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真空概念和测量单位

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真空概念和测量单位

（一） 真空概念

“真空”是指在指定空间内低于环境大气压力的气体状态，也就是该空间内气体分子数密度低于该地域大气压的气体分子数密度。不同的真空状态，就意味着该空间具有不同的分子数密度。在标准状态（STP：即0°C，101325Pa）下，气体的分子数密度为2.6870×1025m-3，而在真空度为1×10-4Pa时，气体的分子数密度只有2.65×1016m-3。

完全没有气体的空间状态成为绝对真空。绝对真空实际上时不存在的。

（二） 真空度及测量单位

在真空技术中常常利用真空度来气宇真空状态下空间气体的稀薄程度。通常真空度用气体的压力值来表示。压力值越高，真空度越低；压力值越低，真空度越高。

常常利用的压力单位有：

①帕斯卡（Pa）：国际单位制中的压力单位，我国法定压力单位。1Pa压力就是1m2面积上作用1N的力，即

1Pa=1N/m2

②微巴（μbar）：1μbar的压力就是1cm2面积上作用1dyn的力，即

1μbar=1dyn/cm2

③标准大气压（atm）：1927年在第七次国际计量大会上，给标准大气压下了概念，即在重力加速度为980.665cm/s2，水银温度为0°C，水银密度为13.5951g/cm3的条件下，760mm高的汞柱产生的压力称为1atm，即

1atm=760mmHg=1013250.144354dyn/cm2

这种标准大气压依赖于汞的密度测量精度，是不够严格的。

1954年在第十次国际计量大会上，又从头概念了标准大气压，即

1atm=1013250dyn/cm2=101325Pa

④工程大气压（at）：由于大气压力约为1kgf/cm2，所以把1kgf/cm2称为1at，即

1at=1kgf/cm2

⑤毫米汞柱（mmHg）：1mmHg是指0°C时1mm高水银柱（汞柱）作用在1cm2面积上的力。由于纯水银0°C时的密度是13.5951g/cm3，所以

1mmHg=13.5951g/cm2

⑥托（Torr）：1Torr概念为

1Torr=1/760atm

由于1927年与1954年概念的标准大气压有差值，因此造成1mmHg比1Torr大1.9×10-4dyn/cm2，即

1mmHg=1Torr+1.9×10-4dyn/cm2

但由于二者差值很小，故通常以为

1mmHg≈1Torr ⑦英寸汞柱（inHg）：英制压力单位，它是1英寸高水银柱作用在1cm2面积上的力，即

1inHg=25.4mmHg

⑧普西（Psi）：英制压力单位，它是1平方英寸面积上作用1磅的力，即

1Psi=1lb/in2

⑨真空度的百分数（δ%）：用真空度的百分数表示压力的大小，一般只有在压力高于100Pa时才采用。真空度的百分数为

δ%=[(1×105-p)/(1×105)]×100%

式中 p——以Pa作单位时的压力数值。

已知真空度的百分数，可用下式求气体压力p

p=1×105（1-δ/100 ）

真空区域划分

为实用上便利起见，人们常把真空度粗划为几个区段，按照GB/T3163—93，真空区域大致划分如下

低真空 105Pa～102Pa 中真空

102Pa～10-1Pa

高真空 10-1Pa～10-5Pa 超高真空 ＜10-9Pa

第一节 真空及真空度的概念

在真空技术中，把低与一个大气压的气体状态，统称为真空。与正常的大气压相较，这是一种较稀薄的气体状态。 真空中残余气体的稀薄程度就是真空程度的高低，即真空度。

第二节 真空度的单位和真空区域的划分

一、真空度的单位

依据真空度的概念，衡量真空度高低最直接的物理量应是每单位体积中的分子数，但由于历史和技术上的原因，真空度的高低是用被抽暇中残余气体的绝对压强来表示的。“压强”是指单位面积容器壁上所经受的压力，它是目前国际上通用的表示真空度的物理量，1958年第一届国际技术会议曾建议用“托”（Torr）作为测量真空度的单位，概念为“1Torr是1个大气压的1/760”，因1个大气压为760mmHg，故Torr可以与mmHg通用。国际单位制（SI）中规定压强的单位为（Pa），帕（Pa）是牛顿/米2（N/m2）的专门名称。目前，包括我国在内的许多国家已慢慢用Pa取代Torr作为真空压强的标准大体单位。

真空度越高，则气体的压力越低，炉内气体分子数量也越少，反之，气体压力越高，意味着真空度越低。可见，压强的大小与真空度的高低成反比。

在各类文献中，压强的单位除Pa和Torr外，还有标准大气压、bar、kgf/cm2。几种常常利用单位之间的换算关系见（式1-1）。

1Torr=133.3Pa

1Pa=75×10-3Torr

1Torr=1mmHg 1Torr=1/760大气压 （式1-1）

二、真空区域的划分

真空区域的划分方式很多，目前，我国将真空区域划分为：低真空、中真空、高真空和超高真空。各真空区域所对应的真空值别离为：

低真空：105~102Pa（760~1Torr）

中真空：102~10-1Pa（1~10-3Torr）

高真空：10-1~10-5Pa（10-3~10-7Torr）

超高真空：≤10-5Pa（≤10-5Torr）

在不同的真空区域内分子运动的物理现象是不同的。离子渗氮是在低真空中进行的，其压力范围一般为7~103Pa。

第三节 真空的测量

一、真空测量的概念

测量低于大气压的气体压强的工具称为真空计。真空计可以直接测量气体的压强，也可以通过与压强有关的物理量来间接测量压强。前者称为绝对真空计，后者称为相对真空计。二、常常利用真空计简介

真空计的种类繁多，下面简要介绍一下目前国内离子氮化设备中常常利用的几种真空计。

1.紧缩式真空计

紧缩式真空计又称麦克劳真空计，简称麦式真空计。麦式真空计属绝对真空计的范围。其长处在于测量准确性高，可作为真空计量的标准器，其缺点是利用不够方便、反映缓慢、不能持续测量。 2.电阻式真空计

电阻式真空计系利用真空系统中分子数与传导热量有关的原理制造作而成的电阻式真空计属于相对真空计的范围。

电阻式真空计的长处在于结构简单、能持续测量、可以测量总压强、利用方便（可用导线进行远距离测量）。缺点在于即该类型真空计的测量值与被测量气体种类有关，这是因为该类型真空计出厂时大多是利用空气标定的，由于离子渗氮炉中氢的存在，氢的热导率与氮、空气等的热导率相较相差太大，故所测真空度值误差较大。但由于该类真空计实用方便、读数直观，勇于测量炉体的极限真空度和压升率准确靠得住，因此仍然是我国大多数企业的首选产品。

第四节 真空的取得——真空泵

真空泵是产生、改善和维持真空的装置。依据其取得真空的工作原理不同，可划分为多种类型。

离子氮化炉中所利用的一般是2X系列旋片式机械真空泵。表1-1中列出了其中几种常常利用规格的主要技术性能指标，供参考。

表1-1

型 号 2X-8 2X-15 2X-30 2X-70

在0.1Mpa压强时的抽气速率（L/s） 8 15 30 70

极限真空度（Pa） 6.7×10-2

转速（r/min） 320 320 315 300 电机功率（kW） 1.1 2.2 4 7.5

进气口径（mm） 50 50 63 80

排气口径（mm） 50 50 65 100

用油量（L） 2.0 2.8 4.2 5.2

外型参考尺寸（mm） 787×431×540 787×431×540 932×648×630 1150×830×810

参考重量（Kg） 165 190 396 665

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真空v和nv的换算关系

真空v和nv的换算关系

真空v和nv的换算关系

在科学和工程领域中，我们经常会遇到“真空”和“nv”的概念。真空是指一个区域内没有气体或其他物质的状态，而nv是常用的衡量真空程度的单位。那么，真空v和nv之间存在着怎样的换算关系呢？让我们来详细探讨一下。

首先，我们来了解一下真空的基本定义。真空是指一个区域内压力低于大气压的状态。我们常见的大气压约为101.325千帕（kPa），相应的真空单位是维持在大气压以下的千帕或百帕。

而nv是一种常用的真空度量单位，全称为“纳帕”，它是基于真空区域内的气体分子数密度来度量真空程度的。一个nv等于每立方米的气体分子数为10^9个，或者每升气体分子数为10^12个。

换句话说，当我们认为一个真空v等于1 nv时，就意味着在一个立方米的空间内，有10^9个气体分子存在，或者在每升气体中，有10^12个气体分子存在。

实际上，真空v和nv的换算关系非常简单。我们只需要将真空v的数值除以10^9，就可以得到相应的nv值。同样地，如果我们想要将nv转换为真空v，只需要将nv的数值乘以10^9即可。

这个换算关系对于科学家和工程师在实际研究和应用中非常有指导意义。例如，在高科技行业，如航空航天、半导体制造等领域，对真空的要求非常高。科学家们需要通过仪器和设备来创造出高度纯净的真空环境，以便研究物质的性质和开发新的技术。

在这些研究和应用的过程中，科学家和工程师需要准确地了解和控制真空度。他们需要测量真空v或nv的数值，并且根据需要进行换算。通过掌握真空v和nv之间的换算关系，他们能够更好地理解和评估实验结果，并且确保实验设备的性能和可靠性。

此外，对于一般大众来说，了解真空v和nv的换算关系也具有一定的意义。比如，在日常生活中，我们常常使用真空吸尘器来清洁家中的地板和家具。这些吸尘器通常会标明其提供的真空度，如100 nv或200 nv。通过了解真空v和nv的换算关系，我们可以更好地理解吸尘器的真空性能，并选择适合自己需求的产品。

真空度和大气压的关系

真空度和大气压的关系

真空度和大气压的关系

一、引言

真空度和大气压是物理学中两个重要的概念。它们之间存在着密切的关系，对于很多领域的研究和应用都具有重要意义。本文将深入探讨真空度和大气压的概念、性质以及它们之间的关系。

二、真空度的概念和性质

2.1 真空度的定义

真空度是指单位体积内所含气体分子数的数量。通常用希腊字母“Ν”表示，单位是分子数密度或者分子体积分数。

2.2 真空度的测量方法

1. 气体分子数测量法：通过计算单位体积内气体分子数的数量，如毛细管法、扩散法等。

2. 压力测量法：通过测量真空容器内的压力来间接计算真空度，如压力计法、质谱法等。

2.3 真空度的常见单位

常见的真空度单位有： - 毫巴（mbar）：国际单位制中常用的真空度单位，1mbar相当于0.001大气压。 - 帕斯卡（Pa）：国际单位制中的压强单位，1Pa相当于0.0075mmHg。 - 托（Torr）：非国际单位制中常用的真空度单位，1Torr相当于1mmHg。 三、大气压的概念和性质

3.1 大气压的定义

大气压是指大气对单位面积上的压力。通常用希腊字母“P”表示，单位是帕斯卡（Pa）或者毫巴（mbar）。

3.2 大气压的测量方法

1. 水银柱法：利用水银柱的高度来测量大气压，通过大气压与水银柱高度的关系进行换算。

2. 气压计法：利用气压计来测量大气压，如水银气压计、空气气压计等。

3.3 大气压的变化规律

大气压的变化受多种因素影响，包括地理位置、海拔高度、气候变化等。通常地面上的大气压约为1013.25hPa或760mmHg。

四、真空度和大气压的关系

4.1 真空度和大气压的对比

真空度和大气压都是用来描述气体状态的物理量，但它们的定义和性质有所不同。真空度是指单位体积内所含气体分子数的数量，而大气压是指大气对单位面积上的压力。

4.2 真空度和大气压的换算关系

真空度和大气压之间存在着一定的换算关系。通常情况下，真空度和大气压可以通过以下公式进行换算：

真空包装概念和作用

真空包装概念和作用

真空包装概念和作用

空包装是保护产品不受环境污染与延长食物等保存期限的包装，能提高产品的价值和品质。真空包装技术起源于20世纪40年代。自1950年聚酯、聚乙烯塑料薄膜成功应用于商品包装以来，真空包装机便得到迅速发展。穗华牌真空包装机适用于禽畜肉类、水产品、土特产、果蔬深加工产品、汤料等食品的真空包装，可防潮、防氧化、防霉变，有效延长保质期。该机同样适用于药品、化工原料、电子产品、金属加工件等物品的包装。

在人们生活和工作领域，各种各样的塑料真空包装比比皆是。轻便、密封、保鲜、防腐、防锈的塑料真空包装遍及从食品到药品、针织品，从精密产品制造到金属加工厂及实验室等诸多领域。塑料真空包装应用日益广泛，推动了塑料真空包装机的发展，也对其提出了更高的要求。

真空包装的机理：其目的是为了减少包装内氧气含量，防止包装食品的霉腐变质，保持食品的色香味，并延长保质期。

真空包装的主要作用是除氧，以有利于防止食品变质，其原理 也比较简单，因食品霉腐变质主要由微生物的活动造成，而大多数微生物（如霉菌和酵母菌）的生存是需要氧气的，而真空包装就是运用这个原理，把包装袋内和食品细胞内的氧气抽掉，使微物物失去“生存的环境”。实验 证明：当包装袋内的氧气浓度≤1%时，微生物的生长和繁殖速度就急剧下降，氧气浓度≤0.5%时，大多数微生物将受到抑制 而停止繁殖。

真空除氧除了抑制微生物的生长和繁殖外，另一个重要功能是防止食品氧化，因油脂类食品中含有大量不饱和脂肪酸，受氧的作用而氧化，使食品变味、变质，此外，氧化还使维生素A和C损失，食品色素中的 不稳定物质受氧的作用，使颜色变暗。所以，除氧能有效地防止食品变质，保持其色、香、味及营养价值。

真空充气包装的主要作用除真空包装所具备的除氧保质功能外，主要 还有抗压、阻气、保鲜等作用，能更有效地 使食品长期保持原有的色、香、味、形及营养价值。另外，有许多食品不适宜采用真空包装而必须采用真空充气包装。如松脆易碎食品，易结块食品，易变形走油食品，有尖锐棱角或硬度较高会刺破包装袋的食品等。食品经真空充气包装后，包装袋内充气压强大于包装袋外大气压强，能有效地防止食品受压破碎变形并不影响包装袋外观及 印刷装潢。

电容器介质损耗与真空基本知识

电容器介质损耗与真空基本知识

1 真空基本知识与电容器介质损耗基本知识

一、常用真空名词术语

1、真空：工程应用上真空系指低于该地区大气压的稀薄气体状态。

2、真空度：处于真空状态下的气体稀薄程度的习惯用语，用压强表示，以帕为单位。

3、平均自由程：作无规则热运动的气体粒子，相继两次碰撞的飞越的平均距离。

4. 压强：单位时间内，气体分子从某一假设的单位平面的两侧通过时，沿该平面的法线方向的动量改变率，或气体分子作用于容器的单位面积上力。

5、流导：真空管道内通过气体的能力，单位为升/秒。在稳定状态下，管道流导等于通过管道的流量除以管道两端压强差，符号为U，U=Q/（P2-P1）。

6、饱和蒸汽压：在一定的温度下，物质蒸发到空间所能达到的最大压强称为该物质在此温度下的饱和蒸汽压。电容器的介质油（异丙基联苯，或二芳基乙烷、或十二烷基苯）其饱和蒸汽压也是一定的。

7、吸附：物体表面捕集其它物质粒子的现象，在真空技术中一般指固体表面捕集气体分子。

8、吸收：物体内部通过扩散作用吸入其它物质粒子的现象，在真空技术中一般指固体内部吸气。

9、收附：吸收和吸附的总称。介吸：收附的逆过程，即固体放出吸收或吸附的气体。

10、气镇：油封机械泵的压缩室上开一小孔，转子转到某一位置空气就通过此孔掺入压缩室以降低压缩比，从而使大部分蒸汽不致凝结和掺入的气体一起被排除泵外的作用称为气镇。

11、放气：在真空状态下，气体从设备表面和材料中自行放出的现象。

12、除气：在真空技术中人为地将气体从设备表面和材料中除去的过程称为除气。一般采用高温烘烤、辉光放电、电子和离子轰击等方法。

13、抽空时间：将容器从大气压抽到某一指定压强所需时间。 2 14、气密性：表示真空容器的密封状态。漏气：也叫实漏，气体通过装置、容器上的漏孔或间隙从高压侧流到低压侧的现象。

15、虚漏：不是由于漏孔，而是由于材料的放气、介吸、凝结气体的再蒸发以及焊缝夹层、半通孔中的死空间等到原因引起真空系统中压强上升的现象称为虚漏。