利用熱電偶的電勢與加熱元件的溫度有關,元件的溫度又與氣體的熱傳導有關的原理來測量真空度的真空計。
作原理
熱電偶接在白金或鎢的細線上。這段細線通過電后會發熱。發出的熱量通過周圍氣體分子的熱傳導,或細線本身的固體熱傳導,或熱輻射放出。利用氣體分子承擔的熱傳導量與壓力成正比的點是此真空計的原理。
如果保持細線的發熱量即保持定的電,則周圍壓力的時候氣體奪走的熱量較多,致使細線的溫度較低。反過來周圍壓力低的時候細線的溫度會升。這種溫度的變化通過熱電偶檢測出來,將熱電偶的起電力換成壓力之后即可知真空腔內的壓力。
使用注意事項
校準
熱偶真空計在使用前也需要行校準,熱偶規管在未開封前真空度已抽至為10^-2~10^-3Pa。將熱偶規管與儀器連接,使管座垂直向上,接通儀器電源開關,預熱10min,"熱偶轉換"開關置"加熱電"位置,調節"加熱電"旋鈕,使加熱電達到規定值(加熱電標注在每支熱電偶真規管的管座上或使用說明書中),熱偶真空計針滿度,持續1min,再將"熱偶選擇"開關放在"測量"位置上,這樣反復測定三次,成熱偶真空計的校準作。
在熱偶規管內
氣體導熱是氣體與熱絲碰撞的結果且與熱絲表面狀況有關。因此,應保持管內及熱絲表面狀清潔,般不要在大氣壓狀態下對熱絲加熱,盡量減少油蒸氣污染。
熱偶規管對電磁場敏感,測量時應避免外界電磁場干擾,如測量中不要使頻火花移近熱偶規管。
波爾登規
細的銅管受氣體壓力不同會有舒展現象,會帶動杠桿和齒輪旋轉,使得針示在不同刻度上,即可讀出相應的氣壓值。這種規的測量范圍般在100Pa至1atm。
薄膜電容規
在不同壓力下金屬膜片受力不同會有不同尺度的變形,使得金屬膜片和電之間的電容變化,通過測量電容的變化量,即可知道金屬膜片上氣壓的變化。
這種規的測量范圍般橫跨4個量,比如可能是0.01Pa至100Pa、0.1Pa至1000Pa等。
這種規的優點是靈敏度很。缺點是在于環境溫度的恒溫條件下使用,以消除溫度不同對膜片力學性能的影響,使用前般需要預熱數小時。
皮拉尼電阻規
由于不同氣壓下氣體分子熱傳導能力不同,當給熱絲加恒定的電時,由于氣壓不同通過氣體傳導走的熱量不同,熱絲所保持的溫度就不同,這導致熱絲電阻大小不同,通過測量熱絲電阻大小就可以推算氣壓大小。
如果配合電橋測量熱絲電阻的變化,將有效提測量的準確度。
這種規的測量范圍般在0.1Pa至1000Pa。