真空
负压(也称真空)描述的是低于环境压力的压力范围。在海平面上,环境压力为 1 013 毫巴,和随着海拔高度的增加而降低。
真空值分为不同的等级:
低真空
绝对压力在 1 毫巴和环境压力(1,013 毫巴)之间的真空范围被称为低真空。低真空的应用区域包括灯泡和吸尘器。真空技术也属于这种真空类别。在这一区域可以相对经济地产生高吸附力和短工作周期,循环周期的真空。
中真空
在中真空中,绝对压力为 0.001 毫巴至 1 毫巴。例如,低压放电灯就采用了这种工作压力。
高真空
在高真空中,真空度范围被定义为 10-7mbar 至 10-3mbar 的绝对压力。例如,在电子管或部分加速器中就可以找到这种类型的真空。
超高真空
超高真空是指绝对压力在 10-12 毫巴和 10-7 毫巴之间的真空。这种类型的真空可用于重力轴探测器等。
极高真空
极高真空是指绝对压力小于 10-12 毫巴的所有真空值。太空也属于这个真空类别。
太空也属于这一真空类别
在真空技术领域,真空度是以相对值给出的。这意味着真空是相对于环境压力而言的。环境压力以 0 毫巴为参考点。因此,真空值以负号表示(图 1)。
与此相反,真空在科学中是作为绝对值给出的。在这里,环境压力不是作为参考点,而是绝对零点(无空气的广阔空间,如太空)。在科学中,真空总是以正数表示(图 2)。
真空/压力换算表
国际上使用大量测量单元来规定真空值。在真空技术中,帕斯卡(Pascal)[Pa]、千帕(kPa)、巴(bar)[bar]和毫巴(mbar)[mbar]等单元已经确立。这些单元的换算如下:
0,001 巴 = 0,1 千帕 = 1 毫巴 = 100 帕
下表说明了国际通用的真空工作压力测量单元的换算:
巴 | 牛顿/平方厘米 | 千帕 | 大气压,千帕/ 平方厘米 | 毫米汞柱 | 托;毫米汞柱 | 以汞柱为单位 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|
巴 | 1,00000 | 10,00000 | 100,0000 | 1,01970 | 10.197,00 | 750,0600 | 29,5400 |
牛顿/平方厘米 | 0,10000 | 1,00000 | 10,0000 | 0,10190 | 1.019,70 | 75,0060 | 2,9540 |
千帕 | 0,01000 | 0,10000 | 1,0000 | 0,01020 | 101,97 | 7,5006 | 0,2954 |
大气压,千帕/ 平方厘米 | 0,98070 | 9,80700 | 98,0700 | 1,00000 | 10.332,00 | 735,5600 | 28,9700 |
毫米水 | 0,00010 | 0,00100 | 0,0100 | 0,00000 | 1,00 | 0,0740 | 0,0030 |
托;毫米汞柱 | 0,00133 | 0,01333 | 0,1333 | 0,00136 | 13,60 | 1,0000 | 0,0394 |
以汞计 | 0,03380 | 0,33850 | 3,8850 | 0,03446 | 345,40 | 25,2500 | 1,0000 |
大气对真空工作压力的影响
大气对当时的环境压力和可能的真空度有很大影响。环境压力取决于您所在地方的高度和那里的温度。海平面上的环境压力为 1 013 毫巴。在 600 米高度,气压已降至 938 毫巴。在海拔 2000 米的地方,气压只有 763 毫巴。
压力损失对真空处理工艺有很大影响。如果气压下降,可实现的最大真空度和相关的最大夹持力都会降低。海拔每上升 100 米,气压就会下降 12.5 毫巴。
产生 80% 真空的真空发生装置在海平面(环境压力 = 1,013 mbar)上实现,达成 -810 mbar 的真空度。真空发生装置在 2000 米高度(环境压力 = 763 毫巴)产生 -610 毫巴的真空。真空吸盘的可能夹持力与可实现的真空度成比例递减。因此,在海平面上应用是最理想的情况。