真空技术基础(电阻规 电离规)
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真空泵选型的注意事项关键词:真空泵选型、真空设备选型1、真空泵的极限压力应该满足该工艺的工作压力。
通常选择泵的极限压力低于工艺要求约一个数量级。
2、每种泵都有一定的工作压力范围,因而,泵的工作点应该选在这个范围之内,而不能让它在允许工作压力以外长时间工作。
3、真空泵在其工作压力下,应能排走真空设备工艺过程中产生的全部气体量。
4、选择真空机组:(1) 当使用一种泵不能满足抽气及真空要求时,需要几种泵组合起来,互相补充才能满足工艺要求。
(2) 有的真空泵不能在大气压下工作,需要预真空;有的真空泵出口压力低于大气压,需要前级泵,故都需要把泵组合起来使用。
经组合使用的真空泵,我们称之为真空泵机组,它能使真空系统得到较好的真空度及排气量。
我们应正确地选择组合的真空泵,由于不同的真空泵对抽除的气体要求有不同的要求,例如:在一般情况下罗茨-旋片机组不适用于含有较多可凝性气体的系统。
5、当您选择油封泵时,您应该首先了解您的真空系统是否对油污染有要求。
若设备严格要求无油时,应该选各种无油泵,如:水环泵、低温泵等。
如果要求不严格,可以选择有油泵,加上一些防油污染措施,如加冷阱、挡油阱、挡板等,也能达到清洁真空要求。
6、了解被抽气体成分,气体中含不含可凝蒸汽,有无颗粒灰尘,有无腐蚀性等。
选择真空泵时,需要知道气体成分,针对被抽气体选择相应的泵。
如果气体中含有蒸汽、颗粒、及腐蚀性气体,应该考虑在泵的进气口管路上安装辅助设备,如冷凝器、除尘器等。
7、当选择油封真空泵时,要考虑真空泵排出来的油蒸汽(油烟)对环境的影响如何。
如果环境不允许有污染,应该选无油真空泵,或者把油蒸汽排到室外。
8、真空泵工作时产生的振动对工艺过程及环境有无影响,若工艺过程不允许,应选择无振动的泵或者采取防振动措施。
9、真空泵的价格、运转及维修费用。
在我们考虑到了各种情况后,才能最后确定一个适应于您的解决方案:(1) 最小的投资费用。
(2) 最小的生产运行费用。
第七单元 真空技术7-0 真空技术基础知识“真空”是指气体分子密度低于一个大气压的分子密度稀薄气体状态。
真空的发现始于1643,那年托利拆利(E.Torricelli )做了有名的大气压力实验,将一端密封的长管注满水银倒放在盛有水银的槽里时,发现了水银柱顶端产生了真空,确认了真空的存在。
此后,人们不断致力于提高真空度,随着科学技术的发展,现在已经能够获得低于10-10Pa 的极高真空。
在真空状态下,由于气体稀薄,分子之间或分子与其它质点之间的碰撞次数减小,分子在一定时间内碰撞于表面上的次数亦相对减小,这导致其有一系列新的物化特性,诸如热传导与对流减小,氧化作用小,气体污染小,气化点降低,高真空的绝缘性能好等等,这些特征使得真空特别是高真空技术已发展成为先进技术之一,目前,在高能粒子加速器、大规模集成电路、表面科学、薄膜技术、材料工艺和空间技术等科学研究的领域中占有重要地位,被广泛应用于工业生产,尤其是在电子工业的生产中起着关键的作用。
一、真空物理基础 1. 真空的表征表征真空状态下气体稀薄程度的物理量称为真空度。
单位体积内的分子数越少,气体压强越低,真空度越高,习惯上采用气体压强高低来表征真空度。
在SI 单位制中,压强单位为 牛顿/米2(N/m 2):1牛顿/米2=1帕斯卡(Pascal ), (7-0-1)帕斯卡简称为帕(Pa ),由于历史原因,物理实验中常用单位还有托(Torr )。
1标准大气压(atm )=1.0135×105(Pa),1托=1/760标准大气压 (7-0-2) 1托=133.3帕斯卡习惯采用的毫米汞柱(mmHg )压强单位与托近似相等(1mmHg=1.00000014)托。
各种单位之间的换算关系见附表7-1 2. 真空的划分真空度的划分(不同程度的低气压空间的划分)与真空技术的发展历史密不可分。
通常可分为:低真空(Pa 10~1013-)、高真空(Pa 10~1061--)、超高真空(Pa 10~10-10-6)和极高真空(低于Pa 1010-)。
真空技术基础知识真空技术发展到今天已广泛的渗透到各项科学技术和生产领域,它日益成为许多尖端科学、经济建设和人民生活等方面不可缺少的技术基础.作为现代科学技术主要标志的电子技术、核技术、航天技术的发展都离不开真空,反过来它们飞跃前进正在推动真空技术的迅速发展,成为真空科学技术发展史上的三个飞跃阶段,从而使真空技术由原来主要应用领域电真空工业,扩展到低温超导技术、薄膜技术、表面科学、微电子学、航海工程和空间科学等近代尖端科学技术中来.至于在一般工业中应用实在种类繁多,不胜枚举.它涉及冶金、化工、.医药、制盐、制糖、食品等工业都广泛使用真空技术.例如有机物的真空蒸馏,某些溶液的浓缩、析晶、真空脱水、真空干燥等.人们还利用真空中的各种特点,研制生产出真空吊车、电子管、显像管、中子管.就连人们日常生活中使用的灯管、暖水瓶、真空除尘器等都离不开真空技术.1.真空与真空区域的划分“真空”是指在给定的空间内,气体分子密度低于该地区大气压下的气体分子密度的稀薄气体状态。
不同的真空状态有不同的气体分子密度。
在标准状态下,每立方厘米的分子数为2.6870×1019个,而在真空度为10-4帕时,每立方厘米的分子数为3.24×1010个,即使用最现代的抽气方法获得的最高真空度10-13帕时,每立方厘米中仍有3.24×10个分子。
所以真空是一相对概念,绝对真空是不存在的。
气体分子密度小、分子之间相互碰撞不那么频繁,单位时间内碰撞容器壁的分子数减少,从而使真空状态下热传导与对流小,绝热性能强,可降低物质的沸点和汽化点等。
真空的这些特点被广泛应用到生活、生产和科研的各个领域中。
真空度是对气体稀薄程度的一种客观量度。
它本应用单位体积中的分子数来量度,但由于历史的原因,真空度的高低仍通常用各向同性的物理量“气体压强”来表示。
气体压强越低,表示真空度越高;反之,压强越高,真空度就越低。
在真空技术领域中,过去常用的压强单位为托(torr),它与目前国际单位制中压强单位帕斯卡的换算关系为:1帕=1牛顿/米2=1千克/米.秒2=7.50062×10-3(托)1托=1/760(标准大气压)=101325.0/760(帕)=133.3224(帕)为使用方便,人们根据真空技术的应用特点、真空物理特性和真空机械泵、真空计的有效使用范围,将真空划分为不同区域及对应的物理特点和主要应用领域,如表1所示。
真空电离规管真空电离规管(Vacuum Ionization Gauge)是一种常用的气体压力测量仪器,广泛应用于科学研究、工业生产和实验室测试等领域。
它的原理是利用气体分子在真空中电离产生的电流来测量气体的压力。
真空电离规管的基本结构包括阴极、阳极和一个位于两极之间的真空室。
当气体分子进入真空室时,它们会与阴极碰撞,使阴极上的电子被击出。
这些被击出的电子会被阳极吸引,并在两极之间形成电流。
电流的大小与气体分子的数量成正比,因此可以通过测量电流来确定气体的压力。
真空电离规管的工作原理基于气体分子的电离过程。
当气体分子与阴极碰撞时,其中的一个或多个电子会被击出。
这些电子会携带能量并与其他分子发生碰撞,继续产生更多的电离。
最终,在真空室中形成了一个电子云,其中包含大量的自由电子和正离子。
当这些电子被阳极吸引时,它们会形成电流。
为了提高真空电离规管的灵敏度和准确性,通常会在阳极附近放置一个收集极。
收集极的作用是吸收阳极电流中的正离子,防止它们对电流测量的干扰。
同时,收集极还可以增强阳极电流,使测量结果更加稳定和可靠。
真空电离规管广泛应用于各个领域的气体压力测量。
在科学研究中,它常用于真空系统的监测和控制,以确保实验的可靠性和准确性。
在工业生产中,真空电离规管被用于监测和控制各种工艺中的气体压力,如半导体制造、真空冷冻干燥等。
在实验室测试中,真空电离规管常用于研究气体流动、真空密封性能等方面。
尽管真空电离规管在气体压力测量中具有广泛的应用,但它也存在一些局限性。
首先,真空电离规管只能测量真空范围内的气体压力,无法适用于大气压力范围。
其次,真空电离规管对气体种类和组分的依赖性较强,不同的气体会对电离过程产生不同的影响,因此需要根据测量气体的性质进行校准和修正。
真空电离规管作为一种常用的气体压力测量仪器,在科学研究、工业生产和实验室测试等领域发挥着重要作用。
它通过测量气体分子在真空中电离产生的电流来确定气体的压力,具有灵敏度高、准确性好等优点。
真空电离规管一、什么是真空电离规管真空电离规管(Vacuum Ionization Gauge),简称电离规管,是一种用于测量气体真空度的仪器。
它利用气体分子在真空中电离产生的电流来判断气体的压力。
二、电离规管的工作原理电离规管的工作原理基于气体分子在电场作用下的电离过程。
当电离规管置于真空系统中,高压电源将电离规管的电极通电,形成电场。
当气体分子经过电离规管时,受到电场的作用,部分分子会电离形成正离子和自由电子。
这些电离产物被电极吸引,并在电极上形成电流。
电离规管通过测量电流来推断气体的真空度。
三、电离规管的类型根据电离规管的不同结构和使用范围,可以分为以下几种类型:1. 热阴极式电离规管热阴极式电离规管是最早出现的一种类型。
它通过加热阴极来产生热电子,获得更大的电离电流。
这种类型的电离规管适用于较高真空度的测量,如在超高真空环境下工作的实验室设备中使用。
2. 冷阴极式电离规管冷阴极式电离规管不需要加热,因此更容易维护和操作。
它适用于一般真空度的测量,如在工业生产中常见的真空设备中使用。
3. 电爆式电离规管电爆式电离规管通过高电压脉冲来产生电弧放电,从而提供高电流。
这种类型的电离规管适用于测量极低真空度的条件,如高空间真空的模拟试验设备。
1. 优点•测量范围广:电离规管可以测量从大气压力到高真空压力范围内的气体压力,具有较宽的测量范围。
•响应迅速:由于电离规管测量的是电流信号,响应速度相比其他传感器更快。
•精度较高:电离规管的测量误差较小,可达到亚百帕级别。
2. 缺点•受气体种类影响:不同气体的电离特性不同,电离规管的灵敏度对不同气体有差异。
•寿命较短:电离规管的寿命受电极和阴极的烧损程度影响,使用时间较长后需要更换。
五、电离规管的应用领域电离规管在许多领域中得到广泛应用,包括但不限于:1. 真空设备电离规管广泛应用于各类真空设备中,如真空泵、真空包装、真空冷冻、真空干燥等领域,用于测量和控制气体的真空度。