真空度的单位

1、真空度的单位“真空度”顾名思义就是真空的程度。是真空泵、微型真空泵、微型气泵、微型抽气泵、微型抽气打气泵等抽真空设备的一个主要参数。所谓“真空”，是指在给定的空间内，压强低于101325帕斯卡（也即一个标准大气压强约101KPa）的气体状态。在真空状态下，气体的稀薄程度通常用气体的压力值来表示，显然，该压力值越小则表示气体越稀薄。对于真空度的标识通常有两种方法：一是用“绝对压力”、“绝对真空度”（即比“理论真空”高多少压力）标识；在实际情况中，真空泵的绝对压力值介于0101.325KPa之间。绝对压力值需要用绝对压力仪表测量，在20C、海拔高度=0的地方，用于测量真空度的仪表（绝对真空表）的初

2、始值为101.325KPa。（即一个标准大气压）二是用“相对压力”、“相对真空度”（即比“大气压”低多少压力）来标识。"相对真空度”是指被测对象的压力与测量地点大气压的差值。用普通真空表测量。在没有真空的状态下（即常压时），表的初始值为00当测量真空时,它的值介于0至ij101.325KPa（一般用负数表示）之间。国际真空行业通用的“真空度”，也是最科学的是用绝对压力标识；指得是“极限真空、绝对真空度、绝对压力”，但“相对真空度”（相对压力、真空表表压、负压）由于测量的方法简便、测量仪器非常普遍、容易买到且价格便宜，因此也有广泛应用。理论上二者是可以相互换算的，两者换算方法如下：相对

3、真空度=绝对真空度（绝对压力）-测量地点的气压常用的真空度单位有PaKpaMpa大气压、公斤（Kgf/cm2）、mmHgmbar、bar、PSI等。近似换算关系如下：1MPa=1000KPa1KPa=1000Pa1大气压=100KPa=0.1MPa1 大气压=1公斤（Kgf/cm2）=760mmHg1大气压=14.5PSI1KPa=10mbar真空是指低于1标准大气压的气态空间，建立这样一个气态环境，并在该环境中工艺制作、测量分析和科学试验等工作所需的理论及技术称之谓“真空科学与技术”。为保证真空科学与技术的发展和交流。准确、合理地选择和使用有关的计量单位，并实现国际间单位制的统一，是一个十分

4、重要的方面。用来标志量或数的大小的指标统称为单位，而标志可测量大小的单位称为计量单位。计量单位是一个有明确定义和名称，并有一个命其数值为1的固定量。由于真空技术这门学科发展的历史因素，表示“真空度”这样一个特征量的计量单位就经历了多种变化.单位名称可称得上五花八门，单位之间的换算繁琐不堪，有意或无意地变成了阻碍真空技术发展和交流的人为因素。为此，在当代科学技术的条件下，需要对“真空度”的计量单位给以一个科学、合理的定义，并通过国家法令形式予以肯定被提上了议事日程。人所共知，真空的发现始于1643年，当意大利的物理学家托里拆里（E.Torricelli16081647）将一端密封的长玻璃管注满了

5、汞并倒置于盛有汞的槽里时，发现了汞柱顶端的空间即是真空。这也同时首先使人们知道我们人类竟居住在一个充满大气压力的环境空间之中！而大气的压力正等于高度为760毫米汞柱的重量。因此，人们最初就选用毫米汞柱（mmHg这一奇特的“长度”单位来表示真空的程度，并一直沿袭使用下去，至今我们仍可在许多老式的真空仪表上看到它的存在。随着科学技术的不断进步，人类对客观世界认识的不断深化，人们认识到所谓“真空度”实质上与气体压力是同一物理概念。真空度越高，即气体压力越小；反之真空度越低，即气体压力越大。真空度的上限就是一个标准大气压，即760毫米汞柱。l标准大气压又称物理大气压，指的是地球大气层的大气在海平面上的

6、压力。其定义为在标准重力加速度g=980.665厘米/秒2,温度T=273K,760毫米高的汞所施加的压力。若把273K下汞密度定义为13.59509克/厘米3,则该数值相当于101325牛顿/米2。根据计量单位的定义，需要有一个命名其数值为1的固定量的要求，以毫米汞柱为计量单位便可得到下面关系式：l毫米汞柱=l/760标准大气压=133.322牛顿/米2然而，人们看到以毫米汞柱（mmHg作为真空度的计量单位是不尽科学合理的。首先它类似于长度的计量单位，没有体现压力这个物理量的概念，其次它依赖于汞密度的测量水平，并不是一个绝对单位，也不便于口述和书写。因此在1958年第四届国际真空会议上决定采

7、用“托”（Torr）来作为真空度的单位，以替代“毫米汞柱”，并以此来纪念著名的意大利物理学家，真空的发现者托里拆里。这样：l托=1/760标准大气压=133.322牛顿/米2,这是一个绝对单位，其不随汞密度、温度和重力加速度而变化，又与长度单位明显区别开来。由上可见，“托”、“毫米汞柱”的差异主要是定义上的，而在数值上仅有约七百万分之一的微小差别，实际使用时完全可以忽略。气体分子动力学理论的发展揭示了真空的本质。真空度实质上是气体分子对容纳其存在的容器壁上单位面积的总冲量(或动量变化)值的量度。因此，“真空度”、“气体压力”源于同一物理概念。对此，人们有充分理由提出为什么非要把真空度的计量单位

8、从压力计量单位中独立出来，另立体系呢？为了消除多种单位并用的现象，便于人们在科研和生产活动中避免繁琐的单位制之间的换算及其带来的换算误差，有必要一致采用人们所公认的，并能清晰表达其物理概念的计量单位。作为制定国际单位制(SI)的权威机构是国际计量大会(CGPM)根据科学技术发展的需要，在1971年第十四届国际计量大会上针对压力计量单位规定了专门名称“帕”(Pa),并作为国际单位制的一个导出单位。帕斯卡(BPascal16231662)是著名的法国数学家和物理学家。他利用汞气压计发现了汞柱随高度而变化，并创立了水压机的理论基础帕斯卡定律而闻名于世。为了纪念这位杰出的科学家，压力、机械应力、声压、

9、表面压力、真空度等量的SI单位就以他的名字来命名。1984年2月27日我国国务院发布了关于在我国统一实行法定计量单位的命令，明确规定了以国际单位制单位为基础的我国法定计量单位。其中关于压力、压强、应力包括真空度等物理量的计量单位规定采用国际单位制中具有专门名称的导出单位“帕斯卡”，单位符号为“Pa”，定义1Pa等于垂直于面积为1m2的表面上均匀作用1N的压力，即：l帕(Pa)=l牛顿/米2(N/m2)这样，在真空技术中以往常用的如“托”/“毫米汞柱”/“毫巴”等真空度计量单位均应予以淘汰，表1列出了应予淘汰的计量单位和符号，以及它们与法定计量单位之间的换算关系。表1应予淘汰的压力计量单位和符号

10、应淘汰的压力单位的名称单位符号用法定的单位表示的形式值毫巴mb100Pa托torr133.322Pa标准大气压atm101325Pa工程大气压at98.0665Pa达因每平方厘米dyn/cm20.1Pa毫米水柱mmH2O9.80665Pa毫米汞柱mmHg133.322Pa磅为每平方英寸PSI,P.S.I6894.7Pa千克力每平方米kgf/m29.80665Pa除此之外，应该还须指出在真空技术中另一个常用的表示气体流量或密封器件漏率的计量单位也必须作相应的更动。所谓气体流量指的是泵抽速率和入口压力的乘积，而漏率是单位时间内进入（或逸出）真空系统的气体量，它们的计量单位具有同一量纲。以往它的计量

11、单位也相当混乱，常见的有托丹/秒、（流西克lusec）、标准大气压米3/秒等。按照法定计量单位制的单位来说，它应该是功率的单位，即瓦（W）,为了明显起见，仍可通用帕丹/秒的单位。1bar=1000mbar真空泵的基础知识真空状态的主要特点是：真空容器所承受的大气压力由容器内外压力差所决定；与大气相比，气体分子密度小、分子之间相互碰撞不那么频繁，单位时间内碰撞容器壁的分子数减少，从而使真空状态下热传导与对流小，绝热性能强，可降低物质的沸点和汽化点等。真空的这些特点被广泛应用到生活、生产和科研的各个领域中。真空度是对气体稀薄程度的一种客观量度。它本应用单位体积中的分子数来量度，但由于历史的原因，真

12、空度的高低仍通常用各向同性的物理量气体压强”来表示。气体压强越低，表示真空度越高；反之，压强越高，真空度就越低。在真空技术领域中，过去常用的压强单位为托（torr）,它与目前国际单位制中压强单位帕斯卡的换算关系为：1帕=1牛顿/米2=1千克/米.秒=7.5006210-3（托）1托二（标准大气压）=（帕）=133.3224（帕）为使用方便，人们根据真空技术的应用特点、真空物理特性和真空泵、真空计的有效使用范围，将真空划分为不同区域及对应的物理特点和主要应用领域，如表4.0-1所示。2 .真空获得用来获得真空的器械简称为真空泵。由于真空技术发展到今天所涉及的压强范围从10510-12帕，宽达17

13、个数量级，所以现在还不能用任何一种真空泵来实现。真空泵按其抽气机理可分为两大类：一是压缩型真空泵，他是将气体由一方压缩到另一方，如机械泵、扩散泵、分子泵等。二是吸附型真空泵，它是利用各种吸气作用将气体吸掉，如钛泵、离子泵、低温泵等。按起始工作状态可分为前级泵（可直接从大气压下开始抽气，如机械泵、吸附泵等）和次级泵（只能从比大气压低的某一定压强下开始抽气，使系统达到更高极限真空度，如扩散泵、钛泵等）。次级泵工作时，必须辅以一定的前级泵，提供其正常工作所需要的真空度。赖以比较各种真空泵性能的主要基本参数是：1 .最大工作压强；泵能够正常工作的最高压强，如果工作压强超过这一数值，泵将失去工作能力。机

14、械泵最大工作压强为1个大气压，扩散泵为1帕。2 .极限压强：在被抽容器中漏气和放气可以忽略情况下，经长时间的抽气之后，泵所能达到的最低平衡压强为该泵的极限压强。3 .抽气速率：在泵的入气口处，在任一给定压强P1下，单位时间内流入泵的气体体积数为泵的抽气速率，简称为抽速，常用S表示，则S=升/秒式中Av为泵进气口处t时间内流入泵的气体体积开,P1为在测定该气体体积时的进气口压强帕。抽速在泵抽气过程中因P1是变的，所以S一般都不是常数。4 .运用范围：指泵具有相当抽气能力时的压强范围。对超高真空范围内的泵，需附加二个主要参数是：抽气的选择性和残余气体的组成。一般实验室常用机械泵和扩散泵在1.5小时

15、内可获得10-410-5帕真空度。真空区域低真空中真空局真空超局真空力范围Torr760-11-10-310-3-10-7<10-7Pa105-102102-10-110-1-10-5<10-5适用主要的真空泵机械泵机械泵，增压泉扩散泵，分子泵分子泵，离心泵适用主要的真空计U型管或弹簧压力表热偶真空计电离真空计电力真空计，磁控真空计1、真空区域划分真空区域压强范围托(Torr)帕(Pa)低真空760101013251333中真空1010-313331.33M0-1局真空10-310-81.33X0-110-61超图真空10-810-1210-610-10极局真空<10-12&

16、lt;10-102、绝对温度、摄氏、华氏温度对照表温度形式K（绝对温度）C（摄氏）°F（华氏）K（绝对温度）1C+273.155/9(F+459.67)C（摄氏）K-273.1515/9(F-32)下（华氏）9/5(K-459.67)9/5(C+32)13、真空泵的种类及其工作范围工作范围（托）真空泵工作范围（托）旋片真空泵7605X10-41往复真空泵76010-2滑阀真空泵7605X10-3吸附泵76010-4油增压泵10-110-4溅射离了呆10-410-10罗茨真空泵10-110-4钛升华泵10-310-101油扩散泵10-35M0-7分子泵10-310-10水环真空泉760

17、25低温泵10-310-104、水在各种温度下的饱合蒸气压温度压力温度压力CPaTorrCPaTorr-13225.41.691-10386.52.149-7361.92.715-3489.63.6730610.44.5793757.85.685710017.5131012289.20913149711.2317193714.5320233717.5423280821.0727356426.7430424231.8233502937.7337627447.0740737855.3243863864.80471061079.60501233092.515314290107.25717310129.86019910149.46322840171.46727320205.07335420265.7774187031468762480468.79378460588.69790920682.110010132