氣體及蒸氣對真空計的影響

2008-10-29 真空技術(shù)論壇轉載 真空技術(shù)培訓講座

   利用真空計去測量稀薄氣體的壓力時(shí)，不僅一般常用的相對真空計與被測氣體種類(lèi)有關(guān)。而且不同種類(lèi)的氣體對真空計的影響也不同。如果被測氣體是氮氣或惰性氣體，則基本無(wú)影響。但多數情況下，真空系統中的氣體是氮、氧、氫、水蒸氣、甲烷、油蒸氣等多種氣體和蒸氣的不同組合，其中尤其是氧、水蒸氣、油蒸氣等組分會(huì )給真空計規管帶來(lái)很大的影響。因此在選擇真空計時(shí)，需要考慮被測氣體成分對規管的壽命及測量準確性帶來(lái)的影響。

1、氧氣對真空計的影響

    氧氣是理想氣體，可以用麥氏真空計進(jìn)行測量，但是當氧分壓過(guò)高時(shí)，會(huì )使水銀表面發(fā)生氧化，影響水銀的表面張力，使水銀在毛細管中移動(dòng)時(shí)位置不準確，造成測量誤差。

    普通熱傳導(例電阻)真空計的燈絲在高溫下會(huì )氧化，改變熱絲的表面狀態(tài)，引起規管零點(diǎn)漂移和靈敏度的改變，應采用抗氧化熱絲的規管。熱陰極電離規燈絲亦易氧化，使其壽命縮短。

    對氧分壓較高的氣體氛圍，在粗低真空范圍內可用薄膜真空計測量；高真空時(shí)使用輻射真空計和冷陰極規管。

       電阻真空計和鎢陰極熱陰極電離計規管燈絲的材料為鎢，鎢絲溫度較高，高溫燈絲與水蒸氣發(fā)生氧化作用，水蒸氣會(huì )被高溫鎢表面分解并與鎢反應生成氧化鎢和原子態(tài)氫，氧化鎢蒸發(fā)后便附著(zhù)在規管玻壁上。原子態(tài)氫則從管壁上的氧化鎢中奪取氧再變成水蒸氣。這樣循環(huán)下去，水蒸氣就起著(zhù)”運輸”鎢的作用。致使鎢陰極不斷的蒸發(fā)，而使燈絲迅速損壞。特別是水蒸氣分壓大于10-2Pa時(shí)，規管的壽命很短，不易用于測量水蒸氣。

2、水蒸氣對真空計的影響

水蒸氣是可凝性氣體，壓縮式真空計測量時(shí)要壓縮被測氣體，使水蒸氣凝結，因此在一般情況下不能用壓縮式真空計進(jìn)行測量。它對熱傳導真空計的影響與氧氣一樣，會(huì )使規管零點(diǎn)漂移和靈敏度發(fā)生變化。

   在通常情況下。對水蒸氣的測量可采用U形壓力計和薄膜規、輻射真空計、粘滯規、克努曾真空計等。冷陰極規管不會(huì )發(fā)生氧化問(wèn)題，也可以用于水蒸氣分壓高的真空系統的測量。

3、油蒸氣對真空計的影響

   在采用有油的抽氣系統(機械泵、油擴散泵)抽氣時(shí)，系統中存在大量的有機油蒸氣及其分裂物，它們的蒸氣壓都比較低，因此不能用壓縮式真空計進(jìn)行測量。如用壓縮式真空計測量機械泵的極限真空度時(shí)．要比用熱傳導真空計測得的數據高一個(gè)數量級。用油U型壓力計測量油蒸氣時(shí)。因工作油可以溶解油蒸氣，所以也不能得到正確的指示。

    用熱傳導真空計或電離真空計測量油蒸氣時(shí)。會(huì )因油蒸氣污染燈絲或在高溫陰極上分解生成碳氫化合物，嚴重的污染電極和管壁，使熱傳導情況改變，而使規管的靈敏度和特性發(fā)生明顯的變化，造成測量誤差。

在油蒸汽分壓高的系統中，低真空時(shí)用薄膜真空計測量；高真空時(shí)使用輻射真空計進(jìn)行測量。