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皮拉尼真空计传感器原理及用途

日期:2024-04-30 00:44
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摘要:Pirani真空计传感器工作原理分为两种,一种是热电偶式,另一种是惠斯通电桥式。Pirani真空计是一种热导率计,通常也称为“热传式热量计”。在Pirani真空测量仪中,热传递速率是真空系统中存在的气体分子数量的函数。Pirani真空压力计能够在各种真空技术应用中提供可靠的压力测量。

Pirani皮拉尼真空计传感器原理及用途

Pirani真空计传感器工作原理分为两种,一种是热电偶式,另一种是惠斯通电桥式。Pirani真空计是一种热导率计,通常也称为“热传导式热量计”。在Pirani真空测量仪中,热传递速率是真空系统中存在的气体分子数量的函数。Pirani真空压力计能够在各种真空技术应用中提供可靠的压力测量。

Pirani真空计传感器的工作原理是什么?皮拉尼真空计传感器包含一个加热部件,如加热丝或薄膜膜(见右图),通常通过使用桥接电路将其加热至高温。当气体分子密度发生变化时,热量从金属丝传递到气体会受到影响。这种热损失取决于气体类型和压力,使金属丝保持在温度下所需的能量也相应变化。因此,能量的量取决于真空压力,并且可以转换为压力值。准确的真空压力测量取决于桥接电路对传感器温度保持非常准确控制的能力。常见的技术是使用惠斯通电桥电路。在Pirani电桥桥电路的一种设计中,通过电子反馈回路将桥的两个支路控制在相同的电压下。然后,测量技术是对将加热的传感器保持在高于环境温度的给定温度所需的功率进行定量。

在使用加热传感器金属丝的仪表的情况下,有三种主要的热损失途径:通过金属丝及其支架的整体热传导、辐射损失和通过气体的热传导损失。因此,精心设计的Pirani真空计传感器很大限度地减少了由于辐射和整体热传导造成的信号损失。辐射损失强烈地(四次方)取决于加热传感器的温度。因此,当操作Pirani测量仪时,重要的是将传感器保持在足够低的温度,使得辐射损失机制不会主导整个信号。同样,精心设计的Pirani真空测量仪通过传感器敏感元件很大限度地降低了整体热导率。对于辐射和整体热导率损失,损失系数取决于温度。

  

Pirani皮拉尼真空计的优点是什么?Pirani真空计具有许多优点。很重要的是,这些真空压力计通常非常易于使用,并且可以提供多年无故障、可靠的压力测量,因为它们没有移动部件。此外,它们非常经济,成本远低于电容式真空压力计。输出监控的灵活性包括本地显示器、模拟输出和/或数字通信。Pirani真空计相对快速,对真空系统压力的变化非常灵敏。其内部尺寸非常小的仪表可以提高响应速度。应该注意的是,对流增强型Pirani真空计需要更大的体积来支持对流,因此可能具有较慢的响应,这仅仅是因为管内必须排空的体积更大。对流增强型Pirani真空计测量高达大气压的压力,然而,它们在除空气或氮气以外的气体中的精度可能非常差。

Pirani皮拉尼真空计传感器有哪些应用?许多Pirani真空传感器测量从1毫托(0.133 Pa)以下到大气压的压力,是各种应用的良好选择:Pirani真空计传感器用于监测从大气到高真空区域开始的泵送过程(涡轮分子泵或其他高真空泵接管该区域)、在真空冶金行业(在受控环境中制造的高纯度合金),Pirani真空计传感器可确保不同薄膜涂层系统的工艺一致性和优化。冷冻干燥机和真空干燥机经常在真空区域运行,该区域非常适合Pirani真空计以及冷却系统(空调、制冰机和制冷)的制造和维护。各种分析仪器需要毫托mTorr区域及以下的真空水平,Pirani皮拉尼真空测量仪通常是这些应用中很具成本效益的仪器。

皮拉尼真空计传感器常见问题:Pirani真空计的一些很佳实践是什么?Pirani真空计仪表没有活动部件,通常不需要维护。但应该注意的是,这种类型的真空仪表容易受到污染,尤其是在油基泵送系统中。在有污染的系统中,仪表管的安装应使端口朝下,以减少管内的油积聚。对流驱动的Pirani真空计应始终安装在圆柱轴平行于地板的位置。未能正确安装这种类型的仪表将导致读数错误,超过粗略的真空水平。如果真空系统有过多的油蒸气或其他污染物,可以使用分子筛过滤器来延长仪表的使用寿命。

XEN-3880-RW皮拉尼真空计传感器:XEN-3880对薄膜中心的热电堆的热接点和芯片框架上的冷接点之间的热阻进行测量。这是通过使用加热器电阻器加热膜的中心来实现的。由此产生的中心温度升高通过热电堆来测量。实际温度升高取决于膜中心和环境之间的有效热阻,这受到环境气体热阻的影响。XEN-3880-RW安装在6引脚TO-5上金属基座上。

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