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氣體及蒸氣對真空計的影響

更新時間:2017-05-17      瀏覽次數(shù):361
   氣體及蒸氣對真空計的影響
  利用真空計去測量稀薄氣體的壓力時,不僅一般常用的相對真空計與被測氣體種類有關(guān)。而且不同種類的氣體對真空計的影響也不同。如果被測氣體是氮氣或惰性氣體,則基本無影響。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、油蒸氣等組分會給真空計規(guī)管帶來很大的影響。因此在選擇真空計時,需要考慮被測氣體成分對規(guī)管的壽命及測量準確性帶來的影響。
  1、氧氣對真空計的影響
  氧氣是理想氣體,可以用麥氏真空計進行測量,但是當氧分壓過高時,會使水銀表面發(fā)生氧化,影響水銀的表面張力,使水銀在毛細管中移動時位置不準確,造成測量誤差。
  普通熱傳導(例電阻)真空計的燈絲在高溫下會氧化,改變熱絲的表面狀態(tài),引起規(guī)管零點漂移和靈敏度的改變,應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)可用薄膜真空計測量;高真空時使用輻射真空計和冷陰極規(guī)管。
  電阻真空計和鎢陰極熱陰極電離計規(guī)管燈絲的材料為鎢,鎢絲溫度較高,高溫燈絲與水蒸氣發(fā)生氧化作用,水蒸氣會被高溫鎢表面分解并與鎢反應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,規(guī)管的壽命很短,不易用于測量水蒸氣。
  2、水蒸氣對真空計的影響
  水蒸氣是可凝性氣體,壓縮式真空計測量時要壓縮被測氣體,使水蒸氣凝結(jié),因此在一般情況下不能用壓縮式真空計進行測量。它對熱傳導真空計的影響與氧氣一樣,會使規(guī)管零點漂移和靈敏度發(fā)生變化。
  在通常情況下。對水蒸氣的測量可采用U形壓力計和薄膜規(guī)、輻射真空計、粘滯規(guī)、克努曾真空計等。冷陰極規(guī)管不會發(fā)生氧化問題,也可以用于水蒸氣分壓高的真空系統(tǒng)的測量。
  3、油蒸氣對真空計的影響
  在采用有油的抽氣系統(tǒng)(機械泵、油擴散泵)抽氣時,系統(tǒng)中存在大量的有機油蒸氣及其分裂物,它們的蒸氣壓都比較低,因此不能用壓縮式真空計進行測量。如用壓縮式真空計測量機械泵的極限真空度時.要比用熱傳導真空計測得的數(shù)據(jù)高一個數(shù)量級。用油U型壓力計測量油蒸氣時。因工作油可以溶解油蒸氣,所以也不能得到正確的指示。
  用熱傳導真空計或電離真空計測量油蒸氣時。會因油蒸氣污染燈絲或在高溫陰極上分解生成碳氫化合物,嚴重的污染電極和管壁,使熱傳導情況改變,而使規(guī)管的靈敏度和特性發(fā)生明顯的變化,造成測量誤差。
  在油蒸汽分壓高的系統(tǒng)中,低真空時用薄膜真空計測量;高真空時使用輻射真空計進行測量。

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