凍干過程中的真空計

前言

在凍干的監控過程中，要相信真空數據。不要相信產品溫度數據。因為我們讀取到的產品溫度，總是在欺騙你。

一次干燥過程中的真空數值設置和控制，基本是整個工藝過程中最重要的參數。

所以，之前寫過一篇：凍干過程中的真空泵

此篇詳細講解一下：真空測量-真空計

接下來還會單獨再寫一篇：真空控制

1 壓力單位

2 真空計

真空計有各種類型，如下：

·       Bourdon Gauge  波頓管式壓力計

·       Capacitance Manometer  電容真空計

·       Thermocouple Gauge 熱電偶壓力計

·       Pirani Gauge 皮拉尼壓力計

·       Hot Filament Ionization Gauge 熱絲極離子真空計

·       Cold Cathode Ionization Gauge 冷陰極電離真空計

·       Residual Gas Analyzer 殘余氣體分析

·       McLeod Gauge 麥克勞德真空計

·       Spinning Rotor Gauges 旋轉轉子真空計

·       ...

3 真空計測量范圍

不同類型真空計，有不同的測量范圍（量程）：

4 BOURDON GAUGE   波頓壓力計

工作原理：氣體壓力不同，指針位置不同，指示出來的數值就不同。

波頓壓力計，因為無法校準，不能用于凍干過程監控。只能用于粗效真空的了解。

5 CAPACITANCE GAUGE 電容真空計

Range 范圍 :   4 decades (starting at 1000T to .1 Torr)

Response 響應速度:  Very Fast 非常快 -<1 msec

Application 應用:   Process Pressure Control  過程壓力控制

Accuracy 準確性:  +/- .25% Full Scale 全量程

測量絕對真空數值

壓力數值和輸出的電容數值是線性的關系

原理：真空度不同，則膜的位置不同。膜的位置不同，輸出的電容數值不同。壓力和輸出的電容為線性關系。

6 皮拉尼真空計

原理：真空度不同，單位體積內的空氣分子數就不同，對于正在發熱的電阻絲帶走熱量的能力（散熱能力）就不同，電阻絲溫度就不同，因為電阻絲的電阻率是溫度的函數，所以不同的真空度就引起了電阻率的不同，則電阻就不同，電流在電阻絲上的壓降就不同，根據電壓的變化就能換算出空氣壓強，也就是測量真空度。

·       皮拉尼真空計的校準氣體是氮氣，當測量氮氣時，皮拉尼真空計和電容式真空計顯示相同數值。

·       需要注意的是，水蒸氣的熱導率約為氮氣的1.6倍。所以同樣的絕對真空度，如果是水蒸氣時，數值會比氮氣高約60%。

7 一次干燥凍干終點

·       利用以上特性，因為一次干燥過程中腔體壓力主要來源為升華的水汽，因此如果在干燥腔同時配置皮拉尼真空計和電容式真空計，則皮拉尼真空計的數值總是高于電容式真空計。直到凍干終點，氣體成分從大部分為水蒸氣變成大部分為氮氣，兩個壓力計數值趨于一致。

·       此方法為TELSTAR凍干工藝實驗室最為推薦的（最準確、便捷經濟）尋找一次干燥凍干終點的方法。

文章來源——凍干工藝之家公眾號  •  星德科 TELSTAR 凍干工藝實驗室