真空测量与真空计的选择

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1、真空测量真空的发现：▶1641年意大利数学家托里拆利(Torricelli)在一根长管子内加满水银，然后很缓慢的将管口倒转在一个盛满水银的盆内，管子内水银柱的末端是76厘米高。这时玻璃管最上方无水银地带是真空状态。真空的含义：▶是指在给定的空间内低于一个大气压力的气体状态，是一种物理现象。真空的单位：▶真空常用Pa，Torr，mbar做为压力的单位。常用的真空单位换算：▶1atm(标准大气压)＝101325Pa＝1.013×105Pa≈0.1MPa≈101KPa▶1atm(标准大气压)＝760Torr＝760mmHg(毫米汞柱)＝14.

2、7Psi(磅/英寸2)▶1Torr＝1mmHg＝1.33mBar＝133Pa▶abs：绝对压力▶Psia：绝对压力；Psig：表压（相对压力）真空的测量——真空计▶真空计：VacuumGuage又称为真空规，用以探测低压空间稀薄气体压力所用的仪器。真空计的分类：▶绝对真空计：直接读取气体压力，其压力响应(刻度)可通过自身几何尺寸计算出来或由测力计确定▶相对真空计：由一些与气体压力有函数关系的量来确定压力，不能通过简单的计算进行刻度，必须进行校准才能刻度。▶市面上在卖的真空计大都是相对真空计为主真空计的分类：按照测量原理不同利用的不同的物

3、理机制分类，可将主要的真空计分为三大类：▶利用力学性能的真空计：典型的有波尔登规（Bourdon）和电容薄膜规▶利用气体动力学效应的真空计：典型真空计有皮拉尼（Pirani）电阻规和热电偶规▶利用带电粒子效应的真空计：典型真空计有热电离规和冷阴极电离规波尔登规（Bourdon）：•如右图所示，细的铜管受气体压力不同会有舒展现象，会带动杠杆和齿轮旋转，使得指针指示在不同刻度上，即可读出相应的气压值。•测量范围:100Pa至1atm。皮拉尼(Pirani)真空计：•原理:加热电阻丝，使之升温至需要的工作温度,由于气体粒子与电阻丝碰撞离开时带

4、走了能量，电阻丝的温度会发生变化热丝的能量损失与热丝周围的气体浓度及气体成分成比例关系•测量范围:5*10-2Pa至1atm。•测量精度:1x10-3…100毫巴±15%100...1000毫巴±50%皮拉尼(Pirani)真空计：•特点：1，较宽的测量范围；2，传感器可以更换；3，相应迅速；4，设计紧凑，任意安装；5，接近大气压段，易受气体类型影响皮拉尼电容膜片复合真空计：•测量范围:5*10-5mbar至1500mbar。•测量精度:1x10-3…100毫巴±15%100...1500毫巴±2.5%•特点：1，线性输出；2，不受气体

5、类型影响；3，可选LCD显示屏；4，数字接口；5，可选W/Ni/全陶瓷传感器皮拉尼真空计的应用：u各种高真空泵的前级压力测量，如：光伏，镀膜，等离子行业；u各种中低真空测量，如照明，冶金；u真空连锁控制，高真空计的点火开关控制，如冷阴极规；u皮拉尼电容膜片复合真空计弥补了皮拉尼规大气测量段精度不足的弱点，而且不受气体类型的影响，在真空炉，单晶炉，多晶炉，蓝宝石炉上广泛使用圆排车检漏仪单晶炉电容薄膜规：•工作原理:1,压力使膜片变形，变形量与压力大小成比例关系;2,通过测量不同压力下的陶瓷膜片的变形量测量真空度；3,P=V/10*满量程1

6、，d1为满量程压力，输出电压值为10V；2，d2为极限压力，输出电压值为0V；3，小腔室内为零点校准真空值电容薄膜规：•测量范围:5*10-3Pa至1atm。•薄膜规有满量程的选择，量程为满量程向下4个数量级(MKS的产品为向下5个量级)，如：满量程为：1000Pa，量程为：1000~0.1Pa；满量程为：100Pa，量程为：100~0.01Pa；以此类推。电容薄膜规：•测量精度:读值的±0.2%~±0.15%；•特点：u薄膜规是精度最高的真空计，一般用于校准其他类型的真空计；u物理性质，无灯丝，抗污染性好，有陶瓷保护型薄膜规用于蚀刻工

7、艺；u快速的预热和恢复时间,提高生产率；u由于电子学直接安装在传感器上,改进了温度补偿和EMC兼容性，有加热型薄膜规；u暴露大气压后快速恢复,无需隔离阀；u对蒸气介质不敏感；u无“记忆”效应u零飘极小0.1%FS/年；u任意安装角度；电容薄膜规的应用：u高精度真空测量，可作为标准规管校准其他类型的真空计；u化工；u冶金行业，抗污染性能好；u用于CVD,PVD,ALD等半导体设备制造；u太阳能光伏行业的单晶炉/多晶炉及PECVD工艺用的很多；一般为MKS的电容薄膜规622A/626A/627D和INFICON的CDG025D，如：德国Ru

8、th&Rau公司的标配产品为MKS的626B13TDE和627D01TDC1B,质量流量计用的是1179BX23CR14VSPC1800sccm/SiH4和1179BX5CR14NSPC12000sccm/