四、真空度的测量
4.1 按真空计刻度方法分类 真空度测量是指在低于一个标准大气压的条件下，对气体全
压力的测量。按真空计刻度方法可分为：
绝对真空计
• 直接读取气体压力，其压力响应（刻度）可通过自身几何尺 寸计算出来或由测力计确定。
相对真空计
• 与气压有函数关系的量来确定压力，不能通过计算进行刻度， 需校准后才能刻度。
罗茨泵具有起动快、结构紧凑、运转维护费用低等特点。在冶金、 石油化工、造纸、食品、电子工业部门得到广泛的应用。
三、真空的获得
➢ 螺杆式真空泵
螺杆式真空泵是利用一对等螺距或变螺 距的螺杆，在泵壳中作同步高速反向旋转 ，利用泵壳和相互啮合的螺旋将螺旋槽分 隔成多个空间、形成多个级，气体在各个 槽内进行传输运动从而产生的吸气和排气 作用的抽气设备。
一、真空概念及测量单位
1.2 真空科学发展历程
1643
意大利物理学 家托里拆利首 次获得人为真 空。
1940
1879
1650
德国物理学家 盖利克制成活 塞真空泵。
美国发明家爱 迪生借助真空 特性发明白炽 灯。
真空应用扩大 到核研究、真 空冶金、真空 镀膜和冷冻干 燥等方面。
一、真空概念及测量单位
torr
torr：“托”，命名来源物理学家托里拆利， 1torr是指 “幼细直管内水银顶高1mm的压力”。
一、真空概念及测量单位
主要压力单位换算表
领导再也不用担心 我不会压力换算啦！
Pressure unit
Pa
bar kgf/cm2 atm
at
torr mmHg psi
1 Pa
1
0.00001 0.00001 0.00001 0.00001 0.0075 0.0075 0.00014
3.1 真空的获得原理 为了使体系形成真空就必须将其中的气体排出，或者使气体
分子不能再体系内自由活动。因此，形成真空的方法主要有以 下两种： ➢ 运用机械装置将体系中的气体抽出的方法获得真空； ➢ 利用吸气剂、捕集器等将体系中的气体吸附获得真空。
后者如吸气剂常用与真空电子设备中；工业中常用前者获得 真空，所用的抽气装置通常称之为真空泵、抽气机。
三、真空的获得
3.2 真空泵的分类 按真空泵的工作原理，真空泵基本上可以分为两种类型，即 气体传输泵和气体捕集泵。
➢ 气体传输泵：一种能使气体不断的吸入和排出，借以达到抽 气目的的真空泵，这种泵基本上有两种类型：
• 利用泵腔容积的周期性变化来完成吸
变容真空泵 气过程的一种真空泵气体在排出前被
压缩。
98067 0.98067
1
0.9678
1
735.6 735.6 14.22
1 torr
133.3 0.00133 0.00136 0.00132 0.00136
1
1
0.01934
1 mmHg 133.322 0.00133 0.00136 0.00132 0.00136
1
1
0.01934
1 psi
四、真空度的测量
4.2 部分绝对真空计简介
➢U型真空计：利用U型管内液体高度差△h计算出U型管两侧的压力差 △p=p1-p2=ρg △h
开式U型压力计
闭式U型压力计
电学测量U型压力计
四、真空度的测量
➢ 压缩式真空计：根据一定温度下气压与体积成反比的定律（波义耳 定律），用液体将已知体积的待测气体压缩到已知小体积内的液位 压力计，又称为麦氏真空计。
1.3 真空度及测量单位 在真空技术中常用真空度来度量真空状态下空间气体的稀薄
程度，即分子数密度。完全没有气体活动的空间状态称之为绝 对真空。因此绝对真空实际上是不存在的。
通常真空度用气体的压力值来表示。 ➢ 压力值越高，真空度越低； ➢ 压力值越低，真空度越高。
一、真空概念及测量单位
1.4 常用的压力单位
真空传送带
真空吸吊机
真空铸造机
二、真空区域划分及运用
➢ 各种电真空器件的工作原理是基于电场、磁场来控制电子在 空间的运动借以达到放大、振荡、显示图象等目的，如：
照明灯
真空电子管
电子衍射仪
电子显微镜
二、真空区域划分及运用
➢ 直空在冶金工业中的应用，如：
真空熔炼炉
真空烧结炉
真空退火炉
真空蒸馏器
真空结晶器
压缩式真空计
压缩式真空计测量图
四、真空度的测量
4.3 部分相对真空计简介
➢热传导真空计：测量原件由玻璃管壳中由边杆支撑一根热丝，热丝 通以电流加热，使其温度高于周围气体和管壳的温度，于是在热丝和 管壳之间产生热传导。热传递的速度取决于气体分子数量，从而测量 出真空度。
热传导真空计原理图
热传导真空计
一、真空概念及测量单位
Pa bar
Pa： “帕斯卡”，来至帕斯卡裂桶实验，是我国法定压力 单位。含义是所受压力与受压面积之比，公式是：p=F/S， 1Pa=1*10-3kPa=1*10-6MPa。
bar：“巴” ，1bar=10N/cm²，该单位于1909年开始运用， 是早期气象学用压力单位，1bar=1000mbar。
6894.76 0.06895 0.07031 0.06805 0.07031 51.7149 51.7149
1
二、真空区域划分及运用
2.1 真空区域划分 根据GB/T3163-2007《真空技术 术语》规定，真空区域大致
划分如下：
二、真空区域划分及运用
2.2 真空的运用 ➢ 利用真空与大气间存在压力差所产生的力来做功，因此真空 可用于输运、吸引、起吊及真空造型等设备。
螺杆式真空泵按密封方式可分为干式和油式。主要运用于液晶面 板、半导体工厂等大型中央真空系统。
三、真空的获得
➢ 爪形转子真空泵
爪式泵在泵壳内具有两个共轭啮合的爪 形转子。转子由一对同步高精度齿轮来带 动旋转并固定相位。爪形转子转动形成泵 腔容积的周期性变化来完成吸气的过程， 也是一种变容真空泵。
爪式泵沿轴向逆流少，压缩比在高压 区较高。主要在化学工业、蒸馏、干燥工 艺等生产过程中应用。
一、真空概念及测量单位
二、真空区域划分及运用
培训目录
三、真空的获得
四、真空度的测量
一、真空概念及测量单位
1.1 真空概念 真空：来源于拉丁语“Vacuum”，是指在给定的空间内，压
强低于一个标准大气压的气体状态，也就是该空间内气体分子 数密度低于该地区大气压的气体分子数密度。
1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创了著名的 大气压实验，获得真空。因此真空可分为 ➢ 自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间； ➢ 人为真空：用装置抽掉给定空间内的气体获得。
atm Psi
atmosphere ：“标准大气压” ，1个标准大气压是用纬度 为45°的海平面的平均气压规定的，约为760mm的水银柱 的高度。
pounds per square inch ：“普西” ，欧美等国家一般习 惯用Psi作单位，含义是每平方英寸面积上作用1磅的力。
mmHg
mmHg：“毫米汞柱” ，来至托里拆利实验，其原理是以 汞柱所产生的静压力来平衡大气压力，以汞柱的高度度量 大气压力的大小。
• 单位时间内流经泵入口的气体流量。
压缩比
• 泵对给定气体的出口压力与入口压力之比。
PS 泵的抽气速率和极限压力是在实际应用中选配真空泵的最重要的参数！
三、真空的获得
3.4 部分真空泵简介
➢ 水环式真空泵
水环式真空泵是液环式真空泵中最常 见的一种。水环式真空泵是带有多叶片的 转子偏心装在泵壳内。当它旋转时，就形 成了容积周期变化的旋转变容真空泵。
真空脱气仪
二、真空区域划分及运用
➢ 真空在镀膜工业中的应用，如：
化学气相沉积CVD
物理气相沉积PVD
反应离刻蚀机
光伏离子注入机
二、真空区域划分及运用
➢ 除以上介绍几个方面的运用外，真空还运用于：
在离子加 速器中的
应用
在食品包 装及冷冻 干燥工业
在航天工 业中的运
用
在受控核 聚变中的
应用
三、真空的获得
三、真空的获得
➢ 水喷射真空泵
水喷射泵工作原理是具有一定压力的水, 通过喷嘴向吸入室高速喷出, 形成高速射流 ；吸入室中的气体与之混合,形成气液混合 流,带走吸入室的空气，使其压力降低,从而 形成真空。原理上看，属于动量传送泵
水喷射真空泵操作简单维修方便，广泛应用于化工、制药、纺织 等行业.主要应用真空吸收、真空结晶、真空干燥输送等工艺。
3.3 描述机械真空泵性能的主要参数
抽气速率(体积流率)(s；单位：m³/h,L/s)
• 简称泵的抽速。即在一定的压力、温度下，真空泵在单位时间内从被抽容器中抽走的气体体积。
极限压力(极限真空)(p；单位：Pa，mbar)
• 真空泵的入口端经过充分抽气后所能达到的最低的稳定的压力。
抽气量( q；单位：Pa·m³/h；Pa·L/s)
四、真空度的测量
➢ 弹性式真空计：真空计内有一不锈钢制成的扁平截面弹簧弯管，管 的一端与被测真空系统相连，另一端封死，并通过连杆齿轮与指针 相连。当管内气体压强降低时，指针朝相反方向旋转，从而读出刻 度值。
弹性式真空计结构图
耐震真空压力计
• 依靠高速旋转的叶片或高速射流，把
动量传输泵 动量传输给气体或气体分子，使气体
连续不断地从泵的入口传输到出口。
三、真空的获得
➢ 气体捕集泵：是一种使气体分子被吸附或凝结在泵的内表面
上，从而减小了容器内的气体分子数目而达到抽气目的真空
泵，有以下几种型式：
吸附泵
低温泵
吸气剂泵