高真空检漏与测量.pdf

高真空的获得和检漏

在真空技术中，检漏技术巳成为一项很重要的内容.从17世纪获得真空以来，这300多年可以

说是真空工作者向漏气作的.漏气是真空的大敌.由于漏气而产生的问题是十分严重的，

它引起真空变差，使真空处理物质变坏、原子能逸出、锅炉出现事故、电工电子产品性能降低

或报废、制冷设备制冷效果变差或根本不制冷……总之,检漏技术与很多领域息息相关.在、

电力、制冷、、原子能、真空、医疗、汽车等行业已经得到了成功的应用.本实验学

习用机械泵、扩散泵机组获得高真空，用静态升压法和氦质谱法检漏，并对比两种方法的特点.

实验原理

1高真空的测量——电离真空规

具有足够能量的电子与气体分子碰撞会引起分子的电离.产生正离子和电子，电子与分子的碰

＋

撞次数正比于分子数密度n,即正比于总压强p，故产生的正离子数N正比于压强p.规管的结构如

图2.6.3-l所示,它主要由电子的热阴极（灯丝）、加速并收集电子的加速极和收集离子的收集

极等三部分组成.其接线图如图2.6.3－2所示,规管热阴极F接零电位,为UK为热阴极加

热电压；加速极G接正电位U（几百伏）;离子收集极接负电位U（几十伏）,其作用是使由阴极F

GC

的电子,在加速电位U的作用下,飞向G极使电子能量增加,大部分电子通过加速极G飞向圆筒

G

型收集极C,电子轨迹如图2.6.3－3所示,在G、C之间拒斥场的作用下电子，在速度减到零

时，电子返转飞向G，在电子飞向G、C空间时,电子又在拒斥场作用下,直到速度为零又返向

G极，向G、C方向飞行.电子在这种返往中与气体分子不断发生碰撞，把能量传给气体分子，

使其电离,而电子最终被加速极所收集；在G、C间产生的正离子被收集极C接收形成离子流，此离

子流被外电路中的微安计测得。

对于一定结构的规管，当各电极电位一定时，对某种气体，在规管中电离所形成的正离子流I+

正比于电子电流I和气体的压强p，即

e

+

I=KIp

e

其中比例常数K称为电离计的灵敏度，其意义是在单位电子电流、单位压强下所得到的离子流，其

单位为1／Pa，K值多通过实验测得.在实际测量中,规定电流I等于常数.对于不同气体,K值

e

也不同,通常所指的灵敏度是对于干燥空气或氮气而言.

－1-5

普通型热阴极电离规的测量范围为1.33X10~1.33X10Pa,超出此范围,离子流与压强便不再

是线性关系而不能进量.

2.真空检漏