La presión de vacío se mide utilizando manómetros especializados que están diseñados para funcionar en diversos rangos de vacío, desde bajo hasta ultraalto.
La medición de la presión de vacío es crucial para garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas de vacío y para mantener las condiciones deseadas dentro de las cámaras de vacío.
Explicación de 4 técnicas esenciales
1. Manómetros
Se utilizan diferentes tipos de manómetros en función del rango de vacío que se esté midiendo.
Por ejemplo, en el rango de vacío grueso/bajo (1000 a 1 mbar), pueden utilizarse manómetros mecánicos como tubos de Bourdon o manómetros de diafragma.
Estos manómetros funcionan según el principio de deformación mecánica en respuesta a los cambios de presión.
2. Manómetros de conductividad térmica
Adecuados para rangos de vacío fino/medio (1 a 10^-3 mbar), estos manómetros miden el cambio en la conductividad térmica de un gas debido a cambios de presión.
El medidor Pirani es un tipo común, en el que la resistencia de un alambre calentado cambia a medida que varía la presión del gas, afectando a la pérdida de calor del alambre.
3. Medidores de ionización
Se utilizan para rangos de vacío alto y ultraalto (10^-3 a 10^-11 mbar).
Funcionan ionizando moléculas de gas y midiendo la corriente producida, que es proporcional a la densidad del gas y, por tanto, a la presión.
Los medidores Bayard-Alpert y los medidores de ionización de cátodo caliente son ejemplos de ello.
4. Medidores de suspensión magnética
Para vacío extremadamente alto (< 10^-11 mbar), los medidores de suspensión magnética miden la fuerza necesaria para suspender una pequeña esfera en un campo magnético, que se ve influida por la presión del gas circundante.
Precisión y fiabilidad
La elección del medidor depende del nivel de vacío requerido y de la aplicación específica.
Por ejemplo, en un sistema de deposición al vacío, se utiliza un manómetro de rango completo capaz de mostrar la presión desde niveles atmosféricos hasta 10^-9 Torr.
Esto garantiza una supervisión precisa del entorno de deposición, que es fundamental para la calidad de la deposición de películas finas.
Integración con sistemas de vacío
Los vacuómetros suelen integrarse en el sistema de vacío junto con las válvulas y otros componentes.
Los medidores proporcionan información en tiempo real sobre la presión en el interior de la cámara, lo que permite a los operarios ajustar la configuración de la bomba de vacío u otros parámetros según sea necesario para alcanzar y mantener el nivel de vacío deseado.
Conclusión
La medición de la presión de vacío es un aspecto crítico de la gestión de sistemas de vacío en diversas industrias y aplicaciones de investigación.
La selección de manómetros adecuados garantiza que los niveles de vacío se mantengan con precisión, lo que resulta esencial para el éxito de procesos como hornos de vacío, aceleradores de partículas y sistemas de deposición de películas finas.
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