什么是真空度

                           上海申弘閥門有限公司             

真空度單位  

真空度 
定義一
簡(jiǎn)略定義
氣體稀簿程度，通常用“真空度高"和“真空度低"來(lái)表示。真空度高表示真空度“好"的意思，真空度低表示真空度“差"的意思。
全面解釋
“真空度"顧名思義就是真空的程度。是真空泵、微型真空泵、微型氣泵、微型抽氣泵、微型抽氣打氣泵等抽真空設(shè)備的一個(gè)主要參數(shù)。
所謂“真空“，是指在給定的空間內(nèi)，壓強(qiáng)低于101325帕斯卡(也即一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓強(qiáng)約101KPa)的氣體狀態(tài)。
在真空狀態(tài)下，氣體的稀薄程度通常用氣體的壓力值來(lái)表示，顯然，該壓力值越小則表示氣體越稀薄。
定義二
所謂的真空度是指一個(gè)空間內(nèi)氣體分子數(shù)的密度比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下(一個(gè)大氣壓101325pa)少。而濕度通常是指氣態(tài)水分子的多少?？諝庵谐说脱跻酝?，還有很多其他氣體，水分就是其中之一，所以通常來(lái)講濕度越大真空度越小，那相對(duì)來(lái)說(shuō)濕度大抽真空就不容易。決定真空度大小有兩個(gè)因素:一個(gè)是真空泵本身能達(dá)到的極限真空度和抽速，一個(gè)是整個(gè)系統(tǒng)的泄漏量。由于任何物質(zhì)由固態(tài)或液態(tài)轉(zhuǎn)化為氣態(tài)都需要能量，所以氣溫越高，分子運(yùn)動(dòng)越活躍，越容易將其抽出。上海申弘閥門有限公司主營(yíng)閥門有：減壓閥(氣體減壓閥,可調(diào)式減壓閥,波紋管減壓閥,活塞式減壓閥,蒸汽減壓閥,先導(dǎo)式減壓閥,空氣減壓閥,氮?dú)鉁p壓閥,水用減壓閥,自力式減壓閥,比例減壓閥)、安全閥、保溫閥、低溫閥、球閥、截止閥、閘閥、止回閥、蝶閥、過(guò)濾器、放料閥、隔膜閥、旋塞閥、柱塞閥、平衡閥、調(diào)節(jié)閥、疏水閥、管夾閥、排污閥、排氣閥、排泥閥、氣動(dòng)閥門、電動(dòng)閥門、高壓閥門、中壓閥門、低壓閥門、水力控制閥、真空閥門、襯膠閥門、襯氟閥門。由于是抽真空元件內(nèi)部的氣體，所以和元件內(nèi)部的溫濕度關(guān)系大，和大氣的溫濕度關(guān)系小，但如果大氣的溫度較高濕度小的話，抽空效果會(huì)好一點(diǎn)。
一般情況下，水是影響真空的重要因素，要抽出水分重要一點(diǎn)是溫度，如果沒(méi)有足夠的熱能，由于抽真空導(dǎo)致氣壓下降，部分液態(tài)水會(huì)揮發(fā)，使留下的水溫度下降，甚至變成冰。

真空度的標(biāo)識(shí)方法
對(duì)于真空度的標(biāo)識(shí)通常有兩種方法：
一是用“壓力"、“真空度"（即比“理論真空"高多少壓力)標(biāo)識(shí)；
在實(shí)際情況中，真空泵的壓力值介于0～101.325KPa之間。壓力值需要用壓力儀表測(cè)量，在20℃、海拔高度＝0的地方，用于測(cè)量真空度的儀表(真空表)的初始值為101.325KPa(即一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓)。
二是用“相對(duì)壓力"、“相對(duì)真空度"(即比“大氣壓"低多少壓力)來(lái)標(biāo)識(shí)。
"相對(duì)真空度"是指被測(cè)對(duì)象的壓力與測(cè)量地點(diǎn)大氣壓的差值。用普通真空表測(cè)量。在沒(méi)有真空的狀態(tài)下(即常壓時(shí))，表的初始值為0。當(dāng)測(cè)量真空時(shí)，它的值介于0到－101.325KPa（一般用負(fù)數(shù)表示）之間。
比如，有一款微型真空泵PH2506B測(cè)量值為－75KPa，則表示泵可以抽到比測(cè)量地點(diǎn)的大氣壓低75KPa的真空狀態(tài)。
真空度相關(guān)知識(shí)
相對(duì)真空度和真空度的換算
真空行業(yè)通用的“真空度"，也是科學(xué)的是用壓力標(biāo)識(shí)；指得是“極限真空、真空度、壓力"，但“相對(duì)真空度"(相對(duì)壓力、真空表表壓、負(fù)壓)由于測(cè)量的方法簡(jiǎn)便、測(cè)量?jī)x器非常普遍、容易買到且價(jià)格便宜，因此也有廣泛應(yīng)用。理論上二者是可以相互換算的，兩者換算方法如下：
相對(duì)真空度=真空度(壓力)-測(cè)量地點(diǎn)的氣壓真空是指低于1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓的氣態(tài)空間，建立這樣一個(gè)氣態(tài)環(huán)境，并在該環(huán)境中工藝制作、測(cè)量分析和科學(xué)試驗(yàn)等工作所需的理論及技術(shù)稱之謂“真空科學(xué)與技術(shù)"。為保證真空科學(xué)與技術(shù)的發(fā)展和交流。準(zhǔn)確、合理地選擇和使用有關(guān)的計(jì)量單位，并實(shí)現(xiàn)間單位制的統(tǒng)一，是一個(gè)十分重要的方面。    

  用來(lái)標(biāo)志量或數(shù)的大小的指標(biāo)統(tǒng)稱為單位，而標(biāo)志可測(cè)量大小的單位稱為計(jì)量單位。計(jì)量單位是一個(gè)有明確定義和名稱，并有一個(gè)命其數(shù)值為1的固定量。由于真空技術(shù)這門學(xué)科發(fā)展的歷史因素，表示“真空度"這樣一個(gè)特征量的計(jì)量單位就經(jīng)歷了多種變化．單位名稱可稱得上五花八門，單位之間的換算繁瑣不堪，有意或無(wú)意地變成了阻礙真空技術(shù)發(fā)展和交流的人為因素。為此，在當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的條件下，需要對(duì)“真空度"的計(jì)量單位給以一個(gè)科學(xué)、合理的定義，并通過(guò)國(guó)家法令形式予以肯定被提上了議事日程。      

人所共知，真空的發(fā)現(xiàn)始于1643年，當(dāng)意大利的物理學(xué)家托里拆里( E．Torricelli 1608～1647)將一端密封的長(zhǎng)玻璃管注滿了汞并倒置于盛有汞的槽里時(shí)，發(fā)現(xiàn)了汞柱頂端的空間即是真空。這也同時(shí)首先使人們知道我們?nèi)祟惥咕幼≡谝粋€(gè)充滿大氣壓力的環(huán)境空間之中！而大氣的壓力正等于高度為760毫米汞柱的重量。因此，人們初就選用毫米汞柱(mmHg)這一奇特的“長(zhǎng)度"單位來(lái)表示真空的程度，并一直沿襲使用下去，至今我們?nèi)钥稍谠S多老式的真空儀表上看到它的存在。    

 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類對(duì)客觀世界認(rèn)識(shí)的不斷深化，人們認(rèn)識(shí)到所謂“真空度"實(shí)質(zhì)上與氣體壓力是同一物理概念。真空度越高，即氣體壓力越??；反之真空度越低，即氣體壓力越大。真空度的上限就是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，即760毫米汞柱。l標(biāo)準(zhǔn)大氣壓又稱物理大氣壓，指的是地球大氣層的大氣在海平面上的壓力。其定義為在標(biāo)準(zhǔn)重力加速度 g=980.665厘米/秒2，溫度T=273 K，760毫米高的汞所施加的壓力。若把 273K下汞密度定義為13.59509克/厘米3，則該數(shù)值相當(dāng)于101325牛頓/米2。根據(jù)計(jì)量單位的定義，需要有一個(gè)命名其數(shù)值為1的固定量的要求，以毫米汞柱為計(jì)量單位便可得到下面關(guān)系式：  l毫米汞柱= l/760標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=133.322牛頓/米2      然而，人們看到以毫米汞柱(mmHg)作為真空度的計(jì)量單位是不盡科學(xué)合理的。首先它類似于長(zhǎng)度的計(jì)量單位，沒(méi)有體現(xiàn)壓力這個(gè)物理量的概念，其次它依賴于汞密度的測(cè)量水平，并不是一個(gè)單位，也不便于口述和書寫。因此在 1958年第四屆真空會(huì)議上決定采用“托"(Torr)來(lái)作為真空度的單位，以替代“毫米汞柱"，并以此來(lái)紀(jì)念的意大利物理學(xué)家，真空的發(fā)現(xiàn)者托里拆里。這樣：  l托= l/760標(biāo)準(zhǔn)大氣壓= 133.322牛頓/米2，      這是一個(gè)單位，其不隨汞密度、溫度和重力加速度而變化，又與長(zhǎng)度單位明顯區(qū)別開來(lái)。由上可見，“托"、“毫米汞柱"的差異主要是定義上的，而在數(shù)值上僅有約七百萬(wàn)分之一的微小差別，實(shí)際使用時(shí)*可以忽略。      

氣體分子動(dòng)力學(xué)理論的發(fā)展揭示了真空的本質(zhì)。真空度實(shí)質(zhì)上是氣體分子對(duì)容納其存在的容器壁上單位面積的總沖量（或動(dòng)量變化）值的量度。因此，“真空度"、“氣體壓力"源于同一物理概念。對(duì)此，人們有充分理由提出為什么非要把真空度的計(jì)量單位從壓力計(jì)量單位中獨(dú)立出來(lái)，另立體系呢？為了消除多種單位并用的現(xiàn)象，便于人們?cè)诳蒲泻蜕a(chǎn)活動(dòng)中避免繁瑣的單位制之間的換算及其帶來(lái)的換算誤差，有必要一致采用人們所*的，并能清晰表達(dá)其物理概念的計(jì)量單位。作為制定單位制(SI)的機(jī)構(gòu)是計(jì)量大會(huì)(CGPM)，根據(jù)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，在1971年第十四屆計(jì)量大會(huì)上針對(duì)壓力計(jì)量單位規(guī)定了專門名稱“帕"(Pa)，并作為單位制的一個(gè)導(dǎo)出單位。帕斯卡(B·Pascal 1623～1662)是的法國(guó)數(shù)學(xué)家和物理學(xué)家。他利用汞氣壓計(jì)發(fā)現(xiàn)了汞柱隨高度而變化，并創(chuàng)立了水壓機(jī)的理論基礎(chǔ)——帕斯卡定律而*。為了紀(jì)念這位杰出的科學(xué)家，壓力、機(jī)械應(yīng)力、聲壓、表面壓力、真空度等量的SI單位就以他的名字來(lái)命名。       1984年2月27日我國(guó)國(guó)務(wù)院發(fā)布了《關(guān)于在我國(guó)統(tǒng)一實(shí)行法定計(jì)量單位的命令》，明確規(guī)定了以單位制單位為基礎(chǔ)的我國(guó)法定計(jì)量單位。其中關(guān)于壓力、壓強(qiáng)、應(yīng)力包括真空度等物理量的計(jì)量單位規(guī)定采用單位制中具有專門名稱的導(dǎo)出單位“帕斯卡"，單位符號(hào)為“ Pa"，定義1Pa等于垂直于面積為1m2的表面上均勻作用1N的壓力，即：l帕(Pa)= l牛頓/米2(N/m2)  

   這樣，在真空技術(shù)中以往常用的如“托"/“毫米汞柱"/“毫巴"等真空度計(jì)量單位均應(yīng)予以淘汰，表1列出了應(yīng)予淘汰的計(jì)量單位和符號(hào)，以及它們與法定計(jì)量單位之間的換算關(guān)系。  表1 應(yīng)予淘汰的壓力計(jì)量單位和符號(hào)  應(yīng)淘汰的壓力單位的名稱  單位符號(hào)  用法定計(jì)量單位表示的形式值  毫巴 mb 100 Pa  托 torr 133.322 Pa   標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 atm 101325 Pa  工程大氣壓 at 98.0665 Pa   達(dá)因每平方厘米 dyn / cm2 0.1 Pa  毫米水柱 mm H2O 9.80665 Pa  毫米汞柱 mm Hg 133.322 Pa   磅力每平方英寸 PSI, P.S.I 6894.7 Pa  千克力每平方米 kgf/m2 9.80665 Pa   除此之外，應(yīng)該還須指出在真空技術(shù)中另一個(gè)常用的表示氣體流量或密封器件漏率的計(jì)量單位也必須作相應(yīng)的更動(dòng)。所謂氣體流量指的是泵抽速率和入口壓力的乘積，而漏率是單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入(或逸出)真空系統(tǒng)的氣體量，它們的計(jì)量單位具有同一量綱。以往它的計(jì)量單位也相當(dāng)混亂，常見的有托·升/秒、(流西克lusec)、標(biāo)準(zhǔn)大氣壓·米3/秒等。按照法定計(jì)量單位制的單位來(lái)說(shuō)，它應(yīng)該是功率的單位，即瓦(W)，為了明顯起見，仍可通用帕·升/秒的單位。

本儀器分兩種用途使用

（1）用于真空滅弧室生產(chǎn)線中滅弧室的質(zhì)量控制，斷路器生產(chǎn)廠家的滅弧室的入庫(kù)檢驗(yàn)。
（2）用于檢測(cè)安裝于開關(guān)整機(jī)上的真空滅弧室的真空度。這類檢測(cè)主要用于供電部門的例行檢修及容量試驗(yàn)中對(duì)真空滅弧室承受能力的判定。
連線

將面板上的磁控電流輸出端通過(guò)導(dǎo)線與磁控線圈相連，使滅弧室觸頭至于分狀態(tài)（線圈套于滅弧室外），將高壓線和信號(hào)輸入線分別接滅弧室的動(dòng)端與靜端。注意，高壓線應(yīng)懸空（如圖所示）。
管型選擇

測(cè)量時(shí)，首先選擇管型，儀器內(nèi)已存入多種管型，具體參數(shù)見附錄表格。
（1）管型選擇操作方式
按[選擇鍵]，使[◢◢]指向選擇測(cè)試管型，按[確認(rèn)鍵]，用〔+鍵〕或〔－鍵〕調(diào)整管型參數(shù)，當(dāng)顯示器顯示管型與所需測(cè)量的管型代號(hào)一致時(shí)便可，按[確認(rèn)鍵]，返回主菜單。若說(shuō)明書中沒(méi)有給出要測(cè)量的管型時(shí)，可用尺寸相近，接線方式相同的管型代替。
（2）測(cè)量
按[選擇鍵]使[◢◢]至測(cè)試真空管“Pa"，按[確認(rèn)鍵]儀器處于測(cè)量狀態(tài)。并自動(dòng)完成所有的測(cè)量、計(jì)算、顯示等全過(guò)程。
（3）打印
若需打印測(cè)試數(shù)據(jù)，則按[確認(rèn)鍵]返回主菜單，按[選擇鍵]使[◢◢]至打印測(cè)試數(shù)據(jù)，再按[打印鍵]，即可打印出所有測(cè)量數(shù)據(jù)。
（4）如果沒(méi)有可代用的參數(shù)，則可按[選擇鍵]使[◢◢]指向“A"，這樣可直接給出電離電流，一般來(lái)說(shuō)。電離電流（A）較真空度（Pa）小2個(gè)數(shù)量級(jí)。
儀器內(nèi)計(jì)算機(jī)執(zhí)行測(cè)量步驟

啟動(dòng)高壓→測(cè)漏電電流→自動(dòng)關(guān)閉高壓，接通充電開關(guān)→電壓到規(guī)定值→重新啟動(dòng)高壓，同時(shí)啟動(dòng)磁控電流，測(cè)量漏電電流+電離漏電電流→扣除漏電電流→電流轉(zhuǎn)變成真空度值→顯示、打印。若[測(cè)A鍵]有效，則顯示電流值。
本儀器采用兩次啟動(dòng)高壓的方法，若儀器*次啟動(dòng)高壓后又回到初始狀態(tài)，此時(shí)為儀器拒檢。應(yīng)檢查真空管是否處于合的狀態(tài)，如不是，則該管已嚴(yán)重漏氣或*泄漏。
使用說(shuō)明

真空度測(cè)試儀是真空滅弧室的真空度的鑒定設(shè)備。它以單片計(jì)算機(jī)為主控單元，測(cè)試過(guò)程*實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。該儀器在原理上改變了國(guó)內(nèi)外同類產(chǎn)品采用電流峰值做標(biāo)定的方法，而采用離子電荷來(lái)做標(biāo)定。這樣，在物理原理上有更好的準(zhǔn)確性，而且，有效地抑制了測(cè)試過(guò)程中脈沖電源的干擾，使測(cè)試穩(wěn)定可靠。該儀器采用兩次采樣的方法扣除由于環(huán)境因素產(chǎn)生的漏電電源，整機(jī)上的真空滅弧室的準(zhǔn)確計(jì)量。目前，該儀器中已存有26條真空滅弧室的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)曲線，涵蓋了國(guó)內(nèi)外絕大多數(shù)管型。

一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓1atm=101325Pa=101.325kPa=0.101325MPa≈0.1MPa單圈彈簧管式壓力表（比如Y—100）測(cè)量的是相對(duì)壓力，指針是順時(shí)針變化，起始點(diǎn)0表示一個(gè)大氣壓0.1MPa，比如指示為1 MPa，表示比大氣壓高1 MPa，壓力應(yīng)是1.1MPa。單圈彈簧管式真空表（比如Z—100）測(cè)量的也是相對(duì)壓力，指針是逆時(shí)針變化，起始點(diǎn)0表示一個(gè)大氣壓0.1MPa，若指示數(shù)為Px（應(yīng)是負(fù)值），壓力P=Px＋0.1MPa。比如，指示數(shù)為Px=－0.02MPa=－20kPa，壓力P=Px＋0.1MPa=80 kPa。指示數(shù)為Px=－0.04MPa=－40kPa，壓力P=Px＋0.1MPa=60 kPa。指示數(shù)為Px=－0.06MPa=－60kPa，壓力P=Px＋0.1MPa=40 kPa。指示數(shù)為Px=－0.08MPa=－80kPa，壓力P=Px＋0.1MPa=20 kPa。
相對(duì)真空壓力－0.1MPa，實(shí)際應(yīng)是－0.101325MPa，相當(dāng)于壓力為0，這是不可能達(dá)到的，目前能達(dá)到的高真空度大約為10^（－12）Pa。
常用的真空度單位有Pa、Kpa、Mpa、大氣壓、公斤(Kgf/cm2)、mmHg、mbar、bar、PSI,atm等。近似換算關(guān)系如下：
1MPa=1000KPa
1KPa=1000Pa
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=100KPa=0.1MPa（近似值，在要求不高的場(chǎng)合近似計(jì)算，用于粗略計(jì)算）
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=1公斤(Kgf/cm2)（近似值，用于粗略計(jì)算）=760mmHg
1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓=14.5PSI（近似值，用于粗略計(jì)算）
1KPa=10mbar
1bar=1000mbar
1atm=101325Pa (atm表示一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓作為參考量)
各種參數(shù)的關(guān)系
壓力、壓力、表壓力、真空度、真空壓力，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓之間的關(guān)系
空氣壓力可以用壓力、表壓力和真空度等來(lái)衡量。
壓力：以真空作為起點(diǎn)的壓力值。一般需在表示壓力的符號(hào)的右下角標(biāo)注“ABS"，即Pabs。
表壓力：高出當(dāng)?shù)卮髿鈮旱膲毫χ?。由壓力表測(cè)得的壓力值即為表壓力。表示表壓力的符號(hào)，一般不做標(biāo)注，必要時(shí)可以在其右下角標(biāo)注“e"，即Pe。表壓力會(huì)由于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫ψ兓兓?br>真空度：低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Φ膲毫χ?br>真空壓力：壓力與大氣壓力之差。真空壓力在數(shù)值上與真空度相同，但應(yīng)在其數(shù)值前加負(fù)號(hào)。
壓力、壓力、表壓力、真空度、真空壓力之間的關(guān)系見下圖：
一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓是這樣規(guī)定的：把溫度為0℃、緯度45度海平面上的氣壓稱為1個(gè)大氣壓，水銀氣壓表上的數(shù)值為760毫米水銀柱高本文相關(guān)的論文有：中國(guó)閥門產(chǎn)值遞增