Cara untuk mengkalibrasi pengukur vakum
Definisi istilah
Oleh kerana istilah-istilah ini sering dikelirukan dalam penggunaan harian, definisi yang jelas tentangnya akan diberikan terlebih dahulu:
Penyesuaian
Penyesuaian atau penyelarasan merujuk kepada tetapan yang betul bagi sesuatu instrumen. Sebagai contoh, menetapkan vakum (sifar) dan atmosfera dalam THERMOVACs atau menetapkan spektrum jisim kepada jisim 4 dalam pengesan kebocoran helium.
Pemeriksaan kalibrasi
Pemeriksaan kalibrasi merujuk kepada perbandingan dengan piawaian mengikut peraturan tertentu yang ditetapkan oleh personel yang diberi kuasa khas (Biro Piawaian). Ia kadang-kadang dikenali sebagai kalibrasi kilang. Jika hasil pemeriksaan biasa ini positif, permit operasi untuk tempoh operasi seterusnya (contohnya, tiga tahun) akan dipaparkan kepada orang luar melalui pelekat atau meterai timah. Jika hasilnya negatif, instrumen akan ditarik dari operasi.
Kalibrasi
Kalibrasi merujuk kepada perbandingan dengan piawaian mengikut peraturan undang-undang tertentu oleh personel yang diberi kuasa khas (kemudahan kalibrasi). Hasil prosedur ini adalah sijil kalibrasi yang mengandungi penyimpangan bacaan instrumen yang sedang dikalibrasi daripada piawaian. Fasiliti kalibrasi menjalankan kerja kalibrasi ini. Satu masalah yang timbul adalah persoalan tentang seberapa baik standard tersebut dan di mana ia dikalibrasi. Standard tersebut dikalibrasi di kemudahan kalibrasi Perkhidmatan Kalibrasi Jerman (DKD). Perkhidmatan Kalibrasi Jerman diuruskan oleh Institut Fizik-Teknik Persekutuan (PTB). Fungsinya adalah untuk memastikan bahawa peralatan pengukuran dan ujian yang digunakan untuk tujuan pengukuran industri tertakluk kepada standard rasmi. Kalibrasi pengukur vakum dan ujian kebocoran dalam rangka kerja DKD telah diberikan kepada Leybold, serta syarikat-syarikat lain, oleh PTB. Meja pam kalibrasi yang diperlukan telah disediakan mengikut DIN 28 418 dan kemudian diperiksa dan diterima oleh PTB. Standard kemudahan DKD, yang dikenali sebagai standard pemindahan (pengukur vakum rujukan), dikalibrasi secara langsung oleh PTB pada selang waktu yang tetap. Pengukur vakum dari semua jenama dikalibrasi secara tidak berat sebelah oleh Leybold di Cologne. Sijil kalibrasi DKD dikeluarkan dengan semua data ciri mengenai kalibrasi.
Standard Institut Fizikal-Teknik Persekutuan adalah apa yang dipanggil standard nasional. Untuk dapat menjamin ketepatan pengukuran yang mencukupi atau ketidakpastian pengukuran yang serendah mungkin dalam kalibrasinya, PTB sebahagian besarnya melaksanakan pengukurannya melalui aplikasi kaedah asas. Ini bermakna, contohnya, bahawa seseorang berusaha untuk menggambarkan tekanan kalibrasi melalui pengukuran daya dan kawasan atau dengan mengurangkan gas mengikut undang-undang fizikal yang ketat. Rantaian penentukuran semula instrumen piawai yang dilakukan sekali setahun di fasiliti kalibrasi yang lebih tinggi yang layak sehingga PTB dipanggil "penetapan semula kepada piawaian kebangsaan". Di negara-negara lain juga, kaedah yang serupa dilaksanakan oleh institut piawaian nasional seperti yang digunakan oleh Institut Fizikal-Teknik Persekutuan (PTB) di Jerman. Rajah. 3,17 menunjukkan skala tekanan PTB. Garis panduan kalibrasi ditetapkan dalam piawaian DIN (DIN 28 416) dan cadangan ISO.
Rajah 3,17 Skala tekanan Institut Fizikal-Teknik Persekutuan (PTB), Berlin: Skala tekanan untuk nitrogen
Contoh kaedah pengukuran tekanan asas (sebagai kaedah standard untuk mengkalibrasi pengukur vakum)
a) Mengukur tekanan dengan alat pengukur rujukan
Contoh instrumen tersebut adalah pengukur Diafragma Kapasitans, dengan versi rujukan bagi jenis pengukur ini mampu mengukur dengan ketepatan yang luar biasa sehingga 10-4 mbar. (lihat halaman mengenai pengukuran tekanan langsung). Di bawah tahap ini, SRG dan pengukur katod panas biasanya digunakan sebagai rujukan (lihat halaman mengenai pengukuran tekanan tidak langsung)
b) Penjanaan tekanan yang diketahui; kaedah pengembangan statik
Berdasarkan sejumlah gas tertentu yang parameternya p, V dan T diketahui dengan tepat – p terletak dalam julat pengukuran alat rujukan seperti tiub U atau alat pengukur vakum McLeod – tekanan yang lebih rendah dalam julat kerja alat pengukur ionisasi dicapai melalui pengembangan dalam beberapa peringkat.
Jika gas yang mempunyai isipadu V1 diperluas kepada isipadu (V1 + V2), dan dari V2 kepada (V2 + V3), dan seterusnya, setelah n peringkat pengembangan, diperoleh:
(3,7)
p1 = tekanan awal yang diukur secara langsung dalam mbar
pn = tekanan kalibrasi
Jumlah di sini mesti diketahui dengan tepat mungkin (lihat Rajah. 3,18) dan suhu mesti kekal tetap. Kaedah ini memerlukan bahawa peralatan yang digunakan mesti dijaga dengan sangat bersih dan mencapai hadnya pada tekanan di mana kuantiti gas boleh diubah melalui kesan desorpsi atau adsorpsi melebihi had kesilapan yang dibenarkan. Menurut pengalaman, had bawah ini adalah sekitar 5 · 10-7 mbar. Kaedah ini dipanggil kaedah pengembangan statik kerana tekanan dan isipadu gas dalam keadaan rehat adalah pemboleh ubah yang menentukan.
Rajah 3,18 Penjanaan tekanan rendah melalui pengembangan statik
c) Kaedah pengembangan dinamik
- Jilid 1
- Jilid 2
- Inlet valve (konduktans L1)
- Apertur dengan konduktans L2
- Injap
- sistem pam
- Injap
- ke reservoir gas
- Injap
- perangkap sejuk LN2
- sistem pam
- Pengukur vakum U-tube
- Pengukur vakum McLeod
- Injap
- Tiub pengukur ionisasi yang dikalibrasi
- untuk mengepam (kelajuan pengepaman PSp)
- Saluran masuk gas
- Spektrometer jisim
- 19, 20 Gauge perlu dikalibrasi
- Pengukur kosong perlu dikalibrasi
- Ketuhar bakar
Menurut kaedah ini, tekanan kalibrasi p dihasilkan dengan membenarkan gas pada kadar aliran tetap Q masuk ke dalam ruang vakum sementara gas dipam keluar dari ruang tersebut secara serentak oleh unit pam dengan kelajuan pam tetap S. Pada keseimbangan, yang berikut berlaku menurut persamaan 1,10 a:
(1.10a)
p = Q/S
Q is obtained either from the quantity of gas that flows into the calibration chamber from a supply vessel in which constant pressure prevails or from the quantity of gas flowing into the calibration chamber at a measured pressure through a known conductance. The pressure in front of the inlet valve must be high enough so that it can be measured with a reference gauge. The inlet apertures of the valve (small capillaries, sintered bodies) must be so small that the condition d << λ is met, i.e. a molecular flow and hence a constant conductance of the inlet valve are obtained. The quantity of gas is then defined by p1 · L1, where p1 = pressure in front of the inlet valve and L1 = conductance of the valve. The pumping system consists of a precisely measured aperture with the conductance L2 in a wall that is as thin as possible (screen conductance) and a pump with a pumping speed of PSp:
Kaedah ini mempunyai kelebihan bahawa, setelah mencapai keadaan keseimbangan, kesan sorpsi boleh diabaikan dan oleh itu prosedur ini boleh digunakan untuk mengkalibrasi alat pengukur pada tekanan yang sangat rendah.
Asas Teknologi Vakum
Muat turun e-Buku kami "Asas Teknologi Vakum" untuk mengetahui keperluan dan proses pam vakum.
Rujukan
- Simbol vakum
- Glosari unit
- Rujukan dan sumber
Simbol vakum
Simbol vakum
Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.
Glosari unit
Glosari unit
Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.
Rujukan dan sumber
Rujukan dan sumber
Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum
Simbol vakum
Sebuah glosari simbol yang biasa digunakan dalam diagram teknologi vakum sebagai representasi visual jenis pam dan bahagian dalam sistem pam.
Glosari unit
Tinjauan mengenai unit pengukuran yang digunakan dalam teknologi vakum dan apa yang dimaksudkan dengan simbol-simbol tersebut, serta padanan moden bagi unit-unit sejarah.
Rujukan dan sumber
Rujukan, sumber dan bacaan lanjut berkaitan dengan pengetahuan asas teknologi vakum