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利用皮拉尼原理来测量真空度的热导传感器

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#楼主# 2020-8-11 11:08

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真空度是指真空下气体的稀薄程度。如果被测设备中的压力低于大气压力,则需要真空测量仪器进行压力测量。从真空测量仪中读取的值称为真空度,真空度值表示系统压力的实际值低于大气压力,即真空度=大气压力-绝对压力,绝对压力=大气压+表压(-真空度)。
常用的真空度检测仪器有真空计和热导传感器,检测原理是皮拉尼原理。下面工采网以皮拉尼原理的真空计和热导传感器来简要概述一下这二者在真空度检测事项方面的差异。
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皮拉尼真空计,其工作原理是每单位体积的空气分子数随着真空度的不同而不同,而电阻丝的温度是不同的,因为电阻丝的电阻率是温度的函数,所以不同的真空度导致不同的电阻率,所以电阻不同,电阻丝上的电流压降也不同。根据电压的变化,可以转换气压,即可以测量真空度。实际的皮拉尼真空吸尘器通常被制成一个四臂电桥,用电阻丝串联起来进行温度补偿。
热导传感器是真空科学研究和真空测试技术的重要检测元件。基于皮拉尼原理的热导传感器广泛用于测量105帕至10-1帕的粗真空。它包含一个暴露在被测气体环境中的加热体,该加热体被流经它的电流加热,并被周围气体的散热冷却。如果气压降低,气体的散热就会减少,所以当加热电流不变时,加热体的温度就会升高,反之亦然。
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热导传感器的加热元件(即测量电阻器)由放置在绝热膜上的铂膜电阻器组成。绝缘膜悬挂在微加工的25深度空腔上,空腔的底面平行于绝缘膜,以确保传热率的精确测量。由于被测气体非常小(即腔体体积小),因此它可以提供超低功耗和快速响应时间。热导传感器广泛应用于分析仪器、任何封闭系统中的真空检漏设备、半导体设备、便携式真空计设备等。
对于真空度测量仪器的选择,工采网代理了两款热导传感器,瑞士Neroxis 热导式气体传感器 - MTCS2601和荷兰Xensor 热导式气体传感器 - XEN-TCG3880。MTCS2601对安装位置不敏感,可以使用在串扰气体环境中,与一个简单恒定的温度电路兼容。XEN-TCG3880适用于10mPa~10KPa 之间的真空度测量。


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