Справочник работника механического цеха - Каценеленбоген М.Е.
Скачать (прямая ссылка):
Пирани манометр [Л. 1]. Действие вакуумного манометра Пирани основано на двух физических принципах.
1. Электрическое сопротивление металлической проволоки или ленты при нагревании возрастает.
2. Теплопроводность газа является функцией давления. В высоком вакууме нагретое тело теряет тепло только посредством излучения, а при наличии газа — посредством излучения и теплопроводности.
Рис. 104. Чертеж дверцы печи для отжига.
1 — железный уголок; 2 — асбоцемент или асбестовый картон 3 — шарнир; 4 — лист металла или асбоцемента
Рис 105. Печь для отжига (вид сбоку).
1 — подводящий кабель; 2 — распределительная коробка с сигнальной лампой, 3 — камера печи 4 — железный уголок
301
j
Было найдено, что максимальные потери тепла вследствие теплопроводности газа возникают в основном при температуре красного каления или несколько ниже. Если к нити накала, находящейся в вакуумной
системе, 'подведен постоянный электриче-ский ток, нагревающий ее, то при данном давлении газа электрическое сопротивление проволоки строго постоянно. При увеличении давления, т. е при появлении в системе дополнительного количества газа, нить отдает газу тепло и вследствие этого охлаждается, что в свою очередь приводит к 'падению электрического сопротивления. Если из системы, где находится нить, откачать газ, то температура проволоки вновь повысится и ее электрическое сопротивление увеличится.
В одной из простейших и наиболее точных схем манометра Пирани используются две одинаковые нити, одну из которых монтируют в вьгсоковакуумнои, герметично запаянной трубке, а другую помещают в систему, давление которой необходимо измерить. Эти нити электрически соединены по схеме моста Уитстона. Если давление в системе равно давлению в высоковакуумной лампе, то существует равновесие и стрелка индикатора стоит на нуле. Как только давление увеличивается, электрическое сопротивление нити в вакуумной системе падает и возникает разбаланс моста. Этот прибор калибруется манометром Мак-Леода (стр. 210). Поскольку теплопроводность различных газов неодинакова, то манометр требует отдельной калибровки для каждого газа.
Иногда в манометрах типа Пирани используются и другие электрические схемы. Если нить находится под постоянным током, то напряжение на ее концах зависит от величины электрического сопротивления; если же приложено постоянное напряжение, то при изменении давления меняется величина электрического тока.
Термопарный манометр [Л. 2] является модификацией манометра Пирани. Термопарный манометр позволяет вести непрерывные измерения давления и относительно прост в обращении
о } 1 , И
хш mmm
^J 1
1 4 1
Jra...
1 в r
j — 7 и ; i
8
Рис. 106. Печь для обезгаживания приборов вакуумной системы
1 — распределительная коробка с сиг нальной лампой, 2 — подводящий ка бель, 3 — термопара 4 — печь, 5 — коллектор, 6 — панель управления, 7 — железный уголок 8 — вакуумные на сосы
Рис 107 Конструкция термопарного манометра
1 — к вакуумной системе 2 — платиновая нить 3 — термопарная проволока; 4 — вольфрамовые вводы.
Рис 108 Простая схема включения термопарного манометра NRC501
1 — октальная панель, 2 — трансформатор б 3 в, 1 а
302
В его основе лежит несложная электрическая схема. Калибровка термопарного манометра достаточно надежна. На |рис. 107 (представлена конструкция такого манометра. Манометры типа Пирани выпускают не-х сколько фирм. Успешно применяется термопарный манометр фирмы NRC, тип 501, схема включения 'которого представлена на рис. 108. Ко-
' 5 10 50 100 500 W00
Давление мнмрт cm
Рис. 109 Калибровочная кривая термопарного вакуумного манометра для различных газов.
1 — гелий, 2 — сухой воздух 3 — двуокись углерода, 4 — пары воды, 5—ацетон, 6 — двуокись углерода.
1да давление в манометре превышает границы его действия (область [500—2]-10—3 мм рт. ст.), привадится в действие регулировочная цепь
Типичная калибровочная кривая манометра NRC типа 501 по различным газам показана на рис. 109
ЛИТЕРАТУРА
1. М van Piram, Selbstzeugendes Vakuum, Messinstrument, 1906, v. 8, p. 24.
2. Dunlap G С and Trump J C, Rev Sci. Instr, 1937, v. 8, p. 37.
Пирометр оптический (см. стр. 273, 274).
Пицеиновый воск (Schrader and Ehlers Company, а также Minneapo-lis-Honeywell Corp). Черный воск с низким давлением пара; используется в вакуумных системах для герметизации некоторых временных соединений. Растворим в бензоле и скипидаре, но не подвергается действию спиртов и хромовой смеси (при погружении в последнюю на короткое время). Точка размягчения воска составляет около 50°С, а разжижается он при 80 °С. Другая разновидность разжижается при 105°С. Пицеин отталкивает влагу и подобно янтарю является очень хорошим электрическим изолятором, если его не перегревать. Хорошо сцепляется (хотя и без высокой прочности) с чистой поверхностью. Его используют для соединения с металлом слюдяных окошек и для устранения небольших течей в вакуумных системах, работающих при комнатной температуре. }
При комнатной температуре образец пицеина показал давление пара 2,5• 10~7 мм рт. ст. (3,3-Ю-5 н/м2). После нагрева в вакууме до температуры 123°С (сразу после разжижения), при которой давление пара составляло 5*10~5 мм рт. ст. (6,7 • 10~3 н/м2), давление падало с уменьшением температуры до 1,8-10—7 мм рт. ст. (2,4 - 10“5 н/м2) при 25 °С.
