真空计原理
真空系統 參考真空度
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4.波爾登管
量測範圍 1 atm~1torr 工作原理:波爾登真空計一端接真空系統, 一端彎成橢圓形,並封閉起來,當真空度變 化時波爾登管會產生彎曲,帶動齒輪偏轉, 來指示真空度 特性:堅固耐用,但指示粗略 指示值不隨氣體種類及成份而改 變 可量測大於一大氣壓以上 2018/11/12 6
使用範圍 1atm~10E-5torr 工作原理:電容真空計實際上與膜片 真空計相同,指示將膜片真空計的機 械偏折量轉換為電的訊號,膜片位於 兩真空度不同的電極之間,當其發生 偏折時,膜片與電極間之相對電容量 即會發生變化
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量測範圍 10torr~10E-3torr 工作原理:利用高壓氣體輝光放電的 現象以作真空系統真空度之指示 壓力大小----由放電形狀判定 氣體種類----由放電顏色決定
B-A式
來自外殼的光電子
柵極(v=180)
集極(v=0) 放射電子
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X ray
電荷產生(電離化)
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真空系統
2.U型管
大 氣 壓
h
使用範圍 1atm~10E-2torr 特性利用水銀或低蒸氣壓 必須考慮水銀或低蒸氣壓油之蒸 氣壓,一般而言低蒸氣壓之液體, 其分子量較大較重
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3.膜盒真空計
使用範圍 1atm~0.1torr 工作原理:使用銅鈹合金,一端維持著 密封參考真空度,另一端接真空系統, 當真空系統壓力改變時,膜片產生偏 折,帶動指針指示真空度
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6.派藍尼真空計
使用範圍 1atm~10E-3torr 工作原理:感測頭使用熱電阻係數大 的發熱體,當係統內的壓力大時,被帶 走的熱量就愈多,發熱體溫度降低,其 電阻就跟著降低,造成惠斯登電橋不 平衡,表頭就會有電壓指示,將其刻化 成壓力之刻度指示真空度
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7.電容式真空計
5.熱電偶真計
使用範圍 1atm~10E-3torr 工作原理:真空系統中之氣體分子與燈絲 接觸並帶走熱量,真空度愈差則氣體分子 愈多,帶走的熱量則愈多,加熱燈絲的溫度 就變的愈低,熱電偶的電壓就愈低,反之溫 度愈高,熱電偶的電壓就越高,由熱電偶電 壓的大小(0~15mv)來指示真空度
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1.真空計的分類
直接式:是利用“壁”或“膜” 受力作用產生位移變化來做壓力 指示
間接式:透過某些物理上量的變 化(如熱傳導,電離)以量測真空度
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直接式真空計:
液面 U型管 麥式真空計 波爾登管 輻射真空計 膜盒真空計
固體面
間接式真空計:
能量轉移(熱導) 派藍尼 熱電偶真空計 離子真空計 冷陰極真空計
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BA式離子真空計
改良式的離子真空計,將集極的面積縮小,因此 在集極產生 x ray 的可能性小,且 x ray 在外圍 管壁所產生的光電子,也會因為集極與管壁間之 相對電壓關係,而不易到達集極。
傳統式
陰極(v=45) 光電子 外殼(v=0) 來 自 集 極 的 光 電 子
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陰極 2~3kvdc 陽極
8.放電管
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9.冷陰極真空計
量測範圍 10E-2~10E-7torr 工作原理:利用殘餘氣體的離子電流來量 測真空度,其不利用燈絲加熱產生電子,而 利用高壓真空放電產生電子,經磁場影響 呈螺旋狀運動以增加電子碰撞的機會,因 此產生較大離子電流,依其離子電流大小 作為真空度的指示
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10.離子真空計
量測範圍 10E-1~10E-12torr 工作原理:電子由陰極熱燈絲產生,被加速 衝撞氣體分子,並將氣體分子離子化,正離 子被負極所吸往,造成離子流,經由電阻造 成電壓差,將其刻畫成刻度即為壓力
集極
陰極
柵極
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X ray 效應
傳統的離子式真空計,當陰極放射出電子 衝擊到柵極時,會放射出 x ray ,放射出的 的 xray 有一部分被集極所吸收而產生 光電子,光電子帶負電,當離開集極向柵極 移動時,相當於帶正電的離子流向集極,造 成壓力上升的誤差, 這就稱之 x ray 效應。