真空计的基础知识
真空计
真空計真空計是真空系統的眼睛，在真空技術領域裡，真空度涵蓋了由760 torr~10-13 torr的範圍，到目前為止，尚無任何一種真空計可以量測由一大氣壓到10-13 torr之高真空的範圍。
一.真空技術中壓力之量測分為兩種：1.全壓力量測。
2.分壓力或殘留氣體分析。
二.真空計之要素：1.重複性與準確度。
2. 壓力之監測。
3. 高靈敏度。
4. 操作容易。
5. 價錢便宜。
6. 使用壽命長。
三.真空計之分類：依量測範圍：粗略真空計760 ~ 1 torr中度真空計1 ~ 10-3 torr高、超高真空計10-3 ~ 10-7 torr 或更小。
依工作原理：機械式電氣式：熱導式、離子式、黏滯式。
依工作方式：直接式－依作用力大小。
間接式－依氣體性質。
依氣體特性：壓力讀數與氣體種類(組成)無關。
壓力讀數與氣體種類有關。
將以上各點作概括性的連貫成為：機械式－直接式－壓力讀數與氣體種類無關。
電氣式－間接式－壓力讀數與氣體種類有關。
四.直接式與間接式分類：直接式：利用璧或膜受力作用產生位移變化以作壓力指示。
直接式真空計固體面液面膜盒真空計波爾登管輻射式真空計U－型管麥氏真空計電容真空計間接式：透過某些物理量(如熱導度、電離式、黏滯式)的量測以量度壓力，該等物理量的大小與氣體分子數量多少亦即壓力高低有關。
間接式真空計動量轉移電荷產生能量轉移(黏滯性) (離子化) (熱導)石英絲轉球黏滯離子冷極放射性熱偶巴喇尼黏滯計真空計真空計真空計離子計真空計真空計五.較常用之真空計：波爾登管真空計、冷極真空計、電容式真空計、離子真空計U型管與麥氏真空計、轉球黏滯真空計、熱導式真空計殘氣分押分析儀、放電管…..等。
六.真空計簡介：機械式真空計：1.波爾登管真空計：量測範圍：1 atm ~ 1 torr工作原理：將波爾登管一端接系統，一邊封閉並彎成橢圓形，管內壓力變化時，內外測管璧受力大小不同而改變管路的曲率，透過槓桿與齒輪裝置，把微小機械變化量放大並轉成壓力指示。
真空计的产品知识
真空计的产品知识真空计是一种用于测量真空度的仪器，广泛应用于科学实验、工业生产等领域。
本文将介绍真空计的种类、工作原理、应用场景等相关产品知识。
一、真空计的种类1. 热阴极离子真空计：利用电子轰击气体产生离子，通过测量离子电流来确定真空度。
2. 热阴极电离真空计：通过电子轰击气体产生离子，并利用离子与阳极之间的碰撞产生二次电子，测量二次电子流来确定真空度。
3. 热阴极离子化真空计：通过电子轰击气体分子产生离子，测量离子电流来确定真空度。
4. 热阴极电离式真空计：利用电子轰击气体分子产生离子，然后再利用离子撞击阳极产生二次电子，测量二次电子流来确定真空度。
5. 热阴极电离真空计：利用电子轰击气体分子产生离子，测量离子电流来确定真空度。
6. 气体排放式真空计：通过测量气体排放速率来确定真空度。
二、真空计的工作原理真空计的工作原理基于电子或离子在真空中的运动特性。
不同种类的真空计采用不同的原理来测量真空度。
例如，热阴极离子真空计利用电子轰击气体分子产生离子，然后测量离子电流来确定真空度。
热阴极电离真空计则通过电子轰击气体分子产生离子，并利用离子与阳极之间的碰撞产生二次电子，测量二次电子流来确定真空度。
三、真空计的应用场景1. 科学实验：真空计广泛应用于物理学、化学等科学实验中，用于控制实验环境中的真空度。
2. 电子工业：在电子器件制造过程中，需要控制制造环境的真空度，以确保产品质量。
3. 航天航空：真空计被用于航天器的真空环境测试和模拟实验。
4. 化学工业：在某些化学反应中，需要在特定的真空度下进行，真空计用于控制反应环境。
5. 制药工业：在药品生产过程中，需要对制药设备进行真空度监测，以确保生产过程的质量和安全性。
四、真空计的优势和挑战1. 优势：- 真空计具有高精度和灵敏度，可以准确测量不同范围的真空度。
- 真空计的响应速度快，能够实时监测真空度的变化。
- 真空计结构简单，体积小巧，易于安装和使用。
真空计 单位
真空计单位
摘要：
1.真空计的定义与作用
2.真空计的种类与特点
3.真空计的单位及其换算
4.真空计的应用领域
正文：
一、真空计的定义与作用
真空计是一种用于测量气体压力的仪器，主要应用于真空技术领域。
它可以测量一定空间内的气体分子数，从而得出真空度，以判断真空环境的优劣。
真空计在科研、生产和工业等领域具有广泛的应用。
二、真空计的种类与特点
根据工作原理的不同，真空计可分为多种类型，如托马斯式真空计、麦克劳德真空计、皮托计等。
各种真空计具有不同的特点，如灵敏度高、测量范围广、结构简单等。
三、真空计的单位及其换算
真空计的计量单位是帕斯卡（Pa），表示单位面积上受到的压力。
1 帕斯卡等于1 牛顿/平方米（N/m）。
在真空度测量中，通常使用托尔（Torr）作为单位，1 托尔等于1 毫米汞柱（mmHg，也称托）或133.322 帕斯卡。
四、真空计的应用领域
真空计在许多领域都有广泛应用，如半导体制造、光电子产业、航空航天、医学、科研和教育等。
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。
真空技术及真空计量基本知识
真空技术及真空计量基本知识第⼆章真空计量基本知识⼀、真空1.1 真空、理想⽓体状态⽅程、⽓体分⼦的热运动地球的周围有⼀层厚厚的空⽓，称为⼤⽓，⼈类就⽣活在这些⼤⽓中。
空⽓有⼀定的质量，在通常状况下，⼤约为1.29g/l ，可以说是很轻的。
但地球周围的空⽓⾮常密，在⼏⼗公⾥以上的⾼空还有空⽓存在，这么厚的⼀层空⽓受地球引⼒作⽤，就会对地⾯上的⼀切物体产⽣压⼒，这就是⼤⽓压。
早在17世纪，托⾥拆利就通过实验证实了⼤⽓压强的⼤⼩。
通常⼀个标准⼤⽓压约等于0.1MPa ，相当于760mm 左右的汞柱所产⽣的压强。
真空是指低于⼀个⼤⽓压的⽓体空间，但不可理解为什么都没有。
真空是同正常的⼤⽓相⽐，是⽐较稀薄的⽓体状态。
按照阿佛加德罗定律1mol 任何⽓体在标准状况下，有6.022×1023个分⼦，占据22.4L 的体积。
由此我们得到标准状态下⽓体分⼦的密度为319/103cm 个?。
在⾮标准状况下，当⽓体处于平衡时，满⾜描述理想⽓体的状态⽅程。
式中的N 为⽓体的摩尔数，P 为压⼒（Pa ）,T 热⼒学温度，κ为波尔兹曼常数，κ=1.38×10-23J/K 。
因此在⾮标准状况下，⽓体分⼦数密度与压⼒和温度有关。
每⽴⽅厘⽶中的⽓体分⼦数可以表⽰为： TP n 61024.7?= 式中n 为⽓体分⼦数密度（cm -3），由此可见，即便在Pa P 11103.1-?=这样很⾼的真空度时，T=293K时，每⽴⽅厘⽶的空间中仍有数百个⽓体分⼦。
因此所谓真空是相对的，绝对的真空是不存在的。
同时我们也可知，⽓体分⼦数密度在温度不变时，与压⼒成正⽐。
因此，真空度可⽤压⼒来表⽰也是以此为理论依据。
在真空抽⽓过程中，⼀般可认为是等温的，我们说容器中的压⼒降低了或⽓体分⼦数密度减少了都是正确的。
kT V N p ??=1.2 ⽓体分⼦的热运动从微观的⾓度看，⽓体是由分⼦组成的，所有分⼦都处在不断的、⽆规则的运动状态。
真空计全面介绍范文
真空计全面介绍范文真空计是一种用于测量真空级别或压力的仪器。
它们在许多领域中都起着重要的作用，包括物理学、化学、工程学、材料科学和空间科学等。
在本文中，我们将全面介绍真空计的工作原理、类型和应用。
一、工作原理真空计的工作原理基于气体压力对自身和周围环境的影响。
根据不同类型的真空计，其工作原理可以有所不同。
以下是几种常见的真空计类型和其工作原理：1. 热导式真空计（Thermal Conductivity Gauge）：热导式真空计使用热传导原理来测量气体压力。
它包含两个热电阻，一个用来加热，另一个用来测量温度。
当气体分子与热电阻发生碰撞时，会导致温度上升，从而使电阻值发生变化，通过测量电阻变化来确定真空级别或压力。
2. 磁罗茨真空计（Magnetron Gauge）：磁罗茨真空计使用电子束轰击的方式测量气体压力。
当电子束轰击气体分子时，会产生电离和电子释放的现象。
通过测量释放的电子数量来确定压力。
3.磁控溅射离子规(RGA)：磁控溅射离子规使用磁场将电子和离子分离，然后通过测量离子的质谱来确定气体组分和压力。
不同的气体分子会产生不同的离子质谱，从而可以确定气体的组合。
4. 拉曼散射真空计（Raman Scattering Gauge）：拉曼散射真空计利用激光和气体分子之间的相互作用来测量气体压力。
激光束与气体分子相互作用时会发生频率偏移，通过测量频率偏移来确定压力。
5. 电离真空计（Ionization Gauge）：电离真空计使用电子轰击气体分子，使其发生电离的现象。
通过测量电离电流来确定气体压力。
二、类型根据真空计的工作原理和用途，可以将其分为以下几种类型：1. Pirani真空计：利用金属丝的电阻变化来测量气体压力。
2.拉曼散射真空计：利用拉曼效应来测量气体分子的速度和温度，从而推测气体的压力。
3.磁罗茨真空计：利用电子轰击气体分子产生的电离现象来测量气体压力。
4.热阴极电离真空计：利用热电子电离气体分子来测量气体压力。
真空计
1.热阴极电离真空计当气体导电时, 气体分子与高速飞行的电子发生碰撞而电离, 碰撞的频率与气体分子的密度有关。
密度大, 碰撞的频率就高, 产生的离子也越多; 而气体分子的密度又与气体的压强有着直接关系, 因此, 如果能测定气体中被电离的离子流的大小, 即可确定气体的压强。
热阴极电离真空计就是根据上述原理制成的, 其原理如下图所示。
热阴极F通电加热后向外发射电子,形成电子流Ie。
在栅极C 上加一约为150 V～200 V 的正电压, 这一正电压可吸引和加速由热阴极发射出来的电子。
被加速的电子穿过栅极后, 因收集极T 的电压相对栅极C 为负电压, 电子又被收集极T 推回, 再加速向栅极返回。
这样, 电子在往返的运动中增大了与气体分子碰撞的概率, 使更多的气体分子电离, 变成正离子和二次电子, 而正离子又将被电位最低的收集极T 所吸引,在收集极电路中形成电流I i, 在数值上该电流就是正离子流的大小, 并且与真空系统的压强以及电子流I e有着如下关系:Ii=KIeP式中: Ii为被电离的气体正离子流; K为无量纲的比例系数, 其数值是由各电极材料、形状、相对位置和相对电势等因素决定的常量, 可以简单理解为电离效率; Ie 为热阴极发射的电子流; P为真空系统的压强, 是我们所要测量的量。
在实际应用中为了简化设计, 一般都是把Ie控制在一个固定的数值上, 这样就能把K I e 也看做常量F= (KIe)-1, 把F代入式(1), 再经过变化后得到:P=FIi显然, 为了求出压强P , 只要测量I i 就可以了。
2. 冷阴极电离真空计：冷阴极电离真空计是一种相对真空计。
它由规管和测量电路两部分组成。
冷阴极电离真空计与热阴极电离真空计一样，是利用低压力下气体分子的电离电流与压力有关的特性，用放电电流做为真空度的测量，由电流表(做为真空度指示仪表，一般用量程为o～100μA)指示出来。
所不同的在于电离源。
热阴极电离真空计是由热阴极发射电子，而冷阴极电离真空计是靠冷发射(场致发射、光电发射、气体被宇宙射线电离等)所产生的少量初始自由电子，它们在电场的作用下向阳极运动，但由于正交磁场的存在，也将施力于运动的电子，从而改变电子的运动轨迹。
真空计使用方法带参数要求说明
真空计使用方法带参数要求说明真空计是一种用于测量气体压力的仪器，广泛应用于科学研究、工业生产和实验室实践中。
本文将详细介绍真空计的使用方法，并说明其相关参数要求。
一、真空计的基本原理和种类真空计的基本原理是利用气体分子与传感器间的碰撞来测量气体压力。
根据不同的原理和测量范围，真空计可以分为多种类型，如电离真空计、热导真空计、毛细管真空计、扩散真空计等。
二、真空计的使用方法1.准备工作在使用真空计之前，需要进行一些准备工作：-清洁传感器：使用温和的洗涤剂和干净的布或棉签轻轻擦拭传感器表面，确保其光洁无尘。
-检查连接管路：确保所有连接管路的接口密封良好，避免气体泄漏。
-检查真空计仪器：确认仪器的电源、指示器和控制面板正常工作。
2.接通电源将真空计连接到电源，并打开电源开关，等待仪器进行自检和初始化。
根据具体型号，可能需要设置相关参数，如量程、单位等。
3.设置测量范围根据实际需求，设置真空计的测量范围。
对于不同的真空计类型，其测量范围可能有所不同，一般可调节量程旋钮或通过仪器控制面板进行设定。
4.进行标定（可选）如果需要更高的测量精度和准确性，可以进行标定过程。
标定过程可参考真空计的用户手册，常见的标定方法包括手动标定和自动标定，根据仪器的指示进行相应操作。
5.进行测量将真空计的传感器插入待测气体环境中，确保传感器完全暴露在气体中。
一般情况下，真空计会自动读取并显示气体压力值。
如需连续测量，可设定仪器的采样频率和测量间隔。
6.结束测量和关闭真空计当测量完成后，可在仪器上停止测量或选择保存测量数据。
然后，关闭真空计的电源开关，断开与气体环境的连接。
三、真空计使用时的参数要求1.真空计的精度和准确度要求根据实际应用而定，一般会标明在特定范围内的测量误差。
2.真空计的量程需根据实际测量范围来设定，并需保证测量数据在该范围内具有足够的准确性和可靠性。
3.真空计的响应时间要求取决于具体应用场景，一般要能够满足实时或近实时的测量需求，避免延迟和漏测。
真空计培训资料(PDF 62页)
培训目的： 了解常用规管的工作原理 知道如何选择合适的规管 真空规管的故障诊断 真空规管的清洗维护 真空规管的调整校准 备件订购
2
内容 皮拉尼规 (PSG and PCG) 熱电离规 (BPG400, BCG450, HPG400) 冷电离规 (PEG) 显示器（VGC40X）
解决方法
输出信号小于0.2 V 或 电源没有接入规管或 1)关机再开机
一直小于0.29V
接触不良
2)检查连线及电源
输出5X10-4 mbar 或1.55V 4 放气至大气压,等2分钟; 5 调整电位器Atm ,使规管输
出1X10+3 mbar 或10.00V
12
皮拉尼规 PSG ---维修
常见故障:
1 输出信号< 0.5V 可能原因: 无电源 需要调整 灯丝故障
2 真空测量不准确 可能原因: 零点漂移,需调整 灯丝污染,需清洗
3
皮拉尼规 PSG
皮拉尼规型号： PSG400/S PSG050 PSG500 PSG100/101 PCG400（复合规）
3
皮拉尼规管工作原理 皮拉尼: 热丝的能量损失与热丝周围的气体浓度及气 体成分成比例关系.
5
皮拉尼规管工作原理
Heat transport through the gas:
3 其它故障或无法解决,请与维修部门联系
13
PSG: 灯丝检查
检查灯丝阻值
PSG400 (2 wires)
51 Ohm +/- 5%
51 Ohm +/- 5%
PSG100/101 (1 wire)
PSG100: 87 Ohm +/- 5%
PSG101: 50 Ohm +/- 5%
真空计算基础知识
真空技术基础知识龚建华前言1. 真空“真空”来源于拉丁语“Vacuum ”，原意为“虚无”，但绝对真空不可达到，也不存在。
只能无限的逼近。
即使达到10-14—10-16托的极高真空，单位体积内还有330—33个分子。
在真空技术中，“真空”泛指低于该地区大气压的状态，也就是同正常的大气比，是较为稀薄的气体状态。
真空是相对概念，在“真空”下，由于气体稀薄，即单位体积内的分子数目较少，故分子之间或分子与其它质点（如电子、离子）之间的碰撞就不那么频繁，分子在一定时间内碰撞表面（例如器壁）的次数亦相对减少。
这就是“真空”最主要的特点。
利用这种特点可以研究常压不能研究的物质性质。
如热电子发射、基本粒子作用等。
2. 真空的测量单位一、用压强做测量单位真空度是对气体稀薄程度的一种客观量度，作为这种量度，最直接的物理量应该是单位体积中的分子数。
但是由于分子数很难直接测量，因而历来真空度的高低通常都用气体的压强来表示。
气体的压强越低，就表示真空度越高，反之亦然。
根据气体对表面的碰撞而定义的气体的压强是表面单位面积上碰撞气体分子动量的垂直分量的时间变化率。
因此，气体作用在真空容器表面上的压强定义为单位面积上的作用力。
压强的单位有相关单位制和非相关单位制。
相关单位制的各种压强单位均根据压强的定义确定。
非相关单位制的压强单位是用液注的高度来量度。
下面介绍几种常用的压强单位。
【标准大气压】（atm ）1标准大气压=101325帕【托】（Torr ）1托=1/760标准大气压【微巴】（μba ）1μba=1达因/厘米2【帕斯卡】（Pa ）国际单位制1帕斯卡=1牛顿/m2【工程大气压】（at ）1工程大气压=1公斤力/厘米2二、用真空度百分数来测量%100760760%⨯-=P δ 式中P 的单位为托，δ为真空度百分数。
此式适用于压强高于一托时。
3. 真空区域划分有了度量真空的单位，就可以对真空度的高低程度作出定量表述。
此外，为实用上便利起见，人们还根据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应用特点这三方面的差异，定性地粗划为几个区段。
真空计数据计算公式
真空计数据计算公式真空计是一种用来测量真空度的仪器，它可以通过测量气体的压力来确定真空度的大小。
在实际应用中，我们经常需要根据真空计的测量数据来计算出真空度的数值，这就需要用到真空计数据计算公式。
本文将介绍几种常见的真空计数据计算公式，以及它们的应用方法。
1. 真空计的基本原理。
在了解真空计数据计算公式之前，我们先来了解一下真空计的基本原理。
真空计是通过测量气体的压力来确定真空度的仪器，它可以分为多种类型，如毛细管压力计、热导式真空计、离子化真空计等。
不同类型的真空计在测量原理上略有不同，但它们的基本原理都是通过测量气体的压力来确定真空度的大小。
2. 毛细管压力计的数据计算公式。
毛细管压力计是一种常用的真空计，它的测量原理是通过测量气体在毛细管中的压力来确定真空度的大小。
毛细管压力计的数据计算公式为：P = 2σ/r。
其中，P为气体在毛细管中的压力，σ为液体的表面张力，r为毛细管的半径。
根据这个公式，我们可以通过测量毛细管中气体的压力来计算出真空度的大小。
3. 热导式真空计的数据计算公式。
热导式真空计是一种通过测量气体对热传导的影响来确定真空度的仪器，它的测量原理是通过测量气体对热传导的影响来确定真空度的大小。
热导式真空计的数据计算公式为：P = P0 e^(-kT)。
其中，P为气体的压力，P0为标准气压，e为自然对数的底数，k为热导系数，T为温度。
根据这个公式，我们可以通过测量气体的压力和温度来计算出真空度的大小。
4. 离子化真空计的数据计算公式。
离子化真空计是一种通过测量气体中离子的数量来确定真空度的仪器，它的测量原理是通过测量气体中离子的数量来确定真空度的大小。
离子化真空计的数据计算公式为：P = K n。
其中，P为气体的压力，K为比例常数，n为气体中离子的数量。
根据这个公式，我们可以通过测量气体中离子的数量来计算出真空度的大小。
5. 真空计数据计算公式的应用方法。
在实际应用中，我们通常需要根据真空计的测量数据来计算出真空度的大小。
真空计原理及测量范围
真空计原理及测量范围
真空计是一种用于测量真空度的仪器，根据不同的原理可以分为多种类型，包括气体扩散法真空计、热导法真空计、冷阴极离子化真空计等。
下面将分别介绍这几种常见的真空计的原理及测量范围。
1.气体扩散法真空计
气体扩散法真空计是通过测量气体扩散速率来间接得到真空度的。
工作原理是将样品或测量环境中的气体进入真空计中，利用气体在真空中自由扩散的特性，通过测量扩散流量来计算真空度。
该方法适用于较高真空度的测量范围，通常在10^-1至10^-7帕之间。
2.热导法真空计
热导法真空计主要基于热导率与气体密度之间的关系来测量真空度。
它包含一个加热丝和一个测量电阻，当加热丝加热时，传热受到气体分子碰撞的影响，从而导致电阻的变化，根据电阻的变化可以计算出气体的密度。
热导法真空计适用于1至10^5帕的测量范围。
3.冷阴极离子化真空计
冷阴极离子化真空计主要通过测量空间中的电离电流来间接测量真空度。
该方法通过在真空计中放置一个冷阴极，当真空中的气体与冷阴极发生碰撞时，会产生电子，然后利用电子与气体分子碰撞产生离子，通过测量电离电流的大小来计算真空度。
冷阴极离子化真空计适用于10^-4至10^-2帕的测量范围。
以上所述的是一些常见的真空计的原理及测量范围，不同的真空计适用于不同的测量条件和要求。
在实际应用中，还需要根据具体的测量需求选择合适的真空计，以获得准确可靠的测量结果。
真空计
潘宁放电原理图
电离规
常用到的真空计
皮拉尼/压电复合真空规 测量范围：1大气压至1E-5Torr
全量程复合真空规 测量范围：1大气压至1E-10Torr
注：真空规的安装要求：规管入口应朝下或合适的一
侧，以防落入颗粒灰尘及影响测量精度。
Vacuum measuring cells
PKR Inficon
TPR Inficon
Barartron MKS
真空计
• • 真空计（规）就是对真空状态计真空度进行测量的器件，常用的是热偶真空计、皮 拉尼真空计潘宁冷阴极真空计和热阴极真空计四种。 为了测量的方便通常用到的是一些复合真空规，复合真空规一般是两个真空计的组 合，可以自动在两个量程之间切换，获得更大的工作范围（和真空泵组合有相似之 处）。 皮拉尼真空计：利用电阻丝随温度的变化而电阻随之变化的原理来测量，而电阻丝 温度的变化又与其周围气体的热导率有关（用平衡电桥的方式来测出待测电阻）。 热阴极真空计:气体导电，气体分子被灯丝释放的高速电子撞击电离，碰撞频率与 气体密度成正比，气体密度与气体压强又存在关系，故可以通过测定收集到的离子 流的大小来确定气体的压强。• •热阴源自电离真空计原理图皮拉尼电阻
• •
•
冷阴极电离真空计是利用的潘宁放电原理。 潘宁放电是将放电系统放入一轴向磁场，在低压下使残留的电子，离子等在电 磁场的影响下做轮滚线运动（直线运动与圆周运动的和运动），这无疑增加了 电子的运动轨迹，可以加速到更高的速度，与气体中性分子碰撞，使其电离， 这与磁控溅射有相似之处。 热阴极需要加热灯丝来释放电子，冷阴极利用的是低压空间残留带电粒子。
真空计培训资料
23
复合规BPG------维护 满量程调整处
调满量程
1 大气压下规管通电至 少10分钟 2 用工具插入<FULL SCALE>,按 下至少5秒 种 3 规管自动完成调整
1 2
24
复合规BPG------维护
皮拉尼零点调整
原理上讲，当压力低于1E-3mbar时，规管自动调整零点，调整值每六小时自动存储。
13
PSG: 灯丝检查
检查灯丝阻值 PSG400 (2 wires)
PSG100/101 (1 wire)
PSG100: 87 Ohm +/- 5%
PSG101: 50 Ohm +/- 5%
51 Ohm +/- 5% 51 Ohm +/- 5%
13
PSG: 污染防护
带中心环的O-圈
带中心环及过滤网的O-圈
17
电离原理
电子撞击气体分子，气体分子的一个或多个电子被撞击出去，形 成带正电的离子
18
BPG & BCG 规管
阳极
离子收集极 阴极
薄膜规
双皮拉尼
19
复合规BPG------电气连接
D-Sub 电气连接口
电气连接： 针2 针5 针7 测量信号输出 电源地 除气
针8 24V电源 针11 18~26V电源 针12 信号地 针13 RS232C TXD
39
PEG ： 清洗或更换备件
第四步：清洁部件及探头内部（用酒精，丙酮，纱布，压 缩空气）
40
PEG ： 清洗或更换备件 第五步：插入陶瓷片
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PEG ： 清洗或更换备件 第七步：调整阳极环
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。
真空计
热偶真空计结构原理图 1-热丝；2-热电偶；3-管壳；4-毫伏表； 5-限流电阻；6-毫安表；7-恒压电源
热偶真空计测量时规管热丝通以一定的加热电流，热丝的温度变化决定于低压气体的 热传导，压力降低气体分子热传导带走的热量减少，热丝温度升高，热偶电动势E增大， 反之，E减小。 加热电流变化对测量灵敏度和测量范围有影响，大时规管灵敏度提高，能测量较高压 力，测量范围窄；小时规管灵敏度低，只能测量较低压力，测量范围较宽。
Байду номын сангаас
热偶真空计结构原理图 1-热丝；2-热电偶；3-管壳；4-毫伏表； 5-限流电阻；6-毫安表；7-恒压电源
热偶式规管： DL-3型 热丝：工作温度100-200℃，材料要求 在工作温度和较高压力下具有稳定的物 理和化学性质及较小的电阻温度系数， 一般钨、铂、镍，其中铂最好，丝径 φ0.05-0.1mm。
热偶：工作温度内有足够的灵敏度和物 理、化学稳定性，常用康铜-镍铬合金； 铂铑-铂；铜-康铜等。 热偶与热丝间过渡金属丝，直径和长度 不易控制，存在零散性，每只规管都应 校准。
DL-3型热偶规管的结构图 1-管壳；2-热丝；3-边杆；4-热电偶； 5-引线；6-芯柱；7-管基
真空计 电阻式：
电阻真空计规管的结构 1-电阻丝；2-管壳；3-引线
电阻真空计测量电路： 定温度法：压力变化时通过改变电桥电压保持电桥处于 平衡状态，观察电桥电压与压力的关系。热丝电阻及温 度基本为定值，热辐射及边杆导热均为定值。
热偶真空计： 热偶真空计借助于热电偶测量热丝温度的变化，热电 偶产生的热电势就用于表征规管内的压力。DL-3型热 偶规管的测量范围为102-10-1Pa。
真空计介绍
真空压力计简介一、真空技术相关基础知识1.真空定义：所谓“真空”是指在给定的空间内,气体分子密度低于该地区大气压下的气体分子密度的稀薄气体状态。
不同的真空状态有不同的气体分子密度。
真空状态下气体稀薄程度称为真空度，通常用压力值表示。
2.相关单位：空度的单位沿用压力的测量单位，压力的国际单位为帕（Pa），曾使用过的单位还有托（Torr）和毫巴（mbar）等。
下面是这些单位之间的简单换算关系。
1ATM = 760 Torr = 76 cmHg= 1.01325 x 105 Pa= 1.01325 x 105 ( N／m2 )= 1.01325 bar 3.真空区域的划分：1)粗真空：105~102帕2)低真空：102~10-1帕3)高真空：10-1~10-5帕4)超高真空：小于10-5帕5)极高真空：小于10-10帕在太阳能组件生产工艺这块，我们的真空要求主要是低真空和高真空。
二、真空计简介1.真空计的定义测量低于大气压的气体压强的工具称为真空计。
也叫真空规。
凡能从其本身测得的物理量（如液柱高度、工作液、比重直接计算出气体压力的称绝对真空计，这种真空计测量精度较高，主要用作基准量具。
相对真空计主要利用气体在低压力下的某些物理特性（如热传导、电离、粘滞性和应变等）与压力的关系间接测量，其测量精度较低，而且测量结果还与被测气体种类和成分有关。
因此相对真空计必须用绝对真空计标定和校准后方能用作真空测量。
但它能直接读出被测压力，使用方便，在实际应用中占绝大多数。
2.真空计与压力计真空计与压力计的单位都是帕斯卡，都是测量一个系统压强的大小的工具。
只是真空计测量的压强一般都是低于标准大气压的系统，而压力计测量的一般是高于大气压的系统。
3.真空计的简单分类真空技术需要测量的压力范围为105～10-11帕，甚至更小,宽达16个数量级以上,尚无一种真空计能适用于从粗真空(105～102帕)、低真空（102～10-1帕）、高真空（10-1～10-5帕）、超高真空（小于10-5帕）到极高真空（小于10-10帕）的全范围测量,因而有多种真空计。
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
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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
真空计工作原理
真空计工作原理一、引言真空计是一种用来测量气体压力的仪器，其工作原理基于气体压力与电离电流之间的关系。
本文将从真空计的基本原理、工作过程以及应用领域等方面进行介绍。
二、真空计的基本原理真空计的基本原理是利用气体分子与电子的碰撞来测量气体压力。
当气体分子与电子碰撞时，会发生电离现象，即气体分子失去或获得一个或多个电子。
而电离电流与气体压力之间存在一定的关系，通过测量电离电流的大小，可以间接得知气体压力的大小。
三、真空计的工作过程1. 真空计的结构真空计通常由一个空心的金属电极和一个附近的收集电极构成。
金属电极通常被连接到一个电源，产生一个较强的电场。
当气体分子进入真空计时，会在金属电极附近发生电离现象，产生电子并形成电离电流。
电离电流会被收集电极接收并测量。
2. 真空计的工作原理当气体分子进入真空计时，会在电场的作用下发生电离现象。
电子被加速并沿着电场方向移动，当它们与气体分子碰撞时，会发生电离。
电离电流的大小与气体分子的数量和电子的能量有关。
通过测量电离电流的大小，可以推算出气体分子的数量，从而得知气体压力的大小。
3. 真空计的测量范围和精度不同类型的真空计具有不同的测量范围和精度。
常见的真空计有热阴极离子化真空计、冷阴极离子化真空计和栅栏离子化真空计等。
它们在不同的压力范围内具有不同的测量精度，可以满足不同应用领域的需求。
四、真空计的应用领域真空计在许多领域中都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用领域：1. 真空技术：真空计是真空技术中不可或缺的工具，用于测量真空系统中的气体压力，以确保系统正常运行。
2. 真空冷冻：在制备低温环境时，真空计可以用来测量低温冷冻系统中的气体压力，以确保系统的稳定性和安全性。
3. 半导体制造：在半导体制造过程中，真空计被用来测量气体压力，以控制制造过程中的环境条件，确保产品质量。
4. 物理实验：在物理实验中，真空计被用来测量实验室中的气体压力，以确保实验的准确性和可重复性。
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真空计的基础知识
真空是一种不存在任何物质的空间状态，是一种物理现象。
在“真空”中，声音因为没有介质而无法传递，但电磁波的传递却不受真空的影响。
事实上，在真空技术里，真空系针对大气而言，一特定空间内部之部份物质被排出，使其压强小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。
1真空
常用帕斯卡（Pascal）或托尔（Torr）做为压力的单位。
目前在自然环境里，只有外太空堪称最接近真空的空间。
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。
真空计是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。
按真空度刻度方法分类
（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型镑压力计、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（或规头）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。