В целом о вакууме и вакуумных системах

Свойства вакуума
Особенности вакуумных систем

Вакуумные материалы и уплотнители

Вакуумные материалы
Уплотнители и и смазки

На заметку

Жидкостные манометры
Измерение и контроль вакуума - Контрольно-измерительная аппаратура

Простейший вакуумный манометр состоит из U-образной стеклянной трубки, в которую залита ртуть или какая-либо дру­гая жидкость с низкой упругостью пара. Одно колено трубки соединено с объемом, в котором нужно измерить давление, а в другом колене давление поддерживается на некотором постоян­ном уровне с помощью вспомогательной системы откачки. Как правило, давление во вспомогательной системе намного меньше измеряемого, так что последнее определяется непосредственно по разности уровней жидкости в коленах манометров. Разность уровней в 0,1 мм можно еще различить невооруженным гла­зом.

Это означает, что наименьшая разность давления, которую можно зарегистрировать ртутным манометром, равна прибли­зительно 0,1 тор (мм рт. ст.). Чувствительность жидкостного манометра можно повысить приблизительно в 15 раз, заменив ртуть более легкой жидкостью — маслом с низкой упругостью пара, например бутилфталатом или апиезоном (маслом для диффузионных насосов). Это позволяет регистрировать нево­оруженным глазом разность давлений вплоть до 10-2 тор. В ли­тературе подробно описаны жидкостные манометры различных конструкций, наиболее интересными из которых можно считать манометры Бионди [1] и Маслаха [2]. При резком повышении разности давлений, например при прорыве атмосферы в одно из колен манометра, рабочая жидкость может сразу выплеснуться в вакуумную систему и нарушить ее работу. Этого можно избе­жать, установив в обоих коленах манометра на некотором рас­стоянии -от поверхности жидкости брызгозащитные устрой­ства [3].

Погрешность измерения жидкостными манометрами обуслов­лена следующими причинами: 1) смачиванием жидкостью стек­ла, сопровождающимся большой нестабильностью капиллярных явлений; 2) неравномерным отражением света стеклом; 3) раз­личием состава масла в масляных манометрах и, значит, раз­личным удельным весом масла в смежных коленах; 4) раство­римостью в масле газов или паров и 5) разной температурой и, значит, разной плотностью жидкости в двух смежных ко­ленах.

Влияние поверхностного натяжения и неравномерного от­ражения света можно свести до уровня гораздо ниже 0,1 , если брать тонкостенные трубки большого диаметра (10 мм). Влияние состава масла и растворимости в нем газов трудно оценить точно, так как они тесно связаны между собой. Количе­ство растворенного газа зависит от природы газа, достигая для некоторых паров значительной величины. Поэтому масляным манометром нельзя пользоваться при особо точном контроле чи­стоты и давления небольшого количества любого газа. Хикмен с сотр. [4, 5] описали несколько тщательно отработанных кон­струкций масляных манометров, в которых предусмотрена воз­можность периодической дистилляции масла, обеспечивающей его большую однородность и высокую чистоту.

Легко подсчитать, что сдвиг нулевого отсчета, вызванный разностью температур, пропорционален разности температур в двух коленах, температурному коэффициенту объемного расши­рения и разности уровней жидкости. Например, если разность уровней масла составляет 300 мм, то разность температур в ко­ленах манометра, равная TС, приведет к сдвигу отсчета на 0,3 мм масляного столба, т. е. на 0,02 тор (температурный коэф­фициент объемного расширения масла равен 10-3 град-1).

Трудами ряда исследователей диапазон измерения ртутного манометра был расширен вплоть до 10~3 тор путем точных ме­тодов регистрации малых разностей уровней жидкости. Этими методами первым в 1901 г. воспользовался Рэлей [6]. Манометр его конструкции был снабжен поворотным механизмом и тонкими игольчатыми стеклянными указателями для точной установки уровня ртути. Ньюбери и Аттербек [7], Шредер и Райдер [8], Карвер [9] и другие исследователи пользовались не­большим стеклянным поплавком на поверхности ртути, обычно полой стеклянной бусиной. Манометр конструкции Джонсона и Гаррисона [10] обладает, вероятно, наибольшей чувствитель­ностью, поскольку он был тщательно изготовлен с учетом всего накопленного опыта. Посредством этого абсолютного прибора удавалось регистрировать изменения давления вплоть до 2•1O-4 тор.

Недавно были опубликованы сообщения о ряде хо­роших конструкций с оптическим и фотооптическим отсчетом разностей уровней вплоть до 10-3 мм [11]. В жидкостных мано­метрах других конструкций (манометр Четтока [12], наклон­ный манометр [13] и манометр с двумя рабочими жидкостями [13, 14]) были использованы успехи гидромеханики.


 

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Сейчас на сайте

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