真空计 - 低温高磁实验室.ppt

真 空 計 2002.12.05 大綱 簡介 分類 各式真空計介紹 單 位 換 算 1ATM = 760 Torr = 76 cmHg = 1.01325 x 105 Pa = 1.01325 x 105 ( N／m3 ) = 1.01325 bar 真空計簡介 真空氣壓計（Vacuum pressure gauges）簡稱真空計（Vacuum gauges）。是依據各種物理原理來量測壓力或分子數目的多少。 真空計之分類 依量測範圍分： (1)粗略真空計量測範圍：760 ~ 1Torr (2)中度空計量測範圍：1 ~ 10－３ Torr (3)高度真空計量測範圍：10 -3~ 10－7 Torr (4)超高真空計(Ultrahigh vacuum) 量測範圍：10-7 Torr以下 依工作原理分： 液體靜態真空計 機械式真空計 熱傳導式真空計 半導體式真空計 黏滯性真空計? 離子化真空計? 氣體分壓分析儀 氦氣測漏儀 電容式真空計 機械式真空計利用(容器內)氣體粒子之熱速度作用於(容器內)受力表面來直接量測壓力之真空計 壓力天平(重錘活塞式壓力計-deadweight pressure gauge) PTEST = F／A + PREF = Mg／A+PREF 依使用介質分: 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 特殊之變形U形管結構 U形管架構 斜管式架構 單槽式架構 雙槽式架構 雙槽式壓力計: Schwien原級水壓壓力計 BAT原級壓力計單槽式壓力計: Hass A1大氣壓力計 薄膜式真空計（Diaphragm Manometer） 量測壓力範圍：1500 Torr ～ 1 Torr。 可追加2組自動控制設定模組。 線性0 ～ 1.5 VDC 輸出訊號，可與電腦連線。 電容式真空計  為薄膜真空計(Diaphragm Gage)的一種，利用薄膜兩邊壓力不同而使薄膜偏移，以改變電極間之距離，並使電容也因而改變，故可求得壓力之變化。目前利用電容式原理製造之真空計，其量測範圍可從數十倍大氣壓力至１０－５（１０－３Pa）。以電容式真空計作為轉移準器時值得注意的是，溫度變化的影響很大，因此沒有溫度控制裝置時，必須對溫度變化的影響作詳細評估。 電容式真空計典型代表:MKS Baratron690A(廣為光電，半導體及航空公司所採用) 派藍尼真空計（Pirani Gauge） 中級真空範圍下使用最為廣泛的真空計。 量測壓力範圍：1ATM ～ 10-4 mbar。 內藏調整設定點，適應製程控制，消除雜訊。 低輸出阻抗及完整的法拉屏壁設計消除雜訊。 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℃ 定電壓式Pirani Gauge 原理 真空壓力 ↑，熱傳導帶走熱能，燈絲溫度↓，燈絲電阻值↑，電流↓。反之真空壓力↑，電流↓。 ?直接從電流表A觀察電阻值變化，經過適當的轉換校正，可由電流表A直接讀取真空壓力值。 定電流式Pirani Gauge 原理 當感測頭內真空壓力改變時，燈絲的電阻也改變，因此電橋內的電流表A讀值不再為0，這時調整R1可使其回歸為0。 參考感測頭和感測頭極為相似，以作為溫度補償之用。 由電壓表V可觀察到電阻的變化，經適當的轉換之後，可由電壓表V直接讀取真空計壓力值。  定溫式Pirani Gauge原理：?使燈絲溫度維持不變，再由電壓變化來得知真空壓力變化。? 因為燈絲溫度維持不變，所以經由氣體介質傳導的熱輻射及經由發熱體與支架直接知熱傳導為一定值，且與氣體之真空無關，所以可獲得較佳的解析度。 熱偶真空計Thermal-couple Vacuum Gauge 用途 熱偶真空計是一種用途很廣的真空計，主要用來測試機械幫浦、吸附幫浦、及擴散幫浦前置部份運轉中真空系統內