ピラニゲージを理解する

ピラニゲージは、真空システムの圧力を監視するために使用される信頼性の高い熱伝導率ゲージです。 Marcello Pirani は 1906 年にこのアイデアを思いつきました。抵抗温度計を加熱要素として効果的に使用することにより、ピラニ ゲージは温度を検出するための熱電対の使用を排除します (熱電対ゲージのように)。

この記事では、ピラニ ゲージの定義、用途、部品、図、動作、長所と短所を学びます。

ピラニゲージとは?

ピラニゲージは、真空システムで低圧を測定するために使用される信頼性の高い熱伝導率ゲージです。これは、チューブ内に高温の金属ワイヤを吊り下げ、ガス圧力媒体にさらすことによって機能します。薄いタングステン、ニッケル、またはプラチナ ワイヤを使用して、これらのホット メタル ワイヤを作成します。

熱伝導率の変化を監視し、その情報を使用してシステムの圧力を計算します。このゲージは、非常に低い圧力で 0.1 ～ 100 パスカルの範囲の圧力を測定するのに適しています。ピラニゲージは、低圧と高真空の圧力を測定するために使用されます。取得したデータに基づくプロット グラフを使用します。

ピラニ ゲージの図:

ピラニ ゲージの構築と操作

金属フィラメント (通常はプラチナ) は、真空がピラニゲージで測定されるシステムに取り付けられたチューブに配置されます。接続には、O リングでシールされたすりガラス ジョイントまたはフランジ付き金属コネクタが一般的に使用されます。フィラメントは電気回路に接続されており、校正後に圧力を読み取ることができます。

導線（白金フィラメント）に電流が流れると、発熱します。ガス分子がワイヤーと衝突して熱を奪うと、ガス中に吊るされたこのワイヤーがガスに熱を奪われます。存在する分子の数は、ガス圧が（真空ポンプによって）低下するにつれて比例して減少し、周囲の媒体の伝導率が低下し、ワイヤはよりゆっくりと熱を失います.熱損失の測定は、圧力を決定する間接的な方法です。

ワイヤの電気抵抗は温度によって変動するため、抵抗試験ではワイヤの温度も示されます。ブリッジは、フィラメントの抵抗変化を決定するために使用されます。校正すると、ピラニ ゲージ フィラメントの抵抗の変化が加えられた圧力の尺度になります。

ワイヤは、流れる電流 I を管理することにより、さまざまなシステムで一定の抵抗 R に保たれます。ブリッジ回路を使用して抵抗を設定できます。 I2R 電力がワイヤに適用され、同じ電力がガスに適用されます。その結果、この平衡を達成するために必要な電流が真空の尺度になります。

このゲージは、0.5 Torr から 103 Torr までの範囲の圧力を処理できます。ガスの熱伝導率と熱容量によってメーターの読み取り値が変わる可能性があるため、正しい読み取り値を得る前にデバイスを校正する必要がある場合があります。ペニングゲージなどの他の器具は、より低い圧力を測定するために使用されます.

ピラニ ゲージの仕組みについては、以下のビデオをご覧ください。

ピラニゲージの長所と短所

利点:

以下は、さまざまな用途におけるピラニ ゲージの利点です。

• 丈夫で手頃な価格です。
• 低圧では、信頼できる結果が得られます。
• 圧力は離れた場所から読み取ることができます。
• 別の種類の熱伝導率ゲージである熱電対ゲージは推奨されません。
• 10 倍高速で、より広い範囲の圧力を監視できるため、好ましいと言えます。

短所:

ピラニ ゲージの利点にもかかわらず、いくつかの制限が発生します。以下は、さまざまな用途におけるピラニ ゲージの欠点です。

• ピラニゲージは定期的に検査する必要があります。
• ピラニ ゲージの校正には、異なるガスを使用する必要があります。
• その操作には電気の使用が必要です。

結論

ピラニゲージは、真空システムで低圧を測定するために使用される信頼性の高い熱伝導率ゲージです。これは、チューブ内に高温の金属ワイヤを吊り下げ、ガス圧媒体にさらすことによって機能します。薄いタングステン、ニッケル、またはプラチナ ワイヤは、これらのホット メタル ワイヤを作成するために使用されます。ピラニ ゲージの定義、アプリケーション、部品、図、動作、利点、および欠点について説明したこの記事は以上です。

読書から多くのことを学べることを願っています。そうであれば、親切に他の学生と共有してください。読んでくれてありがとう。また会いましょう!