压力计缓慢旋转至直立状,然后轻微调节压力计的倾斜度,使右侧玻璃毛细管(比较开管)内的水银柱升至“0”刻度,对照刻度板,中间玻璃毛细管(测量闭管)内水银柱所处的刻度数值即为测得的真空度。
在结构上,麦氏真空计主要构造包括外壳、毛细玻璃管、刻度尺、测量接管。
测量接管与玻璃毛细管是直接连通的,所以在使用其进行测量前,应先将接管向上拎起,以防止运输过程中玻璃管里的水银珠滑入气管中。
而抽真空时,使用麦氏真空计测量的传统方法,是把测量接管是直接连至气室。
真空测量的种类及各种真空计的原理
真空测量的种类及各种真空计的原理（1）1.什么是真空测量真空测量就是真空度的测量，而真空度是指低于大气压力的气体稀薄程度。
以压力表示真空度是由于历史上沿用下来的，并不十分合理。
压力高意味着真空度低；反之，压力低与真空度高相对应。
全压力测量1.U型管真空计结构最简单的测量压力的仪器，它通常是用玻璃管制成，其工作液体有多种，通常为水银。
管的一端与待测压力的真空容器相连，另一端是封死的或开口与大气相通，以U型管两端的液面差来指示真空度。
U型管真空计的测量范围为105～10Pa。
它是一种绝对真空计。
(1)开式U型管真空计：将U型管内充入适量的工作液(如水银)，一端开口接大气(即环境大气压p0)，另一端与被测真空系统相连接(待测压力p)如图1所示。
其压力计算公式如下p = p0 - ρgh (1)式中p ——待测压力p0——环境大气压力h ——两液面高度差ρ——工作液密度g ——重力加速度(2)闭式U型管真空计：如图2所示，把管内预先抽至压力为10-1Pa以下，然后将工作液(如水银)注入管内，其开口端与待测真空系统相连接。
当真空系统抽气前，真空系统内的压力等于环境大气压力，则工作液充满封闭端形成最大液面差h0；当系统抽气到某一瞬间时，两端液面处于液面静压力平衡时，则待测压力值可用下式求得(忽略封闭端内压力对液面的影响)：p = ρgh (2)2.弹性元件真空计利用弹性元件在压差作用下产生弹性变形的原理制成的真空测量仪表称为弹性元件真空表。
在结构和外形上与工业用压力表类似，一般用于粗真空(102～105Pa)的测量。
根据变形弹性元件分类，这类真空计通常有弹簧管式、膜盒式和膜片式，其结构如图3所示。
弹性元件真空表性能稳定，其测量范围一般为102～105Pa，精度有0.5级、1.5级和2.5级数种。
在工业生产中有些设备需要既测量正压(高于一个大气压)，也要测量负压(低于一个大气压，即真空状态)，因此制成的弹性元件压力真空表，在同一条表盘刻度上同时刻有正压力和真空度。
麦氏真空计的用法
有关“麦氏真空计”的用法麦氏真空计，也被称为麦克劳真空计或转动式压缩真空计，是根据理想等温压缩的波义耳--马略特定律设计而成。
除了进行压强测量外，它还可以作为绝对真空计用来校验一些相对真空计，因此被广泛应用于工业、国防、科研、医药、制冷等真空度测量工作之中。
有关“麦氏真空计”的用法如下：1.在抽气管内塞入的钢针及橡皮头用于防止真空计在运输途中水银流失，应在真空计安置之后，与真空系统相连时再取出。
2.对于挂壁或带杠杆式的真空计，采用罗栓作固定的安装时必须保证真空计与水平面的垂直度；采用支撑式或带杠杆的请将三根支撑杆一一拧上（杠杆式的在左侧还配有一根平衡杆），选择一个适合摆放支撑真空计的平台面，安置好真空计。
3.测量真空度。
如果以旋转手轮进行测量，应顺时针旋转手轮使水银提升，旋转进度必须缓慢。
当抽气管（也称比较管）中汞面升到SET设定处时，再看右侧测量管中的汞面位置，其相对应的读数即为系统的真空度。
如果以杠杆式测量，左手按住平衡杆，右手将杠杆扳出并向下匀速掀下，让抽气管中汞面升至SE下设定处（在极限真空时，汞面升到SE下设定处时，杠杆会自动地停留在这个位置），再看右侧真空度数。
4.如果被测真空系统达不到5pa以上的低真空度时，可以选择一台能抽到0.1Pa以上的ZX或ZXZ型的真空泵对真空计单独进行一次真空排气，当真空计能显示出5pa以上的真空度数时，再让真空计与被检测的真空系统进行相互联接。
若采用真空橡胶管相连的，请将胶管的长度缩短到50公分以内。
若真空计与真空系统配套的话，先用中6mm的紫铜管与真空计铜接嘴相互焊接，与真空系统之间配置一个可以控制的阀门，这对真空计的使用寿命来说，会得到更好的保障。
5.测量完毕后，应及时的关闭真空计与测量系统之间的阀门，将手轮退到拧不动为止，把杠杆退还到起始位置即可。
另外，在使用麦氏真空计时还需要注意以下事项：1.测量时严禁使任何气体突然强烈地进入连接系统。
2.读取刻度数值时视线应与水银柱端面处保持垂直。
压缩式真空计(麦氏计)的工作原理
压缩式真空计(麦氏计)的工作原理压缩式真空计是对U 型管真空计的重大改进，它是依据理想气体的波义耳定律制成的。
由于它首先是由麦克劳提出的，故此种真空计又称为麦克劳真空计(简称麦氏计)。
压缩式真空计是测量压力低于1Pa 实用的绝对真空计，并且从1874 年至今仍做为校准其它真空计的主要仪器。
图4：压缩式真空计图4 示出一种工作用压缩式真空计。
它是用硬质玻璃吹制而成。
由测量毛细管3(顶端为封闭端)、比较毛细管4、玻璃泡2、水银贮器1、三通阀7、与被测真空系统相连接的导管6 和刻度尺5 等组成。
图5：压缩式真空计测量图测量前将压缩式真空计的导管与被测系统相连接，由于系统内压力各处相等，因此玻璃泡和测量毛细管内的压力与待测系统内的压力p 相等。
测量时用任一种方法将水银面提升，当水银面停在如图5 所示的位置时，停止提升，其压力计算公式为:此式即为压缩式真空计的基本方程式。
式中d 为测量毛细管的内径。
V 和d在吹制压缩式真空计时可测得为已知数据，则：式中p 待测压力，Pah1、h2 为液面差，mK 称为真空计常数，Pam-2V 玻璃泡和测量毛细管总容积，m3根据测量时选定水银面的基准线位置的不同，有三种刻度方法：(1)无定标刻度法：即在测量时，将水银面提升到任意位置固定下来，如图5 的位置，分别测出h1 和h2 值，代入基本方程式就可计算出待测的压力值p，这种方法称为无定标刻度法，此法多用于做为标准计校对其它相对真空计时。
(2)平方刻度法：在测量时，将比较毛细管中水银面提升到与测量毛细管内顶端同一水平线(基准线)上，即此时h2=0，则基本方程式可写成:p = Kh2(5)可见压力p 与水银面高度差h 的平方成正比，因此此法称为平方刻度法。
(3)直线刻度法：在测量时，将水银面提升到测量毛细管上某一位置(此位置做为基准线)，即h1=常数，则基本方程式写成：p = K-h1h = Klineh(6)式中Kline 为直线刻度真空计常数，Pam-1。
真空计量罐原理(一)
真空计量罐原理(一)真空计量罐简介真空计量罐是一种用于测量真空度或压力的装置，它由一个密闭的容器和一个压力计组成。
真空计量罐被广泛应用于科学实验、工业生产及医疗行业等领域。
下面将对真空计量罐的相关原理进行解释。
原理真空计量罐的原理基于气体动力学原理，即根据质量作用力和分子碰撞的原理来计算气体压力。
真空计量罐内的气体分子受室内温度的影响，不断地与容器壁进行碰撞，因碰撞反弹作用力导致分子在容器内产生压力。
通过压力计对气体压力进行测量，从而得到真空度或压力值。
类型根据压力计的不同类型，真空计量罐可以分为以下几种类型： - 气动式真空计量罐：采用电磁铁或弹簧等装置控制气动阀门的开启和关闭，通过气体流量测量进行真空度的测量。
- 滴定式真空计量罐：通过滴定容器中的液体，测量气体压力变化后液体的滴数以得到真空度的值。
- 磁悬浮式真空计量罐：采用离心力浮力平衡的原理来测量气体压力，通过调节磁场强度实现真空度的测量。
- 热导式真空计量罐：利用气体导热系数与气压之间的关系测量气体压力，通过测量气体的传热速率实现真空度的测量。
应用领域真空计量罐应用范围广泛，主要用于以下领域： - 真空贴合：在集成电路、光电器件、LCD以及LED等行业中，真空计量罐被广泛应用于保证材料在低污染的高温真空环境下的加工。
- 实验室：真空计量罐可以用于物理、化学、生物实验中的真空度测量。
- 医疗：在医疗行业中，真空计量罐常用于负压吸引和医疗废物处理等方面的应用。
总结真空计量罐是一种用于测量真空度或压力的装置，应用十分广泛。
其原理基于气体动力学原理，并根据压力计的不同类型可分为多种不同的类型。
各种类型的真空计量罐被广泛应用于科学实验、工业生产及医疗行业等领域中。
使用注意事项在使用真空计量罐时，需要注意以下几点： - 安全第一：使用真空计量罐时一定要注意安全，避免意外事故的发生。
特别是在进行高真空实验时，需严格遵守操作规程，设置安全防护装置，做好安全措施。
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压缩式真空计(麦氏计)的工作原理
压缩式真空计是对U 型管真空计的重大改进，它是依据理想气体的波义耳定律制成的。
由于它首先是由麦克劳提出的，故此种真空计又称为麦克劳真空计(简称麦氏计)。
压缩式真空计是测量压力低于1Pa 实用的绝对真空计，并且从1874 年至今仍做为校准其它真空计的主要仪器。
图4：压缩式真空计
图4 示出一种工作用压缩式真空计。
它是用硬质玻璃吹制而成。
由测量毛细
管3(顶端为封闭端)、比较毛细管4、玻璃泡2、水银贮器1、三通阀7、与被测真空系统相连接的导管6 和刻度尺5 等组成。
图5：压缩式真空计测量图
测量前将压缩式真空计的导管与被测系统相连接，由于系统内压力各处相
等，因此玻璃泡和测量毛细管内的压力与待测系统内的压力p 相等。
测量时用任一种方法将水银面提升，当水银面停在如图5 所示的位置时，停止提升，其压力计算公式为:
此式即为压缩式真空计的基本方程式。
式中d 为测量毛细管的内径。
V 和d
在吹制压缩式真空计时可测得为已知数据，则：
式中p 待测压力，Pa。