Способ измерения давления газов

тш 556363 Союз Советских Социалистических Реслублин(23) Прио осударственныи комитет овета Министров СССР ло делам изобретений 53) УДК 531.787(088 Опубликовано 30,04.7 ллетеньи открытий та опубликования описания 31.05.7(71) Заявитель арствеииый университет жгородс 4) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ГА го поверхновленне.ть е=/(Т)е 10- тор;т(г). на фиг, сегнетоэлекизме овано Изобретение относится к технике репия давления и может быть использ в электровакуумной промышленности.В современной вакуумной технике нашли применение способы измерения давления, основанные на различных физических явлениях. Например, широко известен способ измерения давления, основанный на зависимости теплопроводности газа от давления. Теплоэлектрические маномеры, реализующие этот способ, широко применяются в промышленности.Наиболее близким по технической сущности является способ измерения давления, основанный на измерении емкости сегнетоэлектрического конденсатора.Однако он обладает недостаточной чувствительностью,Кроме того, диапазон измерения его ограничен снизу давлением 10 - в тор.Целью настоящего изобретения является повышение чувствительности и расширение диапазона измерения в сторону низких давлений.Эта цель достигается тем, что сегнетоэлектрический датчик предварительно обезгаживают в высоком вакууме, поддерживают датчик при температуре, равной температуре фазового перехода сегнетоэлектрика в вакууме и по изменению емкости за счет сдвига температуры фазового перехода сегнетоэлектрика,обусловленного адсорбцией на е стп молекул газа, определяют даНа фиг. 1 показана зависимос сегнетоэлектрика 5 ЬЫ в вакуум на фиг, 2 - зависимость е=/(Р 3 - зависимосгь е=1(Р) для трика ВаТ 10 з Сущность предлагаемого способа состоит в 10 следующем, Количество адсорбнрованных наповерхности твердого тела молекул зависит от давления адсорбента и температуры. Экспериментально установлена зависимость температуры сегнетоэлектрического фазового пе рехода от количества адсорбпрованных молекул. Датчик в виде плоского конденсатора с сегнетоэлектрическим диэлектриком (между металлическими электродами и диэлектриком имеется зазор) поддерживается прп темпера туре фазового перехода сегнетоэлектрика ввакууме, При этом конденсатор имеет максимальную емкость (фиг. 1). Напуск газа в систему приводит к адсорбции, которая понижает температуру фазового перехода в зави симости от давления адсорбента. Посколькутемпература датчика осталась без изменения, то в зависимости от давления адсорбента попадаем на различные участки зависимости диэлектрической проницаемости от давления 30 е(Р), в парафазе. Соответственно получаем, торр различные значения е, а значит, и измеряемой емкости.Диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектриков ЯЬЫ и ВаТ 10, в точке фазового перехода составляет в вакууме 10мм рт, ст.14000 и 3000 единиц соответственно, При изменении давления от 10до 760 мм рт. ст. диэлектрическая проницаемость сегнетоэлектрического конденсатора на основе 5 ЬЯ, стабилизированного при температуре, равной температуре фазового перехода, монотонно уменьшается от 14000 до 5500 - 6000 (фиг, 2, где кривая 1 - в атмосфере кислорода: кривая 2 - в атмосфере сухого воздуха), Для ВаТ 10 з проницаемость аналогично уменьшается от 3000 до -1400 ед. в атмосфере кислорода (фиг. 3),Для получения воспроизводимых значений сегнетоэлектрический датчик перед измерениями подвергают предварительной тренировке; откачивают в высоком вакууме 5 - 10 мин или прогревают в вакууме 2 - 5 мин при температурах выше точки фазового перехода на 50 в 1 С.ЬяЧувствительность С= (Ье - изменениеЬРдиэлектрической проницаемости при изменении давления АР) сегнетоэлектрического датчика на основе ЯЬЯ составляет; в интервале 10- - 0,1 мм рт, ст. -3000 ед/мм рт, ст.; в интервале 0,5 - 20 мм рт. ст. -130 ед/мм. рт. ст.; в интервале 30 в 1 мм рт. ст, - 10 - 20 ед/мм рт, ст.; в интервале 200 - 760 мм рт. ст, -4 - 5 ед/мм рт. ст.Чувствительность сегнетоэлектрического 5 датчика давления на основе ВаТ 1 Оз составляет: в интервале 10- 0,1 мм рт. ст.600 ед/мм рт, ст.; в интервале 0,5 - 40 ммрт. ст, 20 ед/мм рт. ст.; в интервале 100 - 760 мм рт, ст. 3 ед/мм рт. ст.10 Предлагаемый способ измерения давлениягазов, основанный на сдвиге температуры сегнетоэлектрического фазового перехода при адсорбции, имеет более широкий, чем при известных, интервал измеряемых давлений 15 (10- 760 мм рт. ст.) и высокую чувствительность,Формула изобретенияСпособ измерения давления газов с по 20 мощью сегнетоэлектрического датчика, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышениячувствительности и расширения диапазонаизмерения в сторону низких давлений, датчикпредварительно обезгаживают в высоком ва 25 кууме, поддерживают датчик при температуре, равной температуре фазового переходасегнетоэлектрика в вакууме, и по изменениюемкости за счет сдвига температуры фазовогозо перехода сегнетоэлектрика, обусловленногоадсорбцией на его поверхности молекул газа,определяют давление,с 10