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影响压缩式真空计测量产生误差的因素有哪些

信息来源:珂勒曦 时间:2019-07-26 07:57:00 浏览次数:-

压缩式真空计是一种绝对真空计,在测量中具有较高的可靠性。但即使是这样,还是有许多因素会影响压缩式真空计在测量中的精确度,现在螺杆真空泵厂家就和大家一起聊聊,会对压缩式真空计测量产生误差影响的因素有哪些。

导致压缩式真空计产生测量误差的因素有不少,如可凝性蒸气影响、不稳定的毛细作用、水银蒸气流效应、静电效应、温度变化影响、结构尺寸误差、测量操作误差等等,而主要的因素有4个方面:蒸气影响、不稳定的毛细作用、水银蒸气流拖曳以及测量操作误差。

压缩式真空计

首先,蒸气的影响。压缩式真空计是建立在理想气体(参见《真空技术应用中的理想气体指的是什么》)的玻义耳定律之上的(定量定温下,理想气体的体积与气体的压强成反比),因此它在测量中要保证被测真空系统内的压力稳定,同时要求被测气体必须服从玻义耳定律,否则就会产生误差。而通常在真空系统中,蒸气难以避免,压缩式真空计的工作液本身就是一个蒸气源,此外还有水蒸气等。在蒸气未达饱和之前,可以将其视为理想气体,但一旦达到其饱和蒸气压,它就不再服从玻义耳定律,蒸气的压力不会再因压缩而增高,意味着原本的测量毛细管内的气体参数无法与比较毛细管的液位高度形成准确对应,即导致压缩式真空计无法准确测量。而且不同性质的蒸气对压力测量的影响也不相同。

第二,不稳定的毛细作用。关于毛细现象,螺杆真空泵厂家在《真空浸渍的应用原理有哪些》中有过介绍。在这里主要是指测量毛细管与比较毛细管内径的不均匀性、表面状况不同等原因,引起毛细管中水银不规则运动所引起的一系列异常现象,导致测量误差。通过对毛细管内径的磨毛加工或者涂硅油润滑可以较好地消除这一系列异常现象。

第三,水银蒸气拖曳效应。在第一点中,为了避免蒸气对测量的影响,会在被测真空系统与压缩式真空计之间安装冷阱。这样虽然消除了蒸气的影响却会带来水银蒸气拖曳效应。当冷阱附近的水银蒸气分压在0.1Pa左右时,会使真空计中的水银蒸气不断向冷阱方向流动,过程中会碰撞裹挟真空计玻璃泡中的被测气体分子一起向冷阱方向移动,并聚集在冷阱处,使理想气体沿管路产生浓度梯度。这个过程会造成真空计中的压力低于真空系统或者冷阱处的实际压力。为了克服这个现象,一般会在压缩式真空计连接管口处安装阀门,在测量读数前将该阀门关闭,切断水银蒸气流与冷阱间的气路。

第四,测量操作误差。简单说就是水银提升过快,以及比较毛细管水银提升过高都会使误差增大。使用压缩式真空计时,前期提升水银过程中,由于惯性作用以及水银表面张力作用会使得比较毛细管的水银高度超过实际应有高度,造成测量值偏高。如果当比较毛细管的水银柱上升高度达到测量毛细管的外封顶高度后,由于测量毛细管内的气体压力较高,此时比较毛细管内的惯性可以忽略不计,毛细管内壁对水银的黏滞力以及水银表面张力就会成为水银上升的阻力,使水银柱达不到应有高度,导致测量值偏低。同时PV值的取值大小以及视差也会影响测量误差。

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