Micro e nanotecnologia/Microtecnologia/Il vuoto/Strumenti di misura per il vuoto: differenze tra le versioni
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Nuova pagina: == Misura della pressione== La pressione è il parametro che caratterizza meglio il vuoto raggiunto da un sistema. A causa del grande intervallo di vuoti possibili strumenti di misura ... |
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=== Misuratori nel basso e medio vuoto===
[[Image:Utube.PNG|thumb|200px|right|Il classico barometro di [[w:Evangelista_Torricelli|Torricelli]] la differenza di altezza del liquido, in genere [[w:Mercurio|mercurio]], è proporzionale alla differenza di pressione ]]
Strumenti a colonna di liquido consistono di colonne verticali di liquido in un tubo, i cui estremi
sono connesse a due differenti pressioni. La colonna salirà o scenderà fino a quando il suo peso bilancia la differenza di pressione tra i due lati. La versione più semplice dovuta a [[w:Evangelista_Torricelli|Torricelli]]
consiste di un tubo ad U, piena per metà di liquido, in cui un lato è connesso alla regione da misurare <math>P_a\ </math>, mentre la pressione di riferimento <math>P_o\ </math> (in genere un vuoto elevato) è applicato all'altro etremo. La differenza di livello <math>x\ </math> è proporzionale alla pressione secondo la legge:
<math>x=\frac {P_a-P_o}{\rho g} </math>
Dove g è l'[[w:Accelerazione_di_gravit%C3%A0|accelerazione di gravità]] e <math>\rho</math> la [[w:Densit%C3%A0|densità]] del liquido. Può essere usato qualsiasi liquido, ma è preferito il [[w:Mercurio|mercurio]] a causa della sua elevata densità circa <math>13.6\ g/cm^3</math> e la bassa [[w:Tensione_di_vapore|tensione di vapore]]. I misuratori di pressione a colonna di liquido appartengono al primo gruppo di strumenti, sono indipendenti dalla composizione del gas.
Il vapore del liquido può contaminare il gas da misurare. In genere si usano per misurare vuoti
maggiori un Torr.
[[Image:Manometer_104026.jpg|250px|left|thumb|Manometro a tubo di Bourdon]]
Nella pratica comune sono poco utilizzati poiche sono poco pratici. I manometri a
tubo di Bordon sono più comunemente usati in quanto semplici ed economici.
Tali manometri usano un'arco di cerchio di tubo che si espande quando la pressione al suo interno aumenta, un semplice meccanismo di leve trasforma tale espansione in una rotazione di un ago.
Attualmente i manometri capacitivi a diaframma rappresentano gli strumenti più precisi, più diffusi anche se il loro costo non sia trascurabile. Il principio di fuzionamento e semplice un diaframma sottile divide due regioni in una vi è il vuoto di referimento e nell'altro il vuoto da misurare,
un elettrodo fisso è posto a piccola distanza dal diaframma stesso ma non in contatto. La deformazione del diaframma genera una variazione di capacità che può essere facilmente misurata. Questo tipo di strumenti riescono ad essere utilizzati per 3 decadi di vuoto arrivando fino a <math>10^{-4}\ Torr\ </math>.
Per quanto infine riguarda il medio vuoto vi è da aggiungere i manometri a conducibilità termica.
Infatti la [[w:Teoria_cinetica_dei_gas|teoria cinetica dei gas]] prevede che la conducibilità termica dei gas sia indipendente dalla pressione, quindi tra 760 Torr e 50 Torr si trova che la conducibilità termica è abbastanza indipendente dalla presisone. A pressione più bassa quando il cammino libero medio diventa più grande della distanza tra due opposte superfici una calda ed una fredda, la conduzionde di calore dalla superficie calda quella fredda dipende linearmente dalla temperatura. Tale effetto vine utilizzato in molti strumenti da vuoto nel medio vuoto. In genere utilizzano uno o più filamenti riscladati elettricamente e la temeperatura di equilibrio dipende dall'energia elettrica fornita e quella dissipata sulle pareti che lo circondano. La emissività del filamento è un effetto indesiderato che viene minimizzato usando materiali a relativamente bassa emissività. La temperatura del filamento viene misurata o direttamente mediante una termocoppia
(manometri a termocoppia) o indirettamente misurando la resistenza del filamento (Pirani). I nomi tra parentesi sono quelli con cui vengono identificati tali strumenti.
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