真空计是真空设备测量压力的关键器件,涵盖压力范围从超高真空到正压(一般小于2个大气压),同种类的真空计,其测量精度受气体成分、温度、海拔、安装角度等多种因素的综合影响,需要根据实际情况选择和校准。

真空压力划分
压力换算1mbar=100Pa,1torr≈133.3Pa,1psi≈6.9kPa。
真空计一般测量的是绝对压强,常用单位mbar。压力开关一般测量表压(小于大气压时为负值),即相对于大气压的压差。

真空压力划分
低真空用电容薄膜真空计原理低真空下的气流为粘滞流,气体运动具有方向性,常用电容薄膜真空计测压,适应于大部分气体。真空腔上侧为陶瓷应变膜片(常用Al2O3,约250μm厚),膜片另一侧镀有金属,和参考腔固定侧的金属面形成电容。当真空侧压力下降时,膜片下凸,间隙变大,电容值变小,转成电学信号,进而转换成压力值。

电容薄膜规内部结构

压力变化导致膜片变形
膜片变形除了受压力影响外,由于膜片本身的重力,会有一个初始变形,因此竖直、水平和倒立安装测得的压力值是有差别的。一般以竖直安装为准,如果不允许竖直安装,但是对测量值准确度又要求严格,需要安装好后校准零点。

不同满量程薄膜规安装方位对测量值的影响
温度影响由于温度影响压力,因此测量值准确度受温度影响,一般为满量程的0.2%左右。为避免偏差过大,薄膜真空规的使用温度不能太高,一般为60℃以下,部分在40℃以下。如果温度过高,为保护真空计寿命,需要真空计远离热源,或者给热气降温。

真空计加延长管远离热炉体
真空计校准
电容薄膜规
出厂前,真空规的零点已经调节好,可以在很长时间内保持稳定。但是这取决于工作环境、要求的精度等,当精度要求很高时,需要定期调零。校准方法参考如下(不同的真空计方法有区别):
1、将真空计装于一段真空管路上,用真空泵抽压力至真空计的最小测量值的1/10以下(如真空计可测的最小压力是1mbar,需要将压力抽至0.1mbar以下);
2、打开外壳,转动调零旋钮(一般用胶封住),将压力调到0-0.1mabr(尽量靠近0)之间,装上外壳。

调零旋钮
电容薄膜规不耐粉尘污染,粉尘黏附到膜片上,无法清洗,如果影响测量准确度,也需要校准。