★ P U M A ☆ 發問時間: 科學工程學 · 10 年前

請問此兩種真空計的原理.構造.功能

請問有人知道

派藍尼真空計

和冷.熱離子真空計

的原理和構造還有功能嗎?

越詳細越好...

1 個解答

評分
  • yzpeng
    Lv 5
    10 年前
    最佳解答

    一般常將真空分為以下幾個部分:

    1.) 粗略真空, 1atm(760 Torr)~1 Torr

    2.) 中度真空, 1 Torr ~ 1 mTorr(10^-3 Torr)

    3.) 高真空, 10^-3~10^-7 Torr (也有些書寫到10^-8 Torr)

    4.) 超高真空, 低於10^-7(或 10^-8 Torr)其中1.)與2.)也有人合併簡稱為低真空目前常用的真空計應該沒有一個量測的範圍可以從一大氣壓直接量測到高真空甚至於超高真空

    因此在不同的壓力範圍內,需轉換不同的真空計而Pirani Gauge是屬於低真空範圍的真空計

    離子式真空計則是屬於高真空範圍的真空計真空計依其操作原理不同,可區分為直接及間接真空計,直接真空計採用壁面受壓力移動之方式偵測壓力值,所量得之壓力值為真實之壓力值與氣體種類無關;間接真空計量測氣體性質,再換算成壓力值,顯示之壓力值與氣體種類或真空計幾何形狀有關。您詢問的三個真空計都是屬於上述的間接式真空計, 與氣體種類有關,比方說,相同的真實壓力下,

    若腔體內的氣體全為氧氣與腔體內的氣體全為氮氣所讀到的真空值會不同一般常見間接式低真空範圍的真空計有Pirani Gauge與Thermocouple Gauge....兩者都是藉由熱傳導方式來量測Pirani Gauge

    [裝置構造]

    包含電源供應器、惠登斯電橋(Wheatstone bridge)及指示電錶

    [原理]

    感測頭內有一熱阻係數大的發熱體,氣體分子可帶走發熱體的熱

    量,當壓力大時,帶走的熱量多

    發熱體溫度降低,其電阻值隨之下降。簡而言之 Pirani Gauge利用

    電阻值的改變以量測壓力

    [細分]

    Pirani Gauge可細分為定電壓(電流)式以及恆溫式兩種

    定電壓(或電流)式的真空計對壓力的反應快速,因此可作為真空儀器

    的過壓保護開關

    恆溫式真空計,導線熱傳導及輻射熱傳遞不隨壓力而改變,靈敏度

    高,誤差小,可將量測範圍延伸至一大氣壓

    用於高真空之離子式真空計,常見的有冷陰極真空計(Cold Cathode Gauge, or Penning Gauge)以及

    熱陰極真空計,或直接稱之為離子真空計(Hot Cathode Gauge, or Ionization Gauge, Ion Gauge)由具有高能量的電子游離在周圍附近的氣體分子,而被游離的分子最後被另一極接收,然後被轉換成電流。離子數的多寡代表氣體分子的多寡,間接的表示氣體的壓力,所以所得的壓力也必須經過校正才能精確。離子真空計可區分為熱離子真空計與冷離子真空計。所謂熱離子真空計乃是指離子的產生是靠熱電子的方式將氣體游離,而熱電子則由燈絲加電流後所產生;而冷離子真空計則是指電子由電漿的方式所產生。Cold Cathode Gauge

    [裝置構造]

    包含一高壓電源與永久磁鐵,放電電極等

    [原理]

    低氣體壓力時,由Penning 放電電流大小之量測以做壓力指示。

    由不加熱之高壓電極間產生所謂的冷放電現象,即冷陰極真空計名

    稱之由來

    [特性]

    堅固耐用售價不高;

    使用容易,其操作僅為控制單元上之"開關"動作。污染之探測頭可

    清洗

    準確度不如離子真空計,指示壓力隨氣體種類變化

    [注意事項]

    在高真空(<10^-6 Torr)情況下,不易開啟。

    如果指示錶上指針晃動厲害,表示探測頭內部嚴重污染,必須清洗Ionization Gauge [裝置構造]

    此種真空計有各種不同的形式,常看到的大概是 Bayard-Alpert

    Type(B.A. Type)。

    以此形式而言,包含感測頭以及控制單元;其中控制單元又包含

    電子發射電流調節器(Electron emission current regulater),電流信

    號放大器,各電極間偏壓穩定器,以及除氣(degas)電源;

    燈絲過壓保護線路等

    [原理]

    熱燈絲放射之電子被加速後,與系統中的氣體分子碰撞並將之游

    離,正離子被集極(Collector)收集,所產生之電流大小與

    分子數目多少,即系統壓力成比例關係

    由電流之量測以做壓力之指示

    [特性]

    高真空系統中廣為使用之真空計

    準確度高

    指示壓力隨氣體種類變化

    ──────────────────────────────────────

    2011-01-22 21:34:55 補充:

    打字好累.....(還超過字數限制...)

    請參考以下連結:

    http://electrical.csu.edu.tw/95course/95%E6%97%A5%...

    第 68-79頁為真空計的說明

    像是 Pirani Gauge、Cold Cathode Gauge、Ionization Gauge等,有圖也有文字說明。

    請參考。

    參考資料: 呂登復,實用真空技術。以及Internet
還有問題?馬上發問,尋求解答。