Der Vakuumdruck wird mit speziellen Messgeräten gemessen, die für den Betrieb in verschiedenen Vakuumbereichen, von Niedrig- bis Ultrahochvakuum, ausgelegt sind.
Die Messung des Vakuumdrucks ist von entscheidender Bedeutung für das ordnungsgemäße Funktionieren von Vakuumsystemen und für die Aufrechterhaltung der gewünschten Bedingungen in Vakuumkammern.
4 wesentliche Techniken werden erklärt
1. Druckmessgeräte
Je nach dem zu messenden Vakuumbereich werden unterschiedliche Arten von Druckmessgeräten verwendet.
Im Grob-/Niedervakuumbereich (1000 bis 1 mbar) werden beispielsweise mechanische Messgeräte wie Rohrfedermanometer oder Plattenfedermanometer verwendet.
Diese Messgeräte arbeiten nach dem Prinzip der mechanischen Verformung als Reaktion auf Druckänderungen.
2. Messgeräte für die Wärmeleitfähigkeit
Diese Messgeräte eignen sich für den Fein-/Mittelvakuumbereich (1 bis 10^-3 mbar) und messen die Änderung der Wärmeleitfähigkeit eines Gases aufgrund von Druckänderungen.
Das Pirani-Messgerät ist ein gängiger Typ, bei dem sich der Widerstand eines beheizten Drahtes mit dem Gasdruck ändert, was sich auf den Wärmeverlust des Drahtes auswirkt.
3. Ionisationsmessgeräte
Sie werden für Hoch- und Ultrahochvakuumbereiche (10^-3 bis 10^-11 mbar) verwendet.
Sie funktionieren durch die Ionisierung von Gasmolekülen und die Messung des erzeugten Stroms, der proportional zur Gasdichte und damit zum Druck ist.
Bayard-Alpert-Messgeräte und Heißkathoden-Ionisationsmessgeräte sind Beispiele dafür.
4. Magnetische Schwebungsmessgeräte
Bei extremem Hochvakuum (< 10^-11 mbar) messen Magnetschwebungsmessgeräte die Kraft, die erforderlich ist, um eine kleine Kugel in einem Magnetfeld zu halten, das vom umgebenden Gasdruck beeinflusst wird.
Messgenauigkeit und Verlässlichkeit
Die Wahl des Messgeräts hängt von dem erforderlichen Vakuumniveau und der jeweiligen Anwendung ab.
In einer Vakuumbeschichtungsanlage wird beispielsweise ein Vollbereichsmanometer verwendet, das den Druck von atmosphärischen Werten bis zu 10^-9 Torr anzeigen kann.
Dies gewährleistet eine genaue Überwachung der Abscheidungsumgebung, was für die Qualität der Dünnschichtabscheidung entscheidend ist.
Integration in Vakuumsysteme
Vakuummessgeräte werden in der Regel zusammen mit Ventilen und anderen Komponenten in das Vakuumsystem integriert.
Die Messgeräte liefern Echtzeit-Rückmeldungen über den Druck in der Kammer und ermöglichen es dem Bediener, die Einstellungen der Vakuumpumpe oder andere Parameter nach Bedarf anzupassen, um das gewünschte Vakuumniveau zu erreichen und zu halten.
Fazit
Die Messung des Vakuumdrucks ist ein wichtiger Aspekt bei der Verwaltung von Vakuumsystemen in verschiedenen Branchen und Forschungsanwendungen.
Die Auswahl geeigneter Messgeräte stellt sicher, dass das Vakuumniveau genau eingehalten wird, was für den Erfolg von Prozessen wie Vakuumöfen, Teilchenbeschleunigern und Dünnschichtabscheidungssystemen unerlässlich ist.
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