真空計壓力測量范圍

2010-03-22 朱武 合肥工業(yè)大學(xué)

  壓力測量中,除極少數(shù)直接測量外,絕大多數(shù)是間接測量,即先在被測氣體中引起一定的物理現(xiàn)象,然后再測量這一過程中與壓力有關(guān)的物理量,進(jìn)而設(shè)法確定壓力值。這是真空測量的特點,但亦會造成某些問題。

  任何具體物理現(xiàn)象與壓力的關(guān)系,都是在某一壓力范圍內(nèi)才最顯著,超出這個范圍,關(guān)系就變?nèi)趿恕R虼,任何方法都有其一定的測量范圍,這個范圍就是真空計的“量程”。盡可能擴展每一種方法的量程,是真空科學(xué)研究的重要內(nèi)容之一。近代真空技術(shù)所涉及的壓力范圍寬達(dá)20個數(shù)量級(105~ 10-14 Pa),沒有任何一種真空計能測量如此寬的壓力范圍,因此總是用幾種真空計分別管轄一定的區(qū)域。但由于各種真空計在原理上的差異,在相互銜接的區(qū)域,往往要造成較大的誤差。

  在被測空間引起一定物理現(xiàn)象時,還會出現(xiàn)這樣的問題,即從測量的角度出發(fā),本需要一種單純的物理現(xiàn)象,但有時卻不可避免地帶來一系列寄生現(xiàn)象,這些寄生現(xiàn)象不但給測量帶來誤差,有時還會“喧賓奪主”,完全把主要現(xiàn)象掩蓋住了。在利用電子碰撞氣體分子的方法中,荷能電子最終要打到電子收集極上,其能量急劇損失的過程會發(fā)射軟X 射線,這種射線又導(dǎo)致一些電極產(chǎn)生光電發(fā)射,最后影響到離子流的測量。電離的方法是目前高真空和超高真空測量中使用最廣泛的,可是它的寄生現(xiàn)象也特別多,它在應(yīng)用時有抽氣作用,有時又出現(xiàn)放氣作用。電子碰撞電極除產(chǎn)生上述X 射線外,還會出現(xiàn)電子碰撞脫附現(xiàn)象。有時在熱陰極電離真空計中,由于陰極處于高溫,氣體在其上發(fā)生化學(xué)變化,因而改變氣體成分。熱陰極有時會發(fā)射正離子或中性粒子,熱陰極顯然改變規(guī)管內(nèi)溫度,其輻射熱導(dǎo)致其他電極溫度升高,產(chǎn)生熱發(fā)射和變形效應(yīng)。

  由上觀之,為改善真空計性能及提高真空測量準(zhǔn)確度,必須突出主要現(xiàn)象,抑制寄生現(xiàn)象。表給出了一些真空計的壓力測量范圍。

一些真空計的壓力測量范圍

一些真空計的壓力測量范圍