真空系统设计（真空规）

2.6.1液压式真空规

2.6.1.1U形压力计

U形压力计采用水银或低蒸气压油作为工作液体,从这种压力计的两个支管的液面高度差h可计算出两个支管液面上的压力差:

式中,p为工作液体的密度;g为重力加速度。

式(2-42)表明,U形压力计是一种绝对真空计。对油U形压力计来说,因油密度约为水银密度的1/15,所以它的灵敏度要比水银U形压力计高15倍。

在真空测量中,通常所用的U形压力计有如下几种形式:图2-100所示为开管式U形压力计,它是一种以大气压作为参考压力的U形压力计。

图2-101所示为闭管式U形压力计,其封闭支管中的气体压力与被测气体压力相比,可以忽略。

图2-102所示是采用电学方法测量液面高度差的水银U形压力计,它是两个支管中装有电阻丝(钨丝或铂丝),随着水银液面的上升或下降,电阻丝的电阻值随之减小或增大,以此来测出两液面高度之差。

图2-103所示是倾斜式U形压力计,根据所测的L值,由h=sin可算出液面高度差。此种结构形式灵敏度可以提高5~10倍。

图2-100开管式U形压力计 图2-101闭管式U形压力计

图2-102用电学法测量液面差的U形压力计 图2-103倾斜式U形压力计

除通常使用的U形压力计外,特殊设计的精密U形压力计可作为1×105~10-1Pa压力范围的真空测量标准。精密U形压力计是真空测量标准的基础,另外的真空测量说是它的发展:压缩式真空规可认为是“具有放大系统的U形压力计”;膨胀式校准系统的前级标准是精密U形压力计;动态流量法校准系统的上游标准是压缩式真空规或精密U形压力计。