Более подробные сведения о термоэлектронных вакуумметрах приведены в разделе "Ионизационные вакуумметры"[4].

Описание лабораторной установки

В комплект оборудования для выполнения лабораторной работы входят лабораторная установка, промышленный вакуумметр типа ВИТ-2 и несколько образцов термоэлектронных манометрических преобразователей, включая ПМИ-2.

Лабораторная установка содержит специально изготовленный стеклянный вакуумный макет (рис. 2.1). Макет содержит два термоэлектронных манометрических преобразователя ПМИ-2, термопарный манометрический преобразователь ПМТ-2 и два генератора водорода, спаянные вместе. Макет обезгажен поэтому при ненагретых генераторах водорода давление остаточных газов в макете меньше 10 -5 мм рт.ст.

Рис. 2.1. Вакуумный макет.

Выводы от всех манометрических преобразователей, входящих в макет, выведены на октальные разъемы, расположенные на задней панели лабораторной установки. К разъемам подключаются электрические кабели от промышленного вакуумметра ВИТ-2, имеющего термопарный и термоэлектронный каналы измерения.

Для регулирования давления газа в вакуумном макете используются гидрид-титановые генераторы водорода. В макет вмонтированы два генератора, подогреватели которых включены параллельно.

Генератор водорода представляет собой полный цилиндр, спрессованный из мелкодисперсного порошка титана. Внутри титанового цилиндра расположен подогреватель, с помощью которого осуществляется разогрев генератора. Перед герметизацией макета титановые цилиндры были насыщены водородом с образованием гидрида титана Ti-H. Гидрид титана образуется в результате химической реакции титана с водородом при комнатной температуре.

При нагреве генератора водорода Ti-H разлагается с образованием свободного водорода, который заполняет внутренний объем макета. Чем выше температура генератора, тем выше давление водорода. Причем в установившемся режиме давление водорода и температура генератора связаны однозначной зависимостью. При снижении температуры водород вновь вступает в реакцию с титаном с образованием Ti-H. а давление водорода в макете снижается. Через 10... 15 мин после выключения генератора весь водород поглощается, и в макете устанавливается давление остаточных газов менее 10 -5 мм рт.ст.

Так как процесс установления давления водорода в макете достаточно инерционный, то при изменении напряжения на подогревателе генератора необходим 10-минутный период для стабилизации давления водорода. Только после этого можно проводить измерения.

Электрическая схема лабораторной установки изображена на рис. 2.2.

Рис. 2.2 Электрическая схема лабораторной установки.

Схема содержит понижающий трансформатор Тр1 и ступенчатый регулятор S1 напряжения, подаваемого на генератор водорода. Ручка регулятора напряжения выведена на переднюю панель установки и обозначается "Накал генератора" (рис. 2.3). Контроль напряжения, подаваемого на подогреватель, осуществляется с помощью вольтметра Р1. также расположенного на передней панели.

Рис .2.3. Передняя панель лабораторной установки.

В крайнем левом положений "0" ручки "Накал генератора" напряжение на подогреватель генератора не подается. В этом положении производится определение рабочего тока термопарного преобразователя.

При включении тумблера "Сеть" на передней панели загорается сигнальная лампочка V1 .

Для наблюдения за работой манометрических преобразователей они расположены за прозрачным окном передней панели установки. При подаче напряжения на нить накала прямоканального катода термоэлектронного преобразователя он разогревается до белого свечения, которое можно наблюдать через прозрачное окно.

Указания по выполнению лабораторной работы.

Перед началом лабораторной работы проверить наличие заземления к установке и вакуумметру ВИТ-2.

Ознакомиться с данной инструкцией к лабораторной работе.

Ознакомиться и усвоить содержание разделов "Методы измерения давления разреженных газов и "Ионизационные вакуумметры" [4].

Ознакомиться с конструкцией и усвоить назначение каждого электрода термоэлектронного манометрического преобразователя ПМИ-2. В отчете сделать эскиз конструкции преобразователя ПМИ-2, выданного лаборантом перед началом проведения работы, с обозначением электродов преобразователя.

Изучить схему включения манометрического преобразователя ПМИ-2 по [4]. Начертить в отчете схему включений ПМИ-2.

Изучить по инструкции к вакуумметру ВИТ-2, приведенной в приложении, его устройство и освоить методику измерения давления с его помощью.

Перед началом работы с лабораторной установкой следует убедиться в том, что установка выключена, регулятор "Накал генератора" установлен в крайнее левое положение, а генератор водорода находится в холодном состоянии (для этого выждать 15 мин. перед началом измерений).

Определить рабочий ток преобразователя ПМТ-2 с помощью термопарного канала вакуумметра ВИТ-2. Записать в отчете значение рабочего тока преобразователя ПМТ-2.

Включить термоэлектронный преобразователь ПМИ-2 с помощью ионизационного канала вакуумметра ВИТ-2 согласно инструкции по его эксплуатации (см. приложение). Измерить с его помощью давление газа в макете при холодном генераторе водорода.

Произвести градуировку генераторов водорода по давлению с помощью термопарного и ионизационного вакуумметров.

Подать напряжение на подогреватель генератора водорода с помощью ручки "Накал генератора". Напряжение выбрать минимально возможным.

Измерить термопарным и термоэлектронным вакуумметрами давление водорода.

ВНИМАНИЕ! Измерения проводить только тогда, когда стрелки вольтметра и измерительного прибора вакуумметров займут устойчивое положение. При низких напряжениях накала генератора водорода, когда в макете низкое давление газа, термопарный вакуумметр не будет реагировать на изменение давления.

Повторить измерения при других величинах напряжения на подогревателе генератора водорода.

Результаты измерений занести в отчет в виде таблицы: