U型管真空計(jì)的改進(jìn)形式
U型管真空計(jì)所能測(cè)量的最低壓力即其測(cè)量下限pmin。當(dāng)壓力p很小時(shí),開(kāi)式U型管真空計(jì)液面差h→p0/(ρg),閉式U型管真空計(jì)液面差h→0。這時(shí)讀液面差數(shù)值就有困難了,一般用肉眼所能正確觀測(cè)的最小液面差約為0.5~1mm,如用水銀做工作液,則 pmin =66.5~133Pa。
另外,開(kāi)式U型管真空計(jì)的讀數(shù)受環(huán)境大氣壓力的影響;閉式U型管真空計(jì)受封閉端內(nèi)工作液放氣的影響,使管內(nèi)壓力增加,給讀數(shù)帶來(lái)誤差。為了延伸測(cè)量下限和減小測(cè)量誤差,真空技術(shù)網(wǎng)(http://www.healwit.com.cn/)認(rèn)為除改用比水銀密度小的液體(如油)做工作液外,還可將其結(jié)構(gòu)做些改進(jìn)。
1、用密度較小的液體來(lái)替換水銀。常用的有274硅油、擴(kuò)散泵油、3號(hào)變壓器油、硼鎢酸鎘等。例如用274硅油(它具有飽和蒸氣壓低、粘度小等特點(diǎn))來(lái)代替水銀制成油U型管真空計(jì),這時(shí)同樣的壓力差就會(huì)造成較大的液面高度差,其放大倍數(shù)由水銀和油密度比來(lái)決定,這種方法可使測(cè)量下限延伸一個(gè)數(shù)量級(jí)左右。
2、改進(jìn)閉式U型管真空計(jì)的結(jié)構(gòu)。為了減小封閉端管內(nèi)壓力對(duì)測(cè)量的影響,將其結(jié)構(gòu)改進(jìn)后如下圖所示,在U型管左右兩支管間加一個(gè)二通閥K。在不測(cè)量時(shí),閥K將左右兩支管接通,兩邊液面處于同一高度;在進(jìn)行測(cè)量時(shí),先將兩端支管內(nèi)壓力抽到10-1Pa以下,然后轉(zhuǎn)動(dòng)閥K將左右支管隔斷,左支管就變成封閉端。測(cè)量過(guò)程中隨著待測(cè)壓力p的變化,兩邊液面高度差h就隨之變化,讀出h的變化即可算出壓力p的數(shù)值。這種結(jié)構(gòu)可以減小封閉端因工作液放氣給測(cè)量帶來(lái)的誤差。
圖 油U型管真空計(jì)
3、斜置式U型管真空計(jì)。如下圖所示,液面垂直方向較小的高度差,在傾斜的方向上就出現(xiàn)較大的長(zhǎng)度差,待測(cè)壓力p可由斜管內(nèi)液柱長(zhǎng)度L和傾斜角θ計(jì)算出來(lái)。
圖 斜罩式U型管真空計(jì)
由于垂直大管(工作液貯器)的橫截面積A2遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于斜管的橫截面積A1(一般A2/A1 >200),大管內(nèi)液面的變化可以忽略不計(jì),因此,被測(cè)壓力可近似地用下式求得
還有用光干涉方法制成光干涉油微壓計(jì),測(cè)量范圍為1~10-2Pa,準(zhǔn)確度達(dá)±1.5×10-2。