從原理到應用：深入剖析真空計的測量機制

 

　　機械式真空計利用彈性元件的形變來測量壓力差。波登管真空計通過金屬管的彎曲程度反映壓力變化，薄膜真空計則通過薄膜的形變量來測量真空度。這類真空計結構簡單，但測量精度有限，適用于粗真空測量。

 

　　熱傳導真空計基于氣體分子熱傳導原理。當氣體壓力降低時，氣體分子平均自由程增大，熱傳導能力下降。熱偶真空計通過測量加熱絲溫度變化來推算真空度，而皮拉尼真空計則通過測量加熱絲電阻變化來確定壓力值。這類真空計在10^-1至10^-3Pa范圍內具有較高的測量精度。

 

　　電離真空計利用氣體分子電離原理進行測量。熱陰極電離真空計通過加熱陰極發射電子，使氣體分子電離產生離子流，通過測量離子流強度來確定真空度。冷陰極電離真空計則利用場致發射產生電子，適用于超高真空測量。這類真空計可測量10^-3至10^-10Pa的高真空。

 

　　選擇時需要考慮測量范圍、精度要求、環境條件等因素。在半導體制造中，需要精確控制真空度以保證產品質量；在空間模擬實驗中，需要測量高真空以模擬太空環境；在真空鍍膜中，需要實時監測真空度以確保鍍膜質量。

 

　　真空計的發展推動了真空技術的進步，而真空技術的進步又對它提出了更高要求。隨著新材料、新原理的應用，真空計正朝著更高精度、更寬量程、更智能化的方向發展。未來，真空計將在科學研究、工業生產等領域發揮更大作用，為人類探索真空世界提供更精確的測量工具。