В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Об измерении давлений в вакуумных системах
Измерение и контроль вакуума - Контрольно-измерительная аппаратура

Одним из направлений проводившихся в 1950-х гг. обширных исследований в области вакуумной технологии было усовершенствование методов измерения давлений и анализа состава остаточных газов при давлениях ниже 10-5 Па. Считалось, что диффузионные насосы совместно с геттерными (сублимационными) могут обеспечивать получение еще более низкого давления, однако без вакуумметров, способных измерять такие давления, это утверждение оставалось не более чем предположением.


Из существовавших в то время вакуумметров, работавших но принципу измерения механических сил (барометрические вакуумметры) или теплопроводности (теплоэлектрические вакуумметры), ни один не был способен измерять давления ниже 10~3 Па ввиду низкой плотности газа при этих давлениях. Предварительное сжатие газа позволяло повысить измеряемое давление (компрессионный манометр, вакуумметр Маклеода), что приводило к расширению рабочего диапазона прибора, но не более чем на два порядка. В некоторых вакуумметрах удалось использовать явление переноса механической энергии молекулами газа, что позволило еще больше расширить область измеряемых давлений, но вследствие очень сложной конструкции вакуумметры этого типа не нашли широкого применения.

Сначала не оправдали надежд и электрические методы, в соответствии с которыми молекулам газа сообщаются электрические заряды и измеряется возникающий при этом ионный ток (ионизационные вакуумметры). Хотя с теоретической точки зрения эти вакуумметры должны измерять очень низкие да вления, еще в 1937 г. было установлено, что их предельная чувствительность не превосходит 10-5 Па.

И лишь в 1950 г. в работе Байяр да и Альперта был описан ионизационный вакуумметр, обладающий значительно -более высокой чувствительностью. Создание вакуумметра Байярда— Альперта (ВБА), давшее импульс дальнейшим исследованиям и развитию технологии вакуума в 1950—1960-е гг., имело большое значение для техники измерения низких давлений. Проведенные впоследствии разработки и усовершенствования ионизационных вакуумметров (ВБА в том числе) позволили повысить их предельную чувствительность до 10-10 Па.

Некоторые из этих разработок были доведены до стадии промышленного выпуска приборов, используемых и в настоящее время. В 1970-х гг. в центре внимания исследователей были вопросы надежности, технологии изготовления и эксплуатации этих приборов.

Минимальное измеряемое давление для стандартного триод-ного ионизационного вакуумметра, использовавшегося в 1950-х гг., было ограничено остаточными (паразитными) токами, возникающими при низких давлениях в основном под действием мягкого рентгеновского излучения, создаваемого поверхностью анода (сетки), бомбардируемого электронами и воздействующего на коллектор. Поэтому работы по совершенствованию таких вакуумметров преследовали цель снизить уровень паразитных токов и повысить чувствительность прибора.

Были предложены и другие схемы ионизационных вакуумметров, однако на сегодня ВБА остается прибором, наиболее широко применяемым для измерения высокого и сверхвысокого вакуума. Следует отметить, что хотя ионизационные вакуумметры и используются повсеместно для измерения давлений в области сверхвысокого вакуума, они далеки от совершенства: во-первых, они не являются абсолютными приборами, и, во-вторых, их чувствительность зависит от состава газа. Поэтому приходится градуировать вакуумметры по известному газу, а затем определять относительные чувствительности для других газов. Процессы, протекающие в ионизационном вакуумметре, потребовали специальных широких исследований.

Наибольший интерес представляет, конечно, создание абсолютного вакуумметра, способного измерять давления вплоть до сверхвысокого вакуума вне зависимости от природы газа. В основу такого вакуумметра может быть положено явление переноса энергии (механической и тепловой) молекулами газа либо от движущейся поверхности к неподвижной, либо от нагретой поверхности к холодной (так называемый радиометрический эффект). Вакуумметры, основанные на этих явлениях (вакуумметры Ленгмюра и Кнудсена), способны измерять абсолютные давления в условиях сверхвысокого вакуума.

Измеряемые в этих приборах силы (<10-6 Па) очень малы; они по крайней мере на порядок меньше сил, возникающих в результате собственно давления газа. Поэтому все известные конструкции вакуумметров этого типа отличаются повышенной сложностью и требуют квалифицированного и бережного обращения. Однако поскольку показания этих вакуумметров не зависят от природы газа и являются абсолютными, они находят применение в качестве эталонных устройств для аттестации вакуумметров других типов.

 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

Сейчас на сайте находятся:
 233 гостей на сайте
=
Рейтинг@Mail.ru