U型管真空計(jì)的分類(lèi)

　　U型管真空計(jì)是使用歷史最長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的測(cè)量壓力的儀器，它通常是用玻璃管制成，其工作液體有多種，通常為水銀。管的一端與待測(cè)壓力的真空容器相連，另一端是封死的或開(kāi)口與大氣相通，以U型管兩端的液面差來(lái)指示真空度。U型管真空計(jì)的測(cè)量范圍為10⁵～10Pa，它是一種絕對(duì)真空計(jì)。

　　由于U型管一端接至待測(cè)真空系統(tǒng)上，另一端開(kāi)口接通大氣或是封閉的，所以分為兩種形式。

　　1、開(kāi)式U型管真空計(jì)

　　將U型管內(nèi)充入適量的工作液(如水銀)，一端開(kāi)口接大氣(即環(huán)境大氣壓力p0)，另一端與被測(cè)真空系統(tǒng)相連接(待測(cè)壓力p)，如下圖所示。

圖 開(kāi)式U型管真空計(jì)

　　在開(kāi)始抽氣前，U型管兩端均為大氣壓力，兩端液面處于同一高度。真空技術(shù)網(wǎng)(http://genius-power.com/)發(fā)現(xiàn)當(dāng)真空系統(tǒng)抽氣后，隨著壓力p的降低，兩端液面的高度差隨之增大，在某一瞬間兩端處于液體靜壓力平衡狀態(tài)時(shí)，有

　　可以看出，開(kāi)式U型管真空計(jì)的壓力指示與環(huán)境大氣壓力p0有關(guān)。如果測(cè)量時(shí)的環(huán)境大氣壓力已知(要用測(cè)壓計(jì)讀出)，那么當(dāng)測(cè)出液面差h后就可用上式計(jì)算出待測(cè)真空系統(tǒng)的壓力值p。

　　當(dāng)工作液體為水銀時(shí)，其密度ρ =13.595×103kgm^-3，重力加速度為 g=9.80665ms^-2，則

　　式中：p、p0的單位為Pa；h的單位為m。

　　2、閉式U型管真空計(jì)

　　如下圖所示，把管內(nèi)預(yù)先抽至壓力為10^-1 Pa以下，然后將工作液（如水銀）注入管內(nèi)，其開(kāi)口端與待測(cè)真空系統(tǒng)相連接。

圖 閉式U型管真空計(jì)

　　真空系統(tǒng)抽氣前，真空系統(tǒng)內(nèi)的壓力等于環(huán)境大氣壓力，則工作液充滿封閉端形成最大液面差h0；當(dāng)系統(tǒng)抽氣到某一瞬間，兩端液面處于液面靜壓力平衡時(shí)，待測(cè)壓力值可用下式求得(忽略封閉端內(nèi)壓力對(duì)液面的影響)，即

　　式中：h為液面高度差，m。

　　閉式U型管真空計(jì)與開(kāi)式U型管真空計(jì)相比較，使用起來(lái)更方便，而且在測(cè)量壓力時(shí)無(wú)需從大數(shù)值開(kāi)始，U型管可做得短些。為了防止待測(cè)系統(tǒng)內(nèi)突然進(jìn)入大氣時(shí)，封閉端被工作液沖破，可以把U型管轉(zhuǎn)彎處做成狹細(xì)的毛細(xì)管，用來(lái)緩和工作液的移動(dòng)速度。