介绍
McCLEOD压力表是测量高真空(低压)的主要标准,使用简单。它是在1874年由Herbert McCleod发明的。
原则
麦克劳德压力表的操作方法是从一个真空室中吸入一定量的气体,然后通过倾斜压缩它,并填充水银。然后用水银压力计测量这个小体积内的压力,通过知道压缩比,就可以确定原始真空的压力。
所使用的气体必须遵循波义耳定律;P1V1 = P2V2
其中,p1 =初始条件下的气体压力(施加压力)。
P2 =最终状态下的气体压力。
V1 =初始条件下的气体体积。
V2 =最终状态下的气体体积。
建设
McLeod仪表的主要部分如下:
具有参考毛细管的参考柱。参考毛细管有一个叫点
零参考点。该参考柱与一个灯泡连接并测量毛细管,灯泡与参考柱连接的地方称为截断点。(它被称为
切断点,因为如果汞水平在这一点上方升高,则会切断条目
灯泡施加压力和测量毛细管。在参考列下方和
灯泡,活塞有一个汞储层。
工作
McLeod仪表如下操作:
如图所示,将要测量的压力(P1)施加到MCLEOD计的参考柱的顶部。通过操作活塞来填充测量仪中的汞水平,以填充该体积,如图中的黑暗阴影所示。当这种情况是这种情况(条件 - 1)时,施加的压力填充灯泡和毛细管。现在再次操作活塞,以便测量仪中的汞水平增加。当汞水平达到截止点时,已知体积的气体(V1)被捕获在灯泡中并测量毛细管。通过操作活塞进一步升高了汞水平,使得灯泡中的被困气体和测量毛细管的捕获气体被压缩。这是在汞水平到达标有参考毛细管(条件 - 2)上的“零参考点”之前完成的。在这种情况下,除了它之外,测量毛细管中的气体的体积直接读取。也就是说,测量毛细管和参考毛细管的高度'H'的差异变为捕获气体的体积(V2)和压力(P2)的量度。
既然已知V1 V2和P2,施加的压强P1可以用波义耳定律来计算;P1V1 = P2V2
让灯泡的体积从切断点到测量毛细管开始= V
设测量毛细管的横截面面积为a
设测量毛细管高度= hc。
因此,球泡中俘获气体的初始体积+测量毛细管= V1 = V+ahc。
当汞被向上被迫到达参考毛细管中的零参考点时,气体的最终体积= V2 +αh。
式中h =压缩气体在测量毛细管中的高度
P1 =未知气体的施加压力。
P2 =最终状态即压缩后的气体压力= P1+h
应用程序
麦克劳德压力表是用来测量真空压力的。
麦克劳德量规的优点
(i)它与气体成分无关。
(ii)用作校正其他低压计的参考标准。
(iii)施加的压力和h之间存在线性关系
(iv)没有必要校正McLeod计的读数。
McLeod测量仪的局限性
(i)被测压强的气体应遵循波义耳定律
(ii)必须提供水分疏水阀以避免任何相当大的蒸气进入量规。
(iii)只以抽样为基础进行测量。
(iv)它不能给出连续输出