피라니 게이지의 이해

Pirani 게이지는 진공 시스템의 압력을 모니터링하는 데 사용되는 신뢰할 수 있는 열전도율 게이지입니다. Marcello Pirani는 1906년에 아이디어를 내놓았습니다. 저항 온도계를 가열 요소로 효과적으로 사용함으로써 Pirani 게이지는 온도를 감지하기 위해 열전쌍을 사용하지 않아도 됩니다(열전대 게이지에서와 같이).

이 기사에서는 Pirani 게이지의 정의, 응용 프로그램, 부품, 다이어그램, 작동, 장점 및 단점을 배웁니다.

피라니 게이지란 무엇입니까?

Pirani 게이지는 진공 시스템에서 저압을 측정하는 데 사용되는 신뢰할 수 있는 열전도율 게이지입니다. 뜨거운 금속 와이어를 튜브에 매달고 가스 압력 매체에 노출시켜 작동합니다. 얇은 텅스텐, 니켈 또는 백금 와이어는 이러한 뜨거운 금속 와이어를 만드는 데 사용됩니다.

열전도율의 변화를 모니터링하고 해당 정보를 사용하여 시스템의 압력을 계산하여 작동합니다. 이 게이지는 매우 낮은 압력에서 0.1~100파스칼 범위의 압력을 측정하는 데 적합합니다. Pirani 게이지는 저압 및 고진공 압력에서 압력을 측정하는 데 사용됩니다. 얻은 데이터를 기반으로 플롯 그래프를 사용합니다.

Pirani 게이지 다이어그램:

피라니 게이지의 구성 및 작업

금속 필라멘트(일반적으로 백금)는 Pirani 게이지에서 진공을 측정할 시스템에 부착된 튜브에 넣습니다. O-링으로 밀봉된 접지 유리 조인트 또는 플랜지 금속 커넥터가 일반적으로 연결에 사용됩니다. 필라멘트는 교정 후 압력 판독값을 얻을 수 있는 전기 회로에 부착됩니다.

전류가 도선(백금 필라멘트)에 흐르면 가열됩니다. 가스 분자가 와이어와 충돌하여 열을 제거함에 따라 가스에 걸린 이 와이어는 가스에 열을 잃습니다. 존재하는 분자의 수는 기체 압력이 (진공 펌프에 의해) 떨어지면 비례적으로 감소하고 주변 매체의 전도도가 감소하며 와이어는 더 천천히 열을 잃습니다. 열 손실을 측정하는 것은 압력을 결정하는 간접적인 방법입니다.

와이어의 전기 저항은 온도에 따라 변동하기 때문에 저항 테스트는 와이어의 온도도 나타냅니다. 이제 브리지는 필라멘트의 저항 변화를 결정하는 데 사용됩니다. 보정 시 Pirani 게이지 필라멘트의 저항 변화가 적용된 압력의 척도가 됩니다.

와이어는 와이어를 통해 흐르는 전류 I를 관리하여 다양한 시스템에서 일정한 저항 R로 유지됩니다. 브리지 회로를 사용하여 저항을 설정할 수 있습니다. I2R 전원은 전선에 인가되고 동일한 전원이 가스에 인가됩니다. 결과적으로 이 평형에 도달하는 데 필요한 전류는 진공의 척도입니다.

게이지는 0.5 Torr에서 103 Torr 범위의 압력을 처리할 수 있습니다. 가스의 열전도율과 열용량이 계기의 판독값을 변경할 수 있으므로 정확한 판독값을 얻기 전에 장치를 보정해야 할 수 있습니다. Penning 게이지와 같은 다른 도구는 낮은 압력을 측정하는 데 사용됩니다.

Pirani 게이지 작동 방식을 알아보려면 아래 동영상을 시청하세요.

피라니 게이지의 장점과 단점

장점:

다음은 다양한 응용 분야에서 Pirani 게이지의 이점입니다.

• 견고하고 경제적입니다.
• 저압에서 신뢰할 수 있는 결과를 생성합니다.
• 원거리에서 압력을 읽을 수 있습니다.
• 열전도율 게이지의 다른 종류인 열전대 게이지는 권장하지 않습니다.
• 10배 더 빠르고 더 넓은 범위의 압력을 모니터링할 수 있기 때문에 바람직합니다.

단점:

피라니 게이지의 장점에도 불구하고 여전히 몇 가지 제한 사항이 있습니다. 다음은 다양한 응용 분야에서 Pirani 게이지의 단점입니다.

• 피라니 게이지는 정기적으로 검사해야 합니다.
• Pirani 게이지를 보정하려면 다른 가스를 사용해야 합니다.
• 작동을 위해서는 전기가 필요합니다.

결론

Pirani 게이지는 진공 시스템에서 저압을 측정하는 데 사용되는 신뢰할 수 있는 열전도율 게이지입니다. 뜨거운 금속 와이어를 튜브에 매달고 가스 압력 매체에 노출시켜 작동합니다. 얇은 텅스텐, 니켈 또는 백금 와이어는 이러한 뜨거운 금속 와이어를 만드는 데 사용됩니다. 피라니 게이지의 정의, 응용, 부품, 다이어그램, 작동, 장점 및 단점에 대해 논의하는 것이 이 기사의 전부입니다.

독서를 통해 많은 것을 배우기를 바라며, 그렇다면 다른 학생들과도 공유해 주시기 바랍니다. 읽어주셔서 감사합니다. 다음에 뵙겠습니다!