Thuyết trình về ưu nhược điểm của áp kế nhiệt điện

4. GVHD: Phạm Thị Kim Hằng

5. Vũ Nguyễn
Trung An
Thái Lê
Hoàng Gia
Dương Thanh
Bảo
Nguyễn
Ngọc Danh
Thành viên trong nhóm
Mai Thiện
An

6. Chủ đề: CẤU TẠO, NGUYÊN TẮC LÀM VIỆC,
PHƯƠNG PHÁP CHIA ĐỘ, ĐỘ NHẠY VÀ ƯU
NHƯỢC ĐIỂM CỦA ÁP KẾ NHIỆT ĐIỆN VÀ ÁP
KẾ ION HÓA

7. CHỦ ĐỀ THUYẾT TRÌNH
I. ÁP KẾ NHIỆT ĐIỆN
II. ÁP KẾ ION HÓA

8. I. ÁP KẾ NHIỆT ĐIỆN

9. 1. Nguyên tắc làm việc
Miền I: (áp suất lớn). Khi <<r (r - bán kính
của sợi chỉ được đốt nóng), -> lượng nhiệt
liêu hao Q không phụ thuộc vào áp suất.
Miền II: Miền này thỏa mãn điều kiện  > r.
Trong trường hợp này Q giảm tỉ lệ với áp
suất, và do đó nhiệt độ sợi chỉ T tăng tỉ lệ với
áp suất.
Miền III: (áp suất rất nhỏ,  >> r). Trong
trường hợp này nồng độ phân tử rất nhỏ,
nên Qg<< Qs + Qm. Như vậy, Q – Qs + Qx
= const và không phụ thuộc vào áp suất
(nếu T = const).

10. 2.Những đặc điểm
của áp kế nhiệt
điện Độ chia của áp kế phụ thuộc vào loại khí. Vì
vậy mỗi loại khí có đường cong mẫu chia
độ riêng.
Trong quá trình áp kế làm việc, trạng thái
bề mặt sợi chỉ dần dần bị biến đổi, làm biến
đổi công suất QG.
Độ nhạy của áp kế càng lớn khi QG rất lớn
hơn (QS + QM)
Thông thường nhiệt độ sợi đốt khoảng
200°C.
Áp kế nhiệt điện có tính chất quán tính
QG= 𝐴
(T2−T1)
√𝑇1𝑀
𝑝

11. 3.1 Áp kế cặp
nhiệt điện

12. 3.2 Áp kế nhiệt
điện trở (áp kế
Pirani)
Điều chỉnh ra đến giá trị ghi trong lý lịch đèn áp kế
đối với mỗi giới hạn nhiệt độ phòng
2. Đóng mạch cầu và điều chính dòng đốt sợi chỉ IH
qua miliampère kế 1 đến giá trị cũng được ghi trong
lý lịch của áp kế. Dòng đốt đó luôn luôn giữ không
đổi trong quá trình đo áp suất
3. Khi chân không trong hệ thấp, nếu thiết lập giá
trị ra và In đúng, thì cầu phải ở trạng thái cân bằng
(kim miliampère kế 2 phải ở giá trị 0). Điều đó có
nghĩa rằng nhiệt độ sợi chỉ chưa thay đổi so với khi
ở áp suất khí quyển, tức là r1 =r2.
4. Khi áp suất giảm nhiệt độ và cho nên điện trở rị
tăng, kim miliampère kế 2 bắt đầu dịch chuyển từ 0
về phía phải. Áp suất càng thấp, thì độ dịch chuyển
càng lớn.

13. Áp kế Ion hoá
(Ionization gauge)

14. Áp kế Ion hoá (Ionization gauge)
1. Nguyên lý hoạt động
2. Độ nhạy của áp kế ion hoá
3. Những ưu nhược điểm
của Áp kế Ion hoá
4. Áp kế Alpert

15. 1. Nguyên lý hoạt động
Áp kế ion hóa bao gồm một ống
chân không Triode. Có ba bộ
phận chính:
+ Một dây tóc (Cathode) được
đốt nóng để cung cấp các
electron.
+ Một tấm lưới.
+ Một tấm cực dương (Anode).

16. 2. Độ nhạy của áp kế Ion hoá

17. 2. Độ nhạy của áp kế Ion hoá
Trong áp kế ion hóa, dòng điện của các ion dương, Ip, được tạo ra khi một dòng
electron va chạm với các phân tử khí được biểu thị bằng:
𝐼𝑝 = 𝑄𝑛𝑙𝐼𝑒
trong đó Q là tổng tiết diện ion hóa trên một cơ sở tuyệt đối, n là mật độ phân
tử, l là tổng chiều dài đường đi của electron và 𝐼𝑒 là dòng điện của các electron.
Thay mật độ của các phân tử, được định nghĩa là n=P/kT vào (1), ta thu được
công thức sau đây:
P=
𝐼𝑝
𝑆𝐼𝑒
trong đó S là độ nhạy tuyệt đối của áp kế ion hóa đối với các khí khác nhau và
được định nghĩa là:
𝑆 =
𝑄𝑙
𝑘𝑇
trong đó k là hằng số Boltzmann và T là nhiệt độ tuyệt đối của các phân tử trong
vùng ion hóa.

18. 3. Những ưu nhược điểm của áp kế Ion hoá
A. Ưu điểm của áp kế Ion hoá:
+ Độ chính xác cao.
+ Nó được sử dụng để đo phạm vi áp suất rộng (10-3 đến 10-11 mm Hg).
+ Độ nhạy không đổi đối với một loại khí nhất định trong phạm vi đo lường rộng.
+ Phản ứng nhanh với sự thay đổi áp suất.
+ Khả năng kiểm soát quá trình và điều khiển từ xa.
B. Nhược điểm của áp kế Ion hoá:
+ Chi phí cao và mạch điện phức tạp.
+ Hiệu chuẩn của nó thay đổi theo khí.
+ Sự phân hủy khí có thể xảy ra bởi dây tóc nóng (cực âm).
+ Dây tóc, nếu nóng, có thể cháy nhanh chóng nếu tiếp xúc với không khí.
+ Cần phải bảo vệ máy đo bằng cách cắt bỏ trong trường hợp hệ thống bị rò rỉ hoặc bị
hỏng.
+ Do tương tác của điện tử, mà collector điện tử bị đốt nóng và tỏa khí -> cần dùng biện
pháp tẩy sạch khí ở các điện cực và vỏ đèn.
+ Ô nhiễm chất khí, có áp suất cần đo.

19. 4. Áp kế Alpert

20. 4. Áp kế Alpert
Áp kế đo chân không ion hóa Bayard-Alpert (B-A): được
phát minh bởi R.T Bayard và D. Alpert vào năm 1950, là
đầu đo có độ chính xác cao nhất trong khoảng áp suất từ
10-3 đến 10-10 Torr. Áp kế B-A bao gồm một dây tóc
(cathode) được gia nhiệt, phát electron tới một cực lưới
hình xoắn ốc (anode) và một cực thu ion. Các electron
phát ra từ dây tóc được gia tốc và đi qua khoảng không
của cực lưới. Trong khoảng không này, các electron va
chạm với các phân tử khí trong môi trường chân không và
sinh ra ion dương. Các ion dương được thu thập bằng một
cực thu ion nằm bên trong cực lưới. Cường độ của dòng
ion được dùng để đo áp suất môi trường

21. 4. Áp kế Alpert
Dòng ion này khác nhau đối với các khí khác
nhau ở cùng áp suất; nghĩa là, một máy đo
ion hóa dây tóc nóng phụ thuộc vào thành
phần. Tuy nhiên, trên một phạm vi rộng của
mật độ phân tử, dòng ion từ khí có thành
phần không đổi tỷ lệ thuận với mật độ phân
tử của khí trong máy đo.

22. Thanks For
Watching!