皮拉尼真空计和电离真空计的区别是什么?

 

一、核心原理

皮拉尼(Pirani):热传导型 靠气体分子带走热丝热量,压力越高→散热越快→热丝温度越低;通过热丝电阻/加热功率换算压力。

电离真空计(热阴极B-A规为主):碰撞电离型 阴极发射电子,电子撞击气体分子使其电离,收集极收集正离子;离子电流大小正比于气体分子密度(压力)。

二、量程对比(最关键区别)

  • 皮拉尼:约 10⁻¹ Pa ~ 1000 Pa(粗真空、中真空) 压力太低时,气体导热几乎消失,测不了;压力接近大气还能勉强工作。
  • 热阴极电离规(BA规):约 10⁻⁹ Pa ~ 0.1 Pa(高真空、超高真空) 压力高于0.1Pa时,灯丝极易氧化烧毁,严禁在高压下通电。

    冷阴极电离规(潘宁规):大概10⁻⁷~10⁻¹ Pa,无热灯丝、寿命长。

三、优缺点 & 使用特点

✅ 皮拉尼

  • 优点:结构简单、便宜、不怕大气冲击、开机不用保护,适合粗抽阶段监测;响应快
  • 缺点:下限不够高;读数和气体种类相关(导热系数不同);精度一般
  • 典型:OKANO冈野皮拉尼真空计、镀膜机粗抽监测

✅ 电离规(热阴极)

  • 优点:能测超高真空,灵敏度极高
  • 缺点:怕大气!一旦破空通电灯丝直接烧断;有灯丝出气、化学腐蚀风险;同样气体种类相关(电离截面不同);价格贵
  • 配套逻辑:一般和皮拉尼做复合规——皮拉尼先监测真空,到0.1Pa以下再自动开启电离规

四、简明汇总表

项目 皮拉尼真空计 热阴极电离真空计(B-A)
原理 气体热导率 电子碰撞电离气体分子
测量区间 粗/中真空 10⁻¹~1000 Pa 高/超高真空 10⁻⁹~0.1 Pa
核心元件 加热电阻丝 阴极灯丝、栅极、离子收集极
耐大气 可以,不怕破空 不可以,高压下灯丝烧毁
气体依赖性 有(导热系数) 有(电离效率)
成本 低 高
用途 粗抽、前级真空监测 高真空腔体、溅射、蒸镀、分析仪器