真空系统设计（真空规）

　　2.6.3辐射计型真空规
　　2.6.3.1原理
　　将两块间距为d的平行板A和B放置在低压气体中,如热板A温度为T1,冷板B温度为T2,气体温度为T,如图2-112所示,则在两板上会产生一对方向相反的作用力,作用力的大小与气体压力p成正比,这就是辐射计效应。1910年克努曾利用此效应制成了辐射计型真空规,故又称克努曾规。
　　图 2-112 辐射计效应
　　如果假定:(1)d小于平板的线性尺寸;(2)d小于气体的平均自由程入;(3)T2=T;(4)热适应系数a=1,那么从气体运动论可以导出:
　　式中,f为两板单位面积上的作用力。
　　从式(2-48)可知,f值与气体种类无关,也与规的结构无关,仅与两板的温度有关,并正比于气体压力,故克努曾规基本上是一种绝对真空规。
　　由于式(2-48)要求满足上述四个假定条件,而实际上这是很难完全满足的,所以要把克努曾规制成高准确度的绝对规并非易事。
　　如热适应系数a≠1,则式(2-48)变为:
　　式中,T1、T2为两板温度;T1、T＂2为与两板碰撞后的气体分子的温度。
　　此外,热适应系数还与气体种类和板的表面状态有关。采取适当的表面处理,如将表面涂黑,可使热适应系数a→1
　　2.6.3.2规管结构
　　A箔片型克努曾规
　　箔片型克努曾规如图2-113所示,测量极板间作用力f的最简便 的仪器是金箔验电器,箔的自身质量要和f相匹配。用显微镜读出可动箔片的偏转,并作出此偏转量与f之间的校准曲线。此法虽简便,但不够精确,仅可测量10-3Pa的压力。
　　B平板型克努曾规
　　平板型克努曾规如图2-114所示,这种规的热板H是通过电流加热的,回转板V用细丝悬吊起来,丝上附有平面镜M。在辐射计力
　　图2-113箔片型克努曾规 图2-114平板型克努曾规
　　A可动片;Pt一加热片 H—热板;V一回转板;M一 小镜 ;S吊丝
　　作用下使板V产生偏转,在平衡条件下,悬丝的扭转力矩是与板V的转动力矩相等的。因此可用光学的方法测出平面镜M的偏转角,计算出气体压力。平板型结构的一个缺点是当板V偏转时,两板之间的距离d变大,这就可能破坏d应小于平板线性尺寸的条件。
　　C圆筒型克努曾 规
　　如图2-115所示,圆筒型克努曾规的涡轮状回转圆筒R是用细丝悬吊起来的,在回转圆筒内部装有热筒H。当热筒H加热时,在辐射计力作用下会使涡轮状圆筒R旋转,两圆筒之间的距离则可保持不变, 这是圆筒结构的一个优点。圆筒型克努曾规还具有高灵敏度和小型化等优点。偏转角的计算公式如下:
　　式中,θ为偏转角;K为常数。
　　此规在1~10-5Pa的压力区间内,偏转角θ与压力p之间具有线性关系