热传导真空计的测量范围
真空测量常用真空计
真空测量常用真空计真空测是是真空技术中的一个重要组成部分用于测量真空度的仪器叫真空计。
真空计的种类很多，根据真空计的刻度方法，可分为绝对真空计和相对真空计。
(一)绝对真空计:通过对气体压强进行测量，经过计算后，能反映真空度的真空计，叫绝对真空计，如:U 型管真空计、压缩式真空计等。
(1)U型管真空计:利用U型管两端的液面差，来测量压强的典空计叫U型管真空计。
(2)压缩式真空计:又称麦克劳真空计。
利用波意耳定律，将定量待测的气体，用水银或油压缩到极小体积，然后比较它的开管与闭管之间的液柱差，通过计算求得压强的一种绝对真空计。
(二)相对真空计:通过对与压强有关的物理盆进行侧量，但不能通过计算来进行刻度，只能与绝对真空计进行比较才能刻度的真空计，叫相对真空计，如:弹性式真空表、薄膜式真空计、电阻真空计、热偶真空计和电离真空计等。
:(1)弹性式真空表:利用弹性元件随压强变化所产生的变形，测量真空度的真空计。
(2)电阻真空计和热偶真空计:利用气体分子的热传导作用，测量真空度的真空计。
(3)电离真空计:利用气体分子在低压强下的电离现象，测量真空度的真空计。
常用真空计的分类和测量范围见下图：(三)绝对真空计与相对真空计的比较(1)绝对真空计的优点，是结构简单福、造价低、测量精度高，其测量值与被测气体种类无关(可凝性蒸气除外)。
其缺点是操作不便，不能连续测量，用水银作介质时，水银蒸气对环境有污染。
(2)相对真空计的优点，是能连续测量真空度，并便于自动记录和用于自动控制。
其缺点，是测量精度受气体种类和环境温度的影响较大，测量精度不如绝对真空计高。
真空热处理炉常用的真空计有弹性式真空表、热偶真空计、电阻真空计、电离真空计等相对真空计。
现将常用的真空计工作原理简介如下:(一)弹性式真空表:真空表内，有一由铍青钢或不锈钢等弹性材料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。
电阻真空计使用说明书
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真空计应答:010300021E02A2\CR\LF
即：3AH 30H 31H 30H 33H 30H 30H 30H 32H 31H 45H 30H 32H 41H 32H 0DH 0AH
使用说明书
INSTRUCTIONS
QQ419129686
简介
HRG-52电阻真空计是以Pirani电阻规在不同真空环境下体现不同热传导特性为原理而研发的一款低真空测量仪器。它具有测量准确、使用方便、响应迅速、性能稳定等特点，特别适应于从常压到0.1Pa非腐蚀性气体环境的真空度测量。
常用真空计的测量范围
常用真空计的测量范围及其性能李苹平(合肥华瑞真空科技有限公司)介绍几种测量范围为10-8～105Pa的常用真空计，其应用十分广泛，性能较好，价格较低。
热阴极电离真空计、冷阴极电离真空计（可测量超高、高真空）、电容薄膜真空计、热电偶真空计、电阻真空计及压缩式真空计、压敏（压力敏感元件）电阻真空计。
本文仅介绍应用广泛性能较好且价格较低的几种真空计，测量范围参见图1。
1 电离真空计电离真空计的离子流与压强关系为线性关系（直接测量参数与所需测量参数之间为线性关系，可作为直观仪表），规管（测量元件）测量上限由规管非线性不超过20％所对应的压强确定，测量下限由规管本底压强示值的10倍确定[2]。
（在非线性不超过20%时，可近似为线性测量）电离计总的测量范围为10-8～102Pa，一般说来，每一种结构的规管只能覆盖一部分。
（每一种结构的规管产生的离子流与压强在一定范围内成线性相关）BA计收集极做成针状，它的X光本底电流小，因而下限可达10-8Pa，是一种超高真空计。
它的上限为10-1Pa，灯丝是钨丝。
DL-2型真空规管在上世纪50年代在我国生产，它是高真空规管，测量范围是lO-5～10-1Pa，钨灯丝。
钨灯丝在高压强易氧化而烧断，规管在10-1Pa工作寿命约1个星期。
因而上限不能超过10-1Pa。
70年代研制了DL-5型中真空规管[3]。
它的测量范围是10-4～10 Pa。
该规管在国内首先用敷氧化钇铱丝作灯丝，可以在高压强工作。
高压强规管的几何尺寸要小，以减小电子在行程中与气体分子碰撞。
后来有人做出_DL-8型规管，它的几何尺寸比DL-5更小，上限可达100 Pa。
热阴极电离计在压强大于10 Pa时使用不太合适（测量元件在高压强下易氧化而烧断）。
在高压强时发射电流应减小。
上世纪80年代，用敷氧化钇铱丝代替BA计中的钨丝做出DL-7型BA计规管[4]。
它的测量范围是5×lO-8～10-1 Pa，与钨丝的BA计相比，它更适合在较高压强下工作。
54DB型热偶真空计
54DB 型热偶真空计
2007.12.17 潘承稳 我们所说的真空抽象的说就是比环境大气压低。
我们现场所用的热偶式的规管。
热偶真空计是热传导真空计：是通过一个加热丝，而我们给加热丝一个加热电流，使其发热，被抽体内气体分子密度不同，带走的温度不同，所感到的差动电压不同来工作的。
校准就是调整加热电流一般在（25-30mA ）
1. 校准电流：用电流表串在2-7角上按下电流校准，真空计表读数与电流表一样，相对
误差小于3%mA 以内。
如果不对就调整加热电流。
2. 校准真空计满度：在4-5角上加一个10mv 电压，真空计读数应是满读数，如果不对就
调整校准电位器。
3. 予置切换点：按下模拟键，先调整定点电位器使表头指示所予置的真空度，而后调切
换电位器指示灯即切换。
顺时针绿灯亮，逆时针红灯亮。
真空技术 真空计 皮拉尼真空计的规范、校准和测量不确定度-最新国标
真空技术真空计皮拉尼真空计的规范、校准和测量不确定度1 范围本文件给出了皮拉尼真空计的参数，描述了其校准步骤，规定了使用这些真空计时要考虑的测量不确定度。
本文件适用于工作压力范围为 0.01 Pa ~150 kPa 的皮拉尼真空计。
当对皮拉尼真空计进行校准并将其用作参考标准时，本文件是对GB/T 34873 和 ISO 27893的补充。
另外，本文件描述了皮拉尼真空计响应时间和迟滞的表征方法。
2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。
其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB/T 34873-2017 真空计与标准真空计直接比较校准（ISO 3567:2011，IDT）ISO 27893 真空计与标准真空计直接比较校准结果的不确定度评定（Vacuum technology —Vacuum gauges —Evaluation of the uncertainties of results of calibrations by direct comparison with a reference gauge）注：G B/T 34876-2017 真空计与标准真空计直接比较校准结果的不确定度评定（ISO 27893:2011，IDT）ISO/IEC 17025 检测和校准实验室能力的通用要求（General requirements for the competence of testing and calibration laboratories）注：G B/T 27025－2019 检测和校准实验室能力的通用要求（ISO/IEC 17025：2017，IDT）3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。
部组件定义3.1.1热传导真空计 thermal conductivity gauge通过测量保持不同温度的两个固定元件表面间的热量传递来确定压力的一种真空计。
真空计原理及测量范围
真空计原理与测量范围真空的含义是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，是一种物理现象。
在真空技术里，真空系针对大气而言，一般指特定空间内部之部份物质被排出，使其压力小于一个标准大气压，则我们通称此空间为真空或真空状态。
真空常用帕斯卡（Pascal）托尔（Torr）毫巴（mbar）等做为压力的单位。
真空的分类：前级真空：1*10-3Torr~1000Torr高真空：1*10-9Torr~10-3Torr超高真空：10-9Torr以下真空计（Vacuum Gauge），也称真空表、真空规管，是测量真空度或低气压的仪器。
一般是利用不同气压下气体的某种物理效应的变化进行气压的测量。
在科研和工业生产中广泛使用。
按照真空计测量原理所利用的不同的物理机制，可将主要的真空计分为三大类，分别是利用力学性能、利用气体动力学效应利用带电粒子效应的真空计。
利用力学性能的真空计典型的有波尔登规（Bourdon）和电容薄膜规；利用气体动力学效应的典型真空计有皮拉尼（Pirani）电阻规和热电偶规、热传导规；利用带电粒子效应的典型真空计有热阴极电离规和冷阴极电离规。
市场上真空计的形式：真空规管+真空测量计（真空计控制器）：需配套使用。
真空变送器（真空计）：本体集成电路部分，可输出各类型号。
两种形式客户可根据实际应用进行选择，真空规和控制器的形式，主要应用在一些恶劣的现场环境或者早期的集成设备，由规管、线缆、控制器三部分组成，前期成本略高，典型优点是后期维护更换真空规便宜；随着工业自动化的发展，真空变送器（真空计）已经成为真空测量的主要产品，可根据现场能处理的信号（数字/模拟）选择相应通讯的产品。
真空计测量范围：电容薄膜真空计如上图，压力变化引起膜片不同层度的形变，使得膜片和电极之间的电容变化，通过测量电容的变化量，即可知道膜片上压力的变化。
（膜片主要有两种材质：金属膜片和陶瓷膜片）电容薄膜压力计，测量读数无关气体组分，主要受环境温度的影响（温度补偿），是测量差分或全部气体压力最准确的设备（包括蒸汽凝结、操作温度不规则的环境），目前已知产品最大测量压力为25000Torr，最低测量压力在10-5Torr左右。
真空计分类及选用时的注意事项
真空计分类及选用时的注意事项真空计是一种用于测量真空度的仪器。
根据其工作原理和测量范围的不同，真空计可以分为多种类型，包括膜片式真空计、热阴极电离真空计、热电子式真空计、四级磁控管真空计等。
在选择和使用真空计时，需要注意以下几个方面。
首先，根据测量范围选择合适的真空计。
不同类型的真空计有不同的测量范围。
膜片式真空计适用于较高真空度范围，通常用于大气压到10^-3帕的测量。
热阴极电离真空计适用于较低真空度范围，通常用于10^-3帕到10^-7帕的测量。
热电子式真空计适用于更低的真空度范围，通常用于10^-7帕到10^-11帕的测量。
四级磁控管真空计适用于极低真空度范围，通常用于10^-11帕到10^-12帕的测量。
其次，考虑测量的要求和条件来选择真空计。
不同类型的真空计有不同的精度和响应速度。
如果需要较高的测量精度和快速的响应速度，可以选择膜片式真空计或热阴极电离真空计。
如果需要更高的测量精度和更快的响应速度，可以选择热电子式真空计。
如果需要极高的测量精度和极快的响应速度，可以选择四级磁控管真空计。
此外，还需要考虑真空计的稳定性和耐用性，以确保长时间的可靠测量。
第三，确保真空计的适用环境条件。
真空计通常需要在一定的环境条件下工作。
例如，膜片式真空计需要在干燥无尘的环境下使用，以避免膜片的损坏。
热阴极电离真空计需要在较高温度下工作，因此需要注意温度限制。
热电子式真空计需要在较低温度下工作，因此需要特殊的冷却装置。
四级磁控管真空计需要在超高真空环境下操作，因此需要特殊的气密性和绝缘措施。
第四，确保正确使用和维护真空计。
真空计是精密的科学仪器，需要正确操作和维护才能保持准确和可靠的测量结果。
在使用真空计之前，需要校准和调零仪器，以确保准确度。
在实验过程中，需要避免物体碰撞或溅入真空计，以免损坏仪器。
在不使用真空计时，需要妥善保存和保养，以延长使用寿命。
综上所述，选择和使用真空计需要考虑测量范围、测量要求、适用环境条件和正确操作维护等方面的因素。
4 真空测量 9.0
p/Pa
101
10-2
100 电表读数/mv
图 4-7热偶真空规的校准曲线
• •
测量范围: 100~10－1 Pa 气体种类的影响：∵不同气体分子的导热系数不同，热传导真空计对不同气体 的测量结果不同。因此，在测量不同气体的压力时，则要修正： preal = Srpread 式中 pread——干燥空气(或氮气)刻度的压力计读数（干燥空气或氮气的压力）， Pa； preal——被测气体的实际压力，Pa； Sr——被测气体对空气的相对灵敏度。 通常干燥空气(或氮气)的相对灵敏度为1，其它一些常用的气体和蒸气的相对
• 热传导真空计规管热丝的温度T1是压力p的函数(见图 7)，即T1 = f(p)。如果预先测出这个函数关系，便可 根据热丝的温度T1来确定压力p。
– 热丝温度的测量方法，有以下三种； (1)利用热丝随温度变化的线膨胀性质；--膨胀式真空计 (2)利用热电偶直接测量热丝的温度变化；--热偶真空计 (3)利用热丝电阻随温度变化的性质; --电阻真空计 – 在电阻真空计中也有用热敏电阻代替金属热丝的，此种真 空计称热敏电阻真空计。其灵敏度较高，但稳定性较差。 – 热偶真空计和电阻真空计是目前粗真空和低真空测量中用 得最多的两种真空计。
G K(F)
C
图4－9 热阴极电 离真空计结构
U型真空计
开式U型真空计结构如图4－1
其压力计算公式如下： p = p0 － ρ g h 式中 p —— 待测压力 p0—— 环境大气压力 h —— 两液面高度差 ρ—— 工作液密度 g —— 重力加速度
忽略其中 的压力
图4－1 开式U形管真空计
闭式U型真空计结构如图4－2。 压力计算公式如下
若能因改变p而改变热电动势 ，则P~ 的关系就有一定的意义。
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书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
热传导真空计的测量范围
1、压力测量下限在低压力下(λ ≥r2)，气体热传导散失的热量Qg 与压力p 有关；而热丝引线热传导和热辐射散失的热量QL、Qr 与压力无直接关系(可能有一些次级效应)。
当压力p 更低时(λ》r2)Qg 变小，并引起热丝温度变化，假如这种变化已无法从噪声中检测出来，则此压力即是测量
的下限。
此时热丝的平衡温度T1 主要决定于QL 和Qr。
通常的热传导真空计的测量下限为10-1～10-2 Pa。
为了扩展热传导真空计的测量下限，必须提高Qg 并设法降低QL 和
Qr。
根据式(4-1)，选用细而长的热丝，或选用λL 小的热丝材料，均能降低QL。
但选择热丝材料时，还必须考虑机械强度、电阻温度特性、热稳定性和化学稳定性等因素。
根据式(4-2)，为了降低Qr，应选用表面全辐射系数ε1 小的材料
作热丝，而管壁内表面的全辐射系数ε2 愈大愈好。
同时还要综合考虑其他一些因素，如T1、T2、r1 及L 等对Qg 的影响。
选用适应系数α1 大的材料或通过对材料表面进行处理的方法提高
α1，均可提高Qg。
但考虑到热丝的机械强度等因素，提高α1 是有限的。
增大L 既能提高Qg 又可降低QL；增大r2 或提高温差，虽然能增大Qg，但与降低QL 和Qr 有矛盾，须折中考虑。
由于Qr 与温度呈四次方的关系，因此增大温度时，Qr 比Qg 增大得更快。
为便于综合考虑，可假设
ε1 =ε2，则有
根据式(4-7)，选用足够低的T2 和不太高的T1 值，可提高Qg/Qr。
将管。