اصول کار مانومتر وکیوم
مانومتر وکیوم :دستگاه های خلاء که فشار قرائت آنها از نوع گاز مستقل است (فشار سنج مکانیکی)
مانومتر وکیوم بوردون
قسمت داخلی یک لوله که در یک قوس دایره خم شده است (به اصطلاح لوله بوردون) به سیستم خلاء وصل می شود. با توجه به تأثیر فشار جوی خارجی ، انتهای لوله در طول فرایند تخلیه کم و بیش خم می شود. این ترتیب تنظیم کننده اشاره گر را که به این نقطه وصل شده است ، فعال می کند. فشار مربوطه می تواند در مقیاس خطی خوانده شود. با استفاده از مانومتر وکیوم بوردون می توان تقریباً فشارهای بین 10 Mbar (7.5 Torr) و فشار اتمسفر را تعیین کرد.
دستگاه خلاء کپسول
این دستگاه خلاء حاوی یک کپسول دیافراگم دیواره نازک مهر و موم شده ، تخلیه شده ، تخلیه شده و در داخل دستگاه است. با کاهش فشار خلا ، کپسول برآمد. این حرکت از طریق سیستم اهرمی به یک نشانگر منتقل می شود و بعداً می تواند به عنوان فشار در مقیاس خطی خوانده شود.
دستگاه خلاء دیافراگم
در مورد دستگاه خلاء دیافراگمی که قادر به اندازه گیری فشار مطلق است ، یک محفظه خلاء آب بندی و تخلیه شده توسط دیافراگم از فشار خلاء مورد اندازه گیری جدا می شود. این به عنوان مقدار مرجع است. با افزایش تخلیه ، اختلاف بین فشاری که باید اندازه گیری شود و فشار درون محفظه مرجع کمتر شود ، باعث انعطاف پذیری دیافراگم می شود. این خمش ممکن است به وسیله مکانیکی مانند یک اهرم به یک نشانگر و مقیاس منتقل شود یا از طریق الکتریکی با استفاده از فشار سنج یا یک نوار خم جهت تبدیل به یک سیگنال اندازه گیری الکتریکی منتقل شود. محدوده اندازه گیری خلاء اندازه گیری چنین دیافراگمی از 1 mbar (0.75 Torr) تا بیش از 2000 mbar (1500 Torr) گسترش می یابد.
فشار سنج خلاء
دیافراگم حساس به فشار این سنسورهای فشار مطلق خازنی از سرامیک Al2O3 ساخته شده است. اصطلاح اندازه گیری خازنی به این معنی است که یک خازن صفحه توسط دیافراگم با یک الکترود ثابت در پشت دیافراگم ایجاد می شود. هنگامی که فاصله بین دو صفحه این خازن تغییر کند ، تغییر در ظرفیت ایجاد می شود. این تغییر ، متناسب با فشار ، سپس به یک سیگنال اندازه گیری الکتریکی مربوطه تبدیل می شود. در اینجا ، یک اتاق مرجع تخلیه شده به عنوان مرجع اندازه گیری فشار نیز عمل می کند. با اندازه گیری خازن می توان فشارهای 10-5 mbar / Torr تا فشار بالاتر از اتمسفر را به طور دقیق اندازه گیری کرد ، به این ترتیب از سنجهای مختلف خازنی که دارای دیافراگم هایی با ضخامت های مختلف هستند (و بنابراین حساسیت) استفاده می شود.
دستگاه های خلاء که در آن فشارخوان ها بستگی به نوع گاز دارد
اندازه گیری رسانایی حرارتی (پیرانی)
این اصل اندازه گیری از هدایت حرارتی گازها به منظور اندازه گیری فشار در محدوده 10-4 mbar / Torr تا فشار اتمسفر استفاده می کند. رشته داخل سر سنج ، یک بازوی یک پل Wheatstone را تشکیل می دهد. ولتاژ گرمایشی که بر روی پل اعمال می شود به گونه ای کنترل می شود که مقاومت فیلامنت و در نتیجه دمای رشته بدون در نظر گرفتن مقدار گرمای خارج شده توسط رشته ثابت می ماند. از آنجا که انتقال حرارت از رشته به گاز با افزایش فشارها افزایش می یابد ، ولتاژ در سراسر پل اندازه گیری فشار است. بهبود در رابطه با جبران درجه حرارت منجر به قرائت فشار پایدار نیز در صورت تغییرات زیاد دما ، به ویژه در هنگام اندازه گیری فشارهای پایین ، شده است.
سنج خلاء یونیزاسیون کاتدی سرد (Penning)
در اینجا فشار از طریق تخلیه گاز درون یک سر سنج اندازه گیری می شود که با استفاده از یک فشار زیاد ، تخلیه گاز مشتعل می شود. جریان یونی حاصل به عنوان سیگنالی که متناسب با فشار غالب است ، از آن خارج می شود. دبی گاز نیز در فشار کم با کمک آهنربا حفظ می شود. مفاهیم جدید برای طراحی چنین سنسورهایی امکان استفاده ایمن و مطمئن از این سنسورهای Penning را در محدوده فشار از 10-2 تا 1 x 10-9 mbar / Torr فراهم می کند.
فشار سنج خلاء یونیزاسیون کاتدی گرم
این سنسورها معمولاً از سه الکترود استفاده می کنند. یک کاتد داغ الکترونهایی منتشر می کند که روی یک آند منفجر می شوند. بنابراين گازي كه فشار آن اندازه گيري شود ، يونيزه مي شود. جریان یون مثبت حاصل از طریق الکترود سوم – به اصطلاح آشکارساز یونی – شناسایی می شود و از این جریان به عنوان سیگنالی استفاده می شود که متناسب با فشار باشد. سنسورهای کاتد گرم که امروزه بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند ، مبتنی بر اصل Bayard-Alpert هستند. با استفاده از این ترتیب الکترود می توان اندازه گیری هایی را در محدوده فشار از 10 تا 10 تا 10-2 mbar / Torr انجام داد. سایر تنظیمات الکترود اجازه دسترسی به طیف بیشتری از فشارها از 10-1 mbar / Torr تا 10-10 mbar / Torr را می دهد. برای اندازه گیری فشارهای زیر 10-10 mbar / Torr به اصطلاح حسگر یونیزاسیون استخراج کننده بعد از Redhead استفاده شده است. در سنج های یونیزاسیون استخراج کننده ، یون های ایجاد شده بر روی یک ردیاب یونی بسیار نازک و کوتاه متمرکز شده اند. با توجه به چیدمان هندسی این سیستم ، می توان تأثیرات مداخله ای مانند اثرات اشعه ایکس و دفع یون را به طور کامل از بین برد. اندازه گیری یونیزاسیون استخراج اندازه گیری فشار را در محدوده 10-4 تا 10-12 mbar / Torr مجاز می کند.
