熱偶真空計(jì)的工作特性及其使用
1、熱偶真空計(jì)工作特性
熱偶真空計(jì)是相對(duì)真空計(jì),其壓力-熱偶電勢(shì)對(duì)應(yīng)值難以用計(jì)算方法精確求得,因此,常常在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件下,用絕對(duì)真空計(jì)或用校準(zhǔn)系統(tǒng)經(jīng)校準(zhǔn)確定。在一定的加熱電流條件下,配用DL-3型規(guī)管的熱偶真空計(jì)對(duì)干燥空氣的校準(zhǔn)曲線如圖4-9和圖4-10所示。
圖4-9 DL-3型熱偶真空計(jì)的校準(zhǔn)曲線(10~10-1Pa)
圖4-10 DL-3型熱偶真空計(jì)的校準(zhǔn)曲線 (102~10Pa)
由圖4-10不難看出,當(dāng)壓力從0.1MPa開(kāi)始逐步降低(圖中未畫(huà)出)的一段壓力范圍內(nèi),熱偶電勢(shì)E一直在零值附近,其原因是氣體分子多,傳導(dǎo)走的熱量多,因而熱絲溫度低,熱偶電勢(shì)E亦低,而且此時(shí)(λ≤r1)熱傳導(dǎo)與壓力無(wú)關(guān),故熱偶電勢(shì)E不變化(少量變化是氣體對(duì)流引起的)。當(dāng)壓力降至102Pa時(shí),熱偶電勢(shì)E開(kāi)始增大,這是由于此時(shí)氣體傳導(dǎo)走的熱量減少,熱絲溫度已升高。當(dāng)壓力p繼續(xù)降低時(shí),熱偶電勢(shì)繼續(xù)增大,但是越來(lái)越緩慢,最后趨于一定值。此后,p再降低,E不再變化,即熱偶真空計(jì)已達(dá)到其測(cè)量極限,這個(gè)極限為其測(cè)量下限,約為10-1Pa。
為了使用上的方便,通常按照p—E校準(zhǔn)曲線將毫伏計(jì)的刻度改成真空度。用這樣刻度的真空計(jì)測(cè)量時(shí),可直接讀出真空度,再也不需要根據(jù)測(cè)得的p-E校準(zhǔn)曲線查被測(cè)真空度。
2、氣體種類的影響
熱偶真空計(jì)對(duì)不同氣體的測(cè)量結(jié)果是不同的,真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為這是由于不同氣體分子的導(dǎo)熱系數(shù)不同引起的。但各種氣體的p-E校準(zhǔn)曲線形狀都類同,因此,在測(cè)量不同氣體的壓力時(shí),可根據(jù)干燥空氣(或氮?dú)?刻度的壓力讀數(shù),再乘以相應(yīng)的被測(cè)氣體相對(duì)靈敏度,就可得到該氣體的實(shí)際壓力,即
通常以干燥空氣(或氮?dú)?的相對(duì)靈敏度為1,其他一些常用的氣體和蒸氣的相對(duì)靈敏度如表4-2所示。相對(duì)靈敏度表明了氣體熱傳導(dǎo)的性質(zhì)。從表可知,對(duì)于氣體分子中具有相同原子數(shù)的氣體或蒸氣,其相對(duì)靈敏度Sr隨分子量的增大而增大。
表4-2 一些氣體與蒸氣的相對(duì)靈敏度
3、熱偶規(guī)管加熱電流的確定
由于制造熱偶規(guī)管所用的材料及工藝等原因,每個(gè)規(guī)管的加熱電流均不相同;在使用過(guò)程中也會(huì)因規(guī)管“老化”使得加熱電流變大;此外,不同測(cè)量范圍的加熱電流也有差異。因此,真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.13house.cn/)認(rèn)為在使用熱偶計(jì)時(shí),應(yīng)按不同的量程確定規(guī)管的加熱電流。
、10~10-1Pa量程:規(guī)管須垂直倒置,在真空度優(yōu)于10-2Pa時(shí)調(diào)定加熱電流(此時(shí)熱電勢(shì)為10mV,即滿刻度),其加熱電流可調(diào)節(jié)范圍為95~150mA。
②102~10Pa量程:規(guī)管須垂直倒置,在0.1MPa時(shí)調(diào)定加熱電流,其加熱電流可調(diào)節(jié)范圍為175~300mA或以上。
熱偶計(jì)規(guī)管的結(jié)構(gòu)較電阻式規(guī)管復(fù)雜一些,但p-E校準(zhǔn)曲線受外界溫度的影響較小。