گیج McCLEOD به طور کلی به عنوان یک استاندارد اولیه برای اندازه گیری خلاء بالا (فشار کم) استفاده می شود و استفاده از آن ساده است. در سال 1874 توسط هربرت مک کلئود اختراع شد.
🔹ارائه دهنده: تیم تولید محتوای میراکنترل
اصول
گیج‌های McCLEOD با برداشتن حجم نمونه‌ای از گاز از یک محفظه خلاء و فشرده کردن آن با کج کردن و پر کردن جیوه عمل می‌کنند. سپس فشار در این حجم کوچکتر توسط یک مانومتر جیوه ای اندازه گیری می شود و با دانستن نسبت تراکم، می توان فشار خلاء اصلی را تعیین کرد.
گاز مورد استفاده باید از قانون بویل پیروی کند. P1V1=P2V2
که در آن،
= P1 فشار گاز در شرایط اولیه (فشار اعمالی).
= P2 فشار گاز در شرایط نهایی.
= V1 حجم گاز در شرایط اولیه.
V2 = حجم گاز در شرایط نهایی.
قسمت های اصلی گیج فشار McCLEOD به شرح زیر است :
ستون مرجع با لوله مویرگی capillary. لوله capillary مرجع دارای نقطه ای به نام نقطه مرجع صفر است. این ستون مرجع به یک لامپ و capillary اندازه گیری متصل می شود و محل اتصال لامپ با ستون مرجع را نقطه برش می نامند. (به آن نقطه قطع می گویند)، زیرا اگر سطح جیوه بالاتر از این نقطه باشد، ورود فشار وارد شده به لامپ و capillary اندازه گیری را قطع می کند. زیر ستون مرجع و لامپ، مخزن جیوه وجود دارد. توسط پیستون کار می کند.
کار با گیج McCLEOD
گیج McCLEOD به شرح زیر عمل می کند:
فشاری که باید اندازه گیری شود (P1) همانطور که در نمودار نشان داده شده است به بالای ستون مرجع گیج McCLEOD اعمال می شود. سطح جیوه در گیج با کار کردن پیستون برای پر کردن حجم همانطور که با سایه تیره در نمودار نشان داده شده است، افزایش می یابد. هنگامی که این مورد است (شرایط – 1)، فشار اعمال شده لامپ و capillary را پر می کند. اکنون دوباره پیستون به گونه ای عمل می کند که سطح جیوه در گیج افزایش می یابد. هنگامی که سطح جیوه به نقطه قطع می رسد، حجم مشخصی از گاز (V1) در لامپ و لوله capillary اندازه گیری محبوس می شود. سطح جیوه بیشتر با کارکردن پیستون افزایش می یابد تا گاز محبوس شده در لامپ و لوله capillary اندازه گیری فشرده شود. این کار تا زمانی انجام می شود که سطح جیوه به “نقطه مرجع صفر” مشخص شده روی capillary مرجع (شرط – 2) برسد. در این حالت، حجم گاز در لوله مویین اندازه‌گیری به‌طور مستقیم توسط مقیاسی در کنار آن خوانده می‌شود. یعنی اختلاف ارتفاع “H” capillary اندازه گیری و capillary مرجع به اندازه حجم (V2) و فشار (P2) گاز محبوس شده تبدیل می شود.
اکنون همانطور که V1، V2 و P2 شناخته شده اند، فشار اعمال شده P1 را می توان با استفاده از قانون بویل محاسبه کرد. P1V1 = P2V2
اجازه دهید حجم لامپ از نقطه برش تا ابتدای لوله مویرگی اندازه گیری V =
اجازه دهید سطح مقطع لوله مویرگی اندازه گیری a =
اجازه دهید ارتفاع لوله مویرگی اندازه گیری hc =.
بنابراین، حجم اولیه گاز محبوس شده در لامپ به علاوه لوله مویین اندازه گیری V1 = V+ahc
هنگامی که جیوه به سمت بالا مجبور شد تا به نقطه مرجع صفر در مویرگ مرجع برسد، حجم نهایی گاز V2 +ah = است.
جایی که،
= h ارتفاع گاز فشرده در لوله مویرگی اندازه گیری
= P1 فشار اعمال شده گاز ناشناخته.
P2 = فشار گاز در شرایط نهایی، یعنی پس از فشرده سازی = P1+h
کاربردها
- گیج McCLEOD برای اندازه گیری فشار خلاء استفاده می شود.
مزایای گیج McCLEOD
- مستقل از ترکیب گاز است.
- این به عنوان یک استاندارد مرجع برای کالیبره کردن سایر گیج های فشار پایین عمل می کند.
- یک رابطه خطی بین فشار اعمال شده و h وجود دارد
- نیازی به اعمال اصلاحات در خوانش های گیج McCLEODنیست.
محدودیت های گیج McCLEOD
- گازی که قرار است فشار آن اندازه گیری شود باید از قانون بویل پیروی کند
- تله های رطوبت باید برای جلوگیری از ورود بخار قابل توجه به گیج تهیه شود.
- فقط بر اساس نمونه گیری اندازه گیری می شود.
- نمی تواند خروجی مداوم بدهد
برای سفارش و یا خرید انواع محصولات ابزار دقیق و همچنین کسب اطلاعات بیشتر و مشاوره رایگان با شماره های 88341674-021 | 88341172-021 تماس حاصل فرمایید.
منبع:
