진공측정기 종류에 대해서

진공측정기 종류에 대해서

1.부르돈관 진공계(Bourdontube gauge)

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차압(한쪽 압력은 보통 대기압)의 힘으로 탄성 변형된 변위를 바늘에 전달하여 회전각으로 표시하는 진공계입니다.측정부와 표시부가 하나로 되어 있어 간편하고 저렴하지만 대기압 부근의 압력만 측정할 수 있습니다.

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2.마노미터(manometer)

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진공계로 이용되는 마노미터는 길이가 1m 남짓한 U자 모양의 유리관내에 절반 정도의 높이까지 수은을 채워 눈금판(잣대)과 함께 연직 설치한 것이 일반적입니다.

관의 한쪽 끝은 대기에 개방하고 다른 한쪽을 진공계에 접속하면 대기와 압력차가 그대로 2개의 관내 수은면의 높이로 표시됩니다.

잘 알려져 있듯이 이 높이의 차이(수은주)를 mm 단위로 나타낸 압력이 Torr이며 차압이 1기압이면 수은주는 760mm가 됩니다.

절대압 측정이 가능하고 확실한 진공계이지만 독성이 있는 수은을 취급하기 때문에 다양한 주의와 대책이 필요합니다.

이 때문에 계기를 교정하는 장소 이외에서는 격막 진공계로 바뀌고 있는 것 같습니다.

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3.맥클라우드 진공계(McLeod gauge)

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마노미터와 함께 절대압을 측정할 수 있는 전압계로 맥레오드로 발음하는 경우도 종종 있습니다.

구조는 약간 복잡하지만 비측정계의 기상을 기존 용적의 공간에 넣어 압축하고 그 결과 증가한 압력을 수은주로 표시합니다.

마노미터보다 낮은 압력을 높은 신뢰성으로 측정할 수 있는 이점이 있지만 수은을 사용하는 것, 연속해서 측정할 수 없는 것 등에서 계기의 교정이 필요한 경우 외에는 별로 이용되지 않습니다.

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4.격막 진공계(diaphram gauge)

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차압의 힘으로 얇은 판을 탄성 변형시켜 그 변위에서 압력을 구하는 전압계입니다.

탄성 변형을 이용하는 점에서는 부르돈관과 동일하나, 보다 낮은 압력을 정밀하게 측정할 수 있고 전기 신호도 쉽게 꺼낼 수 있습니다.

단 하나의 측정자로 측정 가능한 압력범위는 3자리 정도이며, 위 그림에 나타낸 영역을 커버하기 위해서는 복수의 측정자(압력영역에 따라 두께 등이 다르다)를 사용할 필요가 있습니다.

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5.피라니 진공계(Piranigauge)

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대표 길이가 기체의 평균 자유행정보다 충분히 작을 경우, 즉 분자류 영역에서는 기체 분자가 고체로부터 빼앗는 열량은 압력에 비례한다는 원리에 기초하고 있다.

유회전 펌프로 도달 가능한 중진공을 측정하는 데 자주 이용됩니다.

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6.열전쌍 진공계(thermocouple gauge)

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피라니 진공계와 동일한 원리로 압력을 측정합니다.

피라니 진공계에 비해 다소 정밀도는 떨어지지만 회로가 단순하고 저렴한 것이 특징입니다.

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7.가스라관(Geisslertube)

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고전압 방전의 형상이나 색상으로부터 대략적인 압력을 판단하는 진공계입니다.

압력이 명시되지 않으므로 진공계로 분류되지 않을 수도 있습니다.

전리현상을 이용한다고 되어 있지만 격려된 원자도 빛을 발하기 때문에 전리량만을 관찰하고 있는 것은 아닙니다.여러 가지 단점은 있지만 구조가 간단한 점, 멀리서도 시인성이 좋은 점, 기체에 따라 방전색이 다른 점 등으로 인해 조경계의 압력모니터나 누출검사기로 지금도 사용되고 있습니다.

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8.페닝 진공계(Penning gauge)

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가스라관과 마찬가지로 기체의 방전현상을 이용하는데, 전리한 이온의 수에서 압력을 환산하기 때문에 정량성이 있습니다.

또, 자기장을 병용 해 전자의 비행 시간을 길게 하기 때문에, 가이스러관보다 낮은 압력으로 방전을 유지할 수 있습니다.

전리진공계보다는 정량성이 떨어지지만 구조가 간단하고 측정자가 잘 손상되지 않으므로 고진공 영역에서 정밀도가 덜 필요한 압력 측정에 자주 이용됩니다.

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9.이온화 진공계(ionization gauge)

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가열된 필라멘트에서 방출된 열전자를 가속시켜 기체 분자와 충돌시키면 이온이 생성됩니다.

이온 생성량이 기체 분자의 밀도에 비례하는 것을 이용하여 압력을 측정하는 것이 전리 진공계입니다.

페닝 진공계도 전리 현상을 이용하지만 방전에 의한 것이므로 냉음극 전리 진공계라고 불릴 수 있습니다.

이에 비해 전리진공계는 열전자에 의하기 때문에 정확하게 열음극 전리진공계라고 불러야 하지만 관용적으로는 단순히 전리진공계라고 하는 경우가 많습니다.

슐츠 게이지나 B-A 게이지도 전리 진공계의 일종으로, 고진공에서 초고진공 영역의 압력을 정확하게 측정하는 진공계로 많이 사용되고 있습니다.

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10.질량분석계(massanalyzer)

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전리진공계와 구조는 비슷하지만 특정 질량/전하비를 가진 이온만 검출함으로써 분압, 즉 기체의 조성을 알 수 있습니다.

진공 중에 잔류하고 있는 기체의 분압을 측정한다고 해서 잔류가스분석계(RGA-residual gassanalyzer)라고도 불린다.

또 특정 질량/전하비를 가진 이온을 선택하는 기구에 네 가지 전극을 이용하는 분석계는 4중극질량분석계(QMA-quadrupole massanalyzer)라고 한다.

특정 기체만 검지하고 싶을 경우에는 필수적 분석계로 용도가 특수한 관계로 '진공계'로 분류되지 않을 수 있습니다.

 

스마트계측기 (smartinst.co.kr)

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