熱傳導(dǎo)真空計(jì)是一種基于氣體熱傳導(dǎo)特性測(cè)量真空度的相對(duì)真空計(jì),其核心原理是利用氣體熱傳導(dǎo)能力隨壓力變化的規(guī)律,通過(guò)檢測(cè)熱源的溫度或能量變化間接反映被測(cè)空間的壓力。
工作原理
在一定壓力范圍內(nèi)(通常為粗真空到中真空),氣體的熱傳導(dǎo)能力與壓力密切相關(guān):
當(dāng)壓力較高時(shí),氣體分子密度大,分子間碰撞頻繁,熱傳導(dǎo)能力強(qiáng),熱源(如加熱絲)的熱量容易被氣體帶走,溫度較低;
當(dāng)壓力降低時(shí),氣體分子密度減小,熱傳導(dǎo)能力減弱,熱源散熱變慢,溫度升高。
通過(guò)測(cè)量熱源的溫度變化(或因溫度變化導(dǎo)致的物理特性變化,如電阻),即可換算出對(duì)應(yīng)的真空度。
主要類型
根據(jù)測(cè)量熱源特性變化的方式不同,常見(jiàn)類型有:
電阻式熱導(dǎo)真空計(jì)
核心元件是一根細(xì)金屬絲(如鎢絲、鉑絲),通過(guò)恒定電流加熱。
金屬絲的電阻隨溫度變化(利用其電阻溫度系數(shù)),壓力變化導(dǎo)致絲溫變化,進(jìn)而引起電阻變化,通過(guò)測(cè)量電阻值可間接得到壓力。
熱電偶式熱導(dǎo)真空計(jì)
由加熱絲和熱電偶組成,加熱絲通恒定電流產(chǎn)生熱量,熱電偶直接測(cè)量加熱絲的溫度。
壓力變化導(dǎo)致加熱絲溫度變化,熱電偶將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為電動(dòng)勢(shì)信號(hào),通過(guò)電動(dòng)勢(shì)大小反映壓力。
特點(diǎn)與適用范圍
測(cè)量范圍:主要用于測(cè)量粗真空(10? Pa)至中真空(10?1 Pa),超出此范圍后,熱傳導(dǎo)與壓力的線性關(guān)系減弱,測(cè)量誤差增大。
優(yōu)勢(shì):結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、響應(yīng)速度較快,適合動(dòng)態(tài)真空測(cè)量。
局限:屬于相對(duì)真空計(jì),需用絕對(duì)真空計(jì)校準(zhǔn);測(cè)量結(jié)果受氣體種類、環(huán)境溫度等因素影響(不同氣體熱傳導(dǎo)系數(shù)不同)。
熱傳導(dǎo)真空計(jì)廣泛應(yīng)用于真空鍍膜、真空干燥、真空冶金等工業(yè)領(lǐng)域,作為低精度真空測(cè)量的常規(guī)工具。
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