真空計(jì)壓力測(cè)量范圍

2010-03-22 朱武 合肥工業(yè)大學(xué)

  壓力測(cè)量中,除極少數(shù)直接測(cè)量外,絕大多數(shù)是間接測(cè)量,即先在被測(cè)氣體中引起一定的物理現(xiàn)象,然后再測(cè)量這一過程中與壓力有關(guān)的物理量,進(jìn)而設(shè)法確定壓力值。這是真空測(cè)量的特點(diǎn),但亦會(huì)造成某些問題。

  任何具體物理現(xiàn)象與壓力的關(guān)系,都是在某一壓力范圍內(nèi)才最顯著,超出這個(gè)范圍,關(guān)系就變?nèi)趿。因此,任何方法都有其一定的測(cè)量范圍,這個(gè)范圍就是真空計(jì)的“量程”。盡可能擴(kuò)展每一種方法的量程,是真空科學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。近代真空技術(shù)所涉及的壓力范圍寬達(dá)20個(gè)數(shù)量級(jí)(105~ 10-14 Pa),沒有任何一種真空計(jì)能測(cè)量如此寬的壓力范圍,因此總是用幾種真空計(jì)分別管轄一定的區(qū)域。但由于各種真空計(jì)在原理上的差異,在相互銜接的區(qū)域,往往要造成較大的誤差。

  在被測(cè)空間引起一定物理現(xiàn)象時(shí),還會(huì)出現(xiàn)這樣的問題,即從測(cè)量的角度出發(fā),本需要一種單純的物理現(xiàn)象,但有時(shí)卻不可避免地帶來一系列寄生現(xiàn)象,這些寄生現(xiàn)象不但給測(cè)量帶來誤差,有時(shí)還會(huì)“喧賓奪主”,完全把主要現(xiàn)象掩蓋住了。在利用電子碰撞氣體分子的方法中,荷能電子最終要打到電子收集極上,其能量急劇損失的過程會(huì)發(fā)射軟X 射線,這種射線又導(dǎo)致一些電極產(chǎn)生光電發(fā)射,最后影響到離子流的測(cè)量。電離的方法是目前高真空和超高真空測(cè)量中使用最廣泛的,可是它的寄生現(xiàn)象也特別多,它在應(yīng)用時(shí)有抽氣作用,有時(shí)又出現(xiàn)放氣作用。電子碰撞電極除產(chǎn)生上述X 射線外,還會(huì)出現(xiàn)電子碰撞脫附現(xiàn)象。有時(shí)在熱陰極電離真空計(jì)中,由于陰極處于高溫,氣體在其上發(fā)生化學(xué)變化,因而改變氣體成分。熱陰極有時(shí)會(huì)發(fā)射正離子或中性粒子,熱陰極顯然改變規(guī)管內(nèi)溫度,其輻射熱導(dǎo)致其他電極溫度升高,產(chǎn)生熱發(fā)射和變形效應(yīng)。

  由上觀之,為改善真空計(jì)性能及提高真空測(cè)量準(zhǔn)確度,必須突出主要現(xiàn)象,抑制寄生現(xiàn)象。表給出了一些真空計(jì)的壓力測(cè)量范圍。

一些真空計(jì)的壓力測(cè)量范圍

一些真空計(jì)的壓力測(cè)量范圍