ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
Государственное образовательное учреждение профессионального образования
«Томский политехнический университет»
Измерение вакуума
Методические указания к лабораторной работе
Издательство Томского политехнического университета
2015
Цель лабораторной работы – измерение вакуума в диодной камере ускорителя ТЕМП-4М с помощью термопарного манометрического преобразователя ПМТ-2 и широкодиапазонного вакуумметра СС-10.
2. Вакуумметр с термопарным манометрическим преобразователем ПМТ-2.
Действие тепловых вакуумметров основано на зависимости теплопроводности газа от давления. Преобразователь теплового вакуумметра - баллон, внутри которого расположен нагреваемый электрическим током чувствительный элемент – обычно прямолинейная металлическая нить. Температура нити накала зависит от тепловых потерь в результате теплопроводности газа, которые тем больше, чем выше давление. Измерения температуры нити или мощности, необходимой для поддержания этой температуры постоянной, позволяют определить давление.
В стационарном состоянии при установившейся температуре нити имеет место баланс мощностей:
Qэл = Qм + Qк + Qл
Qэл -электрическая мощность, подведённая к нити
Qк — мощность теплоотвода по конструктивным элементам манометра;
Qм — мощность, отводимая от нити соударяющимися с ней молекулами;
Qл — мощность, отводимая излучением.
Поскольку с ростом давления коэффициент теплопроводности газа увеличивается, то увеличивается Qм и температура нити уменьшается. При постоянной электрической мощности, подведённой к нити, температура нити зависит от давления. В термопарном манометрическом преобразователе температуру нити определяют с помощью термопары, прикрепленной к нити.
Рис. 1. Схема вакуумметра с термопарным манометрическим преобразователем: 1 – термопарный преобразователь, 2 - нагреваемая нить, 3 –термопара
Промышленность выпускает две модификации датчиков: ПМТ- 2 термопарный, в стеклянном корпусе, ПМТ- 4 термопарный, в стальном корпусе.
Рис. 2. Термопарный датчик ПМТ-2: 1 – термопара, 2 – нагреваемая нить, 3 – держатель нити.
Диапазон измерения термопарного манометрического преобразователя ПМТ-2 от 10-3 до 10 Торр, постоянная времени 0.02 - 0.2 с, точность ~10 - 20% от величины показания. ПМТ-2 и ПМТ-4 нечувствительны к разгерметизации, т.к. температура нити не более +50 0С. Датчики прочны, невысокие по стоимости, но их необходимо градуировать для каждого газа.
Рис. 3. Градуировочная кривая термопарного датчика ПМТ-2
Достарыңызбен бөлісу: |