ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Определение давления газа из "Электрические явления в газах и вакууме" В настоящее время индукционные токи высокой часюты применяются не только для обезгаживания металлических частей электровакуумных приборов, но и для сварки металла со стеклом, например для герметического соединения медной и стеклянной трубки. Тщательно очищенная прокалкой в водороде металлическая трубка и стеклянная трубка вставляются одна в другую, и место их соединения помещается внутри катушки, по которой пропускают ток высокой частоты, наблюдая визуально за процессом сварки и не допуская перегрева. Об этом методе сварки смотрите [2441, 2442]. [c.47] В открытом ртутном манометре одно колено и-образной трубки сообщается с тем пространством, в котором измеряется давление, другое — с атмосферой. При одинаковом уровне ртути в обоих коленах измеряемое давление равно атмосферному. Если ртуть в колене, сообщающемся с атмосферой, стоит выше, чем в другом, разность уровней ртути надо прибавить к атмосферному давлению, если ниже — вычесть. Одновременно надо производить отсчёт барометра, а также оба отсчёта приводить к нулю, т. е. вводить поправку на разность плотностей ртути при 0° и при температуре, при которой производится отсчёт. Открытый ртутный манометр удобен в том случае, когда в течение одного и того же опыта или одной и той же производственной операции приходится иметь дело с давлением как выше, так и ниже атмосферы (до долей миллиметра включительно). [c.47] В закрытом ртутном манометре одно колено запаяно и при изготовлении манометра должно быть целиком заполнено ртутью. Другое колено соединяется с аппаратурой, в которой измеряется давление. Измеряемое давление равно разности уровней ртути в обоих коленах манометра. Отсчёт уровней ртути в открытом или закрытом манометре производится глазом по шкале, а если требуется большая точность, то при помощи катетометра. [c.47] Для исключения влияния капиллярной депрессии ртути в стеклянной трубке необходимо, чтобы оба колена манометра имели один и тот же всюду одинаковый диаметр. [c.48] В механических манометрах, называемых иногда вакуумметрами, имеется запаянная металлическая трубка, свёрнутая в плоскую спираль. Эту спираль соединяют с той аппаратурой, в которой измеряется давление. Форма спирали зависит от разности давлений вне и внутри неё. Со спиралью соединена стрелка, могущая перемещаться по шкале. Цифры шкалы обычно показывают в см разность давлений снаружи и внутри трубки. Нуль шкалы соответствует атмосферному давлению. [c.48] Измеряемое давление газа при этом способе измерения пропорционально квадрату разности Л уровней ртути в закрытом и открытом коленах манометра. Отсчёт к производится по миллиметровой шкале, обычно укрепляемой позади капилляров С и Е. [c.49] Так как всякая резина сама по себе, а в особенности в местах соединения её со стеклом, может пропускать воздух, то в месте присоединения резины к трубке манометра устанавливается ловушка для воздуха. Распространённые типы таких ловушек изображены на рисунке 22. [c.50] Подъём ртути в манометре можно также осуществлять при помощи подводки сжатого воздуха. Однако в этом случае манометр не будет укороченным. [c.50] Укороченный манометр сжатия. [c.50] Так как манометр сжатия основан на применении закона Бойля-Мариотта, показания его будут точны только в тех случаях, когда этот закон действительно имеет место. Поэтому этот манометр нельзя применять для газов, близких к состоянию сжижения, как, например, в том случае, когда в откачиваемом газе содержится углекислота и в особенности пары воды. [c.51] При давлениях 10 и 10 мм Hg манометром сжатия можно пользоваться лишь для определения порядка имеющегося разрежения. Если измеряемое давление равно 10 мм Hg при V — 250 см и ртуть поднимают до вершины капилляра С (рис. 21), то остающийся пузырёк газа принимает размеры, невидимые для глаза, а затем, несмотря на опускание ртути в Е, в капилляре С ртуть не опускается и как бы прилипает к стеклу, так ЧТО уровень ртути в трубке Е может стоять заметно ниже, чем в С. Это явление называется явлением прилипания ртути в манометре сжатия. Прилипание имеет место тогда, когда пузырёк воздуха делается настолько мал, что не препятствует соприкосновению ртути с вершиной капилляра. Дальнейшее уменьшение давления, как показывает опыт, влечёт за собой увеличение разности уровней в трубках Е и С в момент отрыва ртути от вершины капилляра С. Таким образом получается возможность по разности уровней в момент отрыва качественно судить о порядке величины давления. Тот вакуум в откачиваемом сосуде, при котором начинается явление прилипания, носит название вакуума прилипания. По,рядок величины вакуума прилипания зависит от объёма колбы манометра, диаметра капилляра и состояния поверхности стекла (предварительный прогрев) [87, 88]. Явление прилипания имеет большое практическое применение в тех случаях, где важна не абсолютная величина давления, а возможность полностью использовать разрежение, даваемое насосом. Прилипание ртути показывает, что предельное разрежение достигнуто и никакой течи в вакуум-анпара-туре нет. [c.51] Кнудсен, может быть приспособлен для абсолютных измерений давления [89—94]. Однако в таком виде этим манометром на практике не пользуются и производят градуировку радиометрического манометра, например, по сравнению его показаний с показаниями манометра сжатия. [c.52] 24 и 25. Два упрощённых типа радиометрических манометров. [c.52] Что касается минимальных давлений, которые могут быть измерены при помощи радиометрического манометра, то, пользуясь очень лёгкими слюдяными рамочками и тонкими кварцевыми нитями, строят радиометрические манометры, дающие возможность измерять давления до 10 —10 8 мм Hg [96]. [c.53] Применение манометров, основанных на теплопроводности, возможно потому, что теплопроводность газов остаётся неизменной при изменении давления газа только до известного предела, именно до тех пор, пока давление не достигнет такой величины, что длина свободного пути молекул газа становится соизмеримой с размерами сосуда. Возьмём сосуд, в котором помещена нагреваемая электрическим током металлическая нить. Если давление газа, окружающего нить, достаточно низко, то уменьшение его влечёт за собой уменьшение количества тепла, отдаваемого нитью, что, в свою очередь, вызывает увеличение температуры нити, если приток тепла к ней остаётся неизменным. Увеличение температуры имеет место до тех пор, пока потеря тепла путём теплопроводности газа не увеличится из-за повышения температуры нити настолько, что вновь наступит равновесие между количеством получаемого и отдаваемого тепла. Об изменении температуры нити, а следовательно, и об изменении давления газа судят по изменению сопротивления нити. В этом и заключается принцип действия одного из манометров, основанного на теплопроводности газа и носящего название манометра сопротивления или манометра Пирани [103, 104]. [c.53] Передача тепла от нити через газ зависит от того, в какой степени молекулы газа принимают при ударе о нить среднюю скорость, соответствующую температуре нити, то-есть зависит от коэффициента аккомодации, различного для различных газов. Поэтому манометр, основанный на теплопроводности, приходится градуировать сравнением его показаний с другими манометрами. [c.53] На практике в качестве манометра сопротивления можно воспользоваться лампой накаливания. Конструктивные данные оригинального манометра Пирани-Галле следующие нить изготовлена из чистой платины её длина 450 мм, диаметр — 0,028 жж, температурный коэффициент сопротивления — 0,00376 колба имеет длину 114 мм ш диаметр 32 мм нить нагревают до 100—125° С. [c.54] При всех отсчётах напряжение, подае-дённое к концам мостика А и В, должно быть строго постоянным. Оно гфоверяется при помощи вольтметра V и регулируется посредством потенциометра Р. Для точности измерений очень важно, чтобы сопротивление Я в плече, соседнем с манометром М, весьма мало изменялось с изменением окружающей температуры. Градуировку производят обыкновенно так, что нулевое показание прибора О соответствует вакууму прилипания Е манометре сжатия. Нуль устанавливается изменением сопротивления 2. Чтобы компенсировать изменение величины сопротивления Я в зависимости от колебаний температуры, в качестве сопротивления пользуются точной копией манометра М, соединённого с насосом, и всё время поддерживают в нём вакуум прилипания. [c.54] Манометр сопротивления весьма удобен в том отношении, что стрелка прибора непрерывно регистрирует измеряемое давление. Делая заключение о ходе изменения давления по движению стрелки прибора, не надо, однако, забывать, что манометр сопротивления обладает некоторой тепловой и механической инерцией. Поэтому при очень быстрых изменениях давления ход стрелки даст только приближённое представление о течении процесса. [c.54] Вернуться к основной статье