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leybold萊寶活塞式壓力真空計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
真空計(jì)分類
真空計(jì)可分為真空計(jì)和相對(duì)真空計(jì)兩大類。凡能從其本身測(cè)得的物理量(如液柱高度、工作液、比重等)直接計(jì)算出氣體壓力的稱真空計(jì),這種真空計(jì)測(cè)量精度較高,主要用作基準(zhǔn)量具。相對(duì)真空計(jì)主要利用氣體在低壓力下的某些物理特性(如熱傳導(dǎo)、電離、粘滯性和應(yīng)變等)與壓力的關(guān)系間接測(cè)量,其測(cè)量精度較低,而且測(cè)量結(jié)果還與被測(cè)氣體種類和成分有關(guān)。因此相對(duì)真空計(jì)必須用真空計(jì)標(biāo)定和校準(zhǔn)后方能用作真空測(cè)量。但它能直接讀出被測(cè)壓力,使用方便,在實(shí)際應(yīng)用中占絕大多數(shù)。真空技術(shù)需要測(cè)量的壓力范圍為105~10-11帕,甚至更小,寬達(dá)16個(gè)數(shù)量級(jí)以上,尚無一種真空計(jì)能適用于從粗真空(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*真空(小于10-10帕)的全范圍測(cè)量,因而有多種真空計(jì)。zui常用的有U形管真空計(jì)、壓縮式真空計(jì)、電阻真空計(jì)和冷熱陰極電離真空計(jì)。U形管真空計(jì)用以測(cè)量粗真空和低真空的真空計(jì)(圖1)。在U字形的玻璃管中充以工作液(低蒸氣壓的油、汞)。管的一端被抽成真空(或直接通大氣),另一端接被測(cè)真空系統(tǒng)。根據(jù)兩邊管中的壓差所造成的液柱差可測(cè)出被測(cè)真空系統(tǒng)的壓力。壓縮式真空計(jì)又稱麥克勞真空計(jì),是一種測(cè)量低真空和高真空的真空計(jì)。這種真空計(jì)一般用硬質(zhì)玻璃制成(圖2a)。A是一根與被測(cè)真空系統(tǒng)相連接的開管,D、B為內(nèi)徑相同的毛細(xì)管,V為球泡,其體積遠(yuǎn)大于毛細(xì)管。測(cè)量時(shí),通過活塞2抽真空,然后用活塞1充氣,使汞儲(chǔ)存器C中的汞上升到覆沒交叉口ΜΜ′,則D、V和B、A內(nèi)的氣體被隔成兩個(gè)區(qū)域。再充氣繼續(xù)提高汞液面,D、V內(nèi)的氣體則進(jìn)一步被壓縮,壓力增高。這樣D、B間存在的壓差可由汞柱高度差來表示(圖2b)。玻璃容器的體積和毛細(xì)管的高度是可測(cè)出的,所以用玻意耳定律即可算出被測(cè)壓力。測(cè)量精度較高,在10-3帕?xí)r的精度小于或等于5%。電阻真空計(jì)又稱皮喇尼真空計(jì),是一種測(cè)量低真空的相對(duì)真空計(jì),主要由電阻式規(guī)管和測(cè)量線路兩部分組成。電阻式規(guī)管(圖3)是在管殼內(nèi)封裝著一條電阻溫度系數(shù)較大的電阻絲,常用的為鎢或鉑絲。測(cè)量時(shí),規(guī)管與被測(cè)真空系統(tǒng)相接,用一定的電壓、電流加熱電阻絲,其表面溫度可用電阻值來反映,且與周圍的氣體分子的熱傳導(dǎo)有關(guān),而氣體分子的熱傳導(dǎo)又與壓力有關(guān)。當(dāng)被測(cè)壓力降低時(shí),由氣體分子傳走的熱量減小,電阻絲表面溫度就增高,電阻值增大;反之,電阻值減小。因此根據(jù)電阻值的大小就可測(cè)量出壓力。熱陰極電離真空計(jì)通稱電離真空計(jì),主要用于高真空測(cè)量。它是由圓筒式熱陰極電離規(guī)管(圖4)和測(cè)量線路兩部分組成。這種規(guī)管與三極電子管相似,有3個(gè)電極:陰極(燈絲)、螺旋形柵極(加速極)和圓筒形收集極。測(cè)量時(shí),規(guī)管與被測(cè)真空系統(tǒng)相連。通電后,熱陰極發(fā)射電子,在飛向帶正電位的加速極的路程中與管內(nèi)空間的低壓氣體分子碰撞,使氣體分子電離。電離所產(chǎn)生的電子和離子,分別在加速極和收集極(帶負(fù)電位)上形成電子流Ie和離子流Ii。在被測(cè)氣體壓力低于10-1帕的狀況下,當(dāng)電子流Ie恒定時(shí),離子流Ii與被測(cè)真空系統(tǒng)中的氣體分子密度(亦即壓力p)成正比。因此,離子流的大小就可作為壓力的度量。這種真空計(jì)的測(cè)量范圍為10-1~10-5帕。此外,還有測(cè)量上限能達(dá)102帕以上的高壓力電離真空計(jì)。這種電離真空計(jì)在工作時(shí),陰極發(fā)射的電子撞擊加速極時(shí)產(chǎn)生軟性X射線,照射到收集極上時(shí)便引起收集極的光電子發(fā)射,因而就在離子流測(cè)量回路中增加一個(gè)與被測(cè)壓力無關(guān)的剩余光電流IX,限制測(cè)量下限的擴(kuò)展。為了減少這種軟X射線對(duì)收集極的影響,人們又研制出BA式電離規(guī)管(圖5)。它是將收集極改為針形,并與陰極的位置對(duì)換,這樣使光電流IX大為減少,使壓力測(cè)量下限從10-5帕擴(kuò)展到10-8帕左右,從而解決了超高真空測(cè)量的問題。冷陰極電離真空計(jì)一種測(cè)量高真空的相對(duì)真空計(jì)。它由電離規(guī)管和測(cè)量線路兩部分組成(圖6)。規(guī)管一般由兩塊平行的陰極、一個(gè)環(huán)形的陽極和產(chǎn)生磁場(chǎng)的磁鋼構(gòu)成。在電極之間加有高壓直流電場(chǎng),而整個(gè)規(guī)管的電極系統(tǒng)又置于垂直電極平面的磁場(chǎng)中。在正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用下,由低壓氣體分子電離產(chǎn)生的放電電流是被測(cè)壓力的函數(shù),所以放電電流的大小可作為壓力的度量。
leybold萊寶活塞式壓力真空計(jì)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)泵總體結(jié)構(gòu)型式真空泵的泵體的布置結(jié)構(gòu)決定了泵的總體結(jié)構(gòu)。立式結(jié)構(gòu)的進(jìn)、排氣口水平設(shè)置,裝配和連接管路都比較方便。但泵的重心較高,在高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性差,故這種型式多用于小泵。臥式泵的進(jìn)氣口在上,排氣口在下。有時(shí)為了真空系統(tǒng)管道安裝連接方便,可將排氣口從水平方向接出,即進(jìn)、排氣方向是相互垂直的。此時(shí),排氣口可以從左或右兩個(gè)方向開口,除接排氣管道一端外,另一端堵死或接旁通閥。這種泵結(jié)構(gòu)重心低,高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)穩(wěn)定性好。一般大、中型泵多采用此種結(jié)構(gòu)。泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子軸與水平面垂直安裝。這種結(jié)構(gòu)裝配間隙容易控制,轉(zhuǎn)子裝配方便,泵占地面積小。但泵重心較高且齒輪拆裝不便,潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)也相對(duì)復(fù)雜。
(2)泵的傳動(dòng)方式
真空泵的兩個(gè)轉(zhuǎn)子是通過一對(duì)高精度齒輪來實(shí)現(xiàn)其相對(duì)同步運(yùn)轉(zhuǎn)的。主動(dòng)軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)聯(lián)接。在傳動(dòng)結(jié)構(gòu)布置上主要有以下兩種:其一是電動(dòng)機(jī)與齒輪放在轉(zhuǎn)子的同一側(cè)如圖。從動(dòng)轉(zhuǎn)子由電動(dòng)機(jī)端齒輪直接傳過去帶動(dòng),這樣主動(dòng)轉(zhuǎn)子軸的扭轉(zhuǎn)變形小,則兩個(gè)轉(zhuǎn)子之間的間隙不會(huì)因主動(dòng)軸的扭轉(zhuǎn)變形大而改變,故使轉(zhuǎn)子之間的間隙在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中均勻。這種傳動(dòng)方式的zui大缺點(diǎn)是:a.主動(dòng)軸上有三個(gè)軸承,增加了泵的加工和裝配難度,齒輪的拆裝及調(diào)整也不便;b.整體結(jié)構(gòu)不勻稱,泵的重心偏向電動(dòng)機(jī)和齒輪箱一側(cè)。
特點(diǎn)
(1)在較寬的壓力范圍內(nèi)有較大的抽速;
(2)轉(zhuǎn)子具有良好的幾何對(duì)稱性,故振動(dòng)小,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。轉(zhuǎn)子間及轉(zhuǎn)子和殼體間均有間隙,不用潤(rùn)滑,摩擦損失小,可大大降低驅(qū)動(dòng)功率,從而可實(shí)現(xiàn)較高轉(zhuǎn)速;
(3)泵腔內(nèi)無需用油密封和潤(rùn)滑,可減少油蒸氣對(duì)真空系統(tǒng)的污染;
(4)泵腔內(nèi)無壓縮,無排氣閥。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,對(duì)被抽氣體中的灰塵和水蒸汽不敏感;
(5)壓縮比較低,對(duì)氫氣抽氣效果差;
(6)轉(zhuǎn)子表面為形狀較為復(fù)雜的曲線柱面,加工和檢查比較困難。
活塞式壓力真空計(jì) 型號(hào):HAD-S2.5
一、用途
HAD-S2.5型活塞壓力計(jì)(以下簡(jiǎn)稱壓力計(jì))主要用作檢驗(yàn)-0.1-0.25MPa范圍內(nèi)的0.16級(jí),0.25級(jí)和0.4 級(jí)精密壓力表。
壓力度為0.05級(jí)、0.02級(jí),工作介質(zhì)為氣體
二、工作原理與基本結(jié)構(gòu)
活塞系統(tǒng)和加在活塞上的砝碼的重量作用在活塞有效面積上所產(chǎn)生的壓力作為標(biāo)準(zhǔn)壓力,通過管路的共作介質(zhì),將壓力傳遞到精密壓力表。
在壓力計(jì)底座上有活塞系統(tǒng),微調(diào)器和五個(gè)閥。
測(cè)量壓力時(shí),活塞系統(tǒng)應(yīng)在圖示位置,閥1的接嘴上接壓縮空氣源(zui大壓力≥0.25MPa但超過0.4MPa時(shí))應(yīng)接減壓裝置;或手遙控器加壓泵,氣體進(jìn)入微調(diào)器,然后通過閥3與被測(cè)精密壓力表連通,通過閥4作用在活塞下端面上,通過閥5對(duì)油杯,上表面施加壓力,以潤(rùn)滑和密封活塞處。
測(cè)量真空時(shí),活塞系統(tǒng)應(yīng)從前面繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°并鎖緊,氣源接嘴上接真空泵或手搖真空泵,通過上述管路與被檢精密真空表接通并作用在活塞上端面,此時(shí)應(yīng)關(guān)閉閥5,并打開油蓋杯上蓋與大氣相通,一便得到零位。
儀器活塞系統(tǒng)中承重桿和滾花螺母重為0.051kg,取時(shí)先逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)花螺母,再用中指和食指反方向握緊滾花螺母,垂直順時(shí)針用力向上滑動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)沖擊力,從而帶動(dòng)承重桿一起拔下。
熱偶真空計(jì),電阻真空計(jì),壓敏真空計(jì),電離真空計(jì),熱偶與電離復(fù)合真空計(jì),電阻與電離復(fù)合真空計(jì),壓敏與電離復(fù)合真空計(jì),
按真空度刻度方法分類
(1)真空計(jì):直接讀取氣體壓力,其壓力響應(yīng)(刻度)可通過自身幾何尺寸計(jì)算出來或由測(cè)力確定。真空計(jì)對(duì)所有氣體都是準(zhǔn)確的且與氣體種類無關(guān),屬于真空計(jì)的有U型鎊壓力計(jì)、壓縮式真空計(jì)和熱輻射真空計(jì)等。
(2)相對(duì)真空計(jì):由一些氣體壓力有函數(shù)關(guān)系的量來確定壓力,不能通過簡(jiǎn)單的計(jì)算進(jìn)刻度,必須進(jìn)行校準(zhǔn)才能刻度。相對(duì)真空計(jì)一般由作為傳感器的真空計(jì)規(guī)管(或規(guī)頭)和用于控制、指示的測(cè)量器組成。讀數(shù)與氣體種類有關(guān)。相對(duì)真空計(jì)的種類很多,如熱傳導(dǎo)真空計(jì)和電離真空計(jì)等。
按真空計(jì)測(cè)量原理分類
直接測(cè)量真空計(jì)這種真空計(jì)直接測(cè)量單位面積上的力,有:
(1)靜態(tài)液位真空計(jì):利用U型管兩端液面差來測(cè)量壓力。
(2)彈性元件真空計(jì):利用與真空相連的容器表面受到壓力的作用而產(chǎn)生彈性變形來測(cè)量壓力值的大小。
間接測(cè)量真空計(jì)壓力為10-1Pa時(shí),作用在1cm2表面上力只有10-5N,顯然測(cè)量這樣小的力是困難的。但可根據(jù)低壓下與氣體壓力有關(guān)的物理量的變化來間接測(cè)量壓力的變化。屬于這類的真空計(jì)有:
(1)壓縮式真空計(jì):其原理是在U型管的基礎(chǔ)上再應(yīng)用波義耳定律,即將一定量待測(cè)壓力的氣體,經(jīng)過等溫壓縮使之壓力增加,以便用U型管真空計(jì)測(cè)量,然后用體積和壓力的關(guān)系計(jì)算被測(cè)壓力。
(2)熱傳導(dǎo)真空計(jì):利用低壓下氣體熱傳導(dǎo)與壓力有關(guān)這一原理制成。常用的有電阻真空計(jì)和熱偶真空計(jì)。
(3)熱輻射真空計(jì):利用低壓下氣體熱輻射與壓力有關(guān)原理。
(4)電離真空計(jì):利用低壓下氣體分子被荷能粒子碰撞電離,產(chǎn)生的離子流隨電力變化的原理。如:熱陰極電離真空計(jì)、冷陰極電離真空計(jì)和放射性電離真空計(jì)等。
(5)放電管指示器:利用氣體放電情況和放電顏色與壓力有關(guān)的性質(zhì)判定真空度,一般僅能作為定性測(cè)量。
(6)粘滯真空計(jì):利用低壓下氣體與容器壁的動(dòng)量交換即外摩擦原理。如振膜式真空計(jì)和磁懸浮轉(zhuǎn)子真空計(jì)。
(7)場(chǎng)致顯微儀:以吸附和解吸時(shí)間與壓力關(guān)系計(jì)算壓力。
(8)分壓力真空計(jì):利用質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行混合氣體分壓力測(cè)量。常用的有四極質(zhì)譜計(jì)、回旋質(zhì)譜計(jì)和射頻質(zhì)譜.