La pressione del vuoto viene misurata con manometri specializzati, progettati per operare in vari intervalli di vuoto, da basso a altissimo.
La misurazione della pressione del vuoto è fondamentale per garantire il corretto funzionamento dei sistemi a vuoto e per mantenere le condizioni desiderate all'interno delle camere a vuoto.
4 tecniche essenziali spiegate
1. Manometri
A seconda dell'intervallo di vuoto da misurare, si utilizzano diversi tipi di manometri.
Ad esempio, nel campo del vuoto grezzo/basso (da 1000 a 1 mbar), si possono utilizzare manometri meccanici come i tubi di Bourdon o i manometri a membrana.
Questi misuratori funzionano secondo il principio della deformazione meccanica in risposta alle variazioni di pressione.
2. Misuratori di conducibilità termica
Adatti a campi di vuoto medio/fine (da 1 a 10^-3 mbar), questi misuratori misurano la variazione della conducibilità termica di un gas in seguito a variazioni di pressione.
Il misuratore Pirani è un tipo comune, in cui la resistenza di un filo riscaldato cambia al variare della pressione del gas, influenzando la perdita di calore del filo.
3. Misuratori a ionizzazione
Sono utilizzati per gli intervalli di vuoto elevato e ultraelevato (da 10^-3 a 10^-11 mbar).
Funzionano ionizzando le molecole di gas e misurando la corrente prodotta, che è proporzionale alla densità del gas e quindi alla pressione.
I misuratori di Bayard-Alpert e i misuratori di ionizzazione a catodo caldo ne sono un esempio.
4. Misuratori a sospensione magnetica
Per il vuoto spinto (< 10^-11 mbar), i misuratori a sospensione magnetica misurano la forza necessaria per sospendere una piccola sfera in un campo magnetico, influenzato dalla pressione del gas circostante.
Precisione e affidabilità
La scelta del misuratore dipende dal livello di vuoto richiesto e dall'applicazione specifica.
Ad esempio, in un sistema di deposizione sotto vuoto, si utilizza un manometro a gamma completa in grado di visualizzare la pressione dai livelli atmosferici fino a 10^-9 Torr.
Ciò garantisce un monitoraggio accurato dell'ambiente di deposizione, fondamentale per la qualità della deposizione di film sottili.
Integrazione con i sistemi da vuoto
I vuotometri sono tipicamente integrati nel sistema del vuoto insieme a valvole e altri componenti.
I manometri forniscono un feedback in tempo reale sulla pressione all'interno della camera, consentendo agli operatori di regolare le impostazioni della pompa del vuoto o altri parametri come necessario per raggiungere e mantenere il livello di vuoto desiderato.
Conclusione
La misurazione della pressione del vuoto è un aspetto critico della gestione dei sistemi del vuoto in vari settori industriali e applicazioni di ricerca.
La scelta di manometri appropriati assicura che i livelli di vuoto siano mantenuti con precisione, il che è essenziale per il successo di processi quali forni a vuoto, acceleratori di particelle e sistemi di deposizione di film sottili.
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