เรื่องราวเบื้องหลังเกจวัดสุญญากาศ Pirani
Marcello Pirani - ฮีโร่แห่งสุญญากาศ
Marcello Pirani เกิดจากเชื้อสายชาวอิตาลีในเบอร์ลินในปี 1880 และมีจุดมุ่งหมายที่จะมีส่วนร่วมอย่างมากในเทคโนโลยีสุญญากาศตั้งแต่วัยแรกๆ เขาจบการศึกษาด้านคณิตศาสตร์และฟิสิกส์ จากนั้นจึงศึกษาต่อในระดับปริญญาตรีวิจัยในปี 1904 หลังจากนั้นจึงเข้าร่วมโรงงานหลอดไฟของ Siemens & Halske (Gluhampenwerk) เขาเกี่ยวข้องกับแหล่งกําเนิดแสงเป็นหลัก แต่ยังเกี่ยวข้องกับการผลิตหลอดแทนทาลัม ซึ่งการผลิตต้องใช้สุญญากาศที่สูงกว่าหลอดไฟคาร์บอน
ปัญหาที่เจาะจงคือการใช้เกจแก้ว McLeod สําหรับการวัดสุญญากาศ พวกเขาพบปัญหาทั้งในการทํางานแบบแมนนวลและไวต่อการแตกหักเป็นพิเศษ ปรอทที่เป็นพิษหกรั่วไหลในขณะที่ทําเช่นนั้น Pirani พิจารณาถึงปัญหานี้และเป็นผลให้เขาตีพิมพ์เอกสารของเขาในปี 1906 ชื่อว่า 'Gauge Vacuum Indicating Directly' ซึ่งกลายเป็นที่รู้จักกันในชื่อ 'Gauge Pirani': เครื่องวัดการอ่านค่าอัตโนมัติเครื่องแรก
เกจวัดสุญญากาศ Pirani ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดแรงดันต่ําโดยใช้การเปลี่ยนแปลงการสูญเสียความร้อนจากลวดกับแรงดันโดยรอบ เส้นใยโลหะที่ร้อน (โดยทั่วไปแล้วเป็นแพลทินัมในเกจสมัยใหม่) จะสูญเสียความร้อนไปยังก๊าซจากการชนของโมเลกุลก๊าซกับลวด การสูญเสียความร้อนขึ้นอยู่กับจํานวนการชนที่เกิดขึ้นกับสายไฟ ดังนั้นจึงขึ้นอยู่กับแรงดัน/ความหนาแน่นของก๊าซ เมื่อระดับสุญญากาศเพิ่มขึ้น จํานวนโมเลกุลที่มีอยู่จะลดลงตามสัดส่วน ซึ่งจะทําให้การระบายความร้อนของสายไฟลดลง
ความต้านทานไฟฟ้าของสายไฟจะแตกต่างกันไปตามอุณหภูมิ เกจวัดสุญญากาศ Pirani ทํางานในหนึ่งในสามโหมด ได้แก่ แรงดันไฟฟ้าคงที่ กระแสไฟฟ้าคงที่ หรือความต้านทานคงที่ (เช่น อุณหภูมิ) วงจรสะพาน Wheatstone มักใช้เมื่อเส้นใยของเกจวัดสุญญากาศ Pirani เป็นแขนหนึ่งของสะพานสี่แขน ค่าที่อ่านได้ของเกจจะต้องได้รับการแก้ไขหรือสอบเทียบสําหรับก๊าซที่แตกต่างกัน (ซึ่งมีการนําความร้อนที่แตกต่างกัน) เมื่อเปรียบเทียบกับเกจ McLeod เกจ Pirani มีข้อได้เปรียบในการทํางานแบบอัตโนมัติ มาตรวัดสมัยใหม่สามารถวัดค่าได้ตั้งแต่ 100/10 ถึง 10-4 mbar พร้อมการขยายไปสู่แรงดันที่สูงขึ้นโดยการใช้ประโยชน์จากการพึ่งพาแรงดันของการสูญเสียจากการพาความร้อน
- เซลล์ชดเชย
- การจ่ายไฟ
- เครื่องบันทึก
- เซลล์วัดค่า (ห้องวัด Pirani)
- เส้นใย (แพลทินัม)
- แรงดันที่ใช้ (ไม่ทราบ) สุญญากาศ
Pirani ทํางานเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตรวจวัดอุณหภูมิสูงด้วยแสง จากนั้นจึงเข้าร่วมงานกับ Osram ในปี 1919 ในตําแหน่งหัวหน้าสํานักงานวิทยาศาสตร์และเทคนิค ที่นั่นเขาได้ทําการวิจัยอย่างกว้างขวางในหัวข้อต่างๆ ตั้งแต่การดูดซับก๊าซด้วยแทนทาลัมไปจนถึงการเปลี่ยนจากหลอดไฟเป็นหลอดคายประจุก๊าซ ในช่วงเวลาที่เขาทํางานในอุตสาหกรรม เขาดํารงตําแหน่งหลายตําแหน่งที่มหาวิทยาลัยเทคนิคและวิทยาลัยเทคนิค ทั้งสองแห่งในเบอร์ลิน
ตั้งแต่ปี 1936 Pirani เริ่มทํางานในสหราชอาณาจักรในกิจกรรมที่หลากหลาย เช่น วัสดุทนอุณหภูมิสูง ไปจนถึงการใช้ฝุ่นถ่านหินละเอียด เขากลับมาเยอรมนีในปี 1953 เพื่อให้คําปรึกษาแก่ Osram ก่อนที่จะเสียชีวิตเมื่ออายุ 88 ปีในเมืองที่เขาเกิด
