热偶真空计,也被称为热传导真空计或皮拉尼真空计,是一种用于测量低至中等真空度(大约10^3至10^-3帕斯卡)的仪器。这种真空计的工作原理是基于气体的热导率与压力之间的关系。在真空环境中,气体的分子数量减少,因此其热导率会降低,通过测量这种热导率的变化来确定真空度。
热偶真空计主要由两个主要部分组成:一个是加热元件,通常是一个热丝;另一个是温度传感器,通常是热电偶。这两个部分被封装在一个封闭的容器内,该容器与需要测量的真空系统相连。
1.加热元件:加热元件通常是一根细丝,如钨丝,它通过电流加热到一定的温度。这个温度通常远高于周围环境的温度。
2.温度传感器:温度传感器是一个热电偶,它能够准确地测量加热元件的温度。当气体压力变化时,加热元件的温度也会随之变化,这种变化会被热电偶检测到。
工作原理:
在真空环境下,加热元件的热量主要通过气体分子传递到周围环境。当气体的压力较高时,气体分子较多,热传导效率较高,加热元件的温度相对较低。反之,当气体压力较低时,气体分子较少,热传导效率降低,加热元件的温度相对较高。
热电偶测量加热元件的温度并将其转换为电信号,这个电信号与气体的压力有直接关系。通过校准,可以将这个电信号转换为具体的气体压力值,从而实现对真空度的测量。
热偶真空计在低至中等真空范围内具有很高的测量精度;与其他类型的真空计相比,稳定性较好,不易受到外界因素的影响;对压力变化的响应速度较快,适合动态测量,广泛应用于各种需要准确测量真空度的场合,如实验室、半导体制造、真空镀膜、材料研究等领域。它的高精度和稳定性使得它成为这些领域不可少的测量工具。