Kisah di balik Pengukur Vakum Pirani
Marcello Pirani - Seorang Pahlawan Vakum
Lahir dari keturunan Italia di Berlin pada tahun 1880, Marcello Pirani ditakdirkan untuk memberikan masukan besar ke dalam teknologi vakum pada usia yang sangat dini. Dia menyelesaikan studinya di bidang Matematika dan Fisika dan kemudian melakukan penelitian pascasarjana pada tahun 1904, kemudian bergabung dengan pabrik lampu pijar Siemens & Halske (Gluhampenwerk). Dia terutama peduli dengan sumber cahaya tetapi juga pembuatan lampu tantalum, yang memerlukan vakum yang lebih tinggi daripada lampu filamen karbon.
Masalah khusus adalah penggunaan pengukur kaca McLeod untuk pengukuran vakum. Pengukur ini dioperasikan secara manual dan sangat sensitif terhadap kerusakan; merkuri beracun tumpah saat melakukannya. Pirani mempertimbangkan masalah ini dan akibatnya pada tahun 1906 ia menerbitkan makalahnya berjudul 'Directly Indicating Vacuum Gauge' yang dikenal sebagai 'Pirani gauge': pengukur pembacaan otomatis pertama.
Pengukur vakum Pirani dirancang untuk mengukur tekanan rendah dengan memanfaatkan variasi kehilangan panas dari kawat dengan tekanan di sekitarnya. Filamen logam yang dipanaskan (biasanya platinum pada pengukur modern) kehilangan panas ke gas akibat tabrakan molekul gas dengan kawat. Kehilangan panas tergantung pada jumlah tabrakan yang terjadi dengan kawat dan oleh karena itu tekanan/kepadatan gas. Saat tingkat vakum meningkat, jumlah molekul yang ada akan menurun secara proporsional. Ini memiliki efek pendinginan yang berkurang untuk kawat.
Resistansi listrik kabel bervariasi dengan suhunya. Pengukur vakum Pirani beroperasi dalam salah satu dari tiga mode: tegangan konstan, arus konstan, atau resistansi konstan (yaitu, suhu). Sirkuit jembatan Wheatstone biasanya digunakan di mana filamen pengukur vakum Pirani adalah satu lengan dari jembatan empat lengan. Bacaan pengukur harus dikoreksi atau dikalibrasi untuk gas yang berbeda (yang memiliki konduktivitas termal berbeda). Dibandingkan dengan pengukur McLeod, pengukur Pirani memiliki keunggulan otomatis. Pengukur harian modern dapat mengukur dari 100/10 hingga 10-4 mbar dengan ekstensi ke tekanan yang lebih tinggi dengan mengeksploitasi ketergantungan tekanan terhadap kehilangan konveksi.
- Sel kompensasi
- Pasokan daya
- Untuk perekam
- Sel pengukuran (ruang pengukur Pirani)
- Filamen (platinum)
- Vakum tekanan yang diterapkan (tidak diketahui)
Pirani bekerja lebih lanjut pada pengukuran optik suhu tinggi dan kemudian bergabung dengan Osram pada tahun 1919 sebagai kepala biro ilmiah-teknis. Di sana, ia meneliti berbagai topik mulai dari penyerapan gas dengan tantalum hingga transisi dari lampu pijar ke lampu pelepasan gas. Selama waktunya di industri, ia memegang beberapa posisi di Universitas Teknis dan Universitas Teknis, keduanya di Berlin.
Sejak tahun 1936, Pirani bekerja di Inggris dalam berbagai aktivitas, mulai dari bahan tahan suhu tinggi hingga pemanfaatan debu batu bara halus. Dia kembali ke Jerman pada tahun 1953 untuk berkonsultasi dengan Osram sebelum meninggal pada usia 88 tahun di kota kelahirannya.
