真空原理 高阳

晶旺光電（徐州）有限公司真空原理-前段設備8/27報告人:高阳目录一、真空简介1.真空的定义2.真空的基本特点3.真空度单位4.真空单位相关知识5.真空区域大致划分及分子运动6.常用压强单位换算表二、真空帮浦简介1.帮浦的定义2.帮浦的分类3.旋片帮浦的特点4.罗茨帮浦的特点三、真空测量方法1.真空测量方法2.薄膜电容规3.皮拉尼真空计一、真空简介1.真空的定义所谓“真空”就是指在特定的空间内一特定空间内部之部份物质被排出，使其压强小于一个标准大气压(101325帕斯卡)，则我们通称此空间为真空或真空真空一、真空简介2.真空的基本特点在真空中，气体分子密度低，在某些情况下，真空可以近似地看作没有气体“污染”的空间。真空中，气体分子或带电粒子的平均自由程为：pkT22其中为分子直径，p为压强，T为气体温度，k为玻耳兹曼常数。一、真空简介3.真空度单位在真空技术中除国际单位制的压力单位Pa外，常以托（Torr）（作为真空度的单位。1托等于1毫米高的汞柱所产生的压力，即1Torr＝133Pa按气体压力大小的同，通常把真空范围划分为：低真空、中真空、高真空、超高真空、极高真空。外太空堪称最接近真空的空间一、真空简介4.真空单位相关知识标准环境条件温度为20℃，相对湿度为65%，大气压力为：1atm101325Pa=1013.25mbar=760Torr气体的标准状态温度为0℃，压力为：101325Pa压力（压强）p气体分子从某一假想平面通过时，沿该平面的正法线方向的动量改变率，除以该平面面积或气体分子作用于其容器壁表面上的力的法向分量，除以该表面面积。注：“压力”这一术语只适用于气体处于静止状态的压力或稳定流动时的静态压力帕斯卡Pa国际单位制压力单位，1Pa=1N/m2托Torr压力单位，1Torr=1/760atm标准大气压atm压力单位，1atm=101325Pa毫巴mbar压力单位，1mbar=102Pa一、真空简介5.真空区域大致划分及分子运动真空划分压力分子运动状态PaTorr低真空105～102760～1粘滞流viscousflow中真空102～10-11～10-3中间流（过渡流）intermediateflow高真空10-1～10-510-3～10-7分子流molecularflow超高真空〈10-5〈10-7分子流moleculareffusion极高真空一、真空简介6.常用压强单位换算表单位帕/Pa托/torr毫巴/mbar标准大气压1Pa17.5×10-31×10-29.87×10-61Torr133.311.3331.316×10-31mbar1000.7519.87×10-41atm1.013×1057601.013×10311pa＝1N/m21atm＝105Pa＝760Torr1Torr＝1mmHg＝133Pa1mbar＝100Pa二、真空帮浦简介1.帮浦的定义去除特定空间内的气体，以减低气体分子的数目，形成某种程度真空状态的装置。二、真空帮浦简介2.真空系统真空系统主要由机械帮浦、罗茨帮浦（或其他类型之帮浦）及一系列的真空检知器、真空阀构成，其主要功能即抽去大室中的杂质气体，为大室提供高真空环境。二、真空帮浦简介3.旋片帮浦的特点•体积小、重量轻、噪音低；•设有气镇阀，可抽除少量水蒸气；在环境温度五摄氏度到四十摄氏度范围内，进气口压强小于1.3X103帕的条件下允许长期连续运转，被抽气体相对湿度大于百分之九十时，应开气镇阀。•设有自动防返油止回阀，启动方便；•进气口连续畅通大气运转不得超过一分种；•不适用于抽除对金属有腐蚀的，对泵油起化学反应的，含有颗粒尘埃的气体，以及含氧过高的，有爆炸性的，有毒的气体。二、真空帮浦简介4.罗茨帮浦的特点•在较宽的压强范围内有较大的抽速；•起动快，能立即工作；•对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感；•转子不必润滑，泵腔内无油；•振动小，转子动平衡条件较好，没有排气阀；•驱动功率小，机械摩擦损失小；•结构紧凑，占地面积小；•运转维护费用低。罗茨帮浦的工作原理三、真空测量方法1.真空测量方法测量低于大气压的气体压强的工具称为真空计。真空计可以直接测量气体的压强，也可以通过与压强有关的物理量来间接地测量压强。前者称为绝对真空计，后者称为相对真空计。按照真空计的不同原理与结构可以分为：静态变形真空计、压缩式真空计、热传导真空计、电离真空计、气体放电真空计、辐射真空计等。三、真空测量方法2.薄膜电容规•如右图所示，在不同压力下金属膜片受力不同会有不同尺度的变形，使得金属膜片和电极之间的电容变化，通过测量电容的变化量，即可知道金属膜片上气压的变化。•这种规的测量范围一般横跨4个量级，比如可能是0.01Pa至100Pa、0.1Pa至1000Pa等。•这种规的优点是灵敏度很高。缺点是必须在高于环境温度的恒温条件下使用，以消除温度不同对膜片力学性能的影响，使用前一般需要预热数小时。金属或三氧化铝制的隔膜(由于气压p的)三、真空测量方法3.皮拉尼真空计电阻真空计又称皮拉尼真空计，它由测量规管和测量电路两部分组成，测量规管结构原理。热丝是用电阻温度系数大的材料如钨、镍、铂等金属或半导体热敏电阻等制成，它们对温度的变化反应灵敏。工作时，热丝的加热电流保持恒定。被测真空系统内压强(真空度)发生变化时，规管内气体热传导也会发生变化，导致热丝温度变化，相应地热丝的电阻值就会发生变化。通过测量热丝电阻变化，即可测出真空系统内的压强(真空度)。