Chapter1真空基本知识

电子管基础知识大全

电子管,电子管基础知识大全(图) 电子管的基本参数： 1.灯丝电压：V； 2.灯丝电流：mA； 3.阳极电压：V； 4.阳极电流：mA； 5.栅极电压：V； 6.栅极电流：mA； 7.阴极接入电阻：Ω； 8.输出功率：W； 9.跨导：mA/v；10.内阻: kΩ。 几个常用值的计算： 放大因数μ=阳极电压Uak/栅极电压Ugk 表示在维持阳极电流不变的情况下，阳极电压与栅极电压的比值。 跨导S=阳极电流Ia/栅极电压Ugk 表示在维持阳极电压不变的情况下，栅极电压若有一个单位（如mV）的电压变化时将引起阳极电流有多少个单位的变化。 内阻Ri=栅极电压Uak/阳极电流Ia 表示在维持栅极电压不变的情况下，阳极电流若有一个单位（如mA）的电压变化时将引起阳极电压有多少个单位的变化。 上面的几个值也可以表述为放大因数μ=跨导S乘以内阻Ri 先说这些，各位要是觉得可以瞧下去，下回再说几种常见的管型和结构工作原理等等等等。 这回就先说电子管的构造和工作原理吧。照顾一下咱的老习惯，以后所涉及的管型和单元电路均以国产管为例，在最后我会结合自己的使用体会简要说说部分常见的国产管和进口管的各自特点以及代换。 在讨论之前咱们先得把讨论的范围作一界定，即仅限于真空式电子管。 不管是二极，三极还是更多电极的真空式电子管，它们都具有一个共同结构就是由抽成几近真空的玻璃（或金属，陶瓷）外壳及封装在壳里的灯丝，阴极和阳极组成。直热式电子管的灯丝就是阴极，三极以上的多极管还有各种栅极。 先说二极管： 考虑一块被加热的金属板，当它的温度达到摄氏800度以上时，会形成电子的加速运动，以至能够摆脱金属板本身对它们的吸引而逃逸到金属表面以外的空间。若在这一空间加上一个十几至几万伏的正向电压（踏雪留痕在上面说到的显象管，阳极上就加有7000--27000伏的高压），这些电子就会被吸引飞向正向电压极，流经电源而形成回路电流。把金属板（阴极），加热源（灯丝），正向电压极板（阳极）封装在一个适当的壳里，即上面说的玻璃（或金属，陶瓷）封装壳，再抽成几近真空，就是电子二极管。 需要说明的是由于制造工艺，杂质附着以及材料本身等原因，管内会残留微量余气，成品管都在管内涂敷了一层吸气剂。吸气剂一般使用掺氮的蒸散型锆铝或锆钒材料。目前除特殊用途外（如超高频和高压整流等），为便于使用和增加一至性，均为两只二极管，或二极三极，或三极三极以及二极五极等合装在一个管壳内，这就是复合管。

真空灭弧室的基本结构及工作原理

一、真空灭弧室基本结构 组成真空灭弧室的主要结构件为绝缘外壳、动静盖板、触头、波纹管、屏蔽罩、动静导电杆、导向套等，分别根据相应的功用选用不同的材料，采用真空钎焊工艺将相应的零部件封接成密闭的真空腔室，借助真空优良的绝缘性能与熄弧性能，在切断电源后能迅速熄弧并抑制电流， 1、结构简图 1—静端盖板2—主屏蔽罩3—动静触头4—波纹管 5—动端盖板6—静导电杆7—绝缘外壳8—动导电杆 2、各个主要零部件的作用 1）绝缘外壳 一般选用Al2O3陶瓷管壳。Al2O3陶瓷材料具有优异电绝缘性能、较高的机械强度、高温下不易分解与蒸发等一系列优点，即能保证真空灭弧室在生产及运行过程中的气密性又不易损坏。 2）波纹管

波纹管是真空灭弧室中不可缺少的重要元件。是唯一可动的外壳部分，因此它的作用也称为“动密封”。既能保证灭弧室的密封，又能借助于它来实现触头的相对运动，波纹管的允许伸缩量决定了所能获得的最大触头开距。 波纹管的材料壁厚仅为0.10——0.16mm，开关在每次合分动作时都会使波纹管的波状薄壁产生一次较大幅度的机械变形。由于剧裂而频繁的机械变形很容易使波纹管因疲劳而损坏，最终导致灭弧室漏气而报废。某种程度上，波纹管的疲劳寿命也就决定了真空灭弧室的机械寿命，所以说，整个寿命期间，一定严禁扭伤或划伤波纹管。 波纹管的疲劳寿命还和工作条件的受热温度有关，真空灭弧室在分断大的短路电流后，导电杆的余热传递到波纹管上，使波纹管的温度升高，当温升达到一定程度时，这也会影响波纹管的疲劳强度。 3）触头 真空灭弧室是真空开关的心脏，而触头则是真空灭弧室的心脏，因此触头材料和触头结构等对真空灭弧室的性能影响极大。 ①触头材料主要从开断能力、耐受电压能力、抗电腐蚀性、抗熔焊能力、截流 值、含气量等方面来选择。目前断路器用真空灭弧室的触头材料大都采用铜铬合金，铜与铬各占50%。 ②触头结构对灭孤室的开断能力有很大影响。采用不同结构触头产生的灭弧效 果有所不同的，早期采用简单的圆柱形触头，结构虽简单，但开断能力不能满足断路器的要求，仅能开断10kA以下电流，目前仅有真空负荷开关、高压真空接触器等用真空灭弧室才采用。目前采用较多的有螺旋糟型结构触头、带斜槽杯状结构触头和杯状纵磁结构触头三种，其中以采用杯状纵磁结构触头为主。 4）主屏蔽罩 主屏蔽罩也称为中间屏蔽罩或冷凝屏蔽罩。设置在触头周围，应该正对着触头拉开后的燃弧区。其主要作用是可以阻挡电弧生成物四周喷溅的作用，有助于电弧熄灭后残余等离子体的衰减，防止绝缘外壳受污染。因而主屏蔽罩对真空灭弧室的弧后介质强度恢复速度和开断能力的提高起到很大作用。 5）动静导电杆

基础知识 真空密封

基础知识真空密封 自定义搜索基础知识--真空密封 基础知识――真空密封{VKP&{~O 真空联机密封性能取决于联接处的泄露和真空材料的放气。对任何真空系统总希看漏、放气量与密封形式、密封材料、加工精度及装配质量等诸多因素有关，故在联接处总会存在一定的漏、放气量，因此可根据真空系统工作的性质，真空室工作工作应力的高低及其出口处抽气速度的大小提出要求。F?{laAYE 真空系统中的压力在高于10-5Pa真空范围内广泛使用合成橡胶、环氧树脂和塑料。认真空度提到压力10-7Pa的真空范围时，这些密封材料就不能用了，需要应用超高真空的密封材料如金或铜作垫圈，而真空壳体不能用软刚需要改用不锈钢。bpdluWS+} 超真空气体内的气体状态是动态平衡状态。系统内的压力极限，一方面与泵的有效抽速有关，另一方面与来自真空壳体及其内部的零部件的气流量有关。因虽有系统的有效抽速由于泵有结构尺寸和用度的原因，总存在实际限制。所以，减少气流量就成为达到超高真空状态的基本设计目标，成为选择超高真空材料的主要准则。SbH}cu8 作为真空系统内部用的材料，要求饱和蒸汽压低，为了减少慢性解吸和体出气，要求能耐450℃高温烘烤，而不降低机械强度和不发生化学和物理损伤。作为真空系统壳体材料，要求能忽略气体渗透，承受得住大气压的压力，烘烤期间耐空气腐蚀和不发生漏气。此外，要求选用材料，加工制作轻易，价廉易得。iJr(;Bq 对于真空度低于10-7Pa的超高真空，固然自然和合成橡胶是理想的密封圈材料，弹性好，装配成真空密封后法兰螺栓受力很小，而且可以多次重复使用;℃烘烤，实际上可可供选用的几种250但由于超高真空系统要求密封圈材料耐． 橡胶材料都不能满足要求。真空度更高(即压力更低)的超高真空，则必须采用金属密封。CIAKXYM9.1真空用橡胶密封圈)u]1j@Id 接触式真空动密封的结构，最常用的有下面几种类型:①J型真空用橡胶密封―J 型真空用橡胶密封圈工作表面应平整光滑，不答应有气泡杂质、凹凸不同等缺陷;②O型真空用橡胶密封圈;③骨架型真空用橡胶密封圈;④真空用O形橡胶密封圈。fcw/l,k99.2真空用金属密封圈OhTd~R` 金属密封圈密封的可拆联接是超高真空系统中常用的联接形式，它是为满足超高真空要求而必须经200~400℃的高温烘烤除气而采用的密封方式。Lp.2[3 常用的金属密封圈的材料有金丝和无氧铜两种，它们有下列一些性能:%8$|7;(2k ①金(Au)具有高的化学稳定性，高温时不氧化，塑性好，屈服极限比铜或铝低一倍，在较小的夹紧力下即可产生塑性变形，膨胀系数为αg=14×10-6cm/cm℃，比不锈钢的膨胀系数αs=18×10-6cm/cm℃稍低。金制密封圈虽有良好的密封性能，但在夹紧力的作用下会发生明显的变形硬化，强度增加。为了保证密封圈密

真空泵选型与计算

在真空泵选型前，我们一定弄清楚几个基础概念： 真空理论上是指容积里面不含有任何的物质。（现实中是不存在真正的真空的）通常把容器内气压低于正常大气压（101325 Pa）的都称之为真空状态。 真空度表示处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用压力值来表示。实际应用中，真空度通常有绝对真空和相对真空两种说法。从真空表所读得的数值称真空度。真空度数值是表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值，从表上表示出来的数值又称为表压强，业界也称为极限相对压强，即：真空度=大气压强-绝对压强(大气压强一般取101325Pa，水环式真空泵极限绝对压强3300Pa；旋片式真空泵极限绝对压强约10Pa) 绝对真空&相对真空 极限相对压强相对压强即所测内部压强比“大气压”低多少压强。表示出系统压强实际数值低于大气压强的数值。由于容器内部空气被抽，因此内部的压强始终低于容器外部压强。所以当用相对压强或者表压强表示的时候，数值前面须带负号，表示容器内部压强比外部压强低。 极限绝对压强绝对压强即所测内部压强比”理论真空(理论真空压强值为0Pa)”高多少压强。它所比较的对象为理论状态的绝对真空压强值。由于工艺所限，我们无论如何都不能将内部压强抽到绝对真空0Pa这个数值，因此，真空泵所抽的真空值比理论真空值要高。所以当用绝对真空表示时，数值前面无负号。 例如，设备的真空度标为0.098MPa，实际上是-0.098MPa 抽气量抽气量是真空泵抽速的一个衡量因素。一般单位用L/S和m3/h来表示。是弥补漏气率的参数。不难理解，理论下抽一个相同体积的容器，为什么抽气量大的真空泵很容易抽到我们所需的真空度，而抽气量小的真空泵很慢甚至无法抽到我们想要的真空度？因为管路或者容器始终不可能做到绝对不漏气，而抽气量大的弥补了漏气所带来的真空度下降的因素，所以，大气

真空技术及真空计量基本知识

第二章 真空计量基本知识 一、真空 1.1 真空、理想气体状态方程、气体分子的热运动 地球的周围有一层厚厚的空气，称为大气，人类就生活在这些大气中。空气有一定的质量，在通常状况下，大约为1.29g/l ，可以说是很轻的。但地球周围的空气非常密，在几十公里以上的高空还有空气存在，这么厚的一层空气受地球引力作用，就会对地面上的一切物体产生压力，这就是大气压。早在17世纪，托里拆利就通过实验证实了大气压强的大小。通常一个标准大气压约等于0.1MPa ，相当于760mm 左右的汞柱所产生的压强。 真空是指低于一个大气压的气体空间，但不可理解为什么都没有。真空是同正常的大气相比，是比较稀薄的气体状态。按照阿佛加德罗定律1mol 任何气体在标准状况下，有6.022×1023个分子，占据22.4L 的体积。由此我们得到标准状态下气体分子的密度为3 19/103cm 个?。 在非标准状况下，当气体处于平衡时，满足描述理想气体的状态方程。 式中的N 为气体的摩尔数，P 为压力（Pa ）,T 热力学温度，κ为波尔兹曼常数，κ=1.38×10-23J/K 。因此在非标准状况下，气体分子数密度及压力和温度有关。每立方厘米中的气体分子数可以表示为： 式中n 为气体分子数密度（cm -3），由此可见，即便在Pa P 11103.1-?=这样很高的真空度时，T=293K 时，每立方厘米的空间中仍有数百个气体分子。因此所谓真空是相对的，绝对的真空是不存在的。同时我们也可知，气体分子数密度在温度不变时，及压力成正比。因此，真空度可用压力来表示也是以此为理论依据。在真空抽气过程中，一般可认为是等温的，我们说容器中的压力降低了或气体分子数密度减少了都是正确的。 1.2 气体分子的热运动 从微观的角度看，气体是由分子组成的，所有分子都处在不断的、无规则的运动状态。分子的这种运动及温度有关，因此我们称之为热运动。做无规则运动的气体速度不都具有相同的值，而是形成一个各种

真空泵基础知识及选型指导

真空泵基础知识及选型指导 一、基础知识 1、真空的概念 “真空”一词来自拉丁语“vacuum”，原意为“虚无”、“空的”。真空是指在给定空间内低于环境大气压力的气体状态，即该空间内的气体分子密度低于该地区大气压力的气体分子密度，并不是没有物质的空间。水环真空泵应用于低真空（105—103 Pa）领域 2、真空的测量单位 在真空技术中，表示处于真空状态下气体稀薄程度的量称为真空度，可用压力、分子数密度、平均自由程和形成一个单分子层的时间常数等来表征，但通常用气体的压力（剩余压力）值来表示。气体压力越低，表示真空度越高；反之，压力越高，真空度越低。 法定的压力计量单位为帕［帕斯卡］，符号为Pa 1Pa=1N.m-2 此外，还可用真空度的百分数作测量单位。 δ——真空度百分数（%）P——绝对压力（Pa）Pb-P 表示真空压力表读数，表压力（用Pe表示）真空度百分数δ（%）与压力P对照表 3、单位换算 1atm（标准大气压）=1013.25hPa（百帕） 1mmHg（毫米汞柱）=1Torr（托）=1.333 hPa（百帕） 1bar（巴）=1000 hPa（百帕） 1mbar（毫巴）=1 hPa（百帕）

１inHg（英寸汞柱）=25.4mmHg（毫米汞柱）=33.8 hPa（百帕） 4、相关术语 ◇气量——水环真空泵的气量是指入口在给定真空度下，出口为大气压1013.25hPa时，单位时间通过泵人口的吸入状态下的气体容积，m3/min 或m3/h 。 ◇最大气量——水环真空泵的最大气量是指气量曲线上的气量最大值，m3/min或m3/h。 ◇真空度（或称作压力）——水环真空泵的真空泵是指入口处在真空状态下气体的稀薄程度，以绝对压力表示，Pa、hPa、kPa。 ◇极限真空度（或称作极限压力）——水环真空泵的极限真空度是指入口处气量为零时的真空度，Pa、hPa、kPa。 ◇压缩比——吸入压力下气体容积与压缩后气体容积之比 ◇饱和蒸汽压——在给定温度下，某种物质的蒸汽与其凝聚相处于相平衡状态下的该种物质的蒸汽压力。 二、选型指导 真空泵的工作压力应该满足真空设备的极限真空及工作压力要求。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。2BVX、2BEX 系列真空泵吸气压力范围在33hPa——1013.25 hPa之间，在此范围内，气量随吸气压力的不同而变化。根据气量和真空度选择合适的泵。保证工艺要求的真空度或抽走需要排走的气体。泵的工作点尽可能要求在高效区

电子管基础知识(最适合初学者)

一起来学习电子管基础知识（最适合初学者） 常见的电子管功放是由功率放大，电压放大和电源供给三部分组成。电压放大和功率放大组成了放大通道，电源供给部分为放大通道工作提供多种量值的电能。 一般而言，电子管功放的工作器件由有源器件（电子管，晶体管）、电阻、电容、电感、变压器等主要器件组成，其中电阻，电容，电感，变压器统称无源器件。以各有源器件为核心并结合无源器件组成了各单元级，各单元级为基础组成了整个放大器。功放的设计主要就是根据整机要求，围绕各单元级的设计和结合。 这里的初学者指有一定的电路理论基础，最好有一定的实做基础 且对电子管工作原理有一定了解的 （1）整机及各单元级估算 1，由于功放常根据其输出功率来分类。因此先根据实际需求确定自己所需要设计功放的输出功率。对于95db的音箱，一般需要8W输出功率；90db的音箱需要20W左右输出功率；84db音箱需要60W左右输出功率，80db音箱需要1 20W左右输出功率。当然实际可以根据个人需求调整。 2，根据功率确定功放输出级电路程式。 对于10W以下功率的功放，通常可以选择单管单端输出级；10－20W可以选择单管单端功放，也可以选择推挽形式；而通常20W以上的功放多使用推挽，甚至并联推挽，如果选择单管单端或者并联单端，通常代价过高，也没有必要。3，根据音源和输出功率确定整机电压增益。 一般现代音源最大输出电压为2Vrms，而平均电压却只有0.5Vrms左右。由输出功率确定输出电压有效值：Uout＝√￣（P·R），其中P为输出功率，R为额定负载阻抗。例如某8W输出功率的功放，额定负载8欧姆，则其Uout＝8V，输入电压Uin记0.5V，则整机所需增益A＝Uout/Uin＝16倍 4，根据功率和输出级电路程式确定电压放大级所需增益及程式。（OTL功放不在讨论之列） 目前常用功率三极管有2A3，300B，811，211，845，805 常用功率束射四极管与五极管有6P1，6P14，6P6P，6P3P（807），EL34，F U50，KT88，EL156，813 束射四极管和五极管为了取得较小的失真和较低的内阻，往往也接成三极管接法或者超线性接法应用。下面提到的“三极管“也包括这些多极管的三极管接法。 通常工作于左特性曲线区域的三极管做单管单端甲类功放时，屏极效率在20%－25%，这里的屏极效率是指输出音频电功率与供给屏极直流电功率的比值。工作于右特性曲线区域的三极管，多极管超线性接法做单管单端甲类功放时，屏极效率在25%－30%。 而标准接法的多极管做单管单端甲类功放时，屏极效率可以达到35%左右 关于电子管特性曲线的知识可以参照 以下链接：/dispbbs.asp?boardID=10&ID=15516&replyID=154656&skin=0 三极管及多极管的推挽功放由于牵涉到工作点，电路程式，负载阻抗，推动情况等多种因素左右，所以一般由手册给出，供选择。

真空技术及真空计量基本知识

第二章真空计量基本知识 一、真空 1.1 真空、理想气体状态方程、气体分子的热运动 地球的周围有一层厚厚的空气，称为大气，人类就生活在这些大气中。空气有一定的质量，在通常状况下，大约为1.29g/l，可以说是很轻的。但地球周围的空气非常密，在几十公里以上的高空还有空气存在，这么厚的一层空气受地球引力作用，就会对地面上的一切物体产生压力，这就是大气压。早在17世纪，托里拆利就通过实验证实了大气压强的大小。通常一个标准大气压约等于0.1MPa，相当于760mm左右的汞柱所产生的压强。 真空是指低于一个大气压的气体空间，但不可理解为什么都没有。真空是同正常的大气相比，是比较23个分子，占据22.4L的6.022×10稀薄的气体状态。按照阿佛加德罗定律1mol任何气体在标准状况下，有193cm10个/3?体积。由此我们得到标准状态下气体分子的密度为。在非标准状况下，当气体处于平衡时，满足描述理想气体的状态方程。N??p?kT??V?? -23。因=1.38热力学温度，为压力（式中的N为气体的摩尔数，PPa）,Tκ为波尔兹曼常数，κ×10J/K 此在非标准状况下，气体分子数密度与压力和温度有关。每立方厘米中的气体分子数可以表示为：P610?7n?.24T11?-3Pa103P?1.?T=293K这样很高的真空度时，cmn式中为气体分子数密度（），由此可见，即便在时，每立方厘米的空间中仍有数百个气体分子。因此所谓真空是相对的，绝对的真空是不存在的。同时我们也可知，气体分子数密度在温度不变时，与压力成正比。因此，真空度可用压力来表示也是以此为理论 依据。在真空抽气过程中，一般可认为是等温的，我们说容器中的压力降低了或气体分子数密度减少了都是正确的。气体分子的热运动1.2 从微观的角度看，气体是由分子组成的，所有分子都处在不断的、无规则的运动状态。分子的这种运1 / 191 / 19 动与温度有关，因此我们称之为热运动。做无规则运动的气体速度不都具有相同的值，而是形成一个各种速度的速度分布，具有最大速度和最小速度的分子数都比较少，而具有“中等”速度的分子数比较多，速度的分布是有规律的。 容器中的气体，施于器壁或测量元件的压力，是大量气体分子不断对他们进行碰撞的结果。我们知道，所有气体分子都在以各种可能的速度和方向无规则的运动着，随时都有一部分分子碰撞到器壁或测量元件上，并把它们的动量传递给被碰撞的物体，对于一个分子来讲，它每次碰撞在什么地方，有多大的动量都是偶然的，不确定的。但对于容器中的大量分子而言，每时每刻都有许多分子碰撞到器壁和测量元件上，按照统计规律，这种碰撞是恒定的、持续的、确定的，从宏观上表现出来的，就是压力。因此从分子运动的观点看，气体压力是由于大量气体分子做无规则的热运动，对物体表面施加碰撞的统计平均结果。 1.3 真空的特点

真空泵的选型及常用计算公式汇总

真空泵选型 真空泵的作用就是从真空室中抽除气体分子，降低真空室内的气体压力，使之达到要求的真空度。概括地讲从大气到极高真空有一个很大的范围，至今为止还没有一种真空系统能覆盖这个范围。因此，为达到不同产品的工艺指标、工作效率和设备工作寿命要求、不同的真空区段需要选择不同的真空系统配置。为达到最佳配置，选择真空系统时，应考虑下述各点： 确定工作真空范围: ----首先必须检查确定每一种工艺要求的真空度。因为每一种工艺都有其适应的真空度范围，必须认真研究确定之。 确定极限真空度 ----在确定了工艺要求的真空度的基础上检查真空泵系统的极限真空度，因为系统的极限真空度决定了系统的最佳工作真空度。一般来讲，系统的极限真空度比系统的工作真空度低20%，比前级泵的极限真空度低50%。 被抽气体种类与抽气量 检查确定工艺要求的抽气种类与抽气量。因为如果被抽气体种类与泵内液体发生反应，泵系统将被污染。同时必须考虑确定合适的排气时间与抽气过程中产生的气体量。 真空容积 检查确定达到要求的真空度所需要的时间、真空管道的流阻与泄漏。 考虑达到要求真空度后在一定工艺要求条件下维持真空需要的抽气速率。 主真空泵的选择计算 S=2.303V/tLog(P1/P2) 其中： S为真空泵抽气速率(L/s) V为真空室容积（L） t为达到要求真空度所需时间(s)

P1为初始真空度(Torr) P2为要求真空度(Torr) 例如： V=500L t=30s P1=760Torr P2=50Torr 则: S=2.303V/t Log(P1/P2) =2.303x500/30xLog(760/50) =35.4L/s 当然上式只是理论计算结果，还有若干变量因素未考虑进去，如管道流阻、泄漏、过滤器的流阻、被抽气体温度等。实际上还应当将安全系数考虑在内。目前工业中应用最多的是水环式真空泵和旋片式真空泵等 一般的要求是： 1、真空度、真空容积、主要介质、温度、主要容积类设备。 2、真空流入介质及流量、压力、温度、规律。 3、抽气量、抽出气体介质、温度。 4、真空设备的占地面积、自动化程度、真空管道规格 选用真空泵时需要注意事项： 1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如：真空镀膜要求1×10-5mmHg的真空度，选用的真空泵的真空度至少要5×10-6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。 2、正确地选择真空泵的工作点。每种泵都有一定的工作压强范围，如：扩散泵为10-3~10-7mmHg，在这样宽压强范围内，泵的抽速随压强而变化，其稳定的工作压强范围为5×10-4~5×10-6mmHg。因而，泵的工作点应该选在这个范围之内，而不能让它在10-8mmHg下长期工作。又如钛升华泵可以在10-2mmHg下工作，但其工作压强应小于1×10-5mmHg为好。

见过这么全的真空灭弧室的基础知识吗

见过这么全的真空灭弧室的基础知识吗？ 1、什么是真空 真空是指在给定的空间内，远低于一个环境大气压的气体状态。真空状态下气体的稀薄程度通常用真空度来描述，以压强值来表示。 1大气压= 760×133.3＝1.013×105（帕斯卡）或0.1013 压强越高则真空度越低；压强越低则真空度越高。 真空灭弧室中，真空度很高，一般为10-3～10-4。 2、什么是真空灭弧室 真空灭弧室也叫真空开关管或真空泡，是真空开关的核心器件。它是用一对密封在真空中的电极（触头）和其它零件，借助真空优良的绝缘和熄弧性能，实现电路的关合或分断，在切断电源后能迅速熄弧并抑止电流的真空器件。 3、真空灭弧室的分类 按外壳分：玻璃真空灭弧室、陶瓷真空灭弧室。 按用途分：断路器用真空灭弧室、负荷开关用真空灭弧室、接触器用真空灭弧室、重合器真空灭弧室、分段器用真空灭弧室与其它特殊用途真空灭弧室。 40.5/2500-31.5 T 陶瓷外壳 D 断路器用40.5为电压等级单位2500为额定电流单位A 31.5为短路开断电流单位为 12/3150-40 B 玻璃外壳D断路器用12 3150A额定电流40短路开断电流 12为T陶瓷外壳F 负荷开关用

12为T陶瓷外壳接触器用 4、真空灭弧室的基本结构 真空灭弧室主要由气密绝缘系统、导电系统、屏蔽系统、触头系统几部分组成。 4.1 绝缘外壳 材料：绝缘外壳的材料有玻璃、陶瓷、微晶玻璃三种。微晶玻璃价格昂贵，因而没有得到过实际应用；玻璃结构强度较差，使用量已逐渐减少；陶瓷综合性能最好，因而应用最广泛。 主要作用：绝缘外壳主要是起绝缘支撑作用，并参与组成气密绝缘系统。 4.2 波纹管 材料：波纹管主要由厚度为0.1～0.2的不锈钢制成。 主要作用：波纹管主要担负动电极在一定范围内运动、与高真空密封

7-0真空技术基础知识

第七单元真空技术 7-0真空技术基础知识 “真空”是指气体分子密度低于一个大气压的分子密度稀薄气体状态。真空的发现始于1643,那 年托利拆利(E.Torricelli )做了有名的大气压力实验，将一端密封的长管注满水银倒放在盛有水银的槽里时，发现了水银柱顶端产生了真空，确认了真空的存在。此后，人们不断致力于提高真空度，随着科学技术的发展，现在已经能够获得低于10-10Pa的极高真空。 在真空状态下，由于气体稀薄，分子之间或分子与其它质点之间的碰撞次数减小，分子在一定时间内碰撞于表面上的次数亦相对减小，这导致其有一系列新的物化特性，诸如热传导与对流减小，氧化作用小，气体污染小，气化点降低，高真空的绝缘性能好等等，这些特征使得真空特别是高真空技术已发展成为先进技术之一，目前，在高能粒子加速器、大规模集成电路、表面科学、薄膜技术、材料工艺和空间技术等科学研究的领域中占有重要地位，被广泛应用于工业生产，尤其是在电子工业的生产中起着关键的作用。 一、真空物理基础 1. 真空的表征 表征真空状态下气体稀薄程度的物理量称为真空度。单位体积内的分子数越少，气体压强越低，真空度越高，习惯上采用气体压强高低来表征真空度。 在SI单位制中，压强单位为牛顿/米2( N/m 2): 2 1 牛顿/米=1 帕斯卡(Pascal), (7-0-1) 帕斯卡简称为帕(Pa),由于历史原因，物理实验中常用单位还有托( Torr)。 1 标准大气压(atm) =1.0135 K05(Pa), 1托=1/760标准大气压(7-0-2) 1托=133.3帕斯卡 习惯采用的毫米汞柱(mmHg )压强单位与托近似相等(1mmHg=1.00000014 )托。各种单位之间的换算关系见附表7-1 2. 真空的划分 真空度的划分(不同程度的低气压空间的划分)与真空技术的发展历史密不可分。通常可分为： 低真空(103 ~10 1Pa)、高真空(10 1 ~ 10 6Pa)、超高真空(10-6 ~ 10-10Pa )和极高真空 (低于10 10Pa )。 20世纪70年代进一步提高到的宽达20个数量级的真空度范围，并随着某些新技术、新材料、新 工艺的应用和开拓，将进一步接近理想的真空状态。 3. 描述真空物理性质的主要物理参数 (1)分子密度：用于表示单位体积内的平均分子数。气体压强与密度的关系为 p nkT (7-0-3) 其中n为分子密度，k为玻耳兹曼常数，T为气体温度。 (2)气体分子平均自由程：平均自由程是指气体分子在连续两次碰撞的间隔时间里所通过的平均 距离。对同一种气体分子的平均自由程为 (7-0-4)

真空灭弧室结构及原理

真空灭弧室结构及原理 ◆ 电弧 ◆ 真空和真空度 ◆ 真空电弧 ◆ 交流真空电弧 ◆ 真空击穿 ◆ 灭弧原理 ◆ 真空灭弧室的寿命 1、电弧 电弧或弧光放电是气体放电的一种形式。气体放电在性质上和外观上是各种各样的。在正常状态下，气体有良好的电气绝缘性能。但当在气体间隙的两端加上足够大的电场时，就可以引起电流通过气体。这种现象称为放电。放电现象与气体的种类和压力、电极的材料和几何形状、两极间的距离以及加在间隙两端的电压等因素有关。例如在正常状态下，给气体间隙两端的电极加压到一定程度时，普通空气中电子在电场作用下高速运动，与气体分子碰撞后产生较多的电子和离子，新生的电子和离子又同中性原子碰撞，产生更多的电子和离子，这时，气体开始发光，两电极变为炽热，电流迅速增大。这种性质上的转变称为气体间隙的击穿，其所需的电压称为击穿电压。这时，由于电场的支持，放电并不停止，故称为自持放电。电弧则是气体自持放电的一种形式。电弧具有电流密度大和阴极电位降低的特点。 2、真空和真空度 低于1个大气压的气体状态，都称为真空。描述真空程度的量叫真空度，用该气体的压力大小来表示。 l大气压= 760×133.332Pa＝1.013×105Pa（帕斯卡）或0.1013MPa 真空技术中将广阔的真空度范围划分为粗、低、高、超高、极高等区域。其中高真空区域的气体压力为 10-1～10-6Pa，这一区域的后半段，即 1.33 ×10-3～1.33 ×10-6就是真空灭弧室通常采用的真空度范围。

在高真空区域中，单位体积内的气体分子数目大大减少了，气体分子之间碰撞的几率大大减少，气体分子之间的平均距离大大增加。 真空度的高低对灭孤能力有影响。实验表明：灭孤室真空度在10-3Pa 数量级时就能够可靠地灭弧。真空灭弧定制造厂在产品出厂时，提高了灭孤室的真空度，达到 10-5～ 10-6 Pa，待经过20年的使用或贮存期，或多或少产生外部渗气等现象使其真空度下降到10-3Pa范围，仍能保证它的灭孤能力。 3、真空电弧 在真空环境中，气体非常稀薄，残存气体的电离可忽略不记。一对带电触头在这种高真空环境中的分离，便会产生真空电弧。真空电弧是这样产生的：当触头行将分离前，触头上原先施加的接触压力开始减弱，动静触头间的接触电阻开始增大，由于负荷电流的作用，发热量增加。在触头刚要分离瞬间，动静触头之间仅靠几个尖峰联系着，此时负荷电流将密集收缩到这几个尖峰桥上，接触电阻急剧增大，同时电流密度又剧增，导致发热温度迅速提高，致令触头表面金属产生蒸发，同时微小的触头距离下也会形成极高的电场强度，造成强烈的场致发射，间隙击穿，继而形成真空电弧。真空电弧一旦形成，就会出现电流密度在 104A/cm2 以上的阴极斑点，使阴极表面局部区域的金属不断熔化和蒸发，以维持真空电弧。在电弧熄灭后，电极之间与电极周围的金属蒸气密度不断下降直到零，仍然恢复高真空状态。 3.1真空中电弧的形式： 真空中的电弧有两种形式，扩散形电弧和收缩形电弧。 3.1.1扩散型真空电弧： 当真空电弧电流不大时，阴极斑点将不停地运动，通常是由电极中心向边缘运动。当阴极斑点到达边缘，等离子锥便弯曲，接着阴极斑点就突然熄灭，在电极中心又会继续不断地产生新的阴极斑点。如果电流保持不变，阴极表面存在的阴极斑点数基本上维持不变。当电弧电流增大或减小时，阴极斑点也随之增加或减少。这种存在许多阴极斑点的真空电弧，随着阴极斑点的运动不断地向四周扩散，所以叫扩散型真空电弧。

7-0_真空技术基础知识.

第七单元 真空技术 7-0 真空技术基础知识 “真空”是指气体分子密度低于一个大气压的分子密度稀薄气体状态。真空的发现始于1643，那年托利拆利（E.Torricelli ）做了有名的大气压力实验，将一端密封的长管注满水银倒放在盛有水银的槽里时，发现了水银柱顶端产生了真空，确认了真空的存在。此后，人们不断致力于提高真空度，随着科学技术的发展，现在已经能够获得低于10-10Pa 的极高真空。 在真空状态下，由于气体稀薄，分子之间或分子与其它质点之间的碰撞次数减小，分子在一定时间内碰撞于表面上的次数亦相对减小，这导致其有一系列新的物化特性，诸如热传导与对流减小，氧化作用小，气体污染小，气化点降低，高真空的绝缘性能好等等，这些特征使得真空特别是高真空技术已发展成为先进技术之一，目前，在高能粒子加速器、大规模集成电路、表面科学、薄膜技术、材料工艺和空间技术等科学研究的领域中占有重要地位，被广泛应用于工业生产，尤其是在电子工业的生产中起着关键的作用。 一、真空物理基础 1． 真空的表征 表征真空状态下气体稀薄程度的物理量称为真空度。单位体积内的分子数越少，气体压强越低，真空度越高，习惯上采用气体压强高低来表征真空度。 在SI 单位制中，压强单位为 牛顿/米2 （N/m 2）： 1牛顿/米2 =1帕斯卡（Pascal ）， （7-0-1） 帕斯卡简称为帕（Pa ），由于历史原因，物理实验中常用单位还有托（Torr ）。 1标准大气压（atm ）=1.0135×105(Pa)， 1托=1/760标准大气压 （7-0-2） 1托=133.3帕斯卡 习惯采用的毫米汞柱（mmHg ）压强单位与托近似相等（1mmHg=1.00000014）托。各种单位之间的换算关系见附表7-1 2． 真空的划分 真空度的划分（不同程度的低气压空间的划分）与真空技术的发展历史密不可分。通常可分为： 低真空（Pa 10~101 3 -）、高真空（Pa 10~1061 --）、超高真空（Pa 10~10-10 -6）和极高真空 （低于Pa 10 10 -）。 20世纪70年代进一步提高到的宽达20个数量级的真空度范围，并随着某些新技术、新材料、新 工艺的应用和开拓，将进一步接近理想的真空状态。 3． 描述真空物理性质的主要物理参数 （1）分子密度：用于表示单位体积内的平均分子数。气体压强与密度的关系为 nkT p = （7-0-3） 其中n 为分子密度，k 为玻耳兹曼常数，T 为气体温度。 （2）气体分子平均自由程：平均自由程是指气体分子在连续两次碰撞的间隔时间里所通过的平均距离。对同一种气体分子的平均自由程为 p kT 2 2πσλ= （7-0-4）

第一章_真空技术基础

第一章真空技术基础 本章主要内容： 1. 真空的基本知识 2. 真空的获得 3. 真空的测量 4. 稀薄气体的基本性质 5. 真空配件、检测 1

§1-1 气体与真空 Air, as a gas, is composed of molecules that you can imagine as round elastic balls. Molecules move in straight lines until they collide with neighboring molecules or the container wall.

THE ATMOSPHERE IS A MIXTURE OF GASES PARTIAL PRESSURES OF GASES CORRESPOND TO THEIR RELATIVE VOLUMES GAS SYMBOL PERCENT BY VOLUME PARTIAL PRESSURE TORR PASCAL Nitrogen N 27859379,000 Oxygen O 22115821,000 Argon Ar0.937.1940 Carbon Dioxide CO 20.030.2533 Neon Ne0.0018 1.4 x 10-2 1.8 Helium He0.0005 4.0 x 10-3 5.3 x 10-1 Krypton Kr0.00018.7 x 10-4 1.1 x 10-1 Hydrogen H 20.00005 4.0 x 10-4 5.1 x 10-2 Xenon Xe0.0000087 6.6 x 10-58.7 x 10-3 Water H 2 O Variable 5 to 50665 to 6650

真空灭弧室的基本结构和工作原理

真空灭弧室的基本结构和工作原理 真空灭弧室，又名真空开关管，是中高压电力开关的核心部件，其主要作用是，通过管内真空优良的绝缘性使中高压电路切断电源后能迅速熄弧并抑制电流，避免事故和意外的发生，主要应用于电力的输配电控制系统，还应用于冶金、矿山、石油、化工、铁路、广播、通讯、工业高频加热等配电系统。具有节能、节材、防火、防爆、体积小、寿命长、维护费用低、运行可靠和无污染等特点。真空灭弧室从用途上又分为断路器用灭弧室和负荷开关用灭弧室，断路器灭弧室主要用于电力部门中的变电站和电网设施，负荷开关用灭弧室主要用于电网的终端用户。 我公司生产的多种型号的真空灭弧室，按其用途、参数、开断容量可分为断路器用真空灭弧室、负荷开关用真空灭弧室、接触器用真空灭弧室、重合器用真空灭弧室和分段器用真空灭弧室等。 其结构形式均由气密绝缘外壳、导电回路、屏蔽系统、波纹管等部分组成。 1、 气密绝缘系统 由玻璃或陶瓷制成的气密绝缘外壳、动端盖板、定端盖板，不锈钢波纹管组成了气密绝缘系统。为了保证玻璃、陶瓷与金属之间有良好的气密性，除了封接时要有严格的操作工艺外，还要求材料本身的透气性尽量小和内部放气量限制到极小值。不锈钢波纹管的作用不仅能将真空灭弧室内部的真空状态与外部的大气状态隔离开来，而且能使动触头连同动导电杆在规定的范围内运动，以完成真空开关的闭合与分断操作。 2 、导电系统 定导电杆、定跑弧面、定触头、动触头、动跑弧面、动导电杆构成了灭弧室的导电系统。其中定导电杆、定跑弧面、定触头合称定电极，动触头、动跑弧面、动导电杆合称动电极，由真空1.排气管保护罩 2.排气管密封刀口 3.环氧树脂填料 4.定端盖版 5.定导电杆 6.屏蔽筒 7.玻壳（或陶瓷壳） 8.定触头座 9.定触头 10.动触头 11.动触头座 12.动导电杆 13.波纹管 14.均压罩 15.动端盖版 16.导向套

真空常用计算公式

真空概念及真空计算公式 1、真空的定义 真空系统指低于该地区大气压的稀簿气体状态 2、真空度 处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度高”和“真空度低”来表示。真空度高表示真空度“好”的意思，真空度低表示真空度“差”的意思。 3、真空度单位 通常用托（Torr）为单位，近年国际上取用帕（Pa）作为单位。 1托＝1/760大气压＝1毫米汞柱 4、托与帕的转换 1托＝133.322帕或1帕＝7.5×10-3托 5、平均自由程 作无规则热运动的气体粒子，相继两次碰撞所飞越的平均距离，用符号“λ”表示。 6、流量 单位时间流过任意截面的气体量，符号用“Q”表示，单位为帕·升/秒（Pa·L/s）或托·升/秒（Torr·L/s）。

7、流导 表示真空管道通过气体的能力。单位为升/秒（L/s），在稳定状态下，管道流导等于管道流量除以管道两端压强差。 符号记作“U”。U＝Q/(P2- P1) 8、压力或压强 气体分子作用于容器壁的单位面积上的力，用“P”表示。 9、标准大气压 压强为每平方厘米101325达因的气压，符号：（Atm）。 10、极限真空 真空容器经充分抽气后，稳定在某一真空度，此真空度称为极限真空。通常真空容器须经12小时炼气，再经12小时抽真空，最后一个小时每隔10分钟测量一次，取其10次的平均值为极限真空值。 11、抽气速率 在一定的压强和温度下，单位时间内由泵进气口处抽走的气体称为抽气速率，简称抽速。即Sp＝Q/（P－P0） 12、热偶真空计 利用热电偶的电势与加热元件的温度有关，元件的温度又与气体的热传导有关的原理来测量真空度的真空计。

13、电离真空计（又收热阴极电离计） 由筒状收集极，栅网和位于栅网中心的灯丝构成，筒状收集极在栅网外面。热阴极发射电子电离气体分子，离子被收集极收集，根据收集的离子流大小来测量气体压强的真空计。 14、复合真空计 由热偶真空计与热阴极电离真空计组成，测量范围从大气~10-5Pa。 15、冷阴极电离计 阳极筒的两端有一对阴极板，在外加磁场作用，阳极筒内形成潘宁放电产生离子，根据阴极板收集的离子流的大小来测定气体压强的真空计。 16、电阻真空计 利用加热元件的电阻与温度有关，元件的温度又与气体传导有关的原理，通过电桥电路来测量真空度的真空计。 17、麦克劳真空计（压缩式真空计） 将待测的气体用汞（或油）压缩到一极小体积，然后比较开管和闭管的液柱差，利用玻义尔定律直接算出气体压强的一种绝对真空计。 18、B－A规 这是一种阴极与收集极倒置的热阴极电离规。收集极是一根细丝，放在栅网中心，灯丝放在栅网外面，因而减少软X射线影响，延伸测量下限，可测超高真空。

真空技术基础知识

真空技术基础知识

前言 1. 真空 “真空”来源于拉丁语“Vacuum ”，原意为“虚无”，但绝对真空不可达到，也不存在。只能无限的逼近。即使达到10-14—10-16托的极高真空，单位体积内还有330—33个分子。 在真空技术中，“真空”泛指低于该地区大气压的状态，也就是同正常的大气比，是较为稀薄的气体状态。真空是相对概念，在“真空”下，由于气体稀薄，即单位体积内的分子数目较少，故分子之间或分子与其它质点（如电子、离子）之间的碰撞就不那么频繁，分子在一定时间内碰撞表面（例如器壁）的次数亦相对减少。这就是“真空”最主要的特点。利用这种特点可以研究常压不能研究的物质性质。如热电子发射、基本粒子作用等。 2. 真空的测量单位 一、用压强做测量单位 真空度是对气体稀薄程度的一种客观量度，作为这种量度，最直接的物理量应该是单位体积中的分子数。但是由于分子数很难直接测量，因而历来真空度的高低通常都用气体的压强来表示。气体的压强越低，就表示真空度越高，反之亦然。 根据气体对表面的碰撞而定义的气体的压强是表面单位面积上碰撞气体分子动量的垂直分量的时间变化率。因此，气体作用在真空容器表面上的压强定义为单位面积上的作用力。 压强的单位有相关单位制和非相关单位制。相关单位制的各种压强单位均根据压强的定义确定。非相关单位制的压强单位是用液注的高度来量度。 下面介绍几种常用的压强单位。 【标准大气压】（atm ） 1标准大气压=101325帕 【托】（Torr ） 1托=1/760标准大气压 【微巴】（μba ） 1μba=1达因/厘米2 【帕斯卡】（Pa ）国际单位制 1帕斯卡=1牛顿/m2 【工程大气压】（at ） 1工程大气压=1公斤力/厘米2 二、用真空度百分数来测量 %100760 760%?-=P δ 式中P 的单位为托，δ为真空度百分数。此式适用于压强高于一托时。 3. 真空区域划分 有了度量真空的单位，就可以对真空度的高低程度作出定量表述。此外，为实用上便利起见，人们还根据气体空间的物理特性、常用真空泵和真空规的有效使用范围以及真空技术应用特点这三方面的差异，定性地粗划为几个区段。但这种划分并不是十分严格的，下面介绍一种划分方法。 粗真空＜760~10托 低真空＜10~10-3托 高真空＜10-3~10-8托 超高真空＜10-8~10-12托 极高真空＜10-12托

真空开关基础知识

真空开关基础知识—真空的绝缘性能 一、真空的基本概念 真空技术中，“真空”泛指在给定的空间内，气体压强低于一个大气压的气体状态，也就是说，同正常的大气压相比，是较为稀薄的一种气体状态。 真空度是对气体稀薄程度的一种客观量度。根据真空技术的理论，真空度的高低通常都用气体的压强来表示。在国际单位制中，压强是以帕(Pa)为单位 1Pa=1N/m2。另外常用的单位还有托(Torr)、毫米汞柱(mmHg)、毫巴 (mbar)、工程大气压(公斤／厘米2)等。 真空区域的划分没有统一规定，我国通常是这样划分的： 粗真空：(760～10)托 低真空：(10～10-3)托 高真空：(10-3～10-8)托 超高真空：(10-8～10-12)托 极高真空：10-12托 托和帕的关系：1 托=1 毫米汞柱(mmHg)=133.322Pa，1 帕=7.5×10-3托。 真空区域的特点不同其应用也不同，例如吸尘器工作于粗真空区域，暖瓶、灯泡等工作于低真空区域，而真空开关管和其它一些电真空器件则是工作在高真空区域。 二、真空间隙的绝缘特性 真空中放置一对电极，加上高压时，在一定的电压下也会产生电极之间的电击穿。它的击穿与空气中的电击穿有很大不同。空气中的击穿是由于气体中的少量自由电子在电场作用下高速度运动，与气体分子碰撞产生较多的电子和离子，新生的电子和离子又同中性原子碰撞，产生更多的电子和离子。这种雪崩式的电离过程，在电极间形成了放电通道，产生了电弧。而真空中，由于压强较低，气体分子极少，在这样的环境中，即使电极间隙中存在着电子，它们从一个电极飞向另一个电极时，也很少有机会与气体分子碰撞。因而不可能有电子和气体分子碰撞造成雪崩式的电击穿。正是因为气体分子十分稀少，真空间隙电击穿需要在非常高的电压下出现场致发射等其它现象时才有可能形成。从理论上推测，电场强度需达到108V/cm以上时才会造成电击穿，实际上真空间隙的绝缘强度由于一系列不利因素例如电极表面粗糙度、洁净度等的影响，将低于理论计算值几个数量级。 真空灭弧室中的真空度很高，一般为10-3～10-6帕，此时真空间隙的绝缘强度远远高于1 个大气压的空气和SF6 的绝缘强度，比变压器油的绝缘强度还要高。正因为真空的绝缘强度很高，真空灭弧室中的所有电气间隙都可以做得很小。例如12kV 真空灭弧室的触头开距只有8～12mm，40.5kV 真空灭弧室的触头开距也只要18～25mm，真空灭弧室中的其它电气间隙也在此尺度范围。 三、影响真空绝缘水平的主要因素 真空绝缘是一个十分复杂的物理过程，其机理到目前为止仍没有明确的结论。从实际应用情况来看，主要有以下几个方面： 1、电极的几何形状 电极的几何形状对电场的分布有很大的影响，往往由于几何形状不够恰当，引起电场在局部过于集中而导致击穿，这一点在高电压的真空产品中尤其突出。