第六章真空技术方案.ppt

1、 黏度 真空是指在给定空间内低于1标准大气压的气体状态。在真空技术中，真空度用绝对压强的大小表示，气体压强低，表示真空度高，反之则低。习惯上常把真空度（pa）分为粗真空 1.011051.33103低真空 1.331031.3310-1高真空 1.3310-11.3310-6超高真空 1.3310-61.3310-10极高真空 1.310-10第六章第六章 真空技术真空技术6.1 真空度真空度 黏度 近四十年来，真空技术在冶金领域中得到广泛应用，并形成了“真空冶金”这一专门的学术领域。冶金领域中常用低真空和高真空。冶金真空技术有真空脱气、真空真空脱气、真空冶炼、真空浇注冶炼、真空浇注等。在近代

2、冶金科研和分析领域中也离不开真空技术，如电子探针、离子探针等。第六章第六章 真空技术真空技术6.1 冶金真空冶金真空 技术技术 黏度 获得真空的过程俗称“抽真空”，其主要方法是在工作系统中用泵抽气。辅助措施:安置冷阱并放吸附剂以一个大气压开始抽气的泵叫前级泵前级泵，低于一个大气压才能抽气的叫次级泵次级泵，次级泵开始工作的气压称为预备真空预备真空或前级真空。或前级真空。第六章第六章 真空技术真空技术6.1真空的获真空的获 得及设备得及设备 黏度抽气速率抽气速率：在规定气压下单位时间抽出的气体体积。极限真空度极限真空度：真空泵进气口处在不接任何容器的情况下，经充分抽气后所能达到的最低气压。第六章第

3、六章 真空技术真空技术6.1真空的获真空的获 得及设备得及设备 黏度 真空泵可分为真空泵可分为机械真空泵机械真空泵、蒸汽蒸汽流泵流泵和和高真空机组高真空机组。其工作原理各异，。其工作原理各异，应用范围也不相同。应用范围也不相同。1 机械真空泵机械真空泵 机械真空泵包括机械真空泵包括旋片式旋片式、润滑式润滑式机械真空泵机械真空泵、机械增压泵机械增压泵、分子泵分子泵等，等，在冶金生产和科研中以旋片式机械泵在冶金生产和科研中以旋片式机械泵应用最广。应用最广。第六章第六章 真空技术真空技术6.1真空的获真空的获 得及设备得及设备6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵 黏度其结构如图6-1所示。整个

4、泵体浸在机械泵油中，转子紧贴在定子圆柱形空腔的上部和空腔不同轴，转子通过轴由电动机带动并在空腔内转动。为了提高抽气效果，常将两个泵搭配在一起。在结构上这两个泵是串联的，这样就可获得更高的真空度。如国产2X-2型，型号中第一个“2”表示两级，X表示旋片式，第二个“2”表示抽速。该泵属低真空泵，可单独或做前级泵用。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵旋片式旋片式机械真空泵机械真空泵 黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵旋片式旋片式机械真空泵机械真空泵图图6-1 旋片式机械泵结构旋片式机械泵结构 1-排气管2-进气管3-外

5、壳 4-排气阀 5-真空泵油6-定 子7-转 子8-翼 片9-弹 簧 黏度 第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵旋片式旋片式机械真空泵机械真空泵 黏度 第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵旋片式旋片式机械真空泵机械真空泵表表6-1 2X型旋片式机械泵性能表型旋片式机械泵性能表 黏度 该泵属粗真空设备，运转时通过该泵属粗真空设备，运转时通过曲轴与连杆的作用，使气缸内的活塞曲轴与连杆的作用，使气缸内的活塞做往复运动。活塞的一端接待抽系统，做往复运动。活塞的一端接待抽系统，另一端通过气阀使气体进入气阀箱再另一端通过气阀使气体进入

6、气阀箱再排入大气，整个进排气循环过程中，排入大气，整个进排气循环过程中，活塞起驱动作用，进排气阀片起逆止活塞起驱动作用，进排气阀片起逆止作用。通过活塞不断地做往返运动，作用。通过活塞不断地做往返运动，可将真空系统中的气体抽除而达到所可将真空系统中的气体抽除而达到所需要的真空度，极限真空度可达需要的真空度，极限真空度可达1000Pa。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵往复式真空泵往复式真空泵 黏度 这种泵一般适用于真空蒸馏、真空蒸发这种泵一般适用于真空蒸馏、真空蒸发与浓缩、真空干燥、真空过滤等。但不适于与浓缩、真空干燥、真空过滤等。但不适于抽除有腐蚀性或有颗

7、粒灰尘的气体。抽除有腐蚀性或有颗粒灰尘的气体。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵往复式真空泵往复式真空泵 黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵往复式真空泵往复式真空泵 黏度 该种泵由两个该种泵由两个“8”形转子在定子内旋形转子在定子内旋转，形成容积重复变化，达到吸气排气目的。转，形成容积重复变化，达到吸气排气目的。其工作过程如图其工作过程如图4-2所示。由于转子与转子所示。由于转子与转子之间，转子与泵体之间不接触，因而无摩擦，之间，转子与泵体之间不接触，因而无摩擦，转速很高，因此这种泵抽速大、体积小、噪转速很高，因此

8、这种泵抽速大、体积小、噪音低、驱动功率小，启动快，在冶金生产和音低、驱动功率小，启动快，在冶金生产和科研中应用很广泛。科研中应用很广泛。在在1001Pa真空度下，其抽速较大。真空度下，其抽速较大。它也可在大型机组中作为前级泵配套使用，它也可在大型机组中作为前级泵配套使用，极限真空度可达极限真空度可达0.01Pa。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵机械增压泵机械增压泵（罗茨真空泵）（罗茨真空泵）黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵机械增压泵机械增压泵（罗茨真空泵）（罗茨真空泵）图图6-2 罗茨真空泵的抽气过程罗茨真空泵

9、的抽气过程a、b、c进气和排气顺序 黏度 此种泵可单独使用，也可做前级泵配套使此种泵可单独使用，也可做前级泵配套使用，该泵的容量比旋片式机械泵的容量大得用，该泵的容量比旋片式机械泵的容量大得多，一般用于大型的真空设备，不宜抽除含多，一般用于大型的真空设备，不宜抽除含氧过高、有爆炸性以及有黑色金属但能与真氧过高、有爆炸性以及有黑色金属但能与真空泵油起化学作用的气体。空泵油起化学作用的气体。极限真空度为极限真空度为610-2Pa，其结构如图，其结构如图6-3。此类泵在真空。此类泵在真空干燥、真空处理、真空蒸馏中得到广泛应用。干燥、真空处理、真空蒸馏中得到广泛应用。第六章第六章 真空技术真空技术6.

10、2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵滑阀式滑阀式机械真空泵机械真空泵 黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵滑阀式滑阀式机械真空泵机械真空泵图图6-3 滑阀式机械真空泵滑阀式机械真空泵 黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵滑阀式滑阀式机械真空泵机械真空泵 黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备机械真空泵机械真空泵使用注意事项使用注意事项1）若用做前级泵，其装机位置应便于）若用做前级泵，其装机位置应便于工作人员检修和维护；工作人员检修和维护；2）不能反转，反转会将油压入被抽）不能反转，反转会将油压入

11、被抽系统而造成污染；系统而造成污染；3）停止工作时一定要向泵中放入经）停止工作时一定要向泵中放入经过干燥的空气，否则会经排气阀和进过干燥的空气，否则会经排气阀和进气管将油压入被抽系统而造成污染；气管将油压入被抽系统而造成污染；4）不能混入异物（如金属屑、玻璃）不能混入异物（如金属屑、玻璃渣等），不能用于抽取易蒸发的杂质渣等），不能用于抽取易蒸发的杂质和含水分较多的系统，以免磨损和腐和含水分较多的系统，以免磨损和腐蚀翼片，降低真空度；蚀翼片，降低真空度；黏度5）按泵的说明书，加入所需牌号的泵油，）按泵的说明书，加入所需牌号的泵油，同时应定期清洗泵体和更换泵油，以保持同时应定期清洗泵体和更换泵油，

12、以保持系有良好的运转条件。系有良好的运转条件。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备 机械真空泵机械真空泵使用注意事项使用注意事项 黏度 它的工作原理是借助高速运转的蒸汽它的工作原理是借助高速运转的蒸汽流，将沿气流高速运动的被抽气体带到泵流，将沿气流高速运动的被抽气体带到泵体下部，同时将其压缩到机械转动真空泵体下部，同时将其压缩到机械转动真空泵（前级泵）能够作用的较高压强，再由前（前级泵）能够作用的较高压强，再由前级泵排出。级泵排出。根据蒸汽介质不同，分为根据蒸汽介质不同，分为油扩散泵油扩散泵和和水水蒸汽喷射真空泵蒸汽喷射真空泵等。等。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备

13、真空设备蒸汽流泵蒸汽流泵 黏度 抽速快，效率高，无转动部分，抽速快，效率高，无转动部分，结构简单。它由加热部分、冷却部分结构简单。它由加热部分、冷却部分和喷射部分组成，如图和喷射部分组成，如图6-4所示。工作所示。工作时经电炉加热使泵体内的扩散油挥发时经电炉加热使泵体内的扩散油挥发成蒸汽，油蒸汽沿导管上升由喷嘴喷成蒸汽，油蒸汽沿导管上升由喷嘴喷出，喷嘴可设若干级，有几级喷嘴就出，喷嘴可设若干级，有几级喷嘴就称几级泵，图称几级泵，图6-4为三级油扩散泵。为三级油扩散泵。（极限真空度（极限真空度10-6Pa以下）以下）第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备蒸汽流泵蒸汽流泵油扩散泵油扩

14、散泵 黏度主要缺点：因被抽气体分子的上下存在密度主要缺点：因被抽气体分子的上下存在密度差以及油分子与待抽气体分子的互相碰撞而差以及油分子与待抽气体分子的互相碰撞而造成反扩散，致使一定的油气分子进入被抽造成反扩散，致使一定的油气分子进入被抽系统而造成污染，同时也限制了扩散泵极限系统而造成污染，同时也限制了扩散泵极限真空度的提高。真空度的提高。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备蒸汽流泵蒸汽流泵油扩散泵油扩散泵 黏度 第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备蒸汽流泵蒸汽流泵油扩散泵油扩散泵图图6-4 三级油扩散泵三级油扩散泵 1-泵壳；2-油蒸气导管；3-进气口4-冷阱

15、；5-水冷套；6-喷嘴；7-排气口；8-扩散泵油；9-加热器 黏度 第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备蒸汽流泵蒸汽流泵油扩散泵油扩散泵 表表4-2 K系列高真空油扩散泵性能系列高真空油扩散泵性能 黏度 其工作介质是水蒸汽，由高速水其工作介质是水蒸汽，由高速水蒸汽喷入抽气机内造成低压空间，该蒸汽喷入抽气机内造成低压空间，该系统中的气体不断流向这一低压空间，系统中的气体不断流向这一低压空间，同时被蒸汽带向出口排出，因而达到同时被蒸汽带向出口排出，因而达到抽真空的自的，其极限真空度可达抽真空的自的，其极限真空度可达 0.1Pa。该种泵抽气量大，真空度较。该种泵抽气量大，真空度较高，

16、安装方便，容易维修，故在冶金高，安装方便，容易维修，故在冶金领域中被广泛应用。领域中被广泛应用。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备蒸汽流泵蒸汽流泵水蒸汽水蒸汽喷射真空泵喷射真空泵 黏度l）金属扩散泵装机时一定要将扩散泵）金属扩散泵装机时一定要将扩散泵内壁以及各种零件清洗干净，一般可内壁以及各种零件清洗干净，一般可用苯做洗涤剂。如系玻璃泵，则需要用苯做洗涤剂。如系玻璃泵，则需要新配制的洗液浸泡，再用去离子水多新配制的洗液浸泡，再用去离子水多次冲洗，干燥后再装机；次冲洗，干燥后再装机；2）配备的前级泵必须与扩散泵相匹）配备的前级泵必须与扩散泵相匹配，即前级泵的抽速在预真空度下至配

17、，即前级泵的抽速在预真空度下至少能抽走扩散泵所排出的气体；少能抽走扩散泵所排出的气体；第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备蒸汽流泵蒸汽流泵蒸汽流泵蒸汽流泵使用注意事项使用注意事项 黏度3）在操作程序上应先开冷却水，后开）在操作程序上应先开冷却水，后开加热系统，停机时应先停止加热，后停加热系统，停机时应先停止加热，后停冷却水，以免油蒸汽进入被抽系统和防冷却水，以免油蒸汽进入被抽系统和防止泵体损坏止泵体损坏第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备蒸汽流泵蒸汽流泵蒸汽流泵蒸汽流泵使用注意事项使用注意事项 黏度 高真空机组是能独立完成抽真空工作的高真空机组是能独立完成抽真空

18、工作的成套设备，其特点是结构紧凑、操作方便。成套设备，其特点是结构紧凑、操作方便。将机组直接接于被抽系统就可获得高真空。将机组直接接于被抽系统就可获得高真空。机组的高、低真空泵间装有储气罐，当低真机组的高、低真空泵间装有储气罐，当低真空泵短期停止工作时，扩散泵可照常运转，空泵短期停止工作时，扩散泵可照常运转，前级真空由储气罐实现，一般能维持一小时。前级真空由储气罐实现，一般能维持一小时。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备高真空机组高真空机组 黏度机组内装有挡板和冷阱，以减少油蒸机组内装有挡板和冷阱，以减少油蒸汽返流至真空室内，机组本身还设有汽返流至真空室内，机组本身还设有高、

19、低真空测量规管接头，可以方便高、低真空测量规管接头，可以方便地测量各点真空度。目前冶金系统常地测量各点真空度。目前冶金系统常用用JK型高真空机组，其技术性能见表型高真空机组，其技术性能见表6-3。第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备高真空机组高真空机组 黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.2真空设备真空设备高真空机组高真空机组表表6-3 JK型高真空抽气机组性能型高真空抽气机组性能 黏度 用于进行某项真空工作的综合装置称用于进行某项真空工作的综合装置称“真空系统真空系统”，通常由泵、量具、管道、阀，通常由泵、量具、管道、阀门及其它附属设备组合而成。选择和设计真门及其它附属设备

20、组合而成。选择和设计真空系统时，应考虑待抽系统的容积、被抽气空系统时，应考虑待抽系统的容积、被抽气体的性质、需要达到的最高真空度及系统的体的性质、需要达到的最高真空度及系统的工艺要求，以使主机、管道及其它辅件能相工艺要求，以使主机、管道及其它辅件能相互匹配。并尽量做到结构紧凑、工艺合理、互匹配。并尽量做到结构紧凑、工艺合理、便于测量、检漏和维修等。便于测量、检漏和维修等。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统 黏度 设计真空系统时，最重要的是能达到的设计真空系统时，最重要的是能达到的最高真空度最高真空度和和抽气速率抽气速率。在系统没有漏气的。在系统没有漏气的情况下，最高真空度由泵

21、的极限真空度决定，情况下，最高真空度由泵的极限真空度决定，但抽气速率除与泵有关外还与管道的设计有但抽气速率除与泵有关外还与管道的设计有关。关。气导率气导率F（L/s）与管道直径）与管道直径D（cm）、）、管道长度管道长度l（cm）的关系为：）的关系为：第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统气导率气导率3/FDl 黏度 而有效抽气速率而有效抽气速率Se与泵的标准抽与泵的标准抽气速率气速率S 和管道气导率和管道气导率F的关系为：的关系为：不难看出，管道的气导率对有效不难看出，管道的气导率对有效抽气速率影响很大，在真空系统管道设抽气速率影响很大，在真空系统管道设计时应尽量挑选计时应尽量

22、挑选短而粗的管道短而粗的管道，并尽量，并尽量减少管道直径和安装方向的突变减少管道直径和安装方向的突变。这样。这样才能保证有较高的抽气速率。才能保证有较高的抽气速率。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统有效抽气速率有效抽气速率111()eSSF 黏度只有管道气导率足够大时，大泵才能发只有管道气导率足够大时，大泵才能发挥作用，不然大泵接在气导率较小的管挥作用，不然大泵接在气导率较小的管道上，其有效抽气率不会增加很多。道上，其有效抽气率不会增加很多。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统有效抽气速率有效抽气速率 黏度 对真空材料的性能要求是：气密性好，对真空材料的性能要

23、求是：气密性好，不渗漏；饱和蒸汽压足够低；材料吸气尽量不渗漏；饱和蒸汽压足够低；材料吸气尽量少并易于除去；化学稳定性好，不易被氧化少并易于除去；化学稳定性好，不易被氧化和腐蚀；温度稳定性好，在工作范围内，其和腐蚀；温度稳定性好，在工作范围内，其真空性能和力学性能不致变坏；加工容易，真空性能和力学性能不致变坏；加工容易，经济合理等。经济合理等。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空系统材料真空系统材料 黏度真空材料大致可分为三类：真空材料大致可分为三类：（1）结构材料。主要是各种金属和玻璃。）结构材料。主要是各种金属和玻璃。金属材料多用于大的真空系统，玻璃材料多金属材料多用于大

24、的真空系统，玻璃材料多用于小型的真空系统。用于小型的真空系统。（2）绝缘及密封材料。主要是陶瓷、橡胶、）绝缘及密封材料。主要是陶瓷、橡胶、塑料、云母片等。塑料、云母片等。（3）辅助密封材料。主要是真空封油、真）辅助密封材料。主要是真空封油、真空封腊、真空封泥、真空漆和环氧树脂等。空封腊、真空封泥、真空漆和环氧树脂等。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空系统材料真空系统材料 黏度 真空系统由真空泵、真空计及各种零件真空系统由真空泵、真空计及各种零件组合而成。真空零件主要包括真空阀门和冷组合而成。真空零件主要包括真空阀门和冷阱。阱。真空阀门用于改变气流方向或气体流量的真空阀门用

25、于改变气流方向或气体流量的大小。大小。冷阱是一种制冷容器，用玻璃或金属制成冷阱是一种制冷容器，用玻璃或金属制成各种形状。各种形状。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空零件真空零件 黏度 测量真空度的仪器叫做真空计。由于真测量真空度的仪器叫做真空计。由于真空系统的压强范围在空系统的压强范围在1.0131051.3310-10Pa之间，如此宽的测量范围是不可能用一之间，如此宽的测量范围是不可能用一种真空计来完成的，所以应根据压强范围选种真空计来完成的，所以应根据压强范围选择不同的真空计。按照工作原理不同，真空择不同的真空计。按照工作原理不同，真空计可分为两大类。计可分为两大类。

26、第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测量 黏度（1）U型管真空计型管真空计 其测量原理与其测量原理与U型压力计类同，它有开口型压力计类同，它有开口与闭口之分，其测量范围在与闭口之分，其测量范围在1.0131050.6665102Pa。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测量真空计真空计绝对真空计绝对真空计 黏度（2）压缩真空计（麦克劳真空计）压缩真空计（麦克劳真空计）开始测量时（即状态开始测量时（即状态c），管中水银即将），管中水银即将真空计的测量部分与真空系统断开，这时测真空计的测量部分与真空系统断开，这时测量部分（包括量部分（包括1和

27、和2）内的气体体积为）内的气体体积为V1，其，其压强与真空系统中欲测的压强相等，此时压压强与真空系统中欲测的压强相等，此时压强与体积的乘积为强与体积的乘积为PV1。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测量真空计真空计绝对真空计绝对真空计 黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测量真空计真空计绝对真空计绝对真空计图中图中a为未抽真空状态，为未抽真空状态，b为测量前标准状态，为测量前标准状态，c为测量开始状态，为测量开始状态，d为测量中状态。为测量中状态。1-玻泡;2-测量毛细管;3-玻管;4-分支;5-比较毛细管;6-储存器;7-橡皮管;

28、8-接真空系统管 黏度 根据波义尔定律可得：根据波义尔定律可得：PV1=(h-h)V2,则则所求压强所求压强P可用下式表示：可用下式表示：P=(V2/V1)(h-h)式中（式中（h-h”）可由肉眼直接读出，而）可由肉眼直接读出，而V2/V1值，则不能直接测出。为求值，则不能直接测出。为求V2/V1值，可利用值，可利用预先刻出真空计该数的方法，通常有直线刻度预先刻出真空计该数的方法，通常有直线刻度法和平方刻度法。法和平方刻度法。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测量真空计真空计绝对真空计绝对真空计 黏度该种真空计的测量范围为该种真空计的测量范围为1.331021.3

29、3103Pa。其优点是结构简单、测量精度高。其优点是结构简单、测量精度高。以上两种真空计的共同缺点是不能连续以上两种真空计的共同缺点是不能连续测量和自动记录，操作较烦琐，玻璃制品易测量和自动记录，操作较烦琐，玻璃制品易碎，工作介质（汞）易污染环境，故不宜用碎，工作介质（汞）易污染环境，故不宜用于生产现场，同时也不宜用于可凝性气体。于生产现场，同时也不宜用于可凝性气体。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测量真空计真空计绝对真空计绝对真空计 黏度 通过测量与压强有关的物理量的变化来通过测量与压强有关的物理量的变化来测量真空度的称为相对真空计。它能连续测测量真空度的称为

30、相对真空计。它能连续测量并能自动记录，但其准确度较低，这是由量并能自动记录，但其准确度较低，这是由于低压测量本身的困难，加上所利用的物理于低压测量本身的困难，加上所利用的物理性质常受到其它因素的干扰。实际上这类仪性质常受到其它因素的干扰。实际上这类仪器能做到数量级准确即可。这类真空计种类器能做到数量级准确即可。这类真空计种类较多，工作原理和测量范围也各不相同。较多，工作原理和测量范围也各不相同。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测量真空计真空计相对真空计相对真空计 黏度（1）热电阻真空计）热电阻真空计 其基本原理是利用气体热传导系数与气体其基本原理是利用气体热传导

31、系数与气体压强的关系，但不是直接由热传导系数测真空压强的关系，但不是直接由热传导系数测真空度，而是通过与温度有关的物理量（电阻）的度，而是通过与温度有关的物理量（电阻）的变化来间接测量的。测量范围为变化来间接测量的。测量范围为l.3310-20.133Pa的中真空。的中真空。（2）热偶真空计）热偶真空计 通过热丝温度的变化来反映真空度的高通过热丝温度的变化来反映真空度的高低和热电阻真空计一样，它也不能测量低真低和热电阻真空计一样，它也不能测量低真空和高真空，其测量范围也在空和高真空，其测量范围也在1.3310-20.133Pa。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测

32、量真空计真空计相对真空计相对真空计 黏度（3）热阴极电离真空计）热阴极电离真空计 利用电离现象的原理，测量范围为利用电离现象的原理，测量范围为 0.13310-51.33Pa。为工作方便，有时将上述三种真空计组为工作方便，有时将上述三种真空计组装在一起成为复合真空计，它可以从低真装在一起成为复合真空计，它可以从低真空一直测到高真空。空一直测到高真空。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空测量真空测量真空计真空计相对真空计相对真空计 黏度 漏气是真空的大敌，要想获得并维持真漏气是真空的大敌，要想获得并维持真空，必须掌握真空检漏技术。检漏就是要找空，必须掌握真空检漏技术。检漏就是

33、要找出真空系统上的漏点和漏气原因并加以克服。出真空系统上的漏点和漏气原因并加以克服。真空检漏的确定真空检漏的确定 将组装好的真空系统抽至一定压强后，将组装好的真空系统抽至一定压强后，关闭阀门，使其与真空泵断开。然后测量系关闭阀门，使其与真空泵断开。然后测量系统压强的变化，将所测压强对时间作曲线，统压强的变化，将所测压强对时间作曲线，可能出现四种情况，如图所示。可能出现四种情况，如图所示。第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空检漏真空检漏 黏度第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空检漏真空检漏图图6-5 孤立系统的压强变化孤立系统的压强变化 黏度 曲线曲线A说

34、明该系统既不漏气，也不放气说明该系统既不漏气，也不放气（系统内有蒸汽源所致）；如果系统抽不到（系统内有蒸汽源所致）；如果系统抽不到预定压强，是由于泵工作不正常所致。预定压强，是由于泵工作不正常所致。曲线曲线B在开始时上升较快，而后呈饱和在开始时上升较快，而后呈饱和状，表明系统本身不漏气，但内部有放气源。状，表明系统本身不漏气，但内部有放气源。曲线曲线C呈直线上升，说明系统漏气。呈直线上升，说明系统漏气。曲线曲线D表明系统压强开始上升很快，而表明系统压强开始上升很快，而后变得较慢但不出现饱和，说明放气和漏气后变得较慢但不出现饱和，说明放气和漏气两种情况都存在。两种情况都存在。第六章第六章 真空技

35、术真空技术6.3真空系统真空系统真空检漏真空检漏 黏度 判断真空系统确实漏气之后，就开始着判断真空系统确实漏气之后，就开始着手寻找漏孔的所在位置。检查的方法有：手寻找漏孔的所在位置。检查的方法有：加压法加压法 抽气法抽气法第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空检漏方法真空检漏方法 黏度 向被检系统内充以一定压强的气体或空向被检系统内充以一定压强的气体或空气，使其压强大于大气压。当系统上有漏孔气，使其压强大于大气压。当系统上有漏孔时，充入的气体便逸出，使用适当的探测器，时，充入的气体便逸出，使用适当的探测器，就可以判断有无漏孔以及漏孔的位置。就可以判断有无漏孔以及漏孔的位置。放

36、入水中，观察有无气泡放入水中，观察有无气泡 听诊器听嘘嘘声听诊器听嘘嘘声 容器外表面抹肥皂液，观察是否有皂泡容器外表面抹肥皂液，观察是否有皂泡 充入充入CO2，用浸有，用浸有NH3的试纸观察是否变的试纸观察是否变 色充入色充入NH3，用石蕊试纸观察是否变色，用石蕊试纸观察是否变色第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空检漏方法真空检漏方法加压法加压法 黏度 将被抽系统内部抽成真空，再用将被抽系统内部抽成真空，再用探测气体（或物质）施与系统外部可探测气体（或物质）施与系统外部可疑部位，如有漏孔，探测气体（或物疑部位，如有漏孔，探测气体（或物质）即通过漏孔进入系统，此时用探质）即通

37、过漏孔进入系统，此时用探测器就可检示出来，从而判断漏孔的测器就可检示出来，从而判断漏孔的位置及大小。位置及大小。火花探测器（真空枪）火花探测器（真空枪）相对真空计相对真空计 卤素检漏仪卤素检漏仪第六章第六章 真空技术真空技术6.3真空系统真空系统真空检漏方法真空检漏方法抽气法抽气法 黏度（1）真空室的极限真空。真空室所能达到的极）真空室的极限真空。真空室所能达到的极限真空，必定小于真空泵的极限真空。限真空，必定小于真空泵的极限真空。Pi=P0+Q0/S式中式中Pi真空室所能达到的极限真空，真空室所能达到的极限真空，Pa P0真空泵的极限真空，真空泵的极限真空，Pa Q0 空载时，长期抽气后真空

38、室的气体空载时，长期抽气后真空室的气体负荷（包括漏气、材料放气）负荷（包括漏气、材料放气）Pa.L/s S 真空室抽气口附近的有效抽速，真空室抽气口附近的有效抽速，L/s第六章第六章 真空技术真空技术6.4真空系统真空系统设计设计主要参数主要参数极限真空极限真空 黏度第五章第五章 实验室温场的获得实验室温场的获得6.4真空系统真空系统设计设计主要参数主要参数极限真空极限真空 可见，在抽气口附近泵的有效可见，在抽气口附近泵的有效抽速一定的条件下，真空室的极限真抽速一定的条件下，真空室的极限真空正比于真空室的漏气与放气。空正比于真空室的漏气与放气。黏度（2）真空室的工作压强。真空室正常工作压）真空

39、室的工作压强。真空室正常工作压强决定于真空室的极限真空与生产中真空室强决定于真空室的极限真空与生产中真空室的气体负荷。的气体负荷。Pg=Pi+Q1/S 式中式中Pg真空室工作压强，真空室工作压强，Pa Q1 生产过程中真空室的气体负荷，生产过程中真空室的气体负荷，Pa.L/s第五章第五章 实验室温场的获得实验室温场的获得6.4真空系统真空系统设计设计主要参数主要参数工作压强工作压强 黏度（3）真空室抽气口附近的有效抽率。设真）真空室抽气口附近的有效抽率。设真空室的气体负载为空室的气体负载为Q（Pa.L/s），通过流导），通过流导为为U的管道由真空机组或真空泵抽走，的管道由真空机组或真空泵抽走，

40、p,pp分别为管道进口和出口压强，分别为管道进口和出口压强，Sp为真空机组为真空机组的抽率，的抽率，Q=U（p-pp）第五章第五章 实验室温场的获得实验室温场的获得6.4真空系统真空系统设计设计主要参数主要参数有效抽率有效抽率 黏度泵抽走的气体流量为：泵抽走的气体流量为：Q=Sp pp通过进口的气体流量为：通过进口的气体流量为：Q=S p达到动态平衡时，流经任意截面的气体流达到动态平衡时，流经任意截面的气体流量相等，故可得量相等，故可得 1/S=1/Sp+1/U第五章第五章 实验室温场的获得实验室温场的获得6.4真空系统真空系统设计设计主要参数主要参数 黏度 抽气时间与设备总的气体负荷、抽气时

41、间与设备总的气体负荷、漏气量、放气量以及有效抽速有关。漏气量、放气量以及有效抽速有关。低真空放气量与总气体负荷相比可以低真空放气量与总气体负荷相比可以忽略。对于高真空必须考虑放气量。忽略。对于高真空必须考虑放气量。在低真空情况下，泵的抽速近似在低真空情况下，泵的抽速近似常量，抽气时间常量，抽气时间 t=2.3V/S lg(pi-p)/(p-p0)第五章第五章 实验室温场的获得实验室温场的获得6.4真空系统真空系统设计设计抽气时间抽气时间的计算的计算 黏度当流导为流导为U时，时，1/S=1/Sp+1/U，则，则 t=2.3V(1/Sp+1/U)lg(pi-p)/(p-p0)式中式中Sp泵的名义抽

42、速，泵的名义抽速，L/s p 设备经设备经t秒抽气的压强，秒抽气的压强，Pa pi设备开始抽气的压强，设备开始抽气的压强，Pa p0 真空室的极限压强，真空室的极限压强，Pa第五章第五章 实验室温场的获得实验室温场的获得6.4真空系统真空系统设计设计抽气时间抽气时间的计算的计算人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。