氣體及蒸氣對(duì)真空計(jì)的影響

2008-10-29 真空技術(shù)論壇轉(zhuǎn)載 真空技術(shù)培訓(xùn)講座

   利用真空計(jì)去測(cè)量稀薄氣體的壓力時(shí),不僅一般常用的相對(duì)真空計(jì)與被測(cè)氣體種類(lèi)有關(guān)。而且不同種類(lèi)的氣體對(duì)真空計(jì)的影響也不同。如果被測(cè)氣體是氮?dú)饣蚨栊詺怏w,則基本無(wú)影響。但多數(shù)情況下,真空系統(tǒng)中的氣體是氮、氧、氫、水蒸氣、甲烷、油蒸氣等多種氣體和蒸氣的不同組合,其中尤其是氧、水蒸氣、油蒸氣等組分會(huì)給真空計(jì)規(guī)管帶來(lái)很大的影響。因此在選擇真空計(jì)時(shí),需要考慮被測(cè)氣體成分對(duì)規(guī)管的壽命及測(cè)量準(zhǔn)確性帶來(lái)的影響。

1、氧氣對(duì)真空計(jì)的影響

    氧氣是理想氣體,可以用麥?zhǔn)险婵沼?jì)進(jìn)行測(cè)量,但是當(dāng)氧分壓過(guò)高時(shí),會(huì)使水銀表面發(fā)生氧化,影響水銀的表面張力,使水銀在毛細(xì)管中移動(dòng)時(shí)位置不準(zhǔn)確,造成測(cè)量誤差。

    普通熱傳導(dǎo)(例電阻)真空計(jì)的燈絲在高溫下會(huì)氧化,改變熱絲的表面狀態(tài),引起規(guī)管零點(diǎn)漂移和靈敏度的改變,應(yīng)采用抗氧化熱絲的規(guī)管。熱陰極電離規(guī)燈絲亦易氧化,使其壽命縮短。

    對(duì)氧分壓較高的氣體氛圍,在粗低真空范圍內(nèi)可用薄膜真空計(jì)測(cè)量;高真空時(shí)使用輻射真空計(jì)和冷陰極規(guī)管。

       電阻真空計(jì)和鎢陰極熱陰極電離計(jì)規(guī)管燈絲的材料為鎢,鎢絲溫度較高,高溫?zé)艚z與水蒸氣發(fā)生氧化作用,水蒸氣會(huì)被高溫鎢表面分解并與鎢反應(yīng)生成氧化鎢和原子態(tài)氫,氧化鎢蒸發(fā)后便附著在規(guī)管玻壁上。原子態(tài)氫則從管壁上的氧化鎢中奪取氧再變成水蒸氣。這樣循環(huán)下去,水蒸氣就起著”運(yùn)輸”鎢的作用。致使鎢陰極不斷的蒸發(fā),而使燈絲迅速損壞。特別是水蒸氣分壓大于10-2Pa時(shí),規(guī)管的壽命很短,不易用于測(cè)量水蒸氣。

2、水蒸氣對(duì)真空計(jì)的影響

水蒸氣是可凝性氣體,壓縮式真空計(jì)測(cè)量時(shí)要壓縮被測(cè)氣體,使水蒸氣凝結(jié),因此在一般情況下不能用壓縮式真空計(jì)進(jìn)行測(cè)量。它對(duì)熱傳導(dǎo)真空計(jì)的影響與氧氣一樣,會(huì)使規(guī)管零點(diǎn)漂移和靈敏度發(fā)生變化。

   在通常情況下。對(duì)水蒸氣的測(cè)量可采用U形壓力計(jì)和薄膜規(guī)、輻射真空計(jì)、粘滯規(guī)、克努曾真空計(jì)等。冷陰極規(guī)管不會(huì)發(fā)生氧化問(wèn)題,也可以用于水蒸氣分壓高的真空系統(tǒng)的測(cè)量。

3、油蒸氣對(duì)真空計(jì)的影響

   在采用有油的抽氣系統(tǒng)(機(jī)械泵、油擴(kuò)散泵)抽氣時(shí),系統(tǒng)中存在大量的有機(jī)油蒸氣及其分裂物,它們的蒸氣壓都比較低,因此不能用壓縮式真空計(jì)進(jìn)行測(cè)量。如用壓縮式真空計(jì)測(cè)量機(jī)械泵的極限真空度時(shí).要比用熱傳導(dǎo)真空計(jì)測(cè)得的數(shù)據(jù)高一個(gè)數(shù)量級(jí)。用油U型壓力計(jì)測(cè)量油蒸氣時(shí)。因工作油可以溶解油蒸氣,所以也不能得到正確的指示。

    用熱傳導(dǎo)真空計(jì)或電離真空計(jì)測(cè)量油蒸氣時(shí)。會(huì)因油蒸氣污染燈絲或在高溫陰極上分解生成碳?xì)浠衔铮瑖?yán)重的污染電極和管壁,使熱傳導(dǎo)情況改變,而使規(guī)管的靈敏度和特性發(fā)生明顯的變化,造成測(cè)量誤差。

在油蒸汽分壓高的系統(tǒng)中,低真空時(shí)用薄膜真空計(jì)測(cè)量;高真空時(shí)使用輻射真空計(jì)進(jìn)行測(cè)量。