真空测量是指用特定的仪器和装置,对某一特定空间内真空高低的测定,这种仪器或装置称为真空计(仪器、规管)。真空计的种类很多,通常按测量原理可分为***真空计和相对真空计两大类:***真空计:通过测定物理参数直接获得气体压强的真空计。例如U型压力计、压缩式真空计等,这类真空计所测量的物理参数与气体成分无关,测量比较准确。但是在气体压强很低的情况下,直接进行测量是极其困难的。相对真空计:通过测量与压强有关的物理量,并与***真空计比较后得到压强值的真空计。如放电真空计、热传导真空计、电离真空计等,它的特点是测量的准确度略差,而且和气体的种类有关。在实际生产中,除真空校准外,大都使用相对真空计。真空计如何选型与使用?上海高质量真空计设备公司
皮拉尼真空计主要由感应头和控制头两部分组成。感应头多为金属或玻璃外壳,内有感测真空压力的灯丝或其他感温元件。控制头则为感应头提供必要的电路,并负责信号放大和信号数字化的工作。根据测量方式的不同,皮拉尼真空计可以分为定电流式和定电压式两种:定电流式:在这种方式中,通过加热灯丝的电流保持恒定。当真空压力改变时,灯丝的温度会发生变化,从而导致灯丝的电阻值发生变化。这种电阻变化可以通过惠斯通电桥来测量,并转换为真空压力值。定电压式:在这种方式中,加热灯丝上的电压保持恒定。当真空压力变化时,灯丝的温度和电阻值也会相应变化。通过测量通过灯丝的电流变化,可以间接测量真空压力。上海真空计生产厂家不同类型的真空计分别适用于哪些场景?
真空计在半导体工艺中的应用刻蚀机需多规联合监控:电容规测腔体压力(1~10⁻²Pa),电离规监控等离子体区(10⁻²~10⁻⁵Pa)。ALD设备要求真空计耐腐蚀(如Al₂O₃镀膜用氟化钇涂层电离规)。数据采样率需>10Hz以匹配工艺控制节奏。14.真空计的寿命与维护热阴极规寿命约1~2万小时(灯丝断裂);冷阴极规可达10万小时。维护包括:①定期烘烤除气(200℃/24h);②避免油蒸气污染;③检查电缆绝缘(高阻抗易受干扰)。故障模式中,灯丝开路占70%,陶瓷绝缘劣化占20%。
超高真空测量技术10⁻⁶ Pa以下需抑制规或磁悬浮转子规(Spinning Rotor Gauge)。后者通过转子转速衰减测压力,量程10⁻¹~10⁻⁷ Pa,精度±3%,***测量无需校准。X射线极限(10⁻⁹ Pa)是电离规的理论下限,突破需采用低温量子传感器(如超导腔频率偏移法)。12. 真空计的响应时间特性皮拉尼计响应约1~10秒(热惯性限制);电离规需预热3~5分钟(阴极稳定);电容规**快(<10 ms)。动态压力测量需选择高频响仪表,如MEMS规带宽可达1 kHz。电离规在脉冲压力下可能因电子发射延迟产生相位滞后。真空计按原理如何分类?
真空计的基本分类真空计按测量原理分为***真空计(直接测量压力)和相对真空计(需校准)。主要类型包括机械式(如波登管)、热传导式(皮拉尼计)、电离式(热阴极/冷阴极)、电容式(MEMS)等。选择时需考虑量程(如皮拉尼计适用于1Pa~10⁻⁴Pa)、精度(±1%~±15%)、气体类型兼容性(惰性气体需特殊校准)及环境振动影响。国际标准ISO3567定义了真空计的性能测试方法。
皮拉尼计(热传导真空计)基于气体热传导率随压力变化的原理,通过加热电阻丝(通常为钨或铂)测量其温度变化。低压下气体分子少,热导率降低,电阻丝温度升高导致电阻变化。量程通常为1000 Pa~10⁻¹ Pa,精度±10%。需注意气体种类影响(氢气热导率高,读数偏低),且长期使用可能因污染导致零点漂移。现代皮拉尼计集成温度补偿算法,稳定性可达±1%/年。3. 热阴极电离真空计(Bay 真空计的读数通常是不变的,这是因为它们通常使用一个固定的参考压力来校准仪器。上海真空计生产厂家
皮拉尼真空计通常用于测量低压气体或真空系统中的压力。上海高质量真空计设备公司
电容式薄膜真空计(MEMS规)通过金属薄膜在压力下的形变改变电容值,量程覆盖10⁵~10⁻⁴ Pa,精度±0.25%。温度系数低(<0.01%/℃),适合宽温域应用。硅微加工技术制造的MEMS规体积*硬币大小,响应时间<1 ms。需避免颗粒物损坏薄膜,且腐蚀性气体会侵蚀电极。**型号内置自校准功能,长期稳定性优异。6. 麦克劳真空计(**压缩式)***真空计,通过压缩已知体积气体至毛细管,测量液柱高度差计算压力。量程10~10⁻⁴ Pa,精度±1%,但***静态测量。**蒸汽毒性限制其使用,现多被石英振子规替代。其原理仍作为真空计量标准,用于校准其他真空计。改进型油压缩规使用扩散泵油替代**,安全性提升。上海高质量真空计设备公司
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