bosim birligi kvadrat metr uchun Nyuton

siyrak gazlar bosimini o'lchash usullari majmui. Vakuumni o'lchashning universal usuli yo'q. Bosimni o'lchashda ular gazning bosimi yoki zichligi bilan bevosita yoki bilvosita bog'liq bo'lgan turli fizik qonunlarga asoslanadi. Xalqaro birliklar ^tizimida (SI) bosim birligi kvadrat metr uchun Nyuton ( N / m2 ). Vakuum texnologiyasida tizimdan tashqari birlik mm Hg ham qo'llaniladi. Art. 1 mm Hg Art. \u003d 133,322 n / m ² . Vakuum vakuum o'lchagichlar bilan o'lchanadi, ularning har biri o'z bosim o'lchash diapazoniga ega ( 1-rasm ). Qurilmaga ko'ra vakuum o'lchagichlar suyuq, mexanik (deformatsiya, membrana va boshqalar), siqilish (masalan, McLeod vakuum o'lchagich), termal (termojuft va termoelektrik), ionlashtiruvchi, magnit, elektr razryadli, yopishqoq, radiometrik bo'linadi. Ushbu vakuum o'lchagichlar umumiy bosimni o'lchaydi.
gaz komponentlarining qisman bosimini o'lchash kerak (Qarang: qisman bosim ). Buning uchun ba'zi turdagi massa spektrometrlaridan foydalaning (Qarang: Mass spektrometrlari ) va maxsus hisoblagichlar. Analitik massa spektrometrlaridan farqli o'laroq, qisman bosim o'lchagichlari o'zlarining vakuum tizimiga ega emas va to'g'ridan-to'g'ri pompalanadigan hajmlarga o'rnatiladi. Qisman bosim o'lchash diapazoni 10 ³ —10 ^-10 n / m ² (10 - 10 ^-12 mm Hg. Art. ).
Suyuq (gidrostatik) vakuum o'lchagichda ( 2-rasm ) gaz U shaklidagi trubadagi suyuqlikni bosadi. Tizzalarning birida o'lchangan bosimdagi gaz bor p _in , va ikkinchisida - ma'lum (mos yozuvlar) bosimda p _k . Agar suyuqlikning zichligi r bo'lsa, tizzalardagi bosim farqi h balandlikdagi suyuqlik ustuni bilan muvozanatlanadi :
r _c — p _k = g r h ,
bu yerda g - erkin tushish tezlanishi; odatda p _{k "} r _ichida . Amaldagi suyuqliklar (simob yoki vakuum moylari (Qarang: Vakuum moyi )) ish haroratida past qisman bug 'bosimiga ega va gazlar va quvur materiallariga nisbatan kimyoviy jihatdan neytraldir. Suyuq vakuum o'lchagichlar yopiq va ochiq tirsaklar, qo'ng'iroq tipidagi o'lchagichlar va boshqalar bilan birga keladi. Suyuq vakuum o'lchagichlarning kamchiliklari: suyuqlik bug'ining vakuum tizimiga kirib borishi, pastki chegarasi 10 -1 gacha bo'lgan kichik bosim o'lchash diapazoni ^. n / m ² (10 ^-3 mm Hg. Art .).
Mexanik vakuum o'lchagichda gaz sezgir elementni (spiral naycha, ko'rfaz, membrana) bosadi. Misol uchun, membrana vakuum o'lchagichida ( 3-rasm ) membran vakuum tizimini doimiy mos yozuvlar bosimi saqlanadigan hajmdan germetik tarzda ajratib turadi, odatda o'lchanganidan 100-1000 marta kamroq. Membrananing deformatsiyasi shkala bo'ylab harakatlanadigan o'qga uzatiladi. Past bosimlarni o'lchashda sezgirlikni oshirish uchun membrana elektr sensoriga ulanadi. Mexanik vakuum o'lchagich odatda 102 ^{N /} m2 ( 1 mmHg ) gacha bo'lgan bosimni o'lchaydi .
Siqish o'lchagichi ( 4-rasm ) 10 ^-3 past bosimlarni o'lchashi mumkin n / m ² ( 10 ^-5 mm Hg. Art. ). Bunday vakuum o'lchagichning harakati Boyl - Mariotte qonuniga asoslanadi e.Asbobning asosiy qismlari: hajmi V bo'lgan silindr, bir xil diametrli ikkita kapillyar d , ulardan biri muhrlangan va birlashtiruvchi trubka. bosim o'lchanadigan tizimga qurilma; pastdan suyuqlik (ko'p hollarda simob) kiritiladi, u V hajmidagi gazni o'lchangan p bosimida kesib tashlaydi va keyin uni p ₁ bosimiga siqib chiqaradi. ≥ p muhrlangan kapillyarning kichik hajmida

bu erda h - kapillyarning suyuqlik bilan to'ldirilmagan qismining balandligi. Bosim p ₁ muhrlangan va ochiq kapillyarlardagi suyuqlik ustunlari darajasidagi farq bilan aniqlanadi. Boyl qonuniga ko'ra - Mariotte p \u003d p ₁ V ₁ / V , shuning uchun d va V ma'lum bo'lsa, o'lchangan bosimni aniqlash mumkin .
Suyuqlik, mexanik va siqish o'lchagichlarning ko'rsatkichlari gazning tabiatiga bog'liq emas.
^-2 gacha bo'lgan vakuumni o'lchash uchun n / m ² (10 ^-4 mm Hg ) siz termal vakuum o'lchagichdan ham foydalanishingiz mumkin, uning ishlash printsipi kam uchraydigan gazlarning issiqlik o'tkazuvchanligining bosimga bog'liqligiga asoslanadi. Qurilmaning sensori elektr toki bilan isitiladigan simli muhrlangan idishdir. Tizimdagi bosim o'zgarganda, sensor filamentidan issiqlikni olib tashlash o'zgaradi va natijada uning harorati (doimiy quvvatda). Termojuftli vakuum o'lchagichlar mavjud bo'lib, ularning filamentining harorati unga biriktirilgan termojuft bilan o'lchanadi va filamentining harorati uning elektr qarshiligi bilan belgilanadigan termoelektrik qarshilik vakuum o'lchagichlari mavjud.
Ionlashtiruvchi vakuum o'lchagichda gaz doimiy ionlashtiruvchi nurlanishning biron bir manbasi bilan ionlanadi. Gazning ionlanishining intensivligi bosimga bog'liq . Elektron ionlashtiruvchi vakuum o'lchagichlarda ionlanish elektronlar oqimi orqali amalga oshiriladi. Odatda, bunday vakuum o'lchagich uchta elektrodga ega ( 5-rasm ): katod K , anod A , elektronlarni tezlashtiradigan va ularga ionlash uchun zarur bo'lgan energiyani beradigan elektr maydonini yaratadi; salbiy kollektor Col , gazda hosil bo'lgan ijobiy ionlarni yig'ish . Kollektor pallasida ion oqimining kuchi gaz bosimining o'lchovi bo'lib xizmat qiladi. Ionizatsiya vakuum o'lchagichlari vakuumni keng diapazonda o'lchashi mumkin ( 1-rasmga qarang ). Bayard-Alpert lampasi deb ataladigan o'ta yuqori vakuumli ionlashtiruvchi vakuum o'lchagich ( 6-rasm ) keng diapazondagi bosimni o'lchashi mumkin. Ushbu vakuum o'lchagichda tashqi katod va kollektor mavjud bo'lib, u anod panjara ichiga joylashtirilgan ingichka simdir. Ushbu vakuum o'lchagich 10 ^-8 gacha bo'lgan bosimni o'lchashi mumkin n / m ² (10 ^-10 mmHg Art. ). Laffergi ionlashtiruvchi vakuum o'lchagich ( 7-rasm ) magnit maydonda ishlaydi. Bu ish joyidagi elektronlarning yo'llarini uzaytirish va juda past elektron oqimida yuqori ionlanish samaradorligini ta'minlash imkonini beradi. Bunday vakuum o'lchagichning pastki o'lchov chegarasi 10 ^{-11 ni tashkil qiladi} n / m ² (10 ^-13 mmHg Art. ). 10 ^-5 gacha bo'lgan bosimni o'lchash uchun n / m ² (10 ^-7 mmHg Art. ) ionlashtiruvchi radioizotop vakuum o'lchagichdan ( Alfatron ) foydalaning, bunda gazning ionlanishi a-zarrachalar tomonidan amalga oshiriladi.
Magnit elektr razryadli vakuum o'lchagichda magnit maydondagi elektr razryad oqimining gaz kontsentratsiyasiga va shuning uchun uning bosimiga bog'liqligi qo'llaniladi. Ushbu o'lchagichlar ultra yuqori vakuumni 10 ^-12 gacha o'lchashi mumkin n / m ² (10 ^-14 mmHg sm. ). Vakuum o'lchagich ( 8-rasm ) 2 tekislik-parallel katod plitalari bo'lgan transduserdan iborat. K va ular orasiga A halqasimon anod qo'yilgan , tekisligi plitalarga parallel. Quvur H = kuchiga ega doimiy magnitning magnit maydonida joylashgan 32 ka / m (400 e ); maydon yo'nalishi plitalarga perpendikulyar. R = 1 Mohm qarshilik orqali elektrodlar o'rtasida U = 2-3 kV kuchlanish qo'llaniladi . Chiqarish oqimining kuchi bosim o'lchovi bo'lib xizmat qiladi va galvanometr bilan o'lchanadi G. Elektr va magnit maydonlarining birgalikdagi ta'siri elektronlarning traektoriyalarini sezilarli darajada uzaytiradi va gazning ionlanish ehtimolini oshiradi. Bu juda past bosimlarda o'z-o'zidan barqaror oqimning paydo bo'lishi va mavjudligiga olib keladi. Birinchi elektr deşarj vakuum o'lchagichlari 10 ^-2 n / m ^{2 gacha bo'lgan bosimni o'lchagan.} (10 ^-4 mm Hg . St. ), va zamonaviy elektr deşarj vakuum o'lchagichlari bilan (SSSRda ishlab chiqarilganlar, shu jumladan) - 10 ^-12 N / m ^{2 gacha.} (10 ^-14 mm Hg . St. ).
Viskoz vakuum o'lchagich laboratoriya amaliyotida 10 ^-4 N / m ^{2 gacha bo'lgan bosimni o'lchash uchun ishlatiladi.} (10 ^-6 mm Hg . Art .). Uning ishlash printsipi siyrak gazning yopishqoqligining uning bosimiga bog'liqligiga asoslanadi. Damperli viskoz vakuum o'lchagich va diskli viskoz vakuum o'lchagich mavjud. Bosimning birinchi o'lchovida gazdagi har qanday vibratorning erkin tebranishlarining damping vaqti hisoblanadi. Ikkinchisida yuqori tezlikda aylanadigan disk momentni gaz orqali ingichka ipga osilgan boshqa diskka uzatadi; bu diskning burilish burchagi bosim o'lchovi bo'lib xizmat qiladi.
Radiometrik vakuum o'lchagich radiometrik effektdan foydalanadi . Noyob gazga joylashtirilgan ikkita teng bo'lmagan isitiladigan plitalar o'rtasida plitalarni gaz bosimiga mutanosib ravishda burishtiruvchi kuchlar paydo bo'ladi. Bunday vakuum o'lchagichning ko'rsatkichlari deyarli gazning tabiatiga bog'liq emas. O'lchov chegarasi 10 ^-5 n / m ² (10 ^-7 mm Hg . Art .).
Lit .: Dashman S., Vakuum texnologiyasining ilmiy asoslari, trans. ingliz tilidan, M., 1964; Eshbax G. L., Vakuum texnologiyasi bo'yicha amaliy ma'lumotlar, M.-L., 1966; Lekk D. X., Vakuum tizimlarida bosimni o'lchash, trans. ingliz tilidan, M., 1966; Vostrov G. A. va Rozanov L. N., Vakuummetrlar, L., 1967 yil.