真空测量与检漏分析

真空测量与检漏

主讲人：刘玉岱 东北大学 真空测量与检漏东北大学首期《真空技术》培训班系列教程之三

真空测量与检漏

1 真空测量概述

2 全压力测量

3 分压力测量

4 真空计校准

I 真空测量

II 检漏

5 检漏概述

6 检漏方法

7 检漏仪 真空测量与检漏

I 真空测量

1 真空测量概述 1.1 什么是真空测量 1.

2 真空度的表征及单位

1.3 真空计分类 1.4 真空计测量范围 1.5

真空测量特点 1.6 选择真空计原则

真空测量与检漏

1.1 什么是真空测量

真空测量就是真空度的测量，而真空度是指低于大气压力的气体稀薄程度。真空度是用压力来表示的。 真空测量包括全压力测量、分压力测量和真空计校准。 真空计是指探测低压空间稀薄气体压力所用的仪器。 大气压力为101325Pa 。 直接测量压力是比较少的。测量真空度的办法通常是在气体中造成一定的物理现象，然后测量这个过程中与气体压力有关的某些物理量，再设法间接确定出真实压力来。 被测量气体多为混合气体，上述压力测量是指混合气体全压力测量，等于其各组成成分的分压力之和。

真空测量与检漏

现代分压力真空计都属于电离类。 有时只需知晓被测系统残余气体成分和相对含量，并不要求测出分压力值，所用仪器为残余气体分析仪。 正确的压力测量必须用标准真空计或能产生已知低压的校准装置对真空计进行校准。 真空计量器具分三类：计量基准器具、计量标准器具和工作计量器具。前两类用于复现和传递真空度量值，统一全国真空度量值；后一类是在现场应用。

真空测量与检漏

1.2 真空度的表征及单位

一般用压力来表示真空度。

根据真空度定义，真空度最好用分子密度n 表示，而以压力表示真空度与此并不矛盾。气体处于平衡态并满足麦克斯威速度分布定律，即p ＝nkT 成立。当温度T 一定时，所以气体压力p 正比于分子密度n ，也就是说，压力是分子密度的量度。

还可以用如下参数表示真空度：

粒子密度n 、分 子平均自由程λ、碰撞次数z 、覆盖时间τ。

单位：1Pa ＝ 1Nm -2

真空度百分数：

当压力p >102 Pa 时，δ＝（p 0－p ）/p 0×100％ 式中p —— 标准大气压力，Pa 。

真空测量与检漏

1.3 真空计分类

按刻度方法分类：

绝对真空计：直接读取气体压力，其压力响应（刻 度）可通过自身几何尺寸计算出来或 由测力确定。与气体种类无关。

相对真空计：由一些与气体压力有函数关系的量来 确定压力，不能通过简单的计算进行 刻度，必须进行校准才能刻度。一般 由作为传感器的真空计规管（或规头） 和用于控制、指示的测量器组成。读 数与气体种类有关。

真空测量与检漏

按真空计测量原理分类： 静态液位真空计

直接测量真空计 弹性元件真空计 压缩式真空计 热传导真空计 热辐射真空计 间接测量真空计 电离真空计 放电管指示器 粘滞真空计 场致显微仪

分压力真空计 真空测量与检漏

1.4 真空计测量范围

近代真空技术所涉及到的压力范围宽达19个数量级（105～10-14 Pa）。

一些真空计的压力测量范围

真

空

测

量

与

检

漏

1.5 真空测量特点

?测量压力范围宽，105～10－14 Pa 。 ?大部分真空计是间接测量。

?多采用非电量电测技术。

?读数与气体种类和成分有关。 ?测量精度不高。

真空测量与检漏

1.6 选择真空计原则

?精度。

?真空计和被测气体相互影响。

?能测全压力吗？ ?连续指示、电气指示、反应时间。 ?稳定性、复现性、可靠性和寿命。 ?安装、操作、保修、管理。

真空测量与检漏

2 全压力测量 2.1 U 型管真空计 2.2 弹性元件真空计 2.3

压缩式真空计 2.4 热传导真空计 2.5 热阴极电离真空计

2.6 冷阴极电离真空计

2.7 电容式薄膜真空计

2.8 放射性电离真空计

2.9 磁悬浮转子真空计 真空测量与检漏

2.1 U 型管真空计

测量范围为105～10Pa ，绝对真空计

A.开式U 型管真空计

p = p 0－ρgh 式中 p —— 待测压力 p 0 —— 环境大气压力 h —— 两液面高度差 ρ—— 工作液密度 g —— 重力加速度

真空测量与检漏

B.闭式U 型管真空计

p = ρgh

式中 p —— 待测压力

h —— 两液面高度差 ρ—— 工作液密度 g —— 重力加速度

真空测量与检漏

2.2 弹性元件真空计

利用弹性元件在压差作用下产生弹性变形的原理制成，一般用于粗真空（102～105Pa）的测量。

真

空

测

量

与

检

漏

弹性元件真空表的特点

?测量结果是全压力。

?测量过程中，仪表的吸气和放气很小。 ?测量精度较高。 ?反应速度较快。 ?结构牢固。 ?是绝对真空计，0.5级以上的表可作为标准表。

真空测量与检漏

2.3 压缩式真空计

U 型管真空计的重大改进，依据

理想气体的波义耳定律

p ＝πd 2ρgh 1（h 1－h 2）/(4V )

式中 d 为测量毛细管的内径。V 和d 为

真空计的已知数据，则： p

＝Kh 1（h 1－h 2） K ＝πd 2ρg /(4V ) = 1.05×105 · d 2/V 式中 p —— 待测压力，Pa h 1、h 2 —— 液面差，m K —— 真空计常数，Pam －2 V —— 玻璃泡和测量毛细管总容

真空测量与检漏

三种刻度方法

?无定标刻度法

?平方刻度法

h 2＝0 则 p ＝Kh 2 ?直线刻度法 h 1＝常数 则 p ＝ K·h 1h ＝ K line h 式中 K line 为直线刻度真 空计常数，Pam －1

真空测量与检漏

压缩真空计的特点

?刻度与气体种类无关（对永久气体）。 ?测量范围较宽、精度较高：工作计为102～10-3Pa ，一般相对误差在10×10-2。 ?不能连续测量。 ?水银蒸气对人体有害。

真空测量与检漏

2.4 热传导真空计

根据低压力下（λ>>d ），

气体分子热传导与压力有关

的原理制成。

规管中的热丝热量散失

Q=Q L +Q r ＋Q g 令 K 1=Q L +Q r K 2p ＝Q g 有Q ＝ K 1+K 2p 当K 1<

真空检漏常用方法和技巧

真空检漏1 一、概述1．概漏的基本概念真空检漏就是检测真空系统的漏气部位及其大小的过程。漏气也叫实漏，是气体通过系统上的漏孔或间隙从高压侧流到低压侧的现象。虚漏，是相对实漏而言的一种物理现象。这种现象是由于材料放气、解吸、凝结气体的再蒸发、气体通过器壁的渗透及系统内死空间中气体的流出等原因引起真空系统中气体压力升高的现象。气密性是表征真空系统器壁防止气体渗透的性能，它包括通过漏孔(或间隙)的漏气和材质的渗气。最小可检漏率是指某种检漏方法能够检测出的漏率的最小值。最佳灵敏度是指检漏仪器或检漏方法在最佳条件下所能检测出的最小漏率。对于检漏仪器来讲，最佳灵敏度又称作仪器灵敏度。检漏灵敏度是指在具体条件下，某种检漏方法所能检测出的最小漏率。检漏灵敏度又称作有效灵敏度。反应时间，即从检漏方法开始实施(如开始喷吹示漏气体)到指示方法(如仪表)做出反应的时间。消除时间，即从检漏方法停止(如停止喷吹且开始抽出示漏气体)到指示方法的指示消失的时间。漏率，即单位时间内流过漏孔(包括间隙)的气体量。2．漏孔、漏率及其单位真空技术中所指的漏孔，由于尺寸微小、形状复杂、形式多样(如图1所示)，无法用几何尺寸表示其大小。所以一般用等效流导或漏气速率(简称为漏率)表示漏孔的大小。用漏率表示漏孔大小时，如果不加特殊说明，则是指在漏孔入口压力为×105Pa，出口压力低于×103Pa，温度为296士3K的标准条件下，单位时间内流过漏孔的露点温度低于248K的空气的气体量。漏率的单位是帕斯卡×立方米／秒，记为Pam3／s。为了方便，有时用帕斯卡×升／秒，记为PaL／s。3．最大容许漏率真空系统漏气是绝对的，不漏气是相对的在真空检漏技术中所指的“漏”是和最大容许漏率的概念联系在一起的。对于动态真空系统，只要其平衡压力能够达到所要求的真空度，这时即使存在着漏孔，也可以认为该系统的漏率是容许的，该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。动态真空系统的最大容许漏率qLmax应满足qLmax≤1/10PwS (1) 式中Pw----系统工作压力S----系统的有效抽速对于静态真空系统，要求在一定时间内，其压力维持在容许的压力以下，这时即使存在着漏孔，同样叮以认为该系统的漏率是容许的，该情况下系统的漏率称为最大容许漏率。如果要求在时间t内,容积为V的系统的压力由p 升至pt，则其最大容许漏率qLmax应满足qLmax≤(pt-p)V/t (2) 各种真空设备的

低真空的获得与测量

实验报告 PB09210089 谯志 实验题目：低真空的获得和测量； 实验目的：了解最基本得真空系统的结构，尤其是低真空系统的结构，了解低真空的获得设备——机械机械泵以及热传导真空计、U型真空计、高频火花正空测定仪的原理及使用。 实验原理： 1、真空的获得： 1)机械泵：真空获得中最常用的设备，不仅可以直接获得低真空，还常用作为获得高真空的前级泵； 2)扩散泵：靠油的蒸发->扩散->喷射->凝结重复循环来实现抽气，能有效地带走气体分子，气体分子被带往出口处再由机械泵抽走； 2、真空的测量： 1)水银U型管压力计：无需校准，可以在气压不太低时使用； 2)热偶真空计：利用在低气压下气体热导率与压强之间依赖关系，测量范围100-10-1Pa之间；

3)高频电火花真空测定仪：粗略测量玻璃真空系统的仪器，从放电辉光颜色可以粗略估计真空的气压； 3、真空系统： 最简单的系统结构只需机械泵加上测量仪器即可获得粗真空到低真空的工作氛围。

4、机械泵抽速的测定： e v p dt Vdp ??=- (ln ) e dp d p v V V pdt dt =-=- 实验步骤： 1、学习开动机械泵获得低真空； 2、利用U 形管，热偶计测量真空度; 3、观察不同真空度时放电现象，与U 形管热偶计比较，对照; 4、求得本次实验之最高真空度; 5、测量P －t 关系曲线并求粗真空下的机械泵的抽速。 实验现象与实验数据

一.真空管的放电现象以及火花仪的放电颜色与气压的关系如下所 示: 现象分析： 1.放电管的放电现象是由于放电管产生高压使气体电离发光而产生的。管内气体比较多时，由于气压过度，放电管放电产生的带电粒子还不足以使气体电离和激发发光，因而观察不到现象。 2.管内气压达到1×10Pa数量级时，放电辉光颜色为紫色和粉红色，是因为在此气压下氧氮受激发产生的。 3.系统内气压不同放电辉光的颜色也不同。因为气压不同，放电管放电电离激发的气体分子也不同，从而产生不同颜色的光，气压过低时，带电粒子与气体分子碰撞太少，发光微弱。 4.放电现象和火花现象不完全相同，是因为相同气压下两者在管内产生的电压不同，从而电离的气体成分也不同，发光颜色自然有差异。 二、做P－t关系曲线并求粗真空下的机械泵的抽速 (1) U型管压强计所测得的数据列表如下:(压强为进行曲对数运算后的数据)

真空灭弧室的基本结构及工作原理

一、真空灭弧室基本结构 组成真空灭弧室的主要结构件为绝缘外壳、动静盖板、触头、波纹管、屏蔽罩、动静导电杆、导向套等，分别根据相应的功用选用不同的材料，采用真空钎焊工艺将相应的零部件封接成密闭的真空腔室，借助真空优良的绝缘性能与熄弧性能，在切断电源后能迅速熄弧并抑制电流， 1、结构简图 1—静端盖板2—主屏蔽罩3—动静触头4—波纹管 5—动端盖板6—静导电杆7—绝缘外壳8—动导电杆 2、各个主要零部件的作用 1）绝缘外壳 一般选用Al2O3陶瓷管壳。Al2O3陶瓷材料具有优异电绝缘性能、较高的机械强度、高温下不易分解与蒸发等一系列优点，即能保证真空灭弧室在生产及运行过程中的气密性又不易损坏。 2）波纹管

波纹管是真空灭弧室中不可缺少的重要元件。是唯一可动的外壳部分，因此它的作用也称为“动密封”。既能保证灭弧室的密封，又能借助于它来实现触头的相对运动，波纹管的允许伸缩量决定了所能获得的最大触头开距。 波纹管的材料壁厚仅为0.10——0.16mm，开关在每次合分动作时都会使波纹管的波状薄壁产生一次较大幅度的机械变形。由于剧裂而频繁的机械变形很容易使波纹管因疲劳而损坏，最终导致灭弧室漏气而报废。某种程度上，波纹管的疲劳寿命也就决定了真空灭弧室的机械寿命，所以说，整个寿命期间，一定严禁扭伤或划伤波纹管。 波纹管的疲劳寿命还和工作条件的受热温度有关，真空灭弧室在分断大的短路电流后，导电杆的余热传递到波纹管上，使波纹管的温度升高，当温升达到一定程度时，这也会影响波纹管的疲劳强度。 3）触头 真空灭弧室是真空开关的心脏，而触头则是真空灭弧室的心脏，因此触头材料和触头结构等对真空灭弧室的性能影响极大。 ①触头材料主要从开断能力、耐受电压能力、抗电腐蚀性、抗熔焊能力、截流 值、含气量等方面来选择。目前断路器用真空灭弧室的触头材料大都采用铜铬合金，铜与铬各占50%。 ②触头结构对灭孤室的开断能力有很大影响。采用不同结构触头产生的灭弧效 果有所不同的，早期采用简单的圆柱形触头，结构虽简单，但开断能力不能满足断路器的要求，仅能开断10kA以下电流，目前仅有真空负荷开关、高压真空接触器等用真空灭弧室才采用。目前采用较多的有螺旋糟型结构触头、带斜槽杯状结构触头和杯状纵磁结构触头三种，其中以采用杯状纵磁结构触头为主。 4）主屏蔽罩 主屏蔽罩也称为中间屏蔽罩或冷凝屏蔽罩。设置在触头周围，应该正对着触头拉开后的燃弧区。其主要作用是可以阻挡电弧生成物四周喷溅的作用，有助于电弧熄灭后残余等离子体的衰减，防止绝缘外壳受污染。因而主屏蔽罩对真空灭弧室的弧后介质强度恢复速度和开断能力的提高起到很大作用。 5）动静导电杆

高压开关柜基本知识

高低压配电知识问答 第一章高压开关柜概述 一、基本概念 1.开关柜（又称成套开关或成套配电装置）：它是以断路器为主的电气设备；是指生产厂家根据电气一次主接线图的要求，将有关的高低压电器（包括控制电器、保护电器、测量电器）以及母线、载流导体、绝缘子等装配在封闭的或敞开的金属柜体内，作为电力系统中接受和分配电能的装置。 2.高压开关设备：主要用于发电、输电、配电和电能转换的高压开关以及和控制、测量、保护装置、电气联结（母线）、外壳、支持件等组成的总称。 3.开关柜防护要求中的“五防”：防止误分误合断路器、防止带电分合隔离开关、防止带电合接地开关、防止带接地分合断路器、防止误入带电间隔。 4.母排位置相序对应关系： 表1-1

5.防护等级:外壳、隔板及其他部分防止人体接近带电部分和触及运动部件以及防止外部物体侵入内部设备的保护程度。 表1-2

二、开关柜的主要特点： 1.有一、二次方案,这是开关柜具体的功能标志,包括电能汇集、分配、计量和保护功能电气线路。一个开关柜有一个确定的主回路(一次回路)方案和一个辅助回路(二次回路)方案，当一个开关柜的主方案不能实现时可以用几个单元方案来组合而成。 2.开关柜具有一定的操作程序及机械或电气联锁机构，实践证明: 无“五防”功能或“五防功能不全”是造成电力事故的主要原因。 3.具有接地的金属外壳，其外壳有支承和防护作用.因此要求它应具有足够的机械强度和刚度，保证装置的稳固性,当柜内产生故障时,不会出现变形,折断等外部效应。同时也可以防止人体接近带电部分和触及运动部件，防止外界因素对内部设施的影响;以及防止设备受到意外的冲击。 4.具有抑制内部故障的功能，“内部故障”是指开关柜内部电弧短路引起的故障，一旦发生内部故障要求把电弧故障限制在隔室以内。

实验七：真空的获得与测量

近代物理实验预习报告学生姓名：学号：专业班级： 实验类型：□验证□综合□设计□创新实验日期：实验成绩： 真空的获得与测量 【实验目的】 1.了解真空技术基础。 2.利用机械泵组获得真空，并使用符合真空计测量被抽容器所能达到的真空度。 【实验原理】 空气度是对空气稀薄程度的一种客观度量，单位体积中的气体分子数较少，表明真空度越高。通常真空度用气体压强来表示，压强越低真空度越高。按照国际的单位制（SI），压强单位是牛顿/米2，称为帕斯卡，简称帕（Pa）。表1为不同压强单位的转换标准。 表格 1 不同压强单位的转换比例 单位帕/Pa 托/Torr 毫巴/mbar 标准大气压 1Pa 1 7.5×10-31×10-29.87×10-6 1Torr 133.3 1 1.333 1.316×10-3 1mbar 100 0.75 1 9.87×10-4 1atm 1．013×105760 1.013×103 1 在近代物理实验中通常根据真空度的获得和测量方法的不同，可将真空区域划分为一下五个范围，见表2. 表格 2 真空区域划分 真空区域粗真空低真空高真空超高真空极高真空范围 （Pa） 105～103103～10-110-1～10-610-6～10-12<10-12 抽气系统机械泵 吸附泵 机械泵 吸附泵 扩散泵 分子泵 分子泵 低温泵 离子泵 测量仪器U型管压差计电阻真空计电离规超高真空电离技

热偶真空计潘宁规 真空技术，一般包括真空的获得、测量、检漏以及系统的设计与计算等。它已发展成为一门独立的科学技术，广泛应用于科学研究、工业生产的各个领域中。对真空技术的学习和充分掌握已成为一项重要的基本实验技能，以下我们将对真空的获得与测量进行简要介绍。 为了获得真空，就必须设法将气体外子从容器中抽出。凡是能从容器中抽出气体，使气体压强降低的装置均可称为真空泵，真空泵按其工作机理可分为排气型和吸气型两大类，排气型真空泵是利用内部的各种压缩机构，将被抽容器中的气体压缩到排气口，而将气体排出泵体之外,如机械泵、扩散泵和分子泵等.吸气型真空泵则是在封闭的真空系统中,利用各种表面吸气剂)吸气的办法将被抽空间的气体分子长期吸着在吸气剂表面上,使被抽容器保持真空.如.吸附泵、离子泵和低温泵等。 近代物理实验中对于真空的要求是达到 低真空即可,设备采用的是2XZ-2型旋片式真 空泵,对密封腔体抽除气体而获得真空。旋片 式机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸 气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不 断膨胀从而获得真空的机械泵。其工作压强 最低能够达到10-1Pa,属于低真空泵。它可以 单独使用，也可以作为其他高真空泵或超高 真空泵的前级泵。其主要结构和外形示意如 图1所示。 如图1所示，旋片式机械泵由定子、转子、 旋片、弹簧等组成，是一.种油封式机械真空 图 1 旋片式机械泵机构图和外形示意图泵。定子为一圆柱形空腔，空腔上装着进气 管和出气阀门,转子顶端保持与空腔壁相接触,转子上开有槽,槽内安放了由弹簧连接的两个刮板。当转子旋转时,两刮板的顶端始终沿着空腔的内壁滑动。整个空腔放置在油箱内。工作时，转子带着旋片不断旋转,就有气体不断排出,完成抽气作用。整个泵体必须浸没在机械泵油中才能工作,泵油起着密封润滑和冷却的作用。 测量低压下气体真空度的装置称为真空计。真空计的种类很多，根据气体产生的压强、气体的枯滞性.动量转换率.热导率、电离等原理可制成各种真空计。由于被测量的真空度范围很广,一般采用不同类型的真空计分别进行相应范围内真空度的测量。常用的真空计和应用范国如表3所示。

关于真空容器检漏方法的探讨

书山有路勤为径，学海无涯苦作舟 关于真空容器检漏方法的探讨 关于真空容器检漏方法的探讨 以氦质谱检漏技术代替传统检漏方法 目前, 对于外压容器及真空容器, 通常以内压(液压或气压) 进行压力试验, 这类容器的主要失效形式是失稳, 考核指标是容器的刚度,压力试验的结果是对容器强度及致密性的验证。而外压及真空容器在内压试验时的受力情况与实际操作具有一定的差别, 实际操作时, 在外压作用下其材料和焊缝中可能存在的缺陷趋于闭合状态, 除某些缺陷(如穿透性针孔) 在外压作用下可能渗透外, 绝不会产生低应力失效,而其外压稳定性主要取决于容器的形状尺寸及制造偏差, 即外压容器的稳定性要通过设计及制造来保证。因此对外压容器进行压力试验只能是对容器的泄漏进行检验。 1、常用的检漏方法常用的检漏方法有: 氦质谱检漏、氨渗漏、气泡法、煤油渗漏、盛水试漏。对于不同结构、不同使用条件及不同漏率要求的设备, 要根据实际情况综合考虑试验成本, 选用适当的检漏方法。 在传统的检漏方法中, 氨渗漏、气泡法、油渗漏、盛水试漏试验方法简单、试验成本低, 但灵敏度也较低, 主要适用于检验较大漏率的泄漏。氦质谱检漏灵敏度高, 可靠性好, 适用于检测较小漏率要求的泄漏。 2、常规检漏方法的弊端对于外压及真空容器, 传统检漏是采用压力试验, 即液压试验或气压试验。考虑试验的安全性, 通常为液压试验, 对于容器内不允许有微量残留液体, 或由于结构原因不能充满液体的容器, 才采用气压试验。但这种方法对密封要求较高、漏率要求较小的真空容器灵敏度很难达到要求。在此情况下, 制造厂往往是在进行压力试验之后, 再进行氦质谱检漏, 以此增加检

真空断路器必须知道的基本常识(国标和IEC)

真空断路器必须知道的基本常识（国标和IEC） 真空断路器主要包含三大部分：真空灭弧室、电磁或弹簧操动机构、支架及其他部件。以 下是对基本术语和各部分的具体介绍：1.真空断路器技术标准真空断路器在我国近十年来 得到了蓬勃的发展，至今方兴未艾。产品从过去的ZN1～ZN5几个品种发展到现在数十多 个型号、品种，额定电流达到3150A，开断电流达到50kA的较好水平，并已发展到电压达35kV等级。 80年代以前，真空断路器处于发展的起步阶段，技术上在不断摸索，还不能制定技术 标准，直到1985年后才制定相关的产品标准。 目前国内主要依据标准为： JP3855-96《3.6～40.5kV交流高压真空断路器通用技术条件》 DL403-91《10～35kV户内高压断路器订货技术条件》 这里需要说明：IEC标准中并无与我国JB3855相对应的专用标准，只是套用《IEC56 交流高压断路器》。因此，我国真空断路器的标准至少在下列几个方面高于或严于IEC标准： (1) 绝缘水平： (2)电寿命试验结束后真空灭弧室断口的耐压水平：IEC56中无规定。我国JB3855一96规定为：完成电寿命次数试验后的真空断路器，其断口间绝缘能力应不低于初始绝缘水平的80%，即工频1min33.6kV和冲击60kV。 (3)触头合闸弹跳时间：IEC无规定，而我国规定要求不大于2ms。 (4)温升试验的试验电流：IEC标准中，试验电流就等于产品的额定电流。我国DL403-91中规定试验电流为产品额定电流的110%。2.真空断路器的主要技术参数真空断路器的参数，大致可划分为选用参数和运行参数两个方面。前者供用户设计选型时使用；后者则是断路器本身的机械特性或运动特性，为运行、调整的技术指标。 下表是选用参数的列项说明，并以三种真空断路器数据为例。

实验十三高真空的获得与测量

实验指导书 1 绝热法金属比热测量实验 【实验目的】 (1) 了解比热的定义和测量原理 (2) 了解基本的绝热技术 (3) 掌握绝热法金属比热测量方法 【实验原理】 比热的测量源于Nernst 对热力学第三定律的表述“接近绝对零度时所有物质的比热都趋近于零”，Einstein 用量子效应说明了低温比热的这种性质，从而开创了利用低温比热的测量来研究物质能态的方法。比热的测量几十年来为物理学各个领域的发展起到了重要的作用，尤其在物质相变的研究中更是扮演了重要的角色，例如晶格振动的Debye 理论、金属自由Fermi 气体理论、非晶态理论、超导BCS 理论、液氦的λ相变、磁有序—无序相变、铁电相变、金属正常—超导相变等。 比热的测量日趋成熟，人们发展了各类样品的不同测量方法。为了让大家了解比热的含义，我们从比热的定义出发介绍一种最基本的绝热测量方法。 物质热容的定义是指在与外部环境绝热条件下设某个温度T 附近物质吸收或放出微小量的热量δQ ，当物质达到热平衡后温度变化了δT ，那么我们说温度T 时该物质的热容为： T Q C T x δδδ0lim →= x 为变化过程中恒定的物理参量，在实际测试过程中，大多是在恒压条件下，这时x 就是压强p 。以下我们忽略掉下标x 。设物质所测样品的质量为m ，物质的比热为单位质量的热容。 T Q m c T δδδ0lim 1→= 实际测量时是样品处于某个温度附近的平均值，即 )(1)(T c T Q m T c ≈??= 一般热量是通过在Δt 时间内给样品提供一定的加热功率P ，加热功率P = 加热器的电流I ?加热器的电压V 。然后切断加热源，等待样品热平衡后测量热平衡温度，温度的变化ΔT 为终了平衡温度减去加热前平衡温度。假设整个过程样品和环境之间没有热量的传递，则比热 T t IV m T t P m T c ??=??=11)( 所以本方法的关键是系统的绝热问题。图1为测量恒温器示意图，样品架为厚度0.5 mm 、宽度25 mm 正方形紫铜，样品架背面用导热胶贴上合金薄膜电阻加热器（电阻值为 7.8 Ω）和Pt100铂金属薄膜温度计，样品室为圆柱形抛光不锈钢材料，顶盖设计为可观察、方便打开和密封的石英玻璃窗口。可看出，样品和环境之间的传热途径主要有：通过电引线和支撑杆的固体传热、真空室的剩余气体传热、样品与周围环境的辐射传热、电引线的焦耳热。系统采用热导率很低的直径φ=8 mm 的胶木棒作支撑杆，用细棉线将样品和样品架

真空获得与测量

真空获得与测量 一、实验目的 1．掌握高真空的获得和测量的基本原理及方法； 2．了解真空玻璃系统的结构；熟悉真空泵、真空计的原理 二、实验仪器 DH2010型多功能真空实验仪 三、实验原理 一、真空的获得 真空的获得是由真空泵来完成的。一般真空实验室经常使用 的是机械泵和扩散泵，用于超高真空的是钛升华泵和低温泵。 真空泵的基本原理：当泵工作后，形成压差，p1 > p2，实现了抽气。 真空泵按其工作机理可分为排气型和吸气型两大类．排气型 真空泵是利用内部的各种压缩机构，将被抽容器中的气体压缩到 排气口，而将气体排出泵体之外，如机械泵、扩散泵和分子泵等．吸 气型真空泵则是在封闭的真空系统中，利用各种表面（吸气剂） 吸气的办法将被抽空间的气体分子长期吸着在吸气剂表面上，使被抽容器保持真空，如吸附泵、离子泵和低温泵等． 真空泵的主要性能可有下列指标衡量： （1）极限真空度：无负载（无被抽容器）时泵入口处可达到的最低压强（最高真空度）（2）抽气速率：在一定的温度与压力下，单位时间内泵从被抽容器抽出气体的体积，单位（升/秒） （3）启动压强：泵能够开始正常工作的最高压强． 1、机械泵 机械泵是运用机械方法不断地改变泵内吸气空腔的容积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空的泵。机械泵的种类很多，目前常用的是旋片式机械泵。 旋片式机械泵的结构如右图，它由一个定子、一个偏心转子、旋片、弹簧组成。定子为一圆柱形空腔，空腔上装着进气管和出气阀门，转子顶端保持与空腔壁相接触，转子上开有槽，槽内安放了由弹簧连接的两个刮板．当转子旋转时，两刮板的顶端始终沿着空腔的内壁滑动．为了保证机械泵的良好密封和润滑，排气阀浸在密封油里以防止大气流入泵中。油通过泵体上的缝隙、油孔及排气阀进入泵腔，使泵 腔内所有的运动表面被油覆盖，形成了吸气腔与 排气腔之间的密封。同时，油还充满了泵腔内的 一切有害空间，以消除它们对极限真空的影响。 工作时，转子沿着箭头所示方向旋转时，进气口 方面容积逐渐扩大而吸入气体，同时逐渐缩小排 气口方面容积将已吸入气体压缩从排气口排出。 当机械泵对体积为V的容器抽气时，因泵旋 转一周所抽出气体体积为泵的工作体积△V，使被 抽体积V增大了△V，设抽气前V中压强为P， 转子旋转一周后V中压强为P1，则有： P V = P1（V+△V）

见过这么全的真空灭弧室的基础知识吗

见过这么全的真空灭弧室的基础知识吗？ 1、什么是真空 真空是指在给定的空间内，远低于一个环境大气压的气体状态。真空状态下气体的稀薄程度通常用真空度来描述，以压强值来表示。 1大气压= 760×133.3＝1.013×105（帕斯卡）或0.1013 压强越高则真空度越低；压强越低则真空度越高。 真空灭弧室中，真空度很高，一般为10-3～10-4。 2、什么是真空灭弧室 真空灭弧室也叫真空开关管或真空泡，是真空开关的核心器件。它是用一对密封在真空中的电极（触头）和其它零件，借助真空优良的绝缘和熄弧性能，实现电路的关合或分断，在切断电源后能迅速熄弧并抑止电流的真空器件。 3、真空灭弧室的分类 按外壳分：玻璃真空灭弧室、陶瓷真空灭弧室。 按用途分：断路器用真空灭弧室、负荷开关用真空灭弧室、接触器用真空灭弧室、重合器真空灭弧室、分段器用真空灭弧室与其它特殊用途真空灭弧室。 40.5/2500-31.5 T 陶瓷外壳 D 断路器用40.5为电压等级单位2500为额定电流单位A 31.5为短路开断电流单位为 12/3150-40 B 玻璃外壳D断路器用12 3150A额定电流40短路开断电流 12为T陶瓷外壳F 负荷开关用

12为T陶瓷外壳接触器用 4、真空灭弧室的基本结构 真空灭弧室主要由气密绝缘系统、导电系统、屏蔽系统、触头系统几部分组成。 4.1 绝缘外壳 材料：绝缘外壳的材料有玻璃、陶瓷、微晶玻璃三种。微晶玻璃价格昂贵，因而没有得到过实际应用；玻璃结构强度较差，使用量已逐渐减少；陶瓷综合性能最好，因而应用最广泛。 主要作用：绝缘外壳主要是起绝缘支撑作用，并参与组成气密绝缘系统。 4.2 波纹管 材料：波纹管主要由厚度为0.1～0.2的不锈钢制成。 主要作用：波纹管主要担负动电极在一定范围内运动、与高真空密封

关于高压断路器基本知识 一

关于高压断路器基本知识一 关于高压断路器基本知识(一)2010年08月20日星期五11：151、断路器'高压断路器的用途是什么? 答：在发电厂和变电所中，断路器'高压断路器是1000KV以上电路中的主 要控制设备。在正常运行时，用来接通或断开电路的负荷电流；故障时，用来 迅速断开短路电流，切除故障。 2、对断路器'高压断路器有什么基本要求? 答：对断路器的基本要求有以下几点： (1)在合闸状态时应为良好的导体。 (2)在合闸状态时应具有良好的绝缘性。 (3)在开断规定的短路电流时，应有足够的开断能力和尽可能短的开断时间。 (4)在接通规定的短路电流时，短时间内断路器的触头不能产生熔焊等情况。 (5)在制造厂给定的技术条件下，断路器'高压断路器要能长期可靠地工作，有一定的机械寿命和电气寿命要求。 此外，断路器'高压断路器还应具有结构简单、安装和检修方便、体积小、重量轻等优点。 3、断路器'高压断路器有哪些类型? 答：根据断路器安装地点，可分为户内和户外两种。根据断路器使用的灭 弧介质，可分为以下几种类型： (1)油断路器。油断路器是以绝缘油为灭弧介质。可分为多油断路器和少油断路器。在多油断路器中，油不仅作为灭弧介质，而且还作为绝缘介质，因此

用油量多，体积大。在少油断路器中，油只作为灭弧介质，因此用油量少体积小，耗用钢材少。 (2)空气断路器。空气断路器是以压缩空气作为灭弧介质，此种介质防火、防爆、无毒、无腐蚀性，取用方便。空气断路器属于他能式断路器，靠压缩空 气吹动电弧使之冷却，在电弧达到零值时，迅速将弧道中的离子吹走或使之复 合而实现灭弧。空气断路器开断能力强，开断时间短，但结构复杂，工艺要求高，有色金属消耗多，因此，空气断路器一般应用在110KV及以上的电力系统中。 (3)六氟化硫(SF6)断路器。SF6断路器采用具有优良灭弧能力和绝缘能力 的SF6气体作为灭弧介质，具有开断能力强、动作快、体积小等优点，但金属 消耗多，价格较贵。近年来SF6断路器发展很快，在高压和超高压系统中得到 广泛应用。尤其以SF6断路器为主体的封闭式组合电器，是高压和超高压电器 的重要发展方向。 (4)真空断路器。真空断路器是在高度真空中灭弧。真空中的电弧是在触头分离时电极蒸发出来的金属蒸汽中形成的。电弧中的离子和电子迅速向周围空 间扩散。当电弧电流到达零值时，触头间的粒子因扩散而消失的数量超过产生 的数量时，电弧即不能维持而熄灭。真空断路器开断能力强，开断时间短、体 积小、占用面积小、无噪声、无污染、寿命长，可以频繁操作，检修周期长。 真空断路器目前在我国的配电系统中已逐渐得到广泛应用。 此外，还有磁吹断路器和自产气断路器，它们具有防火防爆，使用方便等 优点。但是一般额定电压不高，开断能力不大，主要用作配电用断路器。 4、断路器'高压断路器的型号是怎样规定的? 答：目前我国断路器型号根据国家技术标准的规定，一般由文字符号和数 字按以下方式组成： 其代表意义为： ①-产品字母代号，用下列字母表示：S-少油断路器；D-多油断路器；K-空气断路器；L-六氟化硫断路器；Z-真空断路器；Q-产气断路器；C-磁吹断路器。

真空灭弧室结构及原理

真空灭弧室结构及原理 ◆ 电弧 ◆ 真空和真空度 ◆ 真空电弧 ◆ 交流真空电弧 ◆ 真空击穿 ◆ 灭弧原理 ◆ 真空灭弧室的寿命 1、电弧 电弧或弧光放电是气体放电的一种形式。气体放电在性质上和外观上是各种各样的。在正常状态下，气体有良好的电气绝缘性能。但当在气体间隙的两端加上足够大的电场时，就可以引起电流通过气体。这种现象称为放电。放电现象与气体的种类和压力、电极的材料和几何形状、两极间的距离以及加在间隙两端的电压等因素有关。例如在正常状态下，给气体间隙两端的电极加压到一定程度时，普通空气中电子在电场作用下高速运动，与气体分子碰撞后产生较多的电子和离子，新生的电子和离子又同中性原子碰撞，产生更多的电子和离子，这时，气体开始发光，两电极变为炽热，电流迅速增大。这种性质上的转变称为气体间隙的击穿，其所需的电压称为击穿电压。这时，由于电场的支持，放电并不停止，故称为自持放电。电弧则是气体自持放电的一种形式。电弧具有电流密度大和阴极电位降低的特点。 2、真空和真空度 低于1个大气压的气体状态，都称为真空。描述真空程度的量叫真空度，用该气体的压力大小来表示。 l大气压= 760×133.332Pa＝1.013×105Pa（帕斯卡）或0.1013MPa 真空技术中将广阔的真空度范围划分为粗、低、高、超高、极高等区域。其中高真空区域的气体压力为 10-1～10-6Pa，这一区域的后半段，即 1.33 ×10-3～1.33 ×10-6就是真空灭弧室通常采用的真空度范围。

在高真空区域中，单位体积内的气体分子数目大大减少了，气体分子之间碰撞的几率大大减少，气体分子之间的平均距离大大增加。 真空度的高低对灭孤能力有影响。实验表明：灭孤室真空度在10-3Pa 数量级时就能够可靠地灭弧。真空灭弧定制造厂在产品出厂时，提高了灭孤室的真空度，达到 10-5～ 10-6 Pa，待经过20年的使用或贮存期，或多或少产生外部渗气等现象使其真空度下降到10-3Pa范围，仍能保证它的灭孤能力。 3、真空电弧 在真空环境中，气体非常稀薄，残存气体的电离可忽略不记。一对带电触头在这种高真空环境中的分离，便会产生真空电弧。真空电弧是这样产生的：当触头行将分离前，触头上原先施加的接触压力开始减弱，动静触头间的接触电阻开始增大，由于负荷电流的作用，发热量增加。在触头刚要分离瞬间，动静触头之间仅靠几个尖峰联系着，此时负荷电流将密集收缩到这几个尖峰桥上，接触电阻急剧增大，同时电流密度又剧增，导致发热温度迅速提高，致令触头表面金属产生蒸发，同时微小的触头距离下也会形成极高的电场强度，造成强烈的场致发射，间隙击穿，继而形成真空电弧。真空电弧一旦形成，就会出现电流密度在 104A/cm2 以上的阴极斑点，使阴极表面局部区域的金属不断熔化和蒸发，以维持真空电弧。在电弧熄灭后，电极之间与电极周围的金属蒸气密度不断下降直到零，仍然恢复高真空状态。 3.1真空中电弧的形式： 真空中的电弧有两种形式，扩散形电弧和收缩形电弧。 3.1.1扩散型真空电弧： 当真空电弧电流不大时，阴极斑点将不停地运动，通常是由电极中心向边缘运动。当阴极斑点到达边缘，等离子锥便弯曲，接着阴极斑点就突然熄灭，在电极中心又会继续不断地产生新的阴极斑点。如果电流保持不变，阴极表面存在的阴极斑点数基本上维持不变。当电弧电流增大或减小时，阴极斑点也随之增加或减少。这种存在许多阴极斑点的真空电弧，随着阴极斑点的运动不断地向四周扩散，所以叫扩散型真空电弧。

真空实验实验报告李瑞洁

大学物理仿真实验报告项目名称：真空实验 院系名称：土木建筑学院 专业班级：建环1202 姓名：李瑞洁 学号：201214030229

一、实验目的 在真空实用技术中，真空的获得和测量是两个最重要的方面，在一个真空系统中，真空获得的设备和测量仪器是必不可少的。目前常用的真空获得设备主要有旋片式机械真空泵、油扩散泵、涡轮分子泵、低温泵等。真空测量仪器主要有U型真空计、热传导真空计、电离真空计等。随着电子技术和计算机技术的发展，各种真空获得设备向高抽速、高极限真空、无污染方向发展。各种真空测量设备与微型计算机相结合，具有数字显示、数 据打印、自动监控和自动切换量程等功能。 低真空的应用主要涉及真空疏松、真空过滤、真空成型、真空装卸、真空干燥及震动浓缩等，在纺织、粮 食加工、矿山、铸造、医药等部门有着广泛的应用。 本实验的目的是，学会用机械泵获得低真空以及观测不同真空度时辉光放电现象；用U型计和热偶计测量 真空以及用定容法测量机械泵的有效抽速。 二、实验原理 1. 真空技术的基本概念 (1)真空：低于一个大气压的气体状态。 1643年，意大利物理学家托里拆利(E.Torricelli)首创著名的大气压实验，获得真空。 自然真空：气压随海拔高度增加而减小，存在于宇宙空间。 人为真空：用真空泵抽掉容器中的气体。 (2)真空量度单位： 1标准大气压=760mmHg=760(Torr) 1标准大气压=1.013x105 Pa 1Torr=133.3Pa (3)真空区域的划分

目前尚无统一规定，常见的划分为： 粗真空105—103 Pa 低真空103—10-1 Pa 高真空10-1—10-6 Pa 超高真空10-6—10-10 Pa 极高真空<10-10 Pa 2. 真空获得—真空泵 1654年，德国物理学家葛利克发明了抽气泵，做了著名的马德堡半球试验。 原理：当泵工作后，形成压差，p1 >p2，实现了抽气。 真空泵的分类 气体传输泵是一种能将气体不断地吸入并排出泵外以达到抽气目的的真空泵，例如旋片机械泵、油扩散泵、涡轮分子泵。 气体捕集泵是一种使气体分子短期或永久吸附、凝结在泵内表面的真空泵，例如分子筛吸附泵、鈦升华泵、溅射离子泵、低温泵和吸气剂泵。 真空泵的主要参数 (1) S（抽气速率）：定义为在泵的进气口任意给定压强下，单位时间内流入泵内的气体体积 或表示为： 其中，Q为单位时间内流入泵的气体量。泵的抽气速率S并不是常数，随P而变。 (2) 极限压强Pu (极限真空)

真空灭弧室的基本结构和工作原理

真空灭弧室的基本结构和工作原理 真空灭弧室，又名真空开关管，是中高压电力开关的核心部件，其主要作用是，通过管内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生，主要应用于电力的输配电控制系统，还应用于冶金、矿山、石油、化工、铁路、广播、通讯、工业高频加热等配电系统。具有节能、节材、防火、防爆、体积小、寿命长、维护费用低、运行可靠和无污染等特点。真空灭弧室从用途上又分为断路器用灭弧室和负荷开关用灭弧室，断路器灭弧室主要用于电力部门中的变电站和电网设施，负荷开关用灭弧室主要用于电网的终端用户。 我公司生产的多种型号的真空灭弧室，按其用途、参数、开断容量可分为断路器用真空灭弧室、负荷开关用真空灭弧室、接触器用真空灭弧室、重合器用真空灭弧室和分段器用真空灭弧室等。 其结构形式均由气密绝缘外壳、导电回路、屏蔽系统、波纹管等部分组成。 1、 气密绝缘系统 由玻璃或陶瓷制成的气密绝缘外壳、动端盖板、定端盖板，不锈钢波纹管组成了气密绝缘系统。为了保证玻璃、陶瓷与金属之间有良好的气密性，除了封接时要有严格的操作工艺外，还要求材料本身的透气性尽量小和内部放气量限制到极小值。不锈钢波纹管的作用不仅能将真空灭弧室内部的真空状态与外部的大气状态隔离开来，而且能使动触头连同动导电杆在规定的范围内运动，以完成真空开关的闭合与分断操作。 2 、导电系统 定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成了灭弧室的导电系统。其中定导电杆、定跑弧面、定触头合称定电极，动触头、动跑弧面、动导电杆合称动电极，由真空1.排气管保护罩 2.排气管密封刀口 3.环氧树脂填料 4.定端盖版 5.定导电杆 6.屏蔽筒 7.玻壳（或陶瓷壳） 8.定触头座 9.定触头 10.动触头 11.动触头座 12.动导电杆 13.波纹管 14.均压罩 15.动端盖版 16.导向套

真空开关基础知识

真空开关基础知识—真空的绝缘性能 一、真空的基本概念 真空技术中，“真空”泛指在给定的空间内，气体压强低于一个大气压的气体状态，也就是说，同正常的大气压相比，是较为稀薄的一种气体状态。 真空度是对气体稀薄程度的一种客观量度。根据真空技术的理论，真空度的高低通常都用气体的压强来表示。在国际单位制中，压强是以帕(Pa)为单位 1Pa=1N/m2。另外常用的单位还有托(Torr)、毫米汞柱(mmHg)、毫巴 (mbar)、工程大气压(公斤／厘米2)等。 真空区域的划分没有统一规定，我国通常是这样划分的： 粗真空：(760～10)托 低真空：(10～10-3)托 高真空：(10-3～10-8)托 超高真空：(10-8～10-12)托 极高真空：10-12托 托和帕的关系：1 托=1 毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa，1 帕=7.5×10-3托。 真空区域的特点不同其应用也不同，例如吸尘器工作于粗真空区域，暖瓶、灯泡等工作于低真空区域，而真空开关管和其它一些电真空器件则是工作在高真空区域。 二、真空间隙的绝缘特性 真空中放置一对电极，加上高压时，在一定的电压下也会产生电极之间的电击穿。它的击穿与空气中的电击穿有很大不同。空气中的击穿是由于气体中的少量自由电子在电场作用下高速度运动，与气体分子碰撞产生较多的电子和离子，新生的电子和离子又同中性原子碰撞，产生更多的电子和离子。这种雪崩式的电离过程，在电极间形成了放电通道，产生了电弧。而真空中，由于压强较低，气体分子极少，在这样的环境中，即使电极间隙中存在着电子，它们从一个电极飞向另一个电极时，也很少有机会与气体分子碰撞。因而不可能有电子和气体分子碰撞造成雪崩式的电击穿。正是因为气体分子十分稀少，真空间隙电击穿需要在非常高的电压下出现场致发射等其它现象时才有可能形成。从理论上推测，电场强度需达到108V/cm以上时才会造成电击穿，实际上真空间隙的绝缘强度由于一系列不利因素例如电极表面粗糙度、洁净度等的影响，将低于理论计算值几个数量级。 真空灭弧室中的真空度很高，一般为10-3～10-6帕，此时真空间隙的绝缘强度远远高于1 个大气压的空气和SF6 的绝缘强度，比变压器油的绝缘强度还要高。正因为真空的绝缘强度很高，真空灭弧室中的所有电气间隙都可以做得很小。例如12kV 真空灭弧室的触头开距只有8～12mm，40.5kV 真空灭弧室的触头开距也只要18～25mm，真空灭弧室中的其它电气间隙也在此尺度范围。 三、影响真空绝缘水平的主要因素 真空绝缘是一个十分复杂的物理过程，其机理到目前为止仍没有明确的结论。从实际应用情况来看，主要有以下几个方面： 1、电极的几何形状 电极的几何形状对电场的分布有很大的影响，往往由于几何形状不够恰当，引起电场在局部过于集中而导致击穿，这一点在高电压的真空产品中尤其突出。

真空测量方法

一、前言 本文涉及到的有关名词和术语： 1.真空度：当以mmHg（Torr）或Kpa、Pa为单位时，指的是绝压，又称残压、压力，剩余压力或吸入压力。 当以Mpa为单位时，指的是弹簧真空表的表压，例：-0.078Mpa。那么绝压应为 0.1-0.078=0.022Mpa。 2.抽气量：单位时间通过泵入口处气体的质量流量，常以当量不凝气和当量可凝气标称，单位为kg/hr。 3.当量不凝气，对非20℃空气或其它不凝性气体,按其分子量和温度折算成20℃的空气质量流量，单位为kg/hr。 4.当量可凝性流量：对非20℃的水蒸汽或其它可凝性气体，按其分子量和温度折算成20℃的水蒸汽质量流量，单位为kg/hr。 5.工作蒸汽耗量：在额定工况下，单位时间内通过拉瓦尔喷嘴的工作蒸汽的质量流量，多级喷射泵则指通过全部拉瓦尔喷嘴的总质量流量，单位为kg/hr。 6.冷却水循环量：在额定工况下，单位时间冷却水的体积流量，多只冷凝器则指总体积流量，单位为M3/ hr。 7.冷却水耗量：在额定工况下，循环冷却水在冷却塔中降温时在单位时间内蒸发和损失的水量（估计值）。单位为kg/hr。 二、真空度的测量 测量真空度一般有五种方法： 1. 与外界大气压力相比较。 在图一中，装有水银的U形管两端开口。一端直通大气，另一端与真空系统连接（设压力为P A），两端的水银柱的差为△h，若设大气压为P大，有P大－P A=△h 则P A=P大-△h mmHg 但是，我们必须注意，大气压并非为760mmHg，气压计只有在海拔高度为零时，其读数才代表当地当时的大气压。 设若在某地区某一时，大气压计读数为P B，而海拔高度为H，则该地区实际大气压为： P大=P B－H/10 mmHg

低真空的获得和测量 (12)

低真空的获得和测量 19系04级姓名刘畅畅日期2006年5月26日学号PB04204051 实验目的： 本实验的目的是掌握低真空获得和测量的方法。 实验原理： 一．旋片式机械泵 1. 结构及原理 旋片式机械泵的结构如图一所示。它由转子6、定子7、旋片4（或称刮板）、活门和油 槽等所构成。泵的定子装在油槽中，定子的空腔是圆柱形。转子是圆柱形轮子，它偏心地装 成与定子空腔内切位置。转子可绕自己旋转对称轴转动，方向如图所示。转子转动是由马达 带动的。转子中镶有两块刮板，刮板之间用弹簧相连，使刮板紧贴在定子空腔内壁上，当转 子转动时，被抽容器中的气体经过进气口到定子与转子之间的空间，由活门及出气口排出。 定子浸在油中，油是起密封、润滑与冷却作用的.进油槽是为了让油进人空腔，进空腔的油 除了上述作用外，还起着协助打开活门的作用.因为在压强很低时被压缩的气体不足以打开 活门，而不可压缩的油将强迫活门被打开。一般油面在活门上一定距离。活门的作用是让气 体从泵中排出，而不让大气进入泵中。活门的结构为一金属片或金属球构成。工作原理如图 二所示。图中(a)表示两刮板转动。上刮板A与进气口之间的体积不断增大，这时被抽容器 内气体从进气口进入这部分空间。图（b）、(c)表示进入泵中的气体被刮板B与被抽容器隔 开并被压缩到活门。当转子转动到图(d)位置时，被压缩的气体的压强大于大气压，这时活 门被打开，气体排出泵外。这个过程反复不断被抽容器内的气体就不断被抽出泵外。

图一旋片式机械泵剖面图 图二旋片式机械泵原理图 2. 泵的极限压强和抽速 机械泵的主要指标（或参量）是极限压强和抽气速率。常用机械泵进气口的最低压强可达l~10-1Pa,（10-2~10-3T orr）真空度，即机械泵的极限真空度。目前常用的机械泵多为两个或两个以上的泵芯串联起来形成的二级泵或多级泵，其极限真空度可达10-2Pa或更高。 图三是旋片式机械泵的抽速特性曲线。由图可见，在压强较高的一段范围内，抽速随压强的变化不大。当压强快到极限压强时，抽速迅速下降，最后在极限真空度时抽速为零。这是因为压强很高时由泵返回被抽容器内的气体仅占次要地位，可被忽略。当容器内压强不

第7讲_真空检漏

42　 真 空 V acuum2V acuum T echno logy and M aterial 第5期 1997年10月 真空技术及应用系列讲座 东北大学真空工程博士点,博士导师杨乃恒先生主持 第一讲:真空科学的发展及其应用李云奇　95(2) ………………………………………… 第二讲:真空物理基础张世伟　95(3) ……………………………………………………… 第三讲:机械真空泵(一)(二)(三)(四)(五)(六)…张以忱95(4)、(5)、(6)、96(1)、(2)、(3) 第四讲:蒸汽流真空泵姚民生　96(4) ……………………………………………………… 第五讲:气体捕集式真空泵徐成海　96(5) ………………………………………………… 第六讲:真空测量刘玉岱　96(6)、97(1)、(2)、(3)、(4) …………………………………… 第七讲:真空检漏 关奎之 (东北大学) 一、概述 11概漏的基本概念 真空检漏就是检测真空系统的漏气部位及其大小的过程。 漏气也叫实漏,是气体通过系统上的漏孔或间隙从高压侧流到低压侧的现象。 虚漏,是相对实漏而言的一种物理现象。这种现象是由于材料放气、解吸、凝结气体的再蒸发、气体通过器壁的渗透及系统内死空间中气体的流出等原因引起真空系统中气体压力升高的现象。 气密性是表征真空系统器壁防止气体渗透的性能,它包括通过漏孔(或间隙)的漏气和材质的渗气。 最小可检漏率是指某种检漏方法能够检测出的漏率的最小值。 最佳灵敏度是指检漏仪器或检漏方法在最佳条件下所能检测出的最小漏率。对于检漏仪器来讲,最佳灵敏度又称作仪器灵敏度。 检漏灵敏度是指在具体条件下,某种检漏方法所能检测出的最小漏率。检漏灵敏度又称作有效灵敏度。 反应时间,即从检漏方法开始实施(如开始喷吹示漏气体)到指示方法(如仪表)做出反应的时间。 消除时间,即从检漏方法停止(如停止喷吹且开始抽出示漏气体)到指示方法的指示消失的时间。 漏率,即单位时间内流过漏孔(包括间隙)的气体量。 21漏孔、漏率及其单位 真空技术中所指的漏孔,由于尺寸微小、形状复杂、形式多样(如图1所示),无法用几何尺寸表示其大小,所以一般用等效流导或漏气速率(简称为漏率)表示漏孔的大小。