真空炉的真空度测量

热处理工人

   真空测量是真空技术中的一个重要组成部分。用于测量真空度的仪器称为真空计。  真空热处理炉及真空熔炼炉常用的真空计有：热偶真空计电离真空计等。它们的工作原理如下：

（一）热偶真空计
    热偶真空计由敏感元件、热偶规管和测量仪器组成。热偶规管与被测真空系统相通，外壳为玻璃管，管内有加热丝 和热偶丝。热偶丝的冷端和热端温度不同时，由于温差效应，在回路中有热电势产生。如加热丝电压保持恒定，则热偶丝的电势取决于加热丝的温度，而加热丝的温度与被测气体的压强有关。压强低，气体热导率小，被气体带走的热量少，加热丝温度升高，热偶丝的热电势增大；反之，则热电势减少。回路中的热电势用毫伏表测量，表中的毫伏数即反映出真空度的高低。为了保证加热丝的电压稳定，而接入了稳压电源。所以测量仪器是由测量热电势的毫伏表和规管加热丝稳压电源两部分组成。

（二）电离真空计
    这种真空计主要用于测量高真空度。在低压强气体中，气体分子被电离生成的正离子数与气体压强成正比按照离产生 的方法不同，利用热阴极发射电子使气体电离的真空计叫热阴极电离真空计；其中，热阴极电离真空计由热阴极规管和测 量仪器组成。测量仪器由规管工作电源、发射电流稳压器、离子流测量放大器等部分组成。热阴极电离规管与被测真空系 统相通。热阴极电离规管是一个三极管，管内有阴极、栅及和收集极。收集极电位相对于阴极电负电位；栅极相对于阴极 电正电位。当电离规管通电加热后，阴极发射电子，在电子到达栅极的过程中，与气体分子碰撞而产生正离子和电子的电离现象。当发射电流一定时，正离子数日与被测气体压强成正比。正离子被收集极收集后，经测量电路放大，可由批示电
表读出所要测量的真空度。

（三）复合真空计
    通常，对低真空和高真空的测量不能用一种真空计来完成，而应采用复合真空计，应用较多的是电离与热偶式复合真 空计。它的测量范围为13.33--666.6×10-8Pa。热偶真空计测量（10-1--10-3)×133.32Pa的低真空；电离真空计测量 133.32×10-3--666.6×10-8Pa的高真空。复合真空计附有一个热偶规管、一个电离规管，分别接在真空系统上，通过旋 钮可分别给两个规管加热，并选择使用。

热处理9701

真空的基本知识  

一、真空及真空度的概念
　　在真空技术中，把低于一个大气压的气体状态，统称为真空。与正常的大气相比，这是一种较稀薄的气体状态。
　　真空中残存气体的稀薄程度就是真空程度的高低，即真空度。

二、真空度的单位
　　依据真空度的定义，衡量真空度高低最直接的物理量应是每单位体积中的分子数，但由于历史和技术上的原因，真空度的高低是用被抽空容器中残存气体的绝对压强来表示的。“压强”，是指单位面积容器壁上所承受的压力，它是目前国际上通用的表示真空度的物理量。1958年第一届国际技术会议曾建议采用“托”（Torr）作为测量真空度的单位，定义为“1Torr是1个大气压的1/760”，因1个大气压为760mmHg，故Torr可以与mmHg通用。国际单位制（SI）中规定压强的单位为帕（Pa），帕（Pa）是牛顿/米2（N/m2）的专门名称。目前，包括我国在内的许多国家已逐步用Pa取代Torr作为真空压强的标准基本单位。  
　　真空度越高，则气体的压力越低，炉内气体分子数目也越少；反之，气体压力越高，意味着真空度越低。可见，压强的大小与真空度的高低成反比。
　　在各种文献中，压强的单位除了Pa和Torr外，还有标准大气压、bar、kgf/cm2。几种常见单位之间的换算关系如下。
　　　　　　1  Torr  =  133.3  Pa
　　　　　　1  Pa  =  7.5×10-3  Torr
　　　　　　1  Torr  =  1  mmHg  柱　　
　　　　　　1  Torr  =  1/760  大气压

三、真空区域的划分
　　真空区域的划分方法很多，目前，我国将真空区域划分为：低真空、中真空、高真空和超高真空。各真空区域所对应的真空值分别为：
　　低  真  空：105  ～102  Pa　　(760～1  Torr)
　　中  真  空：102  ～10-1  Pa　　(1～10-3  Torr)
　　高  真  空：10-1～10-5  Pa　　(10-3～10-7  Torr)
　　超高真空：  ≤10-5  Pa　　(≤10-7  Torr)

　　在不同的真空区域内分子运动的物理现象是不同的。离子渗氮是在中低真空中进行的，其压力范围通常为7～1000  Pa。

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简单来说，包括低高真空，低真空用电阻规来测量，高真空用电离规来测量。根据使用场所的不同，又可以分为玻璃和金属两种，