低真空的獲得和檢漏

1低真空的獲得和測(cè)量試驗(yàn)?zāi)康?.試驗(yàn)原理:1)旋片式機(jī)械泵構(gòu)造及原理旋片式機(jī)械泵的構(gòu)造如圖6.1.1所示.它由轉(zhuǎn)子6定子7旋片4〔或稱刮板〕活門和油槽等所構(gòu)成.泵的定子裝在油槽中，定子的空腔是圓柱形.轉(zhuǎn)子是圓柱形輪子，它偏心地裝成與定子空腔內(nèi)切位置..轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)是由馬達(dá)帶動(dòng)的.轉(zhuǎn)子中鑲有兩塊刮板,刮板之間用彈簧相連,使刮板緊貼在定子空腔內(nèi)壁上,進(jìn)氣口到定子與轉(zhuǎn)子之間的空間,由活門及出氣口排出.定子浸在油中，油是起密封、潤(rùn)滑與冷卻作用的.進(jìn)油槽是為了讓油進(jìn)人空腔，進(jìn)空腔的油除了上述作用外，還起著幫助翻開活門的作用.由于在壓強(qiáng)很低時(shí)被壓縮的氣體缺乏以翻開活門,而不行壓縮的油將強(qiáng)迫活門被翻開.一般油面在活門上肯定距離.活門的作用是讓氣體從泵中排出，而不讓大氣進(jìn)入泵中.活門的構(gòu)造為一金屬片或金屬球構(gòu)成.6.1.2所示.6.1.2(a)表示兩刮板轉(zhuǎn)動(dòng).A與進(jìn)氣口之間的體積不斷增大，這時(shí)被抽容器內(nèi)氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入這局部空間.圖〔b、(c)B與被抽容器隔開并被壓縮到活門.當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)到圖(d)位置時(shí)，被壓縮的氣體的壓強(qiáng)大于大氣壓，這時(shí)活門被翻開，氣體排出泵外.這個(gè)過程反復(fù)不斷被抽容器內(nèi)的氣體就不斷被抽出泵外.泵的極限壓強(qiáng)和抽速機(jī)械泵的主要指標(biāo)〔或參量〕是極限壓強(qiáng)和抽氣速率 .常用機(jī)械泵進(jìn)氣口的最低壓強(qiáng)可達(dá)l~10-1Pa,〔10-2~10-3Torr〕真空度，即機(jī)械泵的極限真空度.目前常用的機(jī)械泵多為兩個(gè)或兩個(gè)以上的泵芯串聯(lián)起來形成的二級(jí)泵或多級(jí)泵,其極限真空度可達(dá)10-2Pa或更高.6.1.3是旋片式機(jī)械泵的抽速特性曲線.由圖可見，在壓強(qiáng)較高的一段范圍內(nèi)，抽速隨壓強(qiáng)的變化不大.當(dāng)壓強(qiáng)快到極限壓強(qiáng)時(shí),.這是由于壓強(qiáng)很高時(shí)由泵返回被抽容器內(nèi)的氣體僅占次要地位，可被無視.當(dāng)容器內(nèi)壓強(qiáng)不斷降低時(shí)，返回容器內(nèi)的氣體與被排出氣體相比,就越來越不行無視，因此抽速下降.最終，沉著器中排出氣體量等于返回容器內(nèi)的氣體量時(shí),容器中的氣體就不再削減了，這時(shí)泵的抽速就為零.留意事項(xiàng)將把真空泵油壓到定子腔中，造成返油事故.因此，機(jī)械泵停頓工作后必需使抽氣口與大氣相通，使泵的進(jìn)氣口和排氣口氣壓平橫.粗真空、低真空的測(cè)量U.本試驗(yàn)中承受的是閉管式.測(cè)量時(shí)，將U形管開口端與待測(cè)系統(tǒng)相接,U形管兩側(cè)的水銀液面高度差值，便是待測(cè)的真空度.明顯它是粗真空量具.熱偶真空計(jì)的原理是利用在低氣壓下氣體的熱導(dǎo)率與氣體壓強(qiáng)間有依靠關(guān)系.其關(guān)系如圖6.1.4所示.因此，假設(shè)把一段金屬絲封入導(dǎo)管中，接入真空系統(tǒng)．并通過肯定的電流使絲加熱，則絲的溫度取決于輸入功率與散熱的平衡關(guān)系.當(dāng)輸入功率肯定時(shí)，絲溫與氣體的熱導(dǎo)率有關(guān).只要用某種方法測(cè)出絲溫變化,即可經(jīng)校準(zhǔn)而讀出壓強(qiáng),6.1.4曲線所示.+ ff及一熱電偶ffTT+ 可做成熱偶真空計(jì)見圖6.1.5，經(jīng)核準(zhǔn)即可由熱電動(dòng)勢(shì)讀出真空度.一般熱偶計(jì)的測(cè)量范圍是130~0lPaRzh－262.〔3〕放電管，高頻火花真空檢漏儀氣壓的不同而轉(zhuǎn)變.將一封有金屬電極的玻璃放電管接入真空系統(tǒng)中，加上高壓后就可以通過放電現(xiàn)象來粗略地估量真空度.放電管中放電現(xiàn)象與真空度的關(guān)系見表6.1.1空度的數(shù)量級(jí).高頻火花真空檢漏儀除用作真空檢漏外，也可用來估量系統(tǒng)內(nèi)真空度的數(shù)量級(jí).見表6.1.2.3)定容法測(cè)機(jī)械泵的抽速設(shè)被抽空間的容積為V，氣體壓強(qiáng)為P，則所抽氣體量可用PV表示〔留意氣體的克分子數(shù)nPVS,Q=PS,此為抽氣口的氣體流量,同時(shí)RT此流量等于氣體總量的削減率,即d(PV) (6.1.1)dt由于V是被抽容積，為恒量，故有PSV

dPdt 〔6.1.2〕對(duì)上式積分，得SPPeV (6.1.3)0P0是t=0時(shí)刻容器內(nèi)氣體的壓強(qiáng)〔6.1.4〕Pt的變化關(guān)系.〔lnP0〕=6.1.4〕式可寫成SVd(lnP) (6.1.4)dt式給出抽速的定義,VlnPt的關(guān)系曲線，由曲線的斜d(lnP)VSP隨時(shí)dtt的變化，因此稱為定容法.的容器即可.缺點(diǎn)是在抽速過大時(shí)，P－t關(guān)系難測(cè)準(zhǔn).此外，使用的容器過小，將招致測(cè)量上的困難和試驗(yàn)結(jié)果的誤差.而V過大，則放氣嚴(yán)峻，在某一瞬間容器內(nèi)的壓強(qiáng)很不均勻，因此測(cè)量得到的數(shù)據(jù)往往誤差較大.內(nèi)容試驗(yàn)裝置.在真空系統(tǒng)中用活塞將機(jī)械泵和各種真空計(jì)連接起來.試驗(yàn)內(nèi)容(1)學(xué)習(xí)開動(dòng)機(jī)械泵獲得低真空；;形管熱偶計(jì)比較，比照;(4)求得本次試驗(yàn)之最高真空度;;(6)爭(zhēng)論放電對(duì)真空度及熱偶計(jì)的影響〔選做〕3〕試驗(yàn)步驟提示放入系統(tǒng).,U形管和放電管作比照觀測(cè).應(yīng)預(yù)先按試驗(yàn)中說明將熱偶真空計(jì)調(diào)整好.以免巳經(jīng)抽氣需要測(cè)量時(shí)．才覺察尚未調(diào)整而鋪張時(shí)間.在測(cè)量過程中要留意使加熱電流保持恒定.在氣壓較低時(shí)，放電對(duì)真空度及熱偶計(jì)示數(shù)有顯著影響，因此要適當(dāng)掌握放電管,火花檢漏儀的使用次數(shù)及每次觀看時(shí)間.試驗(yàn)完畢時(shí),真空系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)保持真空．同時(shí)機(jī)械泵抽氣口要與大氣相通.4〕留意事項(xiàng)操作玻璃真空系統(tǒng)時(shí)，必需慎重.未設(shè)計(jì)好試驗(yàn)方案并經(jīng)教員同意之前，切忌亂動(dòng).試驗(yàn)進(jìn)展時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)活塞要緩慢.觀看放電現(xiàn)象時(shí)，不得觸摸高壓電源