Tyhjiömittaustekniikat

Tyhjiömittaustekniikat viittaavat erilaisiin menetelmiin ja laitteisiin, joita käytetään tyhjiön tason tai paineen mittaamiseen. Tyhjiöllä tarkoitetaan tilaa, jossa paine on merkittävästi alhaisempi kuin ilmanpaine. Tyhjiömittauksia hyödynnetään laajasti teollisuudessa, tutkimuksessa ja kehityksessä monilla aloilla, kuten puolijohteiden valmistuksessa, avaruusteknologiassa, elintarviketeollisuudessa ja tieteellisessä tutkimuksessa.

Yksi yleisimmistä tyhjiömittaustekniikoista on pietsosähköinen paineanturi. Tämä anturi perustuu pietsosähköisen materiaalin ominaisuuteen tuottaa sähköinen signaali, kun siihen kohdistuu painetta. Mitattu paine muunnetaan sähköiseksi signaaliksi, joka voidaan sitten lukea ja tulkita. Toinen yleinen menetelmä on kapasiivinen paineanturi, joka mittaa paineesta aiheutuvaa kapasitanssin muutosta.

Mekaaniset tyhjiömittarit, kuten Bourdon-putkimittari, ovat myös käytössä tietyissä sovelluksissa, erityisesti silloin, kun tarvitaan yksinkertaista ja edullista ratkaisua kohtalaisiin tyhjiötasoihin. Nämä mittarit käyttävät mekaanisia periaatteita paineen osoittamiseen. Kuitenkin korkeammissa tyhjiöissä tarvitaan herkempiä ja tarkempia mittausmenetelmiä, kuten ionisaatiopohjaisia mittareita.

Ionisaatiomittarit jakautuvat yleensä kahteen päätyyppiin: hehkulanka-ionisaatiomittareihin ja Hall-efektiin perustuviin mittareihin. Hehkulanka-ionisaatiomittarit ionisoivat kaasumolekyylejä kuumalla filamentilla ja mittaavat syntyvän ionivirran suuruutta. Mitä alhaisempi tyhjiö, sitä vähemmän kaasuja on läsnä ja sitä pienempi ionivirta. Kaasupurkausmittarit ovat toinen tyhjiön mittausmenetelmä, joka perustuu kaasun sähkönjohtavuuden mittaamiseen tyhjiössä. Jokaisella tekniikalla on omat etunsa ja rajoituksensa painealueen, tarkkuuden ja käyttöolosuhteiden suhteen.