Dolaylı basınç vakum ölçerleri nasıl çalışır?
Gaza bağlı basınç okuması olan vakum ölçerler
Bu tip vakum ölçer, basıncı doğrudan alanla ilgili bir kuvvet olarak değil, parçacıkların sayısı yoğunluğuyla ve dolayısıyla basınca orantılı olan diğer fiziksel değişkenler aracılığıyla dolaylı olarak ölçer. Gaza bağlı basınç okuması olan vakum ölçerler şunları içerir: farklı tasarımlara sahip azalma ölçeri, termal iletkenlik vakum ölçeri ve iyonlaştırma vakum ölçeri.
Cihazlar gerçek sensörden (ölçüm kafası, sensör) ve onu çalıştırmak için gereken kontrol ünitesinden oluşur. Basınç ölçekleri veya dijital göstergeler genellikle azot basınçlarına dayanır; bir gazın (veya buharın) gerçek basıncı p T'nin belirlenmesi gerekiyorsa, gösterilen basınç p I'nin bu gaz için karakteristik bir faktörle çarpılması gerekir. Bu faktörler cihaz tipine bağlı olarak farklılık gösterir ve ya basınçtan bağımsız faktörler olarak tablo biçiminde verilir (bkz. Tablo 3,2) ya da eğer basınçtan bağımsız ise bir diyagram temelinde belirlenmelidir (bkz. Şekil 3,11).
Tablo 3,2 Bağlantı faktörleri
Şekil 3,11 Çeşitli gazlar için THERMOVAC göstergelerinin kalibrasyon eğrileri, azot eşdeğeri okumasına dayalıdır
Temel olarak şöyle olmalıdır:
Gerçek basınç pT = gösterilen basınç pI · düzeltme faktörü
Basınç bir "azot ölçeğinden" okunur ancak düzeltilmezse, "azot eşdeğeri" değerleri söz konusudur.
Tüm elektrikli vakum ölçerlerde (gaz türüne bağlı vakum ölçerler dahil), bilgisayarların giderek daha fazla kullanılması, basıncı doğrudan ekranda görüntüleme, örneğin proses akış şemasında uygun bir yere yerleştirme isteğine yol açmıştır. Mümkün olan en standart bilgisayar arayüzlerini kullanabilmek için, sensör ve gösterge ünitesi (örn. THERMOVAC vericisi, Penning vericisi, IONIVAC vericisi vb.) yerine vericiler (standartlaştırılmış akım çıkışlı sinyal dönüştürücüler) üretilmiştir. Ölçüm konvertörleri bir besleme gerilimi (örn. +24 Volt) gerektirir ve 4 ila 20 mA veya 0 ila 10 V arasındaki tüm ölçüm aralığı boyunca doğrusal olan basınca bağlı bir akım sinyali verir. Basınç değeri ancak bu sinyal bilgisayara beslendikten ve ilgili yazılım tarafından işlendikten sonra verilir ve ardından doğrudan ekranda gösterilir.
Termal iletkenlik vakum ölçerleri
Klasik fizik, statik bir gazın termal iletkenliğinin daha yüksek basınçlarda (parçacık sayısı yoğunluğu), p > 1 mbar'da basınçtan bağımsız olduğunu öğretir ve deneysel bir doğrulama sağlar. Ancak p < 1 mbar'lık daha düşük basınçlarda termal iletkenlik basınca bağlıdır.
Orta vakum aralığında yaklaşık 1 mbar basınçla orantılıdır ve yüksek vakum aralığında sıfır değerine ulaşır. Bu basınç bağımlılığı, termal iletkenlik vakum ölçerinde kullanılır ve orta vakum aralığındaki basınçların hassas ölçümünü (gaz türüne bağlı olarak) sağlar.
Bu türdeki en yaygın ölçüm cihazı Pirani vakum ölçerdir. Yaklaşık 212 ila 302°F'ye (100 ila 150°C) kadar ısıtılmış r1 yarıçapına sahip akım taşıyan bir filaman (Şekil 3,10) içinde üretilen ısıyı radyasyon ve termal iletim yoluyla etrafındaki gaza (ve tabii ki filaman uçlarındaki desteklere) verir. Kaba vakum aralığında, gaz konveksiyonu yoluyla ısı iletimi neredeyse basınçtan bağımsızdır (bkz. Şekil 3,10). Ancak, birkaç mbar'da gazın ortalama serbest yolu filaman çapıyla aynı büyüklükteyse, bu tür ısı transferi giderek azalır ve yoğunluğa ve dolayısıyla basınca bağlı hale gelir. 10 -3 mbar'ın altında bir gazın ortalama serbest yolu yaklaşık olarak ölçüm borularının r2 yarıçapının büyüklüğüne karşılık gelir. Gösterge kafasındaki algılama filamanı bir Wheatstone köprüsü dalını oluşturur.
3.10 Sabit bir sıcaklık farkında bir boruda (yarıçap r2) ısıtılmış bir filaman (yarıçap r1) tarafından dağıtılan ısı miktarının gaz basıncına bağlılığı (şematik diyagram).
I Metal uçlarda radyasyon ve iletim nedeniyle ısı kaybı
II Gaz nedeniyle ısı kaybı, basınca bağlı
III Radyasyon ve konveksiyon nedeniyle ısı kaybı
Günümüzde baskın olan sabit dirençli THERMOVAC termal iletkenlik ölçerlerinde, algılama filamanı aynı zamanda bir Wheatstone köprüsünün dalıdır. Bu köprüye uygulanan ısıtma gerilimi, ısı kaybından bağımsız olarak direnç ve dolayısıyla filaman sıcaklığı sabit kalacak şekilde ayarlanır. Bu, köprünün her zaman dengeli olduğu anlamına gelir. Bu regülasyon modu birkaç milisaniyelik bir zaman sabiti içerir, böylece bu tür cihazlar, değişken dirençli cihazların aksine, basınç değişikliklerine çok hızlı bir şekilde tepki verir. Köprüye uygulanan gerilim, basıncın bir ölçüsüdür. Ölçüm gerilimi, tüm ölçüm aralığı boyunca yaklaşık olarak logaritmik bir ölçek elde edilecek şekilde elektronik olarak düzeltilir. Sabit dirençli termal iletkenlik vakum ölçerlerinin ölçüm aralığı 10-4 ila 1013 mbar'dır. Çok kısa tepki süresi sayesinde özellikle kontrol ve basınç izleme uygulamaları için uygundurlar. En hassas aralıkta, yani 10 -3 ile 10 mbar arasında, bu basınç okumasının yaklaşık %15'ine karşılık gelir. Ölçüm belirsizliği bu aralığın dışında önemli ölçüde daha büyüktür.
Gaz türüne bağlı tüm vakum ölçerlerde olduğu gibi, termal iletkenlik vakum ölçerlerindeki gösterge aletlerinin ve dijital ekranların ölçekleri de azot ve hava için geçerlidir. Hata sınırları dahilinde, benzer moleküler kütlelere sahip gazların basıncı, yani O2, CO ve diğerleri doğrudan okunabilir. Bir dizi gaz için kalibrasyon eğrileri Şekil 3,11.
Basınç ölçümünde gerçek basınç pT ile gösterilen basınç pI arasındaki farkın en kötü örneği, nemden kaçınmak için bir basınç silindirinden argon ile bir vakum sistemine hava girmesidir (pompalama süresi). Şekil uyarınca 3,11, basınç ölçüm cihazı olarak bir THERMOVAC ile "Ar atmosferik basıncı" pT değerine ulaşıldığında sadece 40 mbar'lık bir pI okuması elde edilir. Kaptan argon çıkabilir (kapak açılır, zil kabı yükselir). Bu ve benzeri uygulamalar için gaz türünden bağımsız basınç anahtarları veya vakum ölçerler kullanılmalıdır.
İyonizasyon vakum ölçerleri
İyonlaştırma vakum ölçerleri, yüksek ve ultra yüksek vakum aralıklarında gaz basınçlarını ölçmek için en önemli cihazlardır. Bunlar basıncı, basınca orantılı parçacıkların sayısı yoğunluğu açısından ölçer. Basıncı ölçülecek olan gaz, cihazların gösterge kafalarına girer ve bir elektrik alanı yardımıyla kısmen iyonlaştırılır. İyonizasyon, elektronlar elektrik alanında hızlandığında ve gaz molekülleriyle çarpışmada pozitif iyonlar oluşturmak için yeterli enerjiye ulaştığında gerçekleşir. Bu iyonlar, yüklerini sistemdeki bir ölçüm elektroduna (iyon toplayıcı) iletir. Bu şekilde üretilen iyon akımı (veya daha doğrusu, bu iyonları nötralize etmek için gereken ölçüm elektrodunun besleme hattındaki elektron akımı), iyon verimi partikül sayısı yoğunluğuyla ve dolayısıyla basınca orantılı olduğu için basıncın bir ölçüsüdür.
İyon oluşumu ya yüksek elektrik alanı kuvvetinde deşarjın (soğuk katot, penning/ters magnetron deşarjı için şemsiye terimdir, bkz. doğrudan basınç ölçümü) ya da sıcak katottan yayılan elektronların etkisidir (Bayard-Alpert/Ekstraktör/üçlü için şemsiye terimdir) ( bkz. doğrudan basınç ölçümü)
Diğer sabit koşullar altında, iyon verimi ve dolayısıyla iyon akımı gaz türüne bağlıdır, çünkü bazı gazlar diğerlerinden daha kolay iyonlaştırılır. Gaz türüne bağlı bir basınç okumasına sahip tüm vakum ölçerler gibi, iyonlaştırma vakum ölçerleri referans gaz olarak nitrojen ile kalibre edilir (nitrojen eşdeğeri basıncı, bkz. doğrudan basınç ölçümü). Nitrojen dışındaki gazlar için gerçek basıncı elde etmek için okunan basınç, ilgili gaz için Tablo 3,2'de verilen düzeltme faktörü ile çarpılmalıdır. Tablo 3,2'de belirtilen faktörlerin basınçtan bağımsız olduğu varsayılır, ancak elektrot sisteminin geometrisine biraz bağlıdırlar. Bu nedenle, bunlar çeşitli iyonlaştırma vakum ölçer türleri için ortalama değerler olarak kabul edilmelidir (bkz. Şekil 3,16).
Soğuk katot iyonizasyon vakum ölçerleri
Soğuk deşarj ile çalışan iyonlaştırma vakum ölçerlerine soğuk katot veya Penning/ters magnetron vakum ölçerler denir. Ölçüm tüpündeki deşarj işlemi prensip olarak bir sputter iyon pompasının elektrot sistemi ile aynıdır. Tüm soğuk katot iyonizasyon vakum ölçerlerinin ortak bir özelliği, aralarında bir DC voltajı (yaklaşık 2 kV) aracılığıyla soğuk deşarjın başlatıldığı ve korunduğu ve deşarjın çok düşük basınçlarda devam ettiği sadece iki ısıtılmamış elektrot, bir katot ve bir anot içermesidir. Bu, elektronların yollarını gaz molekülleriyle çarpışma hızı deşarjı sürdürmek için gereken yük taşıyıcı sayısını oluşturacak kadar büyük olacak şekilde yeterince uzun hale getirmek için bir manyetik alan kullanılarak gerçekleştirilir. Manyetik alan (bkz. Şekil 3,12), manyetik alan kuvvet hatları elektrik alanı hatlarını kesecek şekilde düzenlenmiştir. Bu şekilde elektronlar spiral bir yolla sınırlandırılır. Çarpışma sonucunda oluşan pozitif ve negatif yük taşıyıcıları ilgili elektrotlara hareket eder ve ölçüm cihazında gösterilen basınca bağlı deşarj akımını oluşturur. mbar cinsinden okunan değer gaz türüne bağlıdır. Ölçüm aralığının üst sınırı, soğuk katot deşarjının birkaç 10 -2 mbar'lık bir seviyenin üzerinde, akımın (sabit gerilimde) sadece küçük ölçüde basınca bağlı olduğu ve bu nedenle ölçüm için uygun olmadığı yoğun ışık çıkışına sahip bir kızdırma deşarjına dönüşmesidir. Tüm soğuk katot göstergelerinde, sıcak katotla çalışan iyonlaştırma vakum göstergelerine kıyasla önemli ölçüde daha yüksek gaz soğurma vardır. Soğuk katot ölçüm tüpü, sputter iyon pompasına benzer şekilde gaz pompalar (S ≈ 10 -2 l/s). Burada da deşarjda üretilen iyonlar kısmen tutuldukları ve katot malzemesinin kısmen püskürmesine neden olduğu katot yönünde hızlanır. Püskürtülen katot malzemesi, gösterge tüpünün duvarlarında bir sıçrayan yüzey filmi oluşturur. Basınç okumasında nispeten yüksek bir doğruluk derecesine (yaklaşık %50'ye kadar) neden olan bu dezavantajlara rağmen, soğuk katot iyonizasyon ölçerinin üç önemli avantajı vardır. Birincisi, tüm yüksek vakum ölçüm cihazlarından en ucuzudur. İkincisi, ölçüm sistemi ani hava girişine ve titreşimlere karşı hassas değildir ve üçüncüsü, cihazın kullanımı kolaydır.
Şekil 3,12 PENNINGVAC PR25 göstergesinin kesiti.
- Küçük flanş DN 25 KF; DN 40 KF
- Muhafaza
- Ateşleme pimli halka anot
- Seramik pul
- Akım beslemesi
- Bağlantı burcu
- Anot pimi
- Katot plakası
Sıcak katot iyonizasyon vakum ölçerleri
Genel olarak, bu tür göstergeler, katotun sıcak katot olduğu üç elektrottan (katot, anot ve iyon toplayıcı) oluşan ölçüm sistemlerini ifade eder. Katotlar eskiden tungstenden yapılmıştı ancak artık genellikle elektron çıkışını azaltmak ve oksijene karşı daha dirençli hale getirmek için oksit kaplamalı iridyumdan (Th2O3, Y2O3 ) yapılmıştır. Bu tip iyonlaştırma vakum ölçerleri düşük voltajlarla ve harici manyetik alan olmadan çalışır. Sıcak katot, çok yüksek verimli bir elektron kaynağıdır. Elektronlar elektrik alanında hızlanır ve elektrot sisteminin bulunduğu gazı iyonlaştırmak için alandan yeterli enerji alır. Oluşan pozitif gaz iyonları, katottan negatif olan iyon toplayıcıya taşınır ve orada yüklerini bırakır. Bu şekilde oluşan iyon akımı gaz yoğunluğunun ve dolayısıyla gaz basıncının bir ölçüsüdür. Eğer i- sıcak katot tarafından yayılan elektron akımı ise, ölçüm sisteminde üretilen basınçla orantılı akım i+ şu şekilde tanımlanır:
(3,3)
(3.3a)
Değişken C, ölçüm sisteminin vakum göstergesi sabitidir. Nitrojen için bu değişken genellikle 10 mbar -1 civarındadır. Sabit bir elektron akımında, bir gösterge kafasının hassasiyeti S, iyon akımının ve basıncın katsayısı olarak tanımlanır. 1 mA ve C = 10 mbar-1 elektron akımı için, bu nedenle gösterge kafasının hassasiyeti S şu şekildedir:
Sıcak katot iyonlaştırma vakum ölçerleri de gaz soğurma (pompalama etkisi) sergiler, ancak bu soğuk katot sistemlerine kıyasla çok daha düşüktür, yani yaklaşık 10 -3 l/sn. Temel olarak bu gaz soğurma, gösterge kafasının cam duvarında ve daha az ölçüde iyon toplayıcıda gerçekleşir. Burada, harici bir mıknatıs gerekmediğinden kullanımı kolay çıplak ölçerler kullanılır. Sıcak katot iyonizasyon göstergesinin ölçüm aralığının üst sınırı yaklaşık 10-2 mbar'dır (özel tasarımlar hariç). Temel olarak, daha yüksek basınçlarda daha kısa serbest yol nedeniyle gaz moleküllerindeki iyonların saçılma prosesleri ile tanımlanır (iyonlar artık iyon toplayıcıya ulaşmaz = daha düşük iyon verimi). Ayrıca daha yüksek basınçlarda kontrolsüz parlama veya ark deşarjları oluşabilir ve cam tüplerde elektrostatik deşarjlar meydana gelebilir. Bu durumlarda, gösterilen basınç pI gerçek basınç pT 'den önemli ölçüde sapabilir.
Düşük basınçlarda ölçüm aralığı iki etkiyle sınırlıdır: X-ray etkisi ve iyon desorpsiyon etkisi. Bu etkiler, basınç ve iyon akımı arasındaki kesin orantılılığın kaybına neden olur ve görünüşte aşılamayan düşük bir basınç eşiği oluşturur (bkz. Şekil 3,14).
Şekil 3,14 Normal iyonlaştırma vakum göstergesinde X-ray etkisi nedeniyle görünür düşük basınç limiti.
I - X-ray etkisi olmadan basınç okuması
II - X-ray etkisi nedeniyle görünür düşük basınç limiti
III - I ve II toplamı
X-ray etkisi (bkz. Şekil 3,15)
Şekil 3,15 Geleneksel iyonlaştırma ölçerde X-ray etkisinin açıklaması. Katot C tarafından yayılan elektronlar anot A ile çarpışır ve orada yumuşak bir X-ışını radyasyonu (fotonlar) tetikler. Bu radyasyon kısmen iyon toplayıcıya çarpar ve orada fotoelektronlar e-s oluşturur.
C - Katot
A - Anot
I - İyon toplayıcı
Katottan yayılan elektronlar anota çarparak fotonları serbest bırakır (yumuşak X-ışını). Bu fotonlar ise çarptıkları yüzeylerden fotoelektronları tetikler. İyon toplayıcıdan salınan fotoelektronlar anota akar, yani iyon toplayıcı, iyon toplayıcıya akan pozitif iyon akımıyla aynı şekilde gösterilen bir elektron akımı yayar. Bu fotoakım bir basıncı simüle eder. Bu etki pozitif X-ray etkisi olarak adlandırılır ve iyon toplayıcının yüzeyinin boyutunun yanı sıra anot voltajına da bağlıdır.
Ancak belirli koşullar altında olumsuz bir X-ray etkisi de vardır. Gösterge kafasını çevreleyen duvara çarpan fotonlar, orada tekrar anota doğru akan fotoelektronları serbest bırakır ve anot bir ızgara yapısı olduğundan, anot içindeki boşluğa da akarlar. Çevreleyen duvar, iyon toplayıcı ile aynı potansiyele sahipse, örneğin toprak potansiyeline sahipse, duvarda serbest bırakılan elektronların bir kısmı iyon toplayıcıya ulaşabilir. Bunun sonucunda iyon toplayıcıya bir elektron akımı akar, yani pozitif iyon akımını telafi edebilen negatif bir akım akar. Bu negatif X-ray etkisi, gösterge kafasının dış duvarının potansiyeline bağlıdır.
İyon desorpsiyon etkisi
Adsorbe edilen gazlar elektron darbesi ile bir yüzeyden desorbe edilebilir. Bir iyonizasyon göstergesi için bu, anot üzerinde bir adsorbe gaz tabakası varsa, bu gazların çarpan elektronlar tarafından kısmen iyonlar olarak emildiği anlamına gelir. İyonlar iyon toplayıcıya ulaşır ve başlangıçta basınçtan bağımsız olan ancak elektron akımı arttıkça artan bir basınç göstergesine yol açar. Bu kadar küçük bir elektron akımı kullanılırsa, yüzeye giren elektron sayısı adsorbe edilen gaz partiküllerinin sayısına kıyasla küçük olur, her elektron pozitif iyonları desorbe edebilir. Ardından elektron akımı artırılırsa, yüzeye daha fazla elektron çarptığından desorpsiyon başlangıçta artacaktır. Bu da nihayetinde yüzeyde emilen gaz partiküllerinin azalmasına yol açar. Okuma tekrar düşer ve genellikle küçük bir elektron akımıyla gözlemlenen basınç okumasından önemli ölçüde daha düşük olabilecek değerlere ulaşır. Pratikte bu etkinin bir sonucu olarak, basınç okumasının bir desorpsiyon akımından etkilenip etkilenmediğini belirlemek gerekir. Bu işlem, elektron akımını 10 veya 100 faktörüyle geçici olarak değiştirerek yapılabilir. Daha büyük elektron akımı için okunan değer daha hassas basınç değeridir.
Elektrot yapısı ortak bir triodunki gibi olan geleneksel iyonizasyon ölçere ek olarak, tasarıma bağlı olarak iki etkiyi daha fazla veya daha az bastıran ve bu nedenle yüksek ve ultra yüksek vakum aralığında ölçüm için kullanılan çeşitli iyonizasyon vakum ölçme sistemleri (Bayard-Alpert sistemi, ekstraktör sistemi) vardır. Günümüzde Bayard-Alpert sistemi genellikle standart sistemdir.
Şekil 3,16 Çeşitli iyonizasyon vakum ölçer ölçüm sistemlerinin elektrot düzeninin şematik çizimi.
a) Bayard-Alpert iyonizasyon vakum ölçme sistemi
b) Geleneksel iyonlaştırma vakum ölçme sistemi.
c) daha yüksek basınçlar için iyonlaştırma vakum ölçer sistemi (1 mbar'a kadar)
d) ekstraktör iyonlaştırma vakum ölçer sistemi
I - iyon toplayıcı
Ekran görüntüsü
M - modülatör
A - anot
C - katot
R - reflektör
a) Bayard-Alpert iyonizasyon vakum göstergesi (günümüzde kullanılan standart ölçüm sistemi)
Gaz basıncı ve iyon akımı arasında mümkün olduğunca geniş bir basınç aralığında doğrusallık sağlamak için X-ray etkisi mümkün olduğunca bastırılmalıdır. Bayard ve Alpert tarafından geliştirilen elektrot düzeneğinde bu, sıcak katotun anotun dışında bulunması ve iyon toplayıcının elektrot sisteminin eksenini oluşturan ince bir tel olması sayesinde elde edilir (bkz. Şekil 3,16 a). X-ray etkisi, iyon toplayıcının yüzey alanındaki büyük azalma nedeniyle iki ila üç büyüklük sırası azaltılır. Ultra yüksek vakum aralığındaki basınçlar ölçüldüğünde, gösterge kafasının iç yüzeyleri ve kaptaki bağlantılar basınç okumasını etkiler. Adsorpsiyon, desorpsiyon, ayrışma ve akış olgularının çeşitli etkileri bu bağlamda ele alınamaz. Bayard-Alpert sistemlerinin doğrudan tanka yerleştirilen çıplak ölçüm sistemleri olarak kullanılmasıyla, yukarıda bahsedilen etkiler nedeniyle ölçüm hataları büyük ölçüde önlenebilir.
b) Geleneksel iyonlaştırma vakum göstergesi
Geleneksel tasarıma sahip bir üçgen (bkz. Şekil 3,16 b) gösterge kafası olarak kullanılır, ancak dış elektrot iyon toplayıcı olarak ve içindeki ızgara anot olarak işlev görecek şekilde hafifçe değiştirilir. Bu düzenleme ile elektronlar çok uzun yollar almaya zorlanır (anotun ızgara telleri etrafında salınım yapar), böylece iyonlaştırıcı çarpışma olasılığı ve dolayısıyla göstergenin hassasiyeti göreceli olarak yüksektir. Üçlü sistem, güçlü X-ışını etkisi nedeniyle genellikle yalnızca yüksek vakumda kullanılabildiğinden, elektrot sisteminin gaz soğurma (pompalama) etkisi ve gaz içeriği basınç ölçümü üzerinde sadece küçük bir etkiye sahiptir.
c) Yüksek basınçlı iyonlaştırma vakum göstergesi (1 mbar'a kadar)
Elektrot sistemi olarak yine bir triod kullanılır (bkz. Şekil 3,16 c), ancak bu kez değiştirilmemiş geleneksel bir yapı tarzıyla. Gösterge 1 mbar'a kadar basınç ölçümlerine izin verecek şekilde tasarlandığından, katot nispeten yüksek oksijen basıncına dayanıklı olmalıdır. Bu nedenle, yttriyum kaplamalı bir iridyum şeritten oluşan yanmamış katot olarak tasarlanmıştır. 1 mbar'lık bir basınca kadar doğrusal bir karakteristik eğri (basıncın doğrusal fonksiyonu olarak iyon akımı) elde etmek için anot devresine yüksek ohmlu bir direnç takılır.
d) Çıkarıcı iyonlaştırma vakum göstergesi
Basınç ölçümünü etkileyen bozucu etkiler, önce Redhead tarafından önerilen bir iyon optik sistemi kullanılarak da kapsamlı bir şekilde ortadan kaldırılabilir. Bu çektirme sistemi ile (bkz. şekil 3,16 d) anot silindirinden gelen iyonlar çok ince ve kısa bir iyon toplayıcıya odaklanır. İyon toplayıcı, arka duvarı anot potansiyelinde tutulan kap şeklinde bir elektrottan oluşan bir boşluğa yerleştirilir, böylece gaz boşluğundan yayılan iyonlar ona ulaşamaz. Sistemin geometrisi ve ayrı elektrotların potansiyeli nedeniyle, bir modülatöre ihtiyaç duyulmadan X-ray etkileri ve iyon desorpsiyonu yoluyla bozucu etkiler neredeyse tamamen ortadan kaldırılır. Çıkarma sistemi 10 -4 ile 10 -12 mbar arasındaki basınçları ölçer. Başka bir avantajı da, ölçüm sisteminin sadece 35 mm çapında bir çıplak ölçer olarak tasarlanması ve böylece küçük cihazlara monte edilebilmesidir.
Dönen rotor göstergesi (SRG)
-01.tif/_jcr_content/renditions/cq5dam.web.1600.1600.jpeg)
Şekil 3,9 Dönen rotor göstergesinin (SRG) gösterge kafasının kesiti.
- Bilye
- Ölçüm borusu, tek taraflı kapalı, bağlantı flanşına 7 kaynaklı
- Sabit mıknatıslar
- Stabilizasyon bobinleri
- 4 tahrik bobini
- Hava kabarcığı
- Bağlayıcısı
(3,2)
p = gaz basıncı
r = bilyenin yarıçapı ρ = bilye malzemesinin yoğunluğu
c- = gaz partiküllerinin ortalama hızı, gaz türüne bağlıdır
σ = gaz türünden bağımsız olarak bilyenin sürtünme katsayısı, yaklaşık 1.
Normalde olduğu gibi %3'lük bir ölçüm belirsizliği yeterli olduğu sürece σ = 1 uygulanabilir, böylece dönen çelik bilyeli dönen rotor göstergesinin (SRG) hassasiyeti bilyenin hesaplanabilir fiziksel boyutuyla, yani ürün yarıçapı x yoğunluğu r · ρ ile verilir (bkz. denklem 3,2). Bir bilye "kalibre edildikten" sonra, "aktarma standardı" olarak, yani karşılaştırma yoluyla başka bir vakum göstergesinin kalibrasyonu için referans cihazı olarak kullanıma uygundur ve yüksek uzun süreli stabilite ile karakterize edilir.
SRG'li gazların kinetik teorisinde ise partiküllerin sayılması doğrudan ölçüm ilkesini temsil eder (partikül darbelerinin dönen bilyeye aktarılması ve böylece yavaşlaması).
Gaz türüne bağlı diğer elektrikli ölçüm yöntemlerinde, partikül sayısı yoğunluğu, partiküllerden kaybedilen ısı miktarı (termal iletkenlik vakum ölçeri) veya oluşan iyon sayısı (iyonizasyon vakum ölçeri) aracılığıyla dolaylı olarak ölçülür.
Kombine vakum ölçerler
Yukarıdaki tüm gösterge türlerinde, ölçülebilecek aralık sınırlıdır. Gittikçe daha küçük ekipmanlara geçilmesiyle, tüm aralığı kapsayacak şekilde farklı gösterge tiplerine uyacak birden fazla bağlantı noktasına sahip olmak için yer olmaz hale gelmiştir. Bu nedenle artık tüm aralıkları kapsamak için kombinasyonlu göstergeler görüyorsunuz. Bunlar tipik olarak atmosferi Yüksek/Ultra Yüksek vakuma kapsayan Pirani / soğuk katot, Pirani / Sıcak katottur. Veya Piezo'nun ölçümün atmosferik ucunda doğruluğu artırdığı Pirani/Piezo göstergelerini de göreceksiniz.
Vakum Teknolojisinin Temelleri
Vakum pompası temellerini ve proseslerini keşfetmek için "Vakum Teknolojisinin Temelleri" adlı e-Kitabımızı indirin.
Referanslar
- Vakum sembolleri
- Terimler Sözlüğü
- Referanslar ve kaynaklar
Vakum sembolleri
Vakum sembolleri
Pompa tiplerinin ve pompalama sistemlerindeki parçaların görsel bir temsili olarak vakum teknolojisi şemalarında yaygın olarak kullanılan sembollerin sözlüğü
Terimler Sözlüğü
Terimler Sözlüğü
Vakum teknolojisinde kullanılan ölçüm birimlerine ve sembollerin ne anlama geldiğine ve tarihi birimlerin modern eşdeğerlerine genel bir bakış
Referanslar ve kaynaklar
Referanslar ve kaynaklar
Vakum teknolojisinin temel bilgileriyle ilgili referanslar, kaynaklar ve daha fazla okuma
Vakum sembolleri
Pompa tiplerinin ve pompalama sistemlerindeki parçaların görsel bir temsili olarak vakum teknolojisi şemalarında yaygın olarak kullanılan sembollerin sözlüğü
Terimler Sözlüğü
Vakum teknolojisinde kullanılan ölçüm birimlerine ve sembollerin ne anlama geldiğine ve tarihi birimlerin modern eşdeğerlerine genel bir bakış
Referanslar ve kaynaklar
Vakum teknolojisinin temel bilgileriyle ilgili referanslar, kaynaklar ve daha fazla okuma
