Что такое "Вакуум"
Для начала необходимо ответить на главный вопрос: что же такое вакуум?
Вакуум (от лат. vacuus — пустой) — пространство, свободное от вещества.
В технике и прикладной физике под вакуумом понимают среду, состоящую из газа при давлении значительно ниже атмосферного.
Поведение газа в вакуумных устройствах определяется соотношением между длиной свободного пробега λ молекул (или атомов) и размером d, характерным для данного прибора или процесса. Такими размерами могут быть, например, расстояние между стенками вакуумного объёма, диаметр вакуумного трубопровода, расстояние между электродами электровакуумного прибора и т.п. В зависимости от соотношения λ и d различают:
- Низкий вакуум (λ/d<<1).
- Сpeдний вакуум (λ/d≈1), λ d), .
- Высокий вакуум (λ/d>>1).
Количественной характеристикой вакуума служит абсолютное давление. Вакууму обычно соответствует область давления ниже 105 Па.
Измерение давления
Какая основная единица измерения давления?
Основной единицей измерения давления в Международной системе (СИ) служит Паскаль (1 Па = 1Н/м2). Однако, на практике встречаются и другие единицы измерения, такие как миллибары (1 мбар = 100Па) и Торры или миллиметры ртутного столба (1 мм.рт.ст. = 133,322 Па). Данные единицы не относятся к СИ, но допускаются для измерения кровяного давления.
Ниже приведена таблица перевода единиц измерения давления:
| атм | Па | бар | мбар | Торр | мм рт ст. | микрон | кг/см2 | psi | |
| атм | 1 | 105 | 1 | 103 | 760 | 760 | 760*103 | 1 | 14,697 |
| Па | 10-5 | 1 | 105 | 10-2 | 7,5*10-3 | 7,5*10-3 | 7,5*10-6 | 105 | 1,45*10-4 |
| бар | 1 | 10-5 | 1 | 103 | 760 | 760 | 0,76 | 1 | 14,697 |
| мбар | 10-3 | 102 | 10-3 | 1 | 0,76 | 0,76 | 0,76*10-3 | 10-3 | 1,45*10-2 |
| Торр | 1,316*10-3 | 1,33*102 | 1,33*10-3 | 1,33 | 1 | 1 | 10-3 | 1,316*10-3 | 1,934*10-2 |
| мм рт ст. | 1,316*10-3 | 1,33*102 | 1,33*10-3 | 1,33 | 1 | 1 | 10-3 | 1,316*10-3 | 1,934*10-2 |
| микрон | 1,316*10-6 | 1,33*10-1 | 1,33*10-6 | 1,33*10-3 | 10-3 | 10-3 | 1 | 1,316*10-6 | 1,934*10-5 |
| кг/см2 | 1 | 105 | 1 | 103 | 760 | 760 | 0,76 | 1 | 14,697 |
| psi | 6,804*10-2 | 68,95*102 | 6,804*10-2 | 68,95 | 7,36*102 | 7,36*102 | 0,736 | 6,804*10-2 | 1 |
Общие понятия вакуумной техники
Вакуум - Состояние среды, абсолютное давление которой меньше атмосферного.
Вакуумная техника - Техника получения, поддержания вакуума и проведения вакуумных измерений.
Степень вакуума - Характеристика вакуума в интервалах давлений, определяющих соотношение средней длины свободного пути молекул с линейным размером откачиваемого сосуда, характерным для рассматриваемого процесса.
Принимают следующие интервалы давлений:
- Для низкого вакуума: от 100 кПа до 100 Па.
- Для среднего вакуума: от 100 Па до 0,1 Па.
- Для высокого вакуума: от 0,1 Па до 10 мкПа.
- Для сверхвысокого вакуума: от 0,1 Па до Ю мкПа.
Ниже приведена таблица с диапозонами рабочих давлений основных типов вакуумных насосов.
| Диапазон давлений, мбар | ||||||||||||||
| Сверхвысокий вакуум | Высокий вакуум | Средний вакуум | Низкий вакуум | |||||||||||
| 10-11 | 10-10 | 10-9 | 10-8 | 10-7 | 10-6 | 10-5 | 10-4 | 10-3 | 10-2 | 10-1 | 1 | 10 | 102 | 103 |
| Поршневой | ||||||||||||||
| Водокольцевой | ||||||||||||||
| Мембранный | ||||||||||||||
| Сухой РПВН | ||||||||||||||
| Маслосмазываемый РПВН | ||||||||||||||
| Маслозаполненный РПВН | ||||||||||||||
| Золотниковый | ||||||||||||||
| Спиральный безмасляный | ||||||||||||||
| Винтовоой безмасляный | ||||||||||||||
| РУТС | ||||||||||||||
| Турбомолекулярный | ||||||||||||||
| Диффузионный | ||||||||||||||
| Крионасос (замкнутый цикл по гелию) | ||||||||||||||
| Геттерно-ионный | ||||||||||||||
Уровни вакуума и области применения
Данные уровни вакуума в зависимости от области применения разделяют на три производственные группы.
- Низкий вакуум: в основном используется там, где требуется откачка большого количества воздуха. Для получения низкого вакуума используют электромеханические насосы лопастного типа, центробежного, насосы с боковым каналом, генераторы потока и т.д. Низкий вакуум применяется, например, на фабриках шелкотрафаретной печати.
- Промышленный вакуум: термин “промышленный вакуум” соотвествует уровню вакуума от -20 до -99 кПа. Данный диапазон используется в большинстве применений. Индустриальный вакуум получают с помощью ротационных, жидкостно-кольцевых,поршневых насосов и лопастных вакуумных генераторов по принципу Вентури. Область применения промышленного вакуума включает в себя захват присосками, термоформование, вакуумный зажим, вакуумная упаковка и др.
- Технический вакуум: соответствует уровню вакуума от -99 кПа. Такой уровень вакуума получают при помощи двухуровневых ротационных насосов, эксцентриковых роторных насосов, вакуумных насосов Рутса, турбомолекулярных насосов, диффузионных насосов, криогенных насосов и т.д
Вакуумная система и ее элементы
Вакуумная система — совокупность взаимосвязанных устройств для создания, повышения и поддержания вакуума, приборов для вакуумных измерений, а также откачиваемых сосудов и связывающих их вакуумных трубопроводов (к устройствам, обеспечивающим действие вакуумной системы, относятся, например, электродвигатель, аккумуляторы, печи).
Вакуумная установка — установка, состоящая из вакуумной системы и устройств, обеспечивающих ее действие.
Вакуумный агрегат — вакуумная установка, конструктивно выполненная как единое целое.
Откачной пост — вакуумная установка, предназначенная для откачки, наполнения и тренировки изделий.
Элемент вакуумной системы — прибор, сборочная единица или деталь, предназначенные для выполнения определенных функций в вакуумной системе (например, насос, манометрический преобразователь, ловушка и др.).
Условный проход — диаметр проходного сечения элемента вакуумной системы, определяющий присоединительные размеры по действующим стандартам.
Откачиваемый сосуд — сосуд, в котором создается вакуум.
Предохранительный баллон — сосуд, предназначенный для предохранения элементов вакуумной системы от попадания в них посторонних тел.
Вакуумный насос — устройство, предназначенное для создания, повышения и поддержания вакуума.
Вакуумная ловушка — элемент вакуумной системы, предназначенный для предотвращения проникновения паров и газов из одной части вакуумной системы в другую или для снижения их парциального давления.
Вакуумный клапан — элемент вакуумной системы, позволяющий регулировать или полностью перекрывать поступление газа в вакуумную систему.
Вакуумный затвор- вакуумный клапан, позволяющий соединять и разобщать элементы вакуумной системы.
Напускной вакуумный клапан — вакуумный клапан, предназначенный для напуска воздуха или газа в вакуумную систему.
Вакуумный натекатель - напускной вакуумный клапан, предназначенный для напуска малых потоков газа и их регулировки.
Вакуумный ввод- элемент вакуумной системы, служащий для передачи в откачиваемый вакуумный сосуд механической или электрической энергии без нарушения вакуума.
Вакуумный трубопровод — элемент вакуумной системы, представляющий собой трубопровод, по которому перемещается газ.
Форвакуумный трубопровод — вакуумный трубопровод, служащий для присоединения к форвакуумному насосу.
Байпасный трубопровод — вакуумный трубопровод, предназначенный для откачки сосуда, минуя высоковакуумный насос.
Вакуумное защитное устройство — элемент вакуумной системы, предназначенный для быстрого разобщения участка вакуумной системы, где произошел прорыв атмосферного воздуха, и остальной ее части.
Уравнительный вакуумный баллон — сосуд, предназначенный для выравнивания колебаний давления в вакуумной системе.
Виды вакуумных насосов
Вакуумный насос — устройство, предназначенное для создания, повышения и(или) поддержания вакуума.
Низковакуумный насос — вакуумный насос, предназначенный для понижения давления в откачиваемом объеме, начиная от атмосферного.
Высоковакуумный насос — вакуумный насос, работающий на ступени самого низкого давления откачной системы, которая состоит из двух или более последовательно соединенных насосов.
Форвакуумный насос — вакуумный насос, предназначенный для поддержания выпускного давления другого насоса.
Бустерный вакуумный насос — вакуумный насос, устанавливаемый между форвакуумным и высоковакуумным насосами для увеличения быстроты откачки системы насосов при среднем вакууме либо для оптимизации давления в откачной системе и уменьшения объемного расхода, необходимого для форвакуумного насоса.
Вакуумный насос предварительного разрежения — вакуумный насос, предназначенный для понижения давления в откачиваемом объеме или откачной системе от атмосферного давления до значения, при которой может начать работу другая откачная система или вакуумный насос.
Одноступенчатый вакуумный насос — вакуумный насос, в котором перепад давлений создается одной рабочей ступенью.
Многоступенчатый вакуумный насос — вакуумный насос, в котором перепад давлений создается последовательно несколькими рабочими ступенями (ступени откачки нумеруют, начиная от ступени, создающей наивысщий вакуум).
Механический вакуумный насос — газоперекачивающий вакуумный насос, откачивающее действие которого основано на перемещении газа вследствие механического движения рабочих частей насоса.
Вакуумный насос объемного действия — механический вакуумный насос, в котором объем, заполненный газом, периодически отсекается от входа, обеспечивай перемещение газа к выходу.
Газобалластный вакуумный насос — вакуумный насос с масляным уплотнением, снабженный устройством для дозированной подачи неконденсирующегося газа для исключения конденсации откачиваемых паров в насосе.
Поршневой вакуумный насос — вакуумный насос объемного действия, в котором сжатие и нагнетание газа происходят под действием возвратнопоступательного движения поршня.
Вращательный вакуумный насос — вакуумный насос объемного действии, в котором сжатие и нагнетание газа осуществляют вращающие поверхности твердого тела.
Пластинчатороторный вакуумный насос — вращательный вакуумный насос, в котором эксцентрично установленный ротор вращается тангенциально относительно неподвижной поверхности статора: при этом две или более пластины, скользящне в прорезях ротора и прижимающиеся к внутренней стейке статора, делят камеру статора на полости с изменяющимися объемами.
Пластинчатостаторный вакуумный насос — вращательный вакуумный насос, в котором эксцентрично установленный ротор вращается, скользя по внутренней стенке статора; при этом пластина, движущаяся относительно статора, прижимается к ротору и делит рабочую камеру на части с изменяющимися объемами.
Плунжерный вакуумный насос — вращательный вакуумный насос, в котором эксцентрично установленный ротор вращается относительно внутренней стенки статора; при этом пластина, жестко закрепленная на роторе, делит рабочую камеру на полости с изменяющимися объемами и скользит в золотнике (плунжере), колеблющемся в соответствующем гнезде статора.
Жидкостнокольцевой вакуумный насос — вращательный вакуумный насос, в котором эксцентрично установленный ротор с закрепленными на нем лопатками отбрасывает жидкость к стенке статора; жидкость принимает форму кольца, концентрично расположенного относительно статора, и вместе с лопатками ротора образует полости с изменяющимися объемами.
Двухроторный вакуумный насос (насос Рутса) — вращательный вакуумный насос, рабочая камера в котором два взаимно связанных ротора, по форме напоминающие восьмерки, синхронно вращаются в противоположных направлениях с очень малым зазором, не касаясь один другого и стенок камеры.
Трохоидный вакуумный насос — вращательный вакуумный насос, у которого центр тяжести эллипсообразиого ротора описывает окружность, а рабочая камера насоса имеет трохоидное поперечное сечение.
Кинетический вакуумный насос — механический вакуумный нас ос, в котором импульс движения передается молекулам газа таким образом, что газ непрерывно перемещается от входа к выходу насоса (различают струйные насосы, в которых откачка происходит вследствие захвата газа или молекул струей рабочего тела, и вращательные насосы, в которых импульс движения передается молекулам газа движущимися поверхностями нас оса).
Вакуумный турбонасос — кинетический вакуумный насос, в котором импульс движения передается газу от вращающихся твердых поверхностей.
Молекулярный вакуумный насос — кинетический вакуумный насос, в котором молекулам газа в результата их соприкосновения с поверхностью высокоскоростного ротора сообщается импульс движения, заставляющий их перемещаться в направлении к выходу насоса.
Турбомолекулярный вакуумный насос — молекулярный вакуумный насос, на валу ротора которого закреплены диски с прорезями или лопатками, которые вращаются между соответствующими дисками статора.
Осевой вакуумный турбонасос — вакуумный турбонасос, в котором импульс движения передается газу вдоль оси вращения.
Центробежный вакуумный турбонасос — вакуумный турбонасос, в котором импульс движения передается газу в радиальном направлении.
Струйный вакуумный насос — газоперекачивающий вакуумный насос, в котором откачка происходит путем захвата газа струей рабочего тела (жидкости, пара или газа).
Эжекторный вакуумный насос — пароструйный низковакуумный насос, в котором происходит турбулентновязкостной захват газа струей.
Жидкостноструйный вакуумный насос — струйный вакуумный насос, в котором в качестве рабочего тела используют струю жидкости (обычно воду).
Газоструйный вакуумный насос — струйный вакуумный насос, в котором в качестве рабочего тела используют струю газа.
Пароструйный вакуумный насос — струйный вакуумный насос, в котором в качестве рабочего туш используют струю пара.
Диффузионный вакуумный насос — пароструйный высоковакуумный насос, в котором захват газа струей происходит за счет диффузии газа в струю.
Самоочищающийся диффузионный вакуумный насос — диффузионный вакуумный насос, в котором летучие примеси не возвращаются в кипятильник, а направляются к выходу.
Фракционный диффузионный вакуумный насос — многоступенчатый вакуумный паромасляный насос, из ступени самого низкого давления которого откачивается газ более плотными компонентами рабочего вещества, представляющими собой струю пара низкого давления, а из ступеней более высокого давления — менее плотными компонентами с более высоким давлением пара.
Диффузионноэжекторный вакуумный насос — пароструйный вакуумный насос, в котором ступени или ступеням, имеющим характеристики эжекторного вакуумного насоса, предшествуют ступень или ступени, имеющие характеристики диффузионного вакуумного насоса.
Ионный вакуумный насос — кинетический вакуумный насос, в котором молекулы газа ионизируются, а затем перемещаются к выходу насоса с помощью электрического и магнитного полей (или только электрического поля).
Сорбционный вакуумный насос — газоулавливающий вакуумный насос, в котором откачка происходит вследствие сорбции газа.
Адсорбционный вакуумный насос — сорбционный вакуумный насос, в котором откачка происходит вследствие физической сорбции газа пористым сорбентом при низкой температуре.
Геттерный вакуумный насос — сорбционный вакуумный насос, в котором откачка происходит преимущественно вследствие хемосорбции газа геттером.
Сублимационный вакуумный насос — геттерный вакуумный насос, поглощающая поверхность которого обновляется при конденсации на ней термически испаряемого геттера.
Геттерноионный вакуумный насос — геттерный вакуумный насос, в котором наряду с хемосорбцией происходит ионизация газа с последующим внедреннем ускоренных иоиов в поверхность распыленного геттера.
Испарительноионный вакуумный насос — геттерноионный вакуумный насос, в котором наионизированный газ направляется к поверхности геттера, получаемой в результате непрерывного или периодического испарения.
Магнитный злектрораэрядный вакуумный насос — геттерноионный вакуумный насос, в котором для распыления геттера используют газовый разряд в магнитном поле.
Вакуумный крионасос — конденсационный или сорбционный насос с рабочими поверхностями, охлаждаемыми до сверхнизких температур.
Виды вакуумных ловушек
Конденсационная вакуумная ловушка - вакуумная ловушка, действие которой основано на конденсации паров и газов на внутренних охлаждаемых поверхностях.
Сорбционная вакуумная ловушка - вакуумная ловушка, действие которой основано на сорбции паров и газов поверхностью пористого сорбента.
Ионная вакуумная ловушка - вакуумная ловушка, в которой для удаления определенных нежелательных компонентов из газовой смеси используется их ионизация.
Параметры и характеристики
Быстрота откачки вакуумного насоса — объем газа при фиксированном давлении, откачиваемого в единицу времени.
Быстрота действия вакуумного насоса — величина, характеризующаяся быстротой откачки во входном сечении насоса при его работе.
Эффективная быстрота откачки вакуумного насоса — быстрота откачки на конце трубопровода, присоединенного к откачиваемому сосуду.
Производительность вакуумного насоса — поток газа через входное сечение насоса.
Наибольшее давление запуска вакуумного насоса — наибольшее давление во входном сечении вакуумного насоса, при котором насос может начать работать.
Наибольшее выпускное давление вакуумного насоса — наибольшее давление в выходном сечении вакуумного насоса, при котором насос может осуществлять откачку.
Наибольшее рабочее давление вакуумного насоса — наибольшее давление во входном сечении насоса, при котором он длительное время сохраняет номинальную быстроту действия.
Предельное остаточное давление насоса — значение, к которому асимптотически стремится давление в стандартизованном испытательном объеме без выпуска газа при нормально работающем насосе.
Время выхода вакуумного насоса на рабочий режим — время с момента включения насоса до момента, когда ой может начать откачку при рабочем давлении.
Степень сжатия вакуумного насоса - отношение объемов, занимаемых газом в начале и в конце процесса сжатия в вакуумных насосах объемного действия.
Вакуумметры
Вакуумметр — манометр для измерения давления разреженного газа или пара.
Абсолютный вакуумметр — вакуумметр, чувствительность которого одинакова для всех газов и может быть рассчитана по измеряемым физическим величинам.
Дифференциальный вакуумметр — вакуумметр для измерения разности давлений по обе стороны от разделительного чувствительного элемента.
Вакуумметр полного давления — вакуумметр для измерения суммарного давления, оказываемого всеми компонентами газовой смеси.
Измерительный преобразователь давления — первичный измерительный преобразователь, воспринимающий непосредственно измеряемое давление и преобразующий его в другую физическую величину.
Открытый преобразователь давления — преобразователь давления, электродная система которого не имеет герметизированного корпуса и (или) проводимость между центром электродной системы и входным сечением присоединительного патрубка равна или превышает 210~2 м3/с.
Закрытый преобразователь давления — преобразователь давления, электродная система которого заключена в герметизированный корпус и проводимость между ее центром и выходным сечением присоединительного патрубка меньше 210~2 м3/с.
Измерительный блок вакуумметра — часть вакуумметра, которая предназначена для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, и содержит блок питания и все электрические цепи, необходимые для работы прибора.
Отсчетное устройство вакуумметра — часть измерительного блока вакуумметра, предназначенного для регистрации значений измеряемого параметра.
Масс-спектрометр — прибор для количественного и (или) качественного определения состава и структуры веществ, изучения физикохимических процессов и явлений по масс-спектрам этих веществ.
Индикатор с разрядной трубкой — прозрачная газоразрядная трубка, позволяющая по цвету и форме свечения разряда определить вид газа и его давление.
Жидкостный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на уравновешивании измеряемого давления или разности давлений давлением столба жидкости.
Мобразный вакуумметр — жидкостный вакуумметр, состоящий из сообщающихся сосудов, давление в которых определяют по одному или нескольким уровням жидкости. Деформационный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на зависимости деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления.
Мембранный вакуумметр — деформационный вакуумметр, в котором чувствительным элементом является мембрана или мембранная коробка.
Компрессионный вакуумметр — жидкостный вакуумметр, в котором для измерения давления разреженного газа последний предварительно сжимается.
Вязкостный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на зависимости вязкости разреженного газа от скорости движения в нем твердого тела и измеряемого давления.
Тепловой вакуумметр — вакуумметр полного, давления, действие которого основано на зависимости теплопроводности разреженного газа от давления.
Термопарный вакуумметр — тепловой вакуумметр, в котором использована зависимость электродвижущей силы термопары от измеряемого давления.
Вакуумметр сопротивления — тепловой вакуумметр, действие которого основано на зависимости электрического сопротивления нагреваемого током элемента от давления газа.
Термомолекулярный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на передаче чувствительному элементу суммарного импульса молекул газа, отражающихся от поверхностей с различными температурами.
Ионизационный вакуумметр — вакуумметр полного давления, действие которого основано на зависимости ионного тока, возникшего в газе в результате ионизации молекул разреженного газа, от давления.
Радиоизотопный ионизационный вакуумметр — ионизационный вакуумметр, в котором для ионизации газа применяют излученне радиоактивных источников.
Магнитный электроразрядный вакуумметр — ионизационный вакуумметр, действие которого основано на зависимости тонного тока электрического разряда в магнитном поле от измеряемого давления.
Вакуумметр Пеннинга — магнитный электроразрядный вакуумметр, в преобразователе которого один из электродов состоит из двух соединенных между собой пластин, а другой (обычно анод) помещен между ними и имеет форму замкнутой рамки; при этом направление магнитного поля перпендикулярно плоскости анодной рамки.
Электронный ионизационный вакуумметр — ионизационный вакуумметр, в преобразователе которого газ ионизируется электронами, ускоряемыми электрическим полем.
Электронный ионизационный вакуумметр с осевым коллектором - электронный ионизационный вакуумметр с уменьшенным фоновым давлением благодаря использованию в качестве коллектора ионов тонкой проволоки, помещенной соосно с цилиндрической сеткой, и укрепленного снаружи сетки катода.
Экстракторный вакуумметр — электронный ионизационный вакуумметр, в преобразователе которого фоновой ток уменьшен использованием в качестве коллектора ионов короткой и гонкой проволоки, находящейся на оси анода и выведенной из области ионизации.
Электронный ионизационный вакуумметр с магнитным полем — электронный ионизационный вакуумметр, преобразователь давления которого представляет собой цилиндрический магнетрон, в котором под действием магнитного поля увеличены траектория электронов и число образующихся ионов.
Радиочастотный масс-спектрометр — масс-спектрометр, в котором ионы разделяются в радиочастотном продольном электрическом поле, образованном последовательно расположенными сетчатыми электродами (радиочастотными каскадами); при этом к коллектору проходят только ионы, ускоренные в радиочастотных каскадах.
Квадрупольный масс-спектрометр — масс-спектрометр, в котором ионы разделяются в высокочастотном электрическом поле анализатора, образованного четырьмя параллельными цилиндрическими электродами.
Монополярный масс-спектрометр — масс-спектрометр, в котором ионы разделяются в высокочастотном электрическом поле анализатора, состоящего из двух электродов.
Масс-спектрометр с магнитным отклонением — масс-спектрометр, в котором ускоренные ионы, имеющие разные массы, под действием магнитного поля движутся по различным круговым траекториям.
Циклоидальный масс-спектрометр — масс-спектрометр, в котором ионы разделяются скрещенными электрическим и магнитным полями, в которых они следуют по различным циклоидным траекториям, в результате чего ионы фокусируются в разных точках в зависимости от отношения массы к заряду.
Омегатронный масс-спектрометр — масс-спектрометр, в котором ионы разделяются при движении по спиральным траекториям, в радиочастотном электрическом и постоянном магнитном полях, перпендикулярных одно другому.
Времяпролетный масс-спектрометр — масс-спектрометр, в котором газ Ионизируется электронным пучком с импульсной модуляцией, и ускоряющнеся в пространстве дрейфа ионы разделяются по времени прибытия на коллектор в зависимости от отношения массы иона к заряду.
Характеристики вакуумметров
Диапазон измерений вакуумметра — область давлений, в который нормированы допускаемые погрешности измерений.
Чувствительность вакуумметра — отношение изменения сигнала на выходе вакуумметра к вызывающему его изменению давления.
Относительная чувствительность вакуумметра- отношение чувствительности вакуумметра для данного газа к чувствительности его для азота притом же давлении и идентичных условиях измерения.
Приведенная чувствительность ионизационного вакуумметра - Отношение ионного тока для данного газа к произведению ионизирующего тока и соответствующего давления.
Эквивалентное азотное давление — давление чистого азота, которое давало бы показание вакуумметра, равное показанию, вызванному воздействующим на него газом.
Фоновое давление вакуумметра — условное давление чистого азота, соответствующее такому же показанию ионизационного вакуумметра, как при остаточном токе, независящем от давления.
Термины , применяемые в вакуумной технике
Газ — состояние вещества, при котором движение молекул практически не ограничено межмолекулярными силами, так что вещество может занимать любое доступное пространство.
Неконденсирующийся газ — газ, который во всем Диапазоне рабочих температур не может быть переведен в конденсированную фазу только путем увеличения его давления.
Парциальное давление газа — давление, оказываемое химически индивидуальным газом, содержащимся в газовой смеси, равное давлению, которое оказывал бы этот газ, если удалить из занимаемого газовой смесью объема остальные газы, при условии сохранения первоначальных объема и температуры.
Полное давление газа — сумма парциальных давлений компонентов газовой смеси. (Примечание: термин применяют, если термин «Давление» четко не указывает на разницу между отдельными парциальными давлениями и их суммой).
Давление газа на ограничивающую поверхность — нормальная составляющая силы, действующей со стороны газа на ограничивающую поверхность, деленная на площадь этой поверхности. (Примечание 1: При наличии потока молекул газа указывают ориентацию поверхности по отношению к вектору этого потока. 2: Термин «Давление» без дополнительных определений означает статическое давление в газе при его установившемся течении).
Давление в определенной точке газового пространства — скорость переноса нормальной составляющей количества движения, связанного с движением молекул в обоих направлениях через площадку на воображаемой плоскости, проходящей через эту точку, деленная на величину этой площадки. (Примечание. При наличии потока молекул газа указывают ориентацию плоскости по отношению к вектору этого потока).
Количество газа — произведение объема, занимаемого газом, находящимся в равновесном состоянии, на его давление.
Пар — газ, верхний предел рабочих температур которого ниже критической температуры сжижения.
Насыщенный пар — пар, находящийся при данной температуре в термодинамическом равновесии с одной из конденсированных фаз рассматриваемого вещества.
Давление насыщенного пара — давление пара, находящегося при данной температуре в термодинамическом равновесии с одной из его конденсированных фаз.
Ненасыщенный пар — пар, давление которого меньше давления насыщенного пара рассматриваемого вещества при заданной температуре.
Степень насыщения пара — отношение давления пара к насыщенного пара.
Молекулярная концентрация — число молекул газа в единице объема.
Молекулярная концентрация заданного компонента — число молекул заданного компонента в единице объема.
Плотность газа — масса единицы объема газа.
Плотность газа, приведенная к единице давления — отношение плотности газа к его давлению.
Длина свободного пути молекул — длина пути, пройденного молекулой между двумя последовательными столкновениями с другими молекулами.
Средняя длина свободного пути молекулы — среднее арифметическое значение длин свободного пути молекул.
Число столкновений молекул в единицу времени — среднее арифметическое число столкновений, испытываемое молекулой за единицу времени при движении ее относительно других молекул.
Диффузия газа — движение газа в другой среде под влиянием градиента концентрации. (Примечание. Примечание. Средой может быть другой газ (в этом случае наблюдается взаимная диффузия или конденсированная фаза).
Течение газа — перемещение газа в трубопроводе под действием разности давлений или температур на его концах.
Вязкостное течение — течение газа в трубопроводе в условиях, когда средняя длина свободного пути молекул очень мала по сравнению с наименьшим внутренним поперечным размером трубопровода, так что поток зависит от плотности газа.(Примечание: Течение может бытьламинарным или турбулентным).
Молекулярное течение — течение газа в трубопроводе при условиях, когда средняя длина свободного пути молекул значительно превышает внутренний размер поперечного сечения трубопровода.
Молекулярно — вязкостное течение — течение газа в трубопроводе при условиях, промежуточных между ламинарным вязкостным течением и молекулярным течением.
Эффузионное течение — течение газа через отверстие, когда наибольший размер отверстия меньше средней длины свободного пути молекул.
Температурная транспирация? — течение газа между соединенными сосудами вследствие разности температур сосудов, результатом которой является образование градиента давлений.
Поток молекул — число молекул, проходящих через некоторое сечение в единицу времени.
Результирующий поток молекул — разность числа молекул, пересекающих в единицу времени некоторую поверхность в одном направлении, и числа молекул, пересекающих ее в обратном направлении.
Плотность потока молекул — результирующий поток молекул, деленный на площадь поверхности, которую он пересекает.
Массовый поток газа — масса газа, пересекающего некоторую поверхность за единицу времени.
Объемный поток газа — объем газа при указанных температуре и давлении, пересекающего некоторую поверхность за единицу времени.
Молярный поток газа — число молей газа, пересекающего некоторую поверхность за единицу времени.
Распределение Максвелла по скоростям — распределение по скоростям, соответствующее функции распределения Максвелла Больцмана. (Примечание: Распределение Максвелла — Больцмана по скоростям соответствует распределению по скоростям молекул газа, находящегося в состоянии равновесия при заданной температуре на расстоянии от стенок сосуда намного большем, чем средняя длина свободного пути молекул).
Вероятность прохождения — вероятность того, что молекула, вошедшая через входное отверстие канала, выйдет через его выходное отверстие и не пройдет входное отверстие в обратном направлении.
Проводимость элемента вакуумной системы — свойство, характеризуемое отношением потока газа, проходящего по каналу или через отверстие, к разности давлений в двух указанных сечениях канала или по обеим сторонам отверстия.
Внутренняя проводимость элемента вакуумной системы — проводимость в частном случае, когда канал (или отверстие) соединяет два сосуда при условии максвелловского распределения молекул по скоростям в обоих сосудах. (Примечание: в случае молекулярного течения внутренняя проводимость равна произведению проводимости входного отверстия и вероятности его прохождения).
Молекулярная проводимость элемента вакуумной системы — проводимость, определяемая отношением потока молекул к разности средних чисел молекул в единице объема по обеим сторонам отверстия или в двух поперечных сечениях канала.
Сопротивление элемента вакуумной системы — величина, обратная проводимости элемента вакуумной системы.
Сорбция — захват газа или пара твердым телом или жидкостью.
Адсорбция — сорбция, при которой газ или пар удерживаются на поверхности твердого вещества или жидкости.
Абсорбция — сорбция, при которой газ диффундирует объемом твердого тела или жидкости.
Физическая сорбция — сорбция под действием физических сил, при которой не образуются химические связи.
Хемосорбция — сорбция, при которой происходит образование химические связи.
Коэффициент аккомодации — величина, определяемая отношением средней энергии, реально передаваемой поверхности налетающими молекулами, к средней энергии, которая может быть передана поверхности налетающими молекулами, если бы они отрывались от поверхности после достижения с нею полного теплового равновесия.
Частота столкновений — число молекул, сталкивающихся с единицей площади поверхности в единицу времени.
Скорость конденсации — число молекул, конденсирующихся на единице площади поверхности в единицу времени.
Скорость прилипания — число молекул, сорбирующихся на единице площади поверхности в единицу времени.
Вероятность прилипания — отношение скоростей прилипания к частоте столкновений.
Время удержания — среднее время, в течение которого молекулы удерживаются на поверхности в состоянии сорбции.
Миграция — движение молекул на поверхности.
Десорбция — освобождение газов или паров, сорбированных каким — либо матерналом.
Скорость десорбции — количество газа, десорбирующееся с единицы площади поверхности в единицу времени.
Скорость испарения — число молекул вещества, испаряющегося с единицы площади поверхности в единицу времени.
Просачивание — процесс прохождения газа через твердый барьер. (Примечание: Процесс включает в себя диффузию газа в твердом теле и различные поверхностные явления).
Проницаемость твердой перегородки — отношение потока газа через перегородку к потоку газа через то же сечение при отсутствии перегородки, являющееся функцией давлений по обе стороны перегородки и структуры перегородки.
Коэффициент проницаемости газа — величина, определяемая произведением проницаемости на отношение толщины перегородки к ее площади.
Условный проход — диаметр проходного сечения элемента вакуумной системы, определяющий присоединительные размеры по действующим стандартам.
Откачка — уменьшение молекулярной концентрации газа при помощи устройств, удаляющих или поглощающих газ.
Газовыделение — самопроизвольное выделение газа из материала в вакуум.
Обезгаживание — принудительное удаление газа из материала.
Обратная диффузия — диффузия газа в направлении, противоположном направлению откачки.
Обратная миграция — поверхностная миграция масла в откачиваемый объем по внутренним поверхностям вакуумной системы в направлении, противоположном направлению откачки.
Рабочее вещество — вещество или его пары, используемое для увлечения откачиваемых газов в струйных вакуумных насосах.
Радиочастотный масс — спектрометр — масс — спектрометр, в котором разделение ионов происходит в радиочастотном продольном электрическом поле.
Квадрупольный масс — спектрометр — масс — спектрометр в котором разделение ионов происходит в высокочастотном электрическом поле анализатора, образованного четырьмя параллельными цилиндрическими электродами.
Монополярный масс — спектрометр — масс — спектрометр, в котором разделение ионов происходит в высокочастотном электрическом поле анализатора, состоящего из двух электродов.
Масс — спектрометр с магнитным отклонением — масс — спектрометр, в котором ускоренные ионы, имеющие разные массы, под действием магнитного поля движутся по различным круговым траекториям.
Циклоидальный масс — спектрометр — масс — спектрометр, в котором ионы разделяются скрещенными электрическим и магнитным полями, в которых они следуют по различным циклоидным траекториям, в результате чего ионы фокусируются в разных точках в зависимости от отношения массы к заряду.
Омегатронный масс — спектрометр — масс — спектрометр, в котором ионы разделяются при движении по спиральным траекториям в радиочастотном электрическом и постоянном магнитном полях, перпендикулярных друг другу.
Времяпролетный масс — спектрометр — масс — спектрометр, в котором газ ионизируется электронным пучком с импульсной модуляцией и ускоряющиеся в пространстве дрейфа ионы разделяются по времени прибытия на коллектор в зависимости от отношения массы иона к заряду.