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氨用壓力表的測量過程、如何計算未知壓力以及優缺點

作者:發表時間:2020-01-10


      氨用壓力表是低壓測量的常用設備,它本質上是一個使用汞作為壓力液體的壓力計。它可以用於測量高達0.1 torr的壓力,它是於1874年發明的。

測量過程

      氨用壓力表量規的基本形式如上所示。它的工作方式是在真空室內采集氣體樣本,然後用汞壓縮。首先,將要測量的壓力施加到參考柱上。然後將活塞從水銀儲罐中抽出,將水銀含量降低到截止點以下,從而吸收未知壓力P1的氣體,讓測量毛細管和燈泡中的氣體體積為V1。推入活塞後,汞含量上升,密封了測量毛細管和燈泡中未知量的氣體樣品。然後繼續柱塞的運動,直到參考毛細管中的汞含量達到零水平為止,如圖所示。氣體的體積由刻度尺測量,測量毛細管和參考毛細管的高度“ h”之差是體積V1和壓力P2的量度。

如何計算未知壓力?

      未知壓力是通過博伊爾定律確定的。博伊耳定律指出,如果在封閉係統中氣體的溫度和數量保持不變,則理想氣體的給定質量所施加的絕對壓力與其所占的體積成反比。在數學上,博伊爾定律可以表示為:壓力與體積成反比。其中P是氣體的壓力,V是氣體的體積,k是常數。V1是捕獲在燈泡和測量毛細管中的氣體的初始體積,而V2是該氣體的最終體積。P1是要測量的施加壓力。並將橫截麵的麵積設為“ a”。因此:

      —V1 = V + a * hc

      —V2 = a * h

      —P2是最終壓力

      —P2 = P1 + h

      所以根據波義耳定律:

      —P1V1 =(P1 + h)(a * h)

      —P1V1 = P1ah + a(h ^ 2)

      —P1 = a(h ^ 2)/(V1-ah)

      —ah非常小

      —P1 = a(h ^ 2)/ V1

      優點

      —不依賴氣體的組合

      —作為校準其他氨用壓力表的參考標準

      —施加的壓力和測量毛細管的高度之間存在線性關係。

      缺點

      —氣體應遵守波義耳定律

      —不能在汞使用有害的應用中使用

      —對氣體中的冷凝蒸汽敏感(如果存在)。

      —無法連續輸出


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