Приборы для измерения давления ниже атмосферного

Для измерения давления ниже атмосферного применяют вакуумметры. Существует, несколько конструкций этих приборов, рассчитанных на определенные границы разрежения. (вакуума).

Простые ртутные манометры (вакуумметры), которые применяют для контроля за процессом перегонки под вакуумом, представляют собой U-образную трубку и рассчитаны на.диапазон давления от 0 до приблизительно 200 мм рт. ст. (рис. 299). Шкала может быть подвижной, тогда ее нулевую точку устанавливают на уровне мениска столба ртути в запаянном колене, или неподвижной, В этом случае для определения давления следует скла* дывать расстояния между нулем и обоими менисками,

С такими манометрами (вакуумметрами) можно определять давление с точностью До 0,5 мм рт. ст., если отсчитывать на глаз, и до 0,02 мм рт. ст., .если отсчет вести с помощью катетометра. Катетометр представляет собой горизонтальную зрительную трубу, передвигающуюся вертикально по станине, установленной строго вертикально. С помощью шкалы, которой снабжена станина, и нониуса положение трубы может быть опреде-» лено с точностью до 0,01 мм. При отсчетах трубу нужно устанавливать так, лтобы горизонтальная нить, натяну* тая по диаметру окуляра, всегда совпадала с верхним краем мениска ртути. Замер производят несколько раз, после чего находят среднее арифметическое из всех от* счетов. Давление будет равно разности средних величин, определенных для каждого из менисков манометра (ва* куумметра).

Для измерения высокого вакуума, т. е. очень малых давлений, порядка 10~6 мм рт. ст., применяют другие при-1 боры. Из них часто пользуются манометром Мак-Леода (рис, 3Q0). Этот прибор верхним концом трубки 8 припаивают к той части установки, в которой нужно измерять давление. Для измерения давления медленно от* крывагот кран 3, впуская внешний воздух в резервуар /» Под действием атмосферного давления ртуть поднимается, заполняя баллон 5, в котором до этого было давле* "не, равное давлению в установке. Нужно помнить, что ртуть в приборе должна подниматься очень медленно;* Это важно потому, что при быстром подъеме возможны аварии вследствие толчков или ударов ртути о стенки прибора. Для облегчения регулирования впуска воздуха через кран 3 его входное отверстие следует соединить резиновой трубкой с капилляром. Через этот капилляр воздух будет поступать в прибор с требуемой скоростью. Регулировать скорость подъема можно также при помощи крана 4,

Рис. 299. Простой ртутный манометр (вакуумметр): а-исходное положение; б-положение при измерении.

Рис. 300. Манометр Мак-Леода (вакуумметр): 1 - резервуар для ртути; 2, 8 — трубки; 3, 4 — краны; S-баллон; 6, 7- капилляры.

Когда баллон 5 заполнится ртутью, находящийся в нем ранее газ будет сжат в капилляре 6. Поэтому измеряемое давление можно вычислить по формуле Бойля — Мариотта, исходя из того, что объем сжатого газа Vi и его давление P1 известны, как известен и объем газа Vo до сжатия:

Объем газа до сжатия равен сумме емкостей баллона 5, широкой трубки выше метки с и капилляра 6. Эти величины должны быть определены, еще до того, как манометр будет впаян в установку*.

Давление сжатого газа находят по разности уровней ртути в капиллярах 6 и 7.

Для оборудования .обычного манометра Мак-Леода требуется от 5 до 10 кг ртути. Поэтому необходимо'очень осторожно обращаться с прибором, так как всегда есть опасность разбить его и разлить ртуть. Более безопасные условия работы создаются при использовании мано-. метра (вакуумметра) Мозера, который заполняется зна«

Рис. 301. Манометр Мозера (вакуумметр): а —исходное положение; б —положение при измерении.

чительно меньшим количеством ртути (рис. 301). Манометр Мозера действует по тому же принципу, что и манометр Мак-Леода, но для его наполнения требуется всего лишь 80—300 г ртути. Эти приборы имеют чаще всего три области измерения: от 500 до 10 мм рт. ст., от 10-1 до 10 мм рт. ст. и от 10-1 до 10-4 мм рт. ст. При помощи шлифа прибор соединяют с аппаратом, в котором требуется измерить давление. При измерении манометр поворачивают против часовой стрелки до тех пор, пока ртутный мениск во внешней трубке не достигнет некоторого предельного уровня. По уровню мениска ртути во внутреннем колене, снабженном логарифмической шкалой, определяют давление в системе (в мм рт. ст.). Перед каждым отсчетом манометр (вакуумметр) следует вначале привести в исходное положение, т. е. шар должен быть опущен вниз.

 

 

Другие способы измерения вакуума

Кроме описанных, существует еще несколько способов определения высокого вакуума. Так, вакуумметр Пирани основан на зависимости теплопроводности газов от давления. В ионизационных вакуумметрах Пештиига использовано образование ионов при столкновении молекул газа с электронами. Мольный вакуумметр Геде основан на измерении силы удара молекул газа. Все эти приборы позволяют измерять давление до 10-6 мм рт. ст. Работа с этими вакуумметрами подробно описана в инструкциях, приложенных к приборам.

К оглавлению

 

см. также

  1. Приборы для измерения давления
  2. Приборы для измерения атмосферного и близкого к нему давления
  3. Приборы для измерения давления больше атмосферного
  4. Приборы для измерения давления ниже атмосферного
  5. Другие способы измерения вакуума
  6. Регуляторы давления или маностаты