真空計的基礎知識

　　真空是一種不存在任何物質的空間狀態(tài)，是一種物理現(xiàn)象。在“真空”中，聲音因為沒有介質而無法傳遞，但電磁波的傳遞卻不受真空的影響。事實上，在真空技術里，真空系針對大氣而言，一特定空間內部之部份物質被排出，使其壓強小于一個標準大氣壓，則我們通稱此空間為真空或真空狀態(tài)。1真空常用帕斯卡（Pascal）或托爾（Torr）做為壓力的單位。目前在自然環(huán)境里，只有外太空堪稱最接近真空的空間。真空計（Vacuum Gauge），又稱規(guī)，是測量真空度或氣壓的儀器。一般是利用不同氣壓下氣體的某種物理效應的變化進行氣壓的測量。在科研和工業(yè)生產中廣泛使用。

　　真空計是按照真空計測量原理所利用的不同的物理機制，可將主要的真空計分為三大類，分別是利用力學性能、利用氣體動力學效應和利用帶電粒子效應的真空計。利用力學性能的真空計典型的有波爾登規(guī)（Bourdon）和薄膜電容規(guī)；利用氣體動力學效應的典型真空計有皮拉尼（Pirani）電阻規(guī)和熱電偶規(guī)；利用帶電粒子效應的典型真空計有熱陰極電離規(guī)和冷陰極電離規(guī)。

　　按真空度刻度方法分類

　?。?）絕對真空計：直接讀取氣體壓力，其壓力響應（刻度）可通過自身幾何尺寸計算出來或由測力確定。絕對真空計對所有氣體都是準確的且與氣體種類無關，屬于絕對真空計的有U型鎊壓力計、壓縮式真空計和熱輻射真空計等。

　　（2）相對真空計：由一些氣體壓力有函數(shù)關系的量來確定壓力，不能通過簡單的計算進刻度，必須進行校準才能刻度。相對真空計一般由作為傳感器的真空計規(guī)管（或規(guī)頭）和用于控制、指示的測量器組成。讀數(shù)與氣體種類有關。相對真空計的種類很多，如熱傳導真空計和電離真空計等。

　　按真空計測量原理分類

　　直接測量真空計

　　這種真空計直接測量單位面積上的力，有：

　　（1）靜態(tài)液位真空計：利用U型管兩端液面差來測量壓力。

　　（2）彈性元件真空計：利用與真空相連的容器表面受到壓力的作用而產生彈性變形來測量壓力值的大小。

　　間接測量真空計

　　壓力為10-1Pa時，作用在1cm2表面上力只有10-5N，顯然測量這樣小的力是困難的。但可根據(jù)低壓下與氣體壓力有關的物理量的變化來間接測量壓力的變化。屬于這類的真空計有：

　　（1）壓縮式真空計：其原理是在U型管的基礎上再應用波義耳定律，即將一定量待測壓力的氣體，經(jīng)過等溫壓縮使之壓力增加，以便用U型管真空計測量，然后用體積和壓力的關系計算被測壓力。

　　（2）熱傳導真空計：利用低壓下氣體熱傳導與壓力有關這一原理制成。常用的有電阻真空計和熱偶真空計。

　?。?）熱輻射真空計：利用低壓下氣體熱輻射與壓力有關原理。

　?。?）電離真空計：利用低壓下氣體分子被荷能粒子碰撞電離，產生的離子流隨電力變化的原理。如：熱陰極電離真空計、冷陰極電離真空計和放射性電離真空計等。

　　（5）放電管指示器：利用氣體放電情況和放電顏色與壓力有關的性質判定真空度，一般僅能作為定性測量。

　?。?）粘滯真空計：利用低壓下氣體與容器壁的動量交換即外摩擦原理。如振膜式真空計和磁懸浮轉子真空計。

　?。?）場致顯微儀：以吸附和解吸時間與壓力關系計算壓力。

　?。?）分壓力真空計：利用質譜技術進行混合氣體分壓力測量。常用的有四極質譜計、回旋質譜計和射頻質譜