熱電対真空計の動作特性と応用

- May 29, 2018-


1.熱電対真空計の動作特性


熱電対真空計は相対真空計であり、圧力 - 熱電対電位の対応する値は、計算方法によって正確に計算することは困難です。 したがって、標準的な環境条件下で絶対真空計または校正システムを使用して校正されることがよくあります。 特定の加熱電流条件下で、DL-3タイプの熱電対真空ゲージを使用した乾燥空気の較正曲線を図4-9および4-10に示します。


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図4-9 DL-3型熱電対真空計校正曲線( 10〜10 -1 Pa)


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図4-10 DL-3型熱電対真空計の校正曲線(10 2〜10Pa)


図4-10から、圧力が0.1MPaから徐々に低下し始めたとき(写真に描かれていない)、熱電対の電位Eは常にゼロ値に近いことがわかります。 その理由は、ガス分子が多く、伝導熱が多いため、熱線の温度が低く、熱電対電位Eが低く、熱伝導はこの時の圧力に依存しないからである(λ ≤r1)、電位Eは変化しない(少量の変化はガス対流に起因する)。 圧力が10 2 Paに低下すると、熱電対電位Eが増加し始める。 ガスの熱伝導が低下し、熱線の温度が上昇するためです。 圧力Pが減少し続けると、熱電対電位は上昇し続けるが、徐々にゆっくりとなり、最終的に一定の値に向かう。 その後、pは再び減少し、Eはもはや変化しない。すなわち、熱電対真空計はその限界に達し、その限界は約10 -1 Paである。


2.ガス種の影響


熱電対真空計は、異なるガスに対して異なる結果を示します。 これは、異なるガス分子の熱伝導率が異なるためです。 しかしながら、種々のガスのpE較正曲線の形状は同じである。 したがって、異なるガスの圧力を測定する場合、乾燥空気(または窒素)スケールの圧力示度および測定されるガスの相対感度を掛け合わせることができ、ガスの実際の圧力を得ることができる:


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乾燥空気(またはN 2 )の相対感度は通常1であり、他の一般的に使用されるガスおよび蒸気の相対感度が表4-2に示されている。 相対感度はガス熱伝導の性質を示す。 この形態によれば、ガス分子中の原子数と同数の気体または蒸気の相対感度S rは、分子量が大きくなるほど大きくなる。


表4-2他のガスおよび蒸気の相対感度

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3.熱電対管の加熱電流の決定


熱電対レギュレータを製造するために使用される材料およびプロセスのために、各レギュレータの加熱電流は同じではない。 使用中の「老化」の調節のために加熱電流も増加する。 さらに、異なる測定範囲の加熱電流にも差があります。


(1)10〜10 -1 Pa範囲:レギュレータを垂直に逆転させ、加熱電流を10 -2 Paより良い真空に固定する(この時の熱電位は10mV、フルスケール)。加熱電流は、 95〜150mAに調整されています。


(2)10 2〜10Pa範囲:レギュレータを上下逆転させ、加熱電流を0.1MPaに調整し、加熱電流を175〜300mA以上の範囲に調整することができます。


熱電対ゲージの構造は抵抗ゲージよりも複雑ですが、pE検量線は外気温の影響を受けません。