Измерение вакуума.
Для измерения давления ниже атмосферного (измерения вакуума) кроме жидкостных и деформационных вакуумметров используется еще целый ряд устройств, принципиально отличающихся от рассмотренных выше. Такими вакуумметрами являются радиометрические приборы, вязкостные, ионизационные, магнитные, электроразрядные манометры.
В радиометрическом манометре используется радиометрический эффект - возникновение силы отталкивания между двумя близко расположенными пластинами в разреженном газе, находящимся при разных температурах. Холодная пластина со стороны, обращенной к горячей пластине, бомбардируется молекулами с большей энергией, чем те же молекулы с противоположной стороны. В результате между пластинами возникает сила отталкивания. При низких давлениях эта сила на единицу площади равна
(5.18)
Измерения проводятся по отклонению пластины при создании вакуума. Наиболее известные вакуумметры такого типа были созданы датским физиком Кнудсеном.
Действие вязкостного вакуумметра основано на измерении времени затухания колебания кварцевой нити или по закручиванию неподвижно закрепленного элемента от подвижного, вращающегося в разреженном газе. Здесь рабочими элементами обычно служат диски. Диапазон измерений таких вакуумметров составляет (1÷10-5) Па или (10-2÷10-7) Тор. .
В тепловых вакуумметрах используется эффектзависимости теплопроводности разреженного газа от давления. Манометр представляет собой спай термопары, нагреваемый слабым электрическим током по схеме, изображенной на рис. 5.16.
Термопарные вакуумметры позволяют измерять вакуум в диапазоне 10-2÷10-4 Тор.
В ионизационных вакуумметрах мерой давления является величина ионного тока, возникающего под действием электрического тока, приложенного между нагретым катодом и цилиндрическим анодом, окружающем катод. Диапазон измерений ионизационного вакуумметра составляет 10-2÷10-5 Тор или (1÷5*10-6 Па .
В магнитном электроразрядном вакуумметре используется зависимость от давления тока самостоятельного разряда, возникающего в разреженном газе в скрещенных магнитном и электрическом полях. Существует несколько типов магнитных электроразрядных манометров: манометр Пеннинга с параллельными плоскими электродами и инверсионно-магнетронный манометр, в котором анод и катод представляют собой два соосных цилиндра.
Вакуумметры различных типов позволяют измерять давление в широких пределах изменения от атмосферного давления до давления 10-13 Тор (10-11 Па).