真空计基础知识 什么是真空表？

真空计是一种用于测量给定空间内真空度的传感器。

根据用途的不同，您可以选择分压真空表或全压真空表。此外，测量方法多种多样，

这些差异会导致可测量的真空度范围有所不同。

真空计应用实例

由于真空空间几乎不含杂质，包括水分，因此常用于对洁净度要求高的制造环境中。其中，

真空计安装在与腔室或石英管相连的流体回路中，用于控制真空度。

真空计通常安装在半导体制造设备的等离子刻蚀空间内，以及冶金和有机合成的实验装置中。

它们还用于对表面清洁度要求很高的应用，例如离子束和气相沉积系统，以及物体的表面处理。

真空计原理

真空计种类繁多，测量原理各异。真空计的工作原理是精确测量极少量气体分子的动量，

进而将其转换为气体密度和给定空间内的真空度。在众多真空计中，“皮拉尼真空计"是常用的。

皮拉尼真空计是一种电阻式真空计，它通过测量气体与通电铂丝碰撞时损失的热能来计算电流，

然后根据该电流值计算压力。这个微小的压力值直接对应于真空度。

如何选择真空表

由于真空表种类繁多，因此必须根据您的用途选择合适的真空表。

由于不同类型和测量方法的真空表特性各异，因此透彻了解每种真空表的特性至关重要。

此外，由于真空计种类繁多，您需要根据待测空间的真空度选择合适的真空计。

如果您只需要保证最终真空度，一个真空计就足够了；但如果您想了解真空泵的运行状况，

例如抽速，则需要安装多个真空计。

真空表的类型

真空计可根据其应用、测量方法和测量范围分为几种类型。

1. 通过使用

分压真空计

用于测量单一气体的真空度。当两种或多种气体混合在一起时，每种气体所表现出的压力即为分压。

由于不同气体即使在相同压力下也具有不同的性质，因此可以利用这一原理来分析真空的质量。

质谱仪是一种常见的分压真空计。

质谱仪由三部分组成：离子源、分析单元和检测单元。通过利用电场和磁场，只需观察特定的离子，

即可确定每种气体的压力。

全压真空计

适用于仅需测量空间真空度的情况。根据测量方法的不同，全压真空计有很多种类型，

因此您需要选择适合您用途的一种。

2. 测量方法

测量方法大致可以分为三类：“检测压力本身的方法"、“利用气体传输现象的方法"和“利用气体电离现象的方法"。

检测压力本身的方法

一种利用检测压力本身来测量真空度的真空计是U形管真空计。U形管真空计是一种差压计，

其玻璃U形管的一端被抽成真空并密封。

气体的压差可以通过测量由压差引起的液柱高度来读取。U型真空表的一个关键特点是它不受气体种类的影响。

因此，由于它可以进行绝对压力测量，所以被用作其他真空表的校准标准。

利用气体传输现象的方法 利用

气体传输现象的真空计是一种热传导真空计。这种真空计利用了气体热导率随压力变化的特性。

热导真空计有很多种类型，包括“皮拉尼真空计"、“热敏电阻真空计"和“热电偶真空计"。需要注意的是，

在高真空度下，热辐射的影响会大于热传导的影响。因此，热导真空计的一个缺点是不能用于测量高真空度。

利用气体电离的方法

利用气体电离的真空管的例子包括彭宁真空计（冷阴极电离真空计）和离子计（热阴极电离真空计）。

彭宁真空计利用真空中的放电现象来测量压力。它们非常耐用，但其灵敏度会因气体种类而异。

彭宁真空计的优点是电路结构简单。但其缺点在于彭宁放电不稳定，难以进行精确测量。此外，

严重的表面污染会减少阴极发射的电子数量，从而阻止放电，而且在高真空条件下也很难引发放电。

3. 测量范围

压力按真空度分为低真空、中真空、高真空和超高真空等等级，可测量的真空度取决于真空计的类型。

根据日本工业标准（JIS），真空度根据压力范围分为五类，如下所示。

皮拉尼真空计可测量低真空到中真空，而电离真空计可测量中真空到超高真空。

低真空：10⁵ Pa至10² Pa

中等真空度：10² Pa 至10⁻¹ Pa

高真空：10⁻¹ Pa至10⁻⁵ Pa

超高真空：-5 Pa 至10-8 Pa

高真空：10⁻⁸ Pa或更低