[實用新型]一種新型真空計

無效

• 申請號: 200720117945.7
• 申請日: 2007-01-09
• 公開（公告）號: CN201000382Y
• 公開（公告）日: 2008-01-02
• 發明（設計）人: 唐家銀
• 申請（專利權）人: 唐家銀
• 主分類號: G01L21/00
• 分類號: G01L21/00;G01L27/00;G01N27/409
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司
• 代理人: 易釗

技術領域

本實用新型涉及測量氣體的儀器，更具體地說，涉及一種新型真空計。

背景技術

真空測量就是真空度的測量，而真空度是指低于大氣壓力的氣體稀薄程度，以壓力表示真空度。真空測量包括全壓力測量、分壓力測量和真空計校準三個部分。用以探測低壓空間稀薄氣體壓力所用的儀器稱為真空計。真空計種類繁多，工作原理各異，除極少數幾種是直接測量壓力外，其它幾乎都是間接測量壓力的。被測量氣體除少數情況外，多為混合氣體。一般所指壓力測量是指混合氣體全壓力測量。在近代真空測量技術中，分壓力測量越來越重要。分壓力測量是指測出混合氣體各組成成分的分壓力。

目前市場上的真空計種類，一般按照真空計的真空度刻度方法和按照真空計測量原理兩種方法分類。

按照真空度刻度方法分類，真空計包括以下兩類：

(1)絕對真空計：直接讀取氣體壓力，其壓力響應(刻度)可通過自身幾何尺寸計算出來或由測力確定。絕對真空計對所有氣體都是準確的且與氣體種類無關，屬于絕對真空計的有U型管壓力計、壓縮式真空計和熱輻射真空計等。

(2)相對真空計：由一些與氣體壓力有函數關系的量來確定壓力，不能通過簡單的計算進行刻度，必須進行校準才能刻度。相對真空計一般由傳感器(又稱規管或規頭)和用于測量控制的測量電路單元組成。讀數與氣體種類有關。相對真空計的種類很多，如熱傳導真空計和電離真空計等。

按照真空計測量原理方法分類，真空計又分為直接測量真空計和間接測量真空計。

直接測量真空計，該真空計直接測量單位面積上的力，包括以下兩種：

(1)靜態液位真空計：利用U型管兩端液面差來測量壓力。

(2)彈性元件真空計：利用與真空相連的容器表面受到壓力的作用而產生彈性變形來測量壓力值的大小。

間接測量真空計，當壓力為10^-1Pa時，作用在1cm²表面上力只有10^-5N，顯然測量這樣小的力是困難的，故可根據低壓下與氣體壓力有關的物理量的變化來間接測量壓力的變化。屬于這類的真空計有以下幾種：

(1)壓縮式真空計：其原理是在U型管的基礎上再應用波義耳定律，即將一定量待測壓力的氣體，經過等溫壓縮使之壓力增加，以便用U型管真空計測量，然后用體積和壓力的關系計算被測壓力。

(2)熱傳導真空計：利用低壓下氣體熱傳導與壓力有關這一原理制成。常用的有電阻真空計和熱偶真空計。

(3)熱輻射真空計：利用低壓下氣體熱輻射與壓力有關原理。

(4)電離真空計：利用低壓下氣體分子被荷能粒子碰撞電離，產生的離子流隨壓力變化的原理。如：熱陰極電離真空計、冷陰極電離真空計和放射性電離真空計等。

(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的性質判定真空度，一般僅能作為定性測量。

(6)粘滯真空計：利用低壓下氣體與容器壁的動量交換即外摩擦原理。如振膜式真空計和磁懸浮轉子真空計。

(7)場致顯微儀：以吸附和解吸時間與壓力關系計算壓力。

(8)質譜真空計：利用質譜技術進行混合氣體分壓力測量。

現有的分壓力真空計都屬于電離類，即先將氣體電離，然后將所得的各成分離子加速，再把離子引進分析器，將離子分開，分別測出各成分離子流強度，便可知氣體的成分和數量。分析器有磁的、電的、電磁結合和其它方式等。常用的有四極質譜計、回旋質譜計和射頻質譜計等。

在現有的真空測量中，除極少數直接測量外，絕大多數是間接測量，即先在被測氣體中引起一定的物理現象，然后再測量這一過程中與壓力有關的物理量，進而設法確定壓力值。這是真空測量的特點，因此會造成以下問題：

(1)任何具體物理現象與壓力的關系，都是在某一壓力范圍內才最顯著，超出這個范圍，關系變得弱了。因此，任何方法都有其一定的測量范圍，這個范圍就是真空計的“量程”。現有的真空計都在某一測量范圍內工作。

(2)近代真空技術所涉及到的壓力范圍寬達19個數級(10⁵～10^-14pa)，沒有任何一種現有的真空計能測量如此寬的壓力范圍，因此總是用幾種真空計分別管轄一定的區域。但由于各種真空計在原理上的差異，在相互銜接的區域，往往要造成較大的誤差。