真空計是一種用于測量給定空間內(nèi)真空度的傳感器。

根據(jù)用途的不同，您可以選擇分壓真空表或全壓真空表。此外，測量方法多種多樣，這些差異會導致可測量的真空度范圍有所不同。

真空計應用實例

由于真空空間幾乎不含雜質(zhì)，包括水分，因此常用于對潔凈度要求極高的制造環(huán)境中。其中，真空計安裝在與腔室或石英管相連的流體回路中，用于控制真空度。

真空計通常安裝在半導體制造設(shè)備的等離子刻蝕空間內(nèi)，以及冶金和有機合成的實驗裝置中。它們還用于對表面清潔度要求很高的應用，例如離子束和氣相沉積系統(tǒng)，以及物體的表面處理。

真空計原理

真空計種類繁多，測量原理各異。真空計的工作原理是精確測量極少量氣體分子的動量，進而將其轉(zhuǎn)換為氣體密度和給定空間內(nèi)的真空度。在眾多真空計中，“皮拉尼真空計”是最常用的。

皮拉尼真空計是一種電阻式真空計，它通過測量氣體與通電鉑絲碰撞時損失的熱能來計算電流，然后根據(jù)該電流值計算壓力。這個微小的壓力值直接對應于真空度。

如何選擇真空表

由于真空表種類繁多，因此必須根據(jù)您的用途選擇合適的真空表。由于不同類型和測量方法的真空表特性各異，因此透徹了解每種真空表的特性至關(guān)重要。

此外，由于真空計種類繁多，您需要根據(jù)待測空間的真空度選擇合適的真空計。如果您只需要保證最終真空度，一個真空計就足夠了；但如果您想了解真空泵的運行狀況，例如抽速，則需要安裝多個真空計。

真空表的類型

真空計可根據(jù)其應用、測量方法和測量范圍分為幾種類型。

1. 通過使用

分壓真空計

用于測量單一氣體的真空度。當兩種或多種氣體混合在一起時，每種氣體所表現(xiàn)出的壓力即為分壓。

由于不同氣體即使在相同壓力下也具有不同的性質(zhì)，因此可以利用這一原理來分析真空的質(zhì)量。質(zhì)譜儀是一種常見的分壓真空計。

質(zhì)譜儀由三部分組成：離子源、分析單元和檢測單元。通過利用電場和磁場，只需觀察特定的離子，即可確定每種氣體的壓力。

全壓真空計

適用于僅需測量空間真空度的情況。根據(jù)測量方法的不同，全壓真空計有很多種類型，因此您需要選擇適合您用途的一種。

2. 測量方法

測量方法大致可以分為三類：“檢測壓力本身的方法”、“利用氣體傳輸現(xiàn)象的方法”和“利用氣體電離現(xiàn)象的方法”。

檢測壓力本身的方法

一種利用檢測壓力本身來測量真空度的真空計是U形管真空計。U形管真空計是一種差壓計，其玻璃U形管的一端被抽成真空并密封。

氣體的壓差可以通過測量由壓差引起的液柱高度來讀取。U型真空表的一個關(guān)鍵特點是它不受氣體種類的影響。因此，由于它可以進行絕對壓力測量，所以被用作其他真空表的校準標準。

利用氣體傳輸現(xiàn)象的方法 利用

氣體傳輸現(xiàn)象的真空計是一種熱傳導真空計。這種真空計利用了氣體熱導率隨壓力變化的特性。

熱導真空計有很多種類型，包括“皮拉尼真空計”、“熱敏電阻真空計”和“熱電偶真空計”。需要注意的是，在高真空度下，熱輻射的影響會大于熱傳導的影響。因此，熱導真空計的一個缺點是不能用于測量高真空度。

利用氣體電離的方法

利用氣體電離的真空管的例子包括彭寧真空計（冷陰極電離真空計）和離子計（熱陰極電離真空計）。彭寧真空計利用真空中的放電現(xiàn)象來測量壓力。它們非常耐用，但其靈敏度會因氣體種類而異。

彭寧真空計的優(yōu)點是電路結(jié)構(gòu)簡單。但其缺點在于彭寧放電不穩(wěn)定，難以進行精確測量。此外，嚴重的表面污染會減少陰極發(fā)射的電子數(shù)量，從而阻止放電，而且在高真空條件下也很難引發(fā)放電。

3. 測量范圍

壓力按真空度分為低真空、中真空、高真空和超高真空等等級，可測量的真空度取決于真空計的類型。根據(jù)日本工業(yè)標準（JIS），真空度根據(jù)壓力范圍分為五類，如下所示。皮拉尼真空計可測量低真空到中真空，而電離真空計可測量中真空到超高真空。

低真空：10? Pa至102 Pa

中等真空度：102 Pa 至10?1 Pa

高真空：10?1 Pa至10?? Pa

超高真空：10?? Pa至10?? Pa

極高真空：10?? Pa或更低