grundlagen der vakuumtechnik und druckmessung l.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Grundlagen der Vakuumtechnik und Druckmessung PowerPoint Presentation
Download Presentation
Grundlagen der Vakuumtechnik und Druckmessung

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 64

Grundlagen der Vakuumtechnik und Druckmessung - PowerPoint PPT Presentation


  • 133 Views
  • Uploaded on

Grundlagen der Vakuumtechnik und Druckmessung. Inaltsverzeichnis. Druck Druckeinheiten Umrechnungen der Druckeinheiten Anwendungen Vakuumbereiche Strömungsarten Vakuummeter Eichen von Vakuummetern. Druck. Druck = Kraft pro Fläche. Druckeinheiten. Pascal (SI-Einheit). Druckeinheiten.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Grundlagen der Vakuumtechnik und Druckmessung' - awen


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
inaltsverzeichnis
Inaltsverzeichnis
  • Druck
  • Druckeinheiten
  • Umrechnungen der Druckeinheiten
  • Anwendungen
  • Vakuumbereiche
  • Strömungsarten
  • Vakuummeter
  • Eichen von Vakuummetern
druck
Druck

Druck = Kraft pro Fläche

druckeinheiten
Druckeinheiten
  • Pascal (SI-Einheit)
druckeinheiten5
Druckeinheiten
  • Pascal (SI-Einheit)
  • bar
druckeinheiten6
Druckeinheiten
  • Pascal (SI-Einheit)
  • bar
  • atm
druckeinheiten7
Druckeinheiten
  • Pascal (SI-Einheit)
  • bar
  • atm
  • Torr = mm Hg
umrechnungen der einheiten9
Umrechnungen der Einheiten
  • 1 Pa = 1 N/m2
  • 1 bar = 100000 Pa
umrechnungen der einheiten10
Umrechnungen der Einheiten
  • 1 Pa = 1 N/m2
  • 1 bar = 100000 Pa
  • 1 atm = 101325 Pa
umrechnungen der einheiten11
Umrechnungen der Einheiten
  • 1 Pa = 1 N/m2
  • 1 bar = 100000 Pa
  • 1 atm = 101325 Pa
  • 1 Torr = 133,322 Pa
umrechnungen der einheiten12
Umrechnungen der Einheiten
  • 1 Pa = 1 N/m2
  • 1 bar = 100000 Pa
  • 1 atm = 101325 Pa
  • 1 Torr = 133,322 Pa
  • 1 Torr = 1 mm Hg
anwendungen
Anwendungen:
  • Schmelzen und Entgasen von Metallen
  • Elektronenstrahlschweißen
  • Destillationen, Sublimationen
  • Trocknungen (Gefrier-) von Massengütern, Kunststoffen,
  • Pharmazeutischen Produkten
  • Glühlampen und Gasentladungsröhren
vakuumbereiche
Vakuumbereiche

Torr

  • Grobvakuum
vakuumbereiche15
Vakuumbereiche

Torr

  • Grobvakuum
  • Feinvakuum
vakuumbereiche16
Vakuumbereiche

Torr

  • Grobvakuum
  • Feinvakuum
  • Hochvakuum
vakuumbereiche17
Vakuumbereiche

Torr

  • Grobvakuum
  • Feinvakuum
  • Hochvakuum
  • Ultrahochvakuum
str mungsarten
Strömungsarten
  • Grobvakuum viskose Strömung
str mungsarten19
Strömungsarten
  • Grobvakuum viskose Strömung
  • Feinvakuum Knudsen-Strömung
str mungsarten20
Strömungsarten
  • Grobvakuum viskose Strömung
  • Feinvakuum Knudsen-Strömung
  • Hochvakuum molekulare Strömung
str mungsarten21
Strömungsarten
  • Grobvakuum viskose Strömung
  • Feinvakuum Knudsen-Strömung
  • Hochvakuum molekulare Strömung
  • Ultrahochvakuum molekulare Strömung
mittlere freie wegl nge
Mittlere freie Weglänge λ

Stoßquerschnitt des Gases

Anzahl der Teilchen pro Volumeneinheit

viskose str mung
Viskose Strömung
  • im Grobvakuum
viskose str mung24
Viskose Strömung
  • im Grobvakuum
  • kleine mittlere freie Weglänge bei verhältnissmäßig hohen Druck
viskose str mung25
Viskose Strömung
  • im Grobvakuum
  • kleine mittlere freie Weglänge bei verhältnissmäßig hohen Druck
  • mittlere freie Weglänge viel kleiner als räumliche Dimension

λ<< d

viskose str mung26
Viskose Strömung
  • im Grobvakuum
  • kleine mittlere freie Weglänge bei verhältnissmäßig hohen Druck
  • mittlere freie Weglänge viel kleiner als räumliche Dimension

λ<< d

  • Wechselwirkung der Teilchen untereinander, innere Reibung
molekulare str mung
Molekulare Strömung
  • im Hoch- und im Ultrahochvakuum
molekulare str mung28
Molekulare Strömung
  • im Hoch- und im Ultrahochvakuum
  • große mittlere freie Weglänge, viel größer als räumliche Dimension

λ>>d

molekulare str mung29
Molekulare Strömung
  • im Hoch- und im Ultrahochvakuum
  • große mittlere freie Weglänge, viel größer als räumliche dimension

λ>>d

  • Teilchen haben keine gegenseitige

Wechselwirkung

knudsen str mung
Knudsen Strömung
  • im Feinvakuum
knudsen str mung31
Knudsen Strömung
  • im Feinvakuum
  • Übergang zwischen viskoser und molekularer Strömung
knudsen str mung32
Knudsen Strömung
  • im Feinvakuum
  • Übergang zwischen viskose und molekularer Strömung
  • weder völlig viskos noch ausschließlich molekular
knudsen str mung33
Knudsen Strömung
  • im Feinvakuum
  • Übergang zwischen viskose und molekularer Strömung
  • weder völlig viskos noch ausschließlich molekular
  • mittlere freie Weglänge etwa proportional der räumlichen Dimension

λ ≈ d

vakuummeter35
Bourdon-vakuummeter

Kapselfeder-vakuummeter

Grobvakuum

Grobvakuum

Vakuummeter

Torr

vakuummeter36
Bourdon-vakuummeter

Kapselfeder-vakuummeter

U-Rohr-Manometer

Grobvakuum

Grobvakuum

Grobvakuum

Vakuummeter

Torr

vakuummeter37
Bourdon-vakuummeter

Kapselfeder-vakuummeter

U-Rohr-Manometer

McLeod-Vakuummete

Grobvakuum

Grobvakuum

Grobvakuum

Feinvakuum

Vakuummeter

Torr

vakuumeter
Wärmeleitfähigkeits

Vakuummeter

Kapazitäts-Vakuummeter

Kalkkathoden-Ionisations-

Vakuummeter

Feinvakuum

Hochakuum

Hoch- und Ultra-

vakuum

Vakuumeter

Torr

absolute und relative druckmessung
Absolute und relative Druckmessung
  • absolute Druckmessung:

Druck wird direkt gemessen

absolute und relative druckmessung40
Absolute und relative Druckmessung
  • absolute Druckmessung:

Druck wird direkt gemessen

  • Kraft pro Fläche
absolute und relative druckmessung41
Absolute und relative Druckmessung
  • absolute Druckmessung:

Druck wird direkt gemessen

  • Kraft pro Fläche
  • Zum Beispiel:
    • U-Rohr-Manometer
absolute und relative druckmessung42
Absolute und relative Druckmessung
  • absolute Druckmessung:

Druck wird direkt gemessen

  • Kraft pro Fläche
  • Zum Beispiel:
    • U-Rohr-Manometer
    • McLeod-Vakuummeter
absolute und relative druckmessung43
Absolute und relative Druckmessung
  • relative Druckmessung:

Druck wird relativ gemessen

absolute und relative druckmessung44
Absolute und relative Druckmessung
  • relative Druckmessung:

Druck wird relativ gemessen

  • Zum Beispiel:
    • Wärmeleitung
absolute und relative druckmessung45
Absolute und relative Druckmessung
  • relative Druckmessung:

Druck wird relativ gemessen

  • Zum Beispiel:
    • Wärmeleitung
    • Gasionisation
absolute und relative druckmessung46
Absolute und relative Druckmessung
  • relative Druckmessung:

Druck wird relativ gemessen

  • Zum Beispiel:
    • Wärmeleitung
    • Gasionisation
    • Kapazität eines Kondensators
bourdonvakuummeter48
Bourdonvakuummeter
  • Messelement ist ein kreisförmig gebogenes Rohr
  • wird ein Vakuum angelegt ändert sich die Krümmung und somit ändert das Rohr seine Lage
  • über eine verbundenen Pfeil kann man den Druck ablesen
doppelkapselfeder vakuummeter50
Doppelkapselfeder-Vakuummeter
  • zwei gleichgroße Barometerkapseln
  • fest eingebaut
  • sind über einen Steg miteinader verbunden
  • Um die Kapseln herum im Gehäuse herrscht ein konstanter Druck
  • In der einen Kapsel Vk herrscht ein konstantes Vakuum
  • Die andere ist die Messkapsel
doppelkapselfeder vakuummeter51
Doppelkapselfeder-Vakuummeter
  • an die Messkapsel wird ein Vakuum angeschlossen
  • dadurch wird die Messkapsel durch den umgebenden Druck zusammengedrückt
  • dadurch wird der Steg verschoben und der Pfeil zeigt den messwert an
u rohr manometer53
U-Rohr-Manometer
  • Ein Schenkel des Rohres ist verschlossen
  • kein Gas ist oberhalb der Flüssigkeitssäule des verschlossenen Schenkels vorhanden
  • als Messflüssigkeit wird Quecksliber verwendet
  • bei der Messung zeigt sich ein Unterschied
mcleod vakuummeter55
McLeod-Vakuummeter
  • Druckausgleich im System
  • Befüllen des Vakuummeters unter Atmosphärendruck
  • Vergleichskapillare auf „0 Markierung“ bringen
  • Höhendifferenz ablesen und Druck zuordnen
mcleod vakuummeter56
McLeod-Vakuummeter
  • Komprimierung des zu messenden Gases festen Volumens
  • Druckerhöhung in der Messkapillare somit eine Ablesung über ein U-Rohr möglich
  • Boyle-Mariottsches Gesetz
w rmeleitf higkeits vakuummeter58
Wärmeleitfähigkeits-Vakuummeter
  • elektrisch beheizter Draht
  • Wärmeableitung ans Gas
  • dadurch Änderung des elektrischen Widerstandes
w rmeleitf higkeits vakuummeter59
Wärmeleitfähigkeits-Vakuummeter
  • Druck abhängig von der Wärmeleitung
    • wenn mittlere freie Weglänge in die Größenordnung der Gefäßabmessungen kommt
  • dann ist die Wärmeleitfähigkeit proportional dem fallenden Vakuumdruck
kapazit ts vakuummeter61
Kapazitäts-Vakuummeter
  • in der befindet sich eine Metallmembran
  • dazu gibt es noch eine Mtallplatte, die fest ist
  • auf den beiden Seiten gibt es einen anderen Druck
  • das ganze ist in einen Metallgehäuse
  • die Metallmembran und die Metallplatte bilden einen Kondensator
kapazit ts vakuummeter62
Kapazitäts-Vakuummeter
  • bei Druckdifferenzen biegt sich die Membran
  • dadurch erfolgt eine Änderung der elektrischen Kapazität
ionisationsvakuummeter
Ionisationsvakuummeter
  • Messung des Drucks über die Teilchenanzahldichte:
    • Teil der Moleküle wird durch wird durch Elektronenstoß ionisiert.
    • diese erzeugten Ionen geben ihre positive Ladung an die Mess-Elektrode weiter
    • Der so erzeugte Ionenstrom ist ein Maß für den Druck
eichung von vakuummetern
Eichung von Vakuummetern
  • Vakuumeter messen im bereich von 760 Torr bis torr
  • zum Eichen im Bereich von 760 bis 1 Torr verwendet man Quecksilbersäulen
  • im Bereich dann bis Torr werden Kompressionsvakuummeter benutzt
  • um dann noch tiefer zu Eichen wird dann auf die niedrigeren Bereiche extrapoliert