संज्ञा " पोकळी", एक भौतिक घटना म्हणून, एक माध्यम आहे ज्यामध्ये वायूचा दाब वातावरणाच्या दाबापेक्षा कमी असतो.

निरपेक्ष दाब ​​व्हॅक्यूमचे परिमाणवाचक वैशिष्ट्य म्हणून काम करते. आंतरराष्ट्रीय प्रणाली (SI) मध्ये दाब मोजण्याचे मुख्य एकक पास्कल (1 Pa = 1N/m2) आहे. तथापि, व्यवहारात मोजमापाची इतर एकके देखील आहेत, जसे की मिलीबार (1 mbar = 100 Pa) आणि Torres किंवा मिलिमीटर पारा (1 mmHg = 133.322 Pa). ही युनिट्स एसआय युनिट नाहीत, परंतु रक्तदाब मोजण्यासाठी स्वीकार्य आहेत.

व्हॅक्यूम पातळी

वायुमंडलीय दाब (101325 Pa) च्या खाली दाब किती आहे यावर अवलंबून, विविध घटना पाहिल्या जाऊ शकतात, ज्याचा परिणाम म्हणून असा दाब मिळविण्यासाठी आणि मोजण्यासाठी विविध माध्यमांचा वापर केला जाऊ शकतो. आजकाल, व्हॅक्यूमचे अनेक स्तर आहेत, ज्यापैकी प्रत्येकाचे स्वतःचे पदनाम वायुमंडलाच्या खाली असलेल्या दाबांच्या अंतरानुसार आहे:

• कमी व्हॅक्यूम (LV): 10 5 ते 10 2 Pa पर्यंत,
• मध्यम व्हॅक्यूम (SV): 10 2 ते 10 -1 Pa पर्यंत,
• उच्च व्हॅक्यूम (HV): 10 -1 ते 10 -5 Pa पर्यंत,
• अल्ट्रा-हाय व्हॅक्यूम (UHV): 10 -5 ते 10 -9 Pa पर्यंत,
• अत्यंत उच्च व्हॅक्यूम (EHV):

हे व्हॅक्यूम स्तर अर्जाच्या क्षेत्रानुसार तीन उत्पादन गटांमध्ये विभागले गेले आहेत.

- कमी व्हॅक्यूम: मुख्यतः जेथे मोठ्या प्रमाणात हवा बाहेर पंप करणे आवश्यक आहे तेथे वापरले जाते. कमी व्हॅक्यूम मिळविण्यासाठी, वेन प्रकारचे इलेक्ट्रोमेकॅनिकल पंप, सेंट्रीफ्यूगल, साइड चॅनेल पंप, फ्लो जनरेटर इत्यादींचा वापर केला जातो.

कमी व्हॅक्यूमचा वापर केला जातो, उदाहरणार्थ, सिल्क-स्क्रीन प्रिंटिंग कारखान्यांमध्ये.

- औद्योगिक व्हॅक्यूम: "औद्योगिक व्हॅक्यूम" हा शब्द -20 ते -99 kPa पर्यंतच्या व्हॅक्यूम पातळीशी संबंधित आहे. ही श्रेणी बहुतेक अनुप्रयोगांमध्ये वापरली जाते. वेंचुरी तत्त्वानुसार रोटरी, लिक्विड रिंग, पिस्टन पंप आणि व्हेन व्हॅक्यूम जनरेटर वापरून औद्योगिक निर्वात प्राप्त केले जाते. औद्योगिक व्हॅक्यूम ऍप्लिकेशन्समध्ये सक्शन कप ग्रिपिंग, थर्मोफॉर्मिंग, व्हॅक्यूम क्लॅम्पिंग, व्हॅक्यूम पॅकेजिंग इत्यादींचा समावेश होतो.

- तांत्रिक व्हॅक्यूम: -99 kPa पासून व्हॅक्यूम पातळीशी संबंधित आहे. व्हॅक्यूमची ही पातळी दोन-स्टेज रोटरी पंप, विक्षिप्त रोटरी पंप, रूट्स व्हॅक्यूम पंप, टर्बोमॉलिक्युलर पंप, डिफ्यूजन पंप, क्रायोजेनिक पंप इत्यादी वापरून प्राप्त केली जाते.

व्हॅक्यूमची ही पातळी प्रामुख्याने लियोफिलायझेशन, मेटालायझेशन आणि उष्णता उपचारांमध्ये वापरली जाते. विज्ञानामध्ये, तांत्रिक व्हॅक्यूमचा वापर बाह्य अवकाशाचे अनुकरण म्हणून केला जातो.

पृथ्वीवरील व्हॅक्यूमचे सर्वोच्च मूल्य निरपेक्ष व्हॅक्यूमच्या मूल्यापेक्षा लक्षणीयरीत्या कमी आहे, जे पूर्णपणे सैद्धांतिक मूल्य राहिले आहे. खरं तर, अंतराळात, वातावरण नसतानाही, अणूंची संख्या कमी आहे.

व्हॅक्यूम तंत्रज्ञानाच्या विकासाची मुख्य प्रेरणा औद्योगिक क्षेत्रातील संशोधनातून आली. सध्या विविध क्षेत्रांमध्ये मोठ्या प्रमाणात अर्ज आले आहेत. व्हॅक्यूमचा वापर इलेक्ट्रोरे ट्यूब, इनॅन्डेन्सेंट दिवे, कण प्रवेगक, धातूशास्त्र, अन्न आणि एरोस्पेस, न्यूक्लियर फ्यूजन कंट्रोल, मायक्रोइलेक्ट्रॉनिक्स, काच आणि सिरॅमिक्स, विज्ञान, औद्योगिक रोबोटिक्स, सक्शन कप ग्रिपिंग सिस्टम इत्यादींमध्ये केला जातो.

उद्योगातील व्हॅक्यूम ऍप्लिकेशन्सची उदाहरणे

व्हॅक्यूम मल्टिपल ग्रिपिंग सिस्टम "ऑक्टोपस"

व्हॅक्यूम सक्शन कप - सामान्य माहिती

व्हॅक्यूम सक्शन कप हे वस्तू, पत्रके आणि विविध वस्तू पकडणे, उचलणे आणि हलवणे यासाठी एक अपरिहार्य साधन आहे जे त्यांच्या नाजूकपणामुळे किंवा विकृत होण्याच्या जोखमीमुळे पारंपारिक प्रणालींसह हलविणे कठीण आहे.

योग्यरित्या वापरल्यास, सक्शन कप सोयीस्कर, आर्थिक आणि सुरक्षित ऑपरेशन प्रदान करतात, जे उत्पादनातील ऑटोमेशन प्रकल्पांच्या आदर्श अंमलबजावणीसाठी एक मूलभूत तत्त्व आहे.

दीर्घकालीन संशोधन आणि आमच्या ग्राहकांच्या आवश्यकतांकडे लक्ष दिल्याने आम्हाला उच्च आणि कमी तापमान, अपघर्षक पोशाख, इलेक्ट्रोस्टॅटिक डिस्चार्ज, आक्रमक वातावरण आणि वाहून नेलेल्या वस्तूंच्या पृष्ठभागावर डाग पडू नयेत असे सक्शन कप तयार करण्याची परवानगी मिळाली आहे. याव्यतिरिक्त, सक्शन कप EEC सुरक्षा मानके आणि FDA, BGA, TSCA अन्न मानकांचे पालन करतात.

सर्व सक्शन कप उच्च दर्जाच्या व्हॅक्यूम बनवलेल्या घटकांपासून बनवले जातात आणि दीर्घ सेवा आयुष्यासाठी अँटी-करोझन उपचाराने उपचार केले जातात. कॉन्फिगरेशनची पर्वा न करता, सर्व सक्शन कपचे स्वतःचे चिन्ह आहेत.

ऑक्टोपस मल्टिपल कॅप्चर सिस्टम

बर्‍याचदा असे लोक आमच्याकडे येतात ज्यांना व्हॅक्यूम पंप विकत घ्यायचा असतो, परंतु व्हॅक्यूम म्हणजे काय याची त्यांना फारशी कल्पना नसते.
चला ते काय आहे ते शोधण्याचा प्रयत्न करूया.

व्याख्येनुसार, व्हॅक्यूम म्हणजे पदार्थांपासून मुक्त जागा (लॅटिन शब्द "व्हॅक्यूस" - रिक्त).
व्हॅक्यूमच्या अनेक व्याख्या आहेत: तांत्रिक व्हॅक्यूम, फिजिकल व्हॅक्यूम, कॉस्मिक व्हॅक्यूम इ.
आम्ही तांत्रिक व्हॅक्यूमचा विचार करू, ज्याची व्याख्या अत्यंत दुर्मिळ वायू म्हणून केली जाते.

व्हॅक्यूम म्हणजे काय आणि ते कसे मोजले जाते याचे उदाहरण पाहू.
आपल्या ग्रहावर एक (एक वातावरण) म्हणून घेतलेला वायुमंडलीय दाब आहे. हे हवामान, उंची आणि समुद्र पातळीनुसार बदलते, परंतु आम्ही हे विचारात घेणार नाही, कारण यामुळे व्हॅक्यूमच्या संकल्पनेच्या आकलनावर कोणत्याही प्रकारे परिणाम होणार नाही.
तर, आपल्याकडे पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर 1 वातावरणाचा दाब आहे. 1 वातावरणाच्या खाली असलेल्या सर्व गोष्टींना (बंद भांड्यात) तांत्रिक व्हॅक्यूम म्हणतात.

एक भांडे घेऊन हवाबंद झाकण लावून बंद करू. जहाजातील दाब 1 वातावरण असेल. जर आपण एखाद्या भांड्यातून हवा बाहेर काढू लागलो तर त्यामध्ये एक व्हॅक्यूम तयार होईल, ज्याला व्हॅक्यूम म्हणतात.
चला एक उदाहरण पाहू: डाव्या पात्रात 10 वर्तुळे आहेत. ते 1 वातावरण असू द्या.
"पंप आउट" अर्धा - आम्हाला 0.5 एटीएम मिळेल, एक सोडा - आम्हाला 0.1 एटीएम मिळेल.

पात्रात फक्त एकच वातावरण असल्याने, आपण मिळवू शकणारी जास्तीत जास्त संभाव्य व्हॅक्यूम (सैद्धांतिकदृष्ट्या) शून्य वातावरण आहे.
"सैद्धांतिकदृष्ट्या" - कारण जहाजातून हवेचे सर्व रेणू पकडणे जवळजवळ अशक्य आहे.
म्हणून, ज्या भांड्यात हवा (वायू) बाहेर टाकली गेली आहे, त्यामध्ये काही किमान रक्कम नेहमीच राहते. याला "अवशिष्ट दाब" असे म्हणतात, म्हणजेच, त्यातून वायू बाहेर टाकल्यानंतर जो दबाव भांड्यात राहतो.
असे विशेष पंप आहेत जे 0.00001 Pa पर्यंत खोल व्हॅक्यूमपर्यंत पोहोचू शकतात, परंतु तरीही शून्यापर्यंत पोहोचू शकत नाहीत.
सामान्य जीवनात, 0.5 - 10 Pa (0.00005-0.0001 atm) पेक्षा खोल व्हॅक्यूम क्वचितच आवश्यक आहे.

संदर्भ बिंदूच्या निवडीवर अवलंबून, व्हॅक्यूम मोजण्यासाठी अनेक पर्याय आहेत:
1. एकक वायुमंडलीय दाब म्हणून घेतले जाते. एक खाली सर्व काही एक व्हॅक्यूम आहे.
म्हणजेच, व्हॅक्यूम गेज स्केल 1 ते 0 एटीएम (1…0.9…0.8…0.7…..0.2…0.1….0) पर्यंत आहे.
2. वातावरणाचा दाब शून्य म्हणून घेतला जातो. म्हणजेच, व्हॅक्यूम - सर्व ऋण संख्या 0 पेक्षा कमी आणि -1 पर्यंत आहेत.
म्हणजेच, व्हॅक्यूम गेज स्केल 0 ते -1 (0, -0.1...-0.2....,-0.9,...-1) आहे.
तसेच, स्केल kPa, mBar मध्ये असू शकतात, परंतु हे सर्व वातावरणातील स्केलसारखेच आहे.

चित्र वेगवेगळ्या स्केलसह व्हॅक्यूम गेज दर्शविते जे समान व्हॅक्यूम दर्शवतात:

वर सांगितलेल्या सर्व गोष्टींवरून, हे स्पष्ट आहे की व्हॅक्यूमची तीव्रता वायुमंडलीय दाबापेक्षा जास्त असू शकत नाही.

लोक जवळजवळ दररोज आमच्याशी संपर्क साधतात ज्यांना -2, -3 एटीएम इत्यादी व्हॅक्यूम मिळवायचा आहे.
आणि जेव्हा त्यांना हे अशक्य आहे हे कळते तेव्हा त्यांना खूप आश्चर्य वाटते (तसे, त्यांच्यापैकी प्रत्येक सेकंद म्हणतो की "तुम्हाला स्वतःला काहीही माहित नाही," "परंतु तुमच्या शेजाऱ्याला असेच आहे," इ. इ.)

खरं तर, या सर्व लोकांना व्हॅक्यूम अंतर्गत भाग मोल्ड करायचे आहेत, परंतु त्यामुळे त्या भागावरील दाब 1 kg/cm2 (1 वातावरण) पेक्षा जास्त असेल.
उत्पादनाला फिल्मने झाकून, त्याखालील हवा बाहेर पंप करून हे साध्य केले जाऊ शकते (या प्रकरणात, तयार केलेल्या व्हॅक्यूमवर अवलंबून, कमाल दाब 1 kg/cm2 असेल (1 atm = 1 kg/cm2)), आणि नंतर ते सर्व एका ऑटोक्लेव्हमध्ये ठेवा ज्यामध्ये जास्त दबाव निर्माण होईल. म्हणजेच, 2 kg/cm2 चा दाब निर्माण करण्यासाठी, ऑटोक्लेव्हमध्ये 1 atm चा जास्तीचा दाब निर्माण करणे पुरेसे आहे.

आता आमच्या कार्यालयातील Ampika Pumps LLC प्रदर्शनात किती क्लायंट व्हॅक्यूम मोजतात याबद्दल काही शब्द:
पंप चालू करा, व्हॅक्यूम पंपच्या सक्शन होलवर तुमचे बोट (पाम) ठेवा आणि व्हॅक्यूमच्या विशालतेबद्दल लगेच निष्कर्ष काढा.

सहसा, प्रत्येकाला सोव्हिएत व्हॅक्यूम पंप 2NVR-5DM आणि त्याचे अॅनालॉग VE-2100 ची तुलना करणे आवडते, जे आम्ही ऑफर करतो.
अशा तपासणीनंतर, ते नेहमी एकच गोष्ट सांगतात - 2NVR-5DM चे व्हॅक्यूम जास्त आहे (जरी प्रत्यक्षात दोन्ही पंप समान व्हॅक्यूम पॅरामीटर्स तयार करतात).

या प्रतिक्रियेचे कारण काय आहे? आणि नेहमीप्रमाणे - भौतिकशास्त्राच्या नियमांचे ज्ञान नसल्यामुळे आणि सर्वसाधारणपणे कोणते दबाव आहे.

थोडी शैक्षणिक पार्श्वभूमी: दाब "P" हे एक बल आहे जे एका विशिष्ट पृष्ठभागाच्या क्षेत्रावर कार्य करते, या पृष्ठभागावर लंब निर्देशित केले जाते (पृष्ठभागाच्या "S" मधील बल "F" चे गुणोत्तर), म्हणजेच P = F/ एस.
सोप्या भाषेत, हे पृष्ठभागाच्या क्षेत्रावर वितरीत केलेले बल आहे.
या सूत्रावरून असे दिसून येते की पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ जितके मोठे असेल तितका दाब कमी असेल. आणि पंप इनलेटमधून हात किंवा बोट उचलण्यासाठी आवश्यक असलेले बल हे पृष्ठभागाच्या क्षेत्रफळाच्या (F=P*S) थेट प्रमाणात असते.
2NVR-5DM व्हॅक्यूम पंपच्या सक्शन होलचा व्यास 25 मिमी (पृष्ठभागाचे क्षेत्र 78.5 मिमी 2) आहे.
VE-2100 व्हॅक्यूम पंपचा सक्शन होल व्यास 6 मिमी (पृष्ठभाग क्षेत्र 18.8 मिमी 2) आहे.
म्हणजेच, 25 मिमी व्यासाच्या छिद्रातून हात उचलण्यासाठी, 6 मिमी (त्याच दाबाने) व्यास असलेल्या छिद्रापेक्षा 4.2 पट जास्त शक्ती आवश्यक आहे.
म्हणूनच, जेव्हा व्हॅक्यूम बोटांनी मोजले जाते तेव्हा असा विरोधाभास दिसून येतो.
दबाव "पी", या प्रकरणात, वायुमंडलीय दाब आणि जहाजातील अवशिष्ट दाब (म्हणजे पंपमधील व्हॅक्यूम) यांच्यातील फरक म्हणून मोजले जाते.

पृष्ठभागावर भाग दाबण्याच्या शक्तीची गणना कशी करावी?
अगदी साधे. आपण वर दिलेले सूत्र वापरू शकता, परंतु ते अधिक सोप्या पद्धतीने समजावून सांगण्याचा प्रयत्न करूया.
उदाहरणार्थ, व्हीव्हीएन 1-0.75 पंपच्या सहाय्याने व्हॅक्यूम तयार केल्यावर 10x10 सेमी मोजणारा भाग कोणत्या शक्तीने दाबला जाऊ शकतो हे शोधणे आवश्यक आहे.

BBH मालिकेचा हा व्हॅक्यूम पंप तयार करणारा अवशिष्ट दाब आम्ही घेतो.
विशेषतः, या वॉटर रिंग पंप VVN 1-0.75 साठी ते 0.4 एटीएम आहे.
1 वातावरण 1 kg/cm2 च्या बरोबरीचे आहे.
भागाचे पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ 100 सेमी 2 (10 सेमी x 10 सेमी) आहे.
म्हणजेच, जर आपण जास्तीत जास्त व्हॅक्यूम तयार केले (म्हणजेच, भागावरील दाब 1 एटीएम असेल), तर तो भाग 100 किलोच्या बलाने दाबला जाईल.
आमच्याकडे 0.4 एटीएम व्हॅक्यूम असल्याने, दाब 0.4x100 = 40 किलो असेल.
परंतु हे सिद्धांतानुसार आहे, आदर्श परिस्थितीत, जर हवा गळती नसेल तर इ.
प्रत्यक्षात, तुम्हाला हे विचारात घेणे आवश्यक आहे आणि पृष्ठभागाचा प्रकार, पंपिंग गती इत्यादींवर अवलंबून दाब 20...40% कमी असेल.

आता यांत्रिक व्हॅक्यूम गेजबद्दल काही शब्द.
ही उपकरणे 0.05...1 एटीएमच्या श्रेणीतील अवशिष्ट दाब दर्शवतात.
म्हणजेच, ते खोल व्हॅक्यूम दर्शवणार नाही (ते नेहमी "0" दर्शवेल). उदाहरणार्थ, कोणत्याही रोटरी व्हेन व्हॅक्यूम पंपमध्ये, एकदा त्याची कमाल व्हॅक्यूम गाठली की, यांत्रिक व्हॅक्यूम गेज नेहमी "0" वाचतो. अवशिष्ट दाब मूल्यांचे व्हिज्युअल डिस्प्ले आवश्यक असल्यास, आपल्याला इलेक्ट्रॉनिक व्हॅक्यूम गेज स्थापित करणे आवश्यक आहे, उदाहरणार्थ VG-64.

बर्‍याचदा क्लायंट आमच्याकडे येतात जे व्हॅक्यूम अंतर्गत भाग मोल्ड करतात (उदाहरणार्थ, मिश्रित पदार्थांपासून बनविलेले भाग: कार्बन फायबर, फायबरग्लास इ.), हे आवश्यक असते जेणेकरून मोल्डिंग दरम्यान वायू बाईंडर (राळ) मधून बाहेर पडतो आणि त्यामुळे त्याचे गुणधर्म सुधारतात. तयार उत्पादन, तसेच भाग एका फिल्मसह मोल्डवर दाबला गेला, ज्यामधून हवा बाहेर काढली गेली.
प्रश्न उद्भवतो: कोणता व्हॅक्यूम पंप वापरायचा - सिंगल-स्टेज किंवा टू-स्टेज?
त्यांना सहसा असे वाटते की दोन-टप्प्याचे व्हॅक्यूम जास्त असल्याने, भाग अधिक चांगले असतील.

सिंगल-स्टेज पंपसाठी व्हॅक्यूम 20 Pa आहे, दोन-स्टेज पंपसाठी ते 2 Pa आहे. असे दिसते की दाबातील फरक 10 पट असल्याने, भाग अधिक मजबूत दाबला जाईल.
पण खरंच असं आहे का?

1 atm = 100000 Pa = 1 kg/cm2.
याचा अर्थ असा की 20 Pa आणि 2 Pa च्या व्हॅक्यूममध्ये फिल्म प्रेशरमधील फरक 0.00018 kg/cm2 असेल (जर तुम्ही खूप आळशी नसाल तर तुम्ही स्वतः गणना करू शकता).

म्हणजेच, व्यावहारिकदृष्ट्या, कोणताही फरक होणार नाही, कारण ... क्लॅम्पिंग फोर्समध्ये 0.18 ग्रॅम वाढल्याने हवामान बदलणार नाही.

व्हॅक्यूम चेंबर बाहेर पंप करण्यासाठी व्हॅक्यूम पंपला किती वेळ लागेल याची गणना कशी करायची?
द्रवपदार्थांच्या विपरीत, वायू संपूर्ण उपलब्ध व्हॉल्यूम व्यापतात आणि जर व्हॅक्यूम पंपने व्हॅक्यूम चेंबरमधील अर्धी हवा बाहेर टाकली असेल, तर उर्वरित हवा पुन्हा विस्तारेल आणि संपूर्ण खंड व्यापेल.
या पॅरामीटरची गणना करण्यासाठी खाली सूत्र आहे.

t = (V/S)*ln(p1/p2)*F, कुठे

t म्हणजे दाब p1 ते p2 दाबापर्यंत व्हॅक्यूम व्हॉल्यूम पंप करण्यासाठी लागणारा वेळ (तासांमध्ये).
व्ही - पंप केलेल्या टाकीची मात्रा, एम 3
S - व्हॅक्यूम पंपची कार्य गती, m3/तास
p1 - ​​पंप केलेल्या कंटेनरमध्ये प्रारंभिक दबाव, एमबार
p2 - पंप-आउट कंटेनर, mbar मध्ये अंतिम दबाव
ln - नैसर्गिक लॉगरिदम

F - सुधारणा घटक, टाकी p2 मधील अंतिम दाबावर अवलंबून असतो:
- p2 1000 ते 250 mbar F=1
- p2 250 ते 100 mbar F=1.5
- p2 100 ते 50 mbar F=1.75
- p2 50 ते 20 mbar F=2
- p2 20 ते 5 mbar F=2.5
- p2 5 ते 1 mbar F=3

थोडक्यात, ते आहे.
आम्हाला आशा आहे की ही माहिती एखाद्याला व्हॅक्यूम उपकरणाची योग्य निवड करण्यात आणि बिअरच्या ग्लासवर त्यांचे ज्ञान दर्शविण्यास मदत करेल...

हे सामान्यतः मान्य केले जाते की व्हॅक्यूम ही एक जागा आहे ज्यामध्ये व्यावहारिकदृष्ट्या काहीही नसते. कोणत्याही कंटेनरमध्ये व्हॅक्यूम मिळविण्यासाठी, आपल्याला एक सोपी पद्धत वापरण्याची आवश्यकता आहे: हवा बाहेर पंप करा. यासाठी, कंटेनरमधून हवा बाहेर काढण्यासाठी सामान्य पंप वापरले जातात, ज्यामुळे व्हॅक्यूम तयार होतो, जो विज्ञान आणि उद्योग (रासायनिक, अन्न, इलेक्ट्रॉनिक्स, कॉस्मेटोलॉजी आणि इतर अनेक) विविध उद्देशांसाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरला जातो. उदाहरणार्थ, सामान्य लाइट बल्ब तयार करताना, आत एक व्हॅक्यूम तयार करणे आवश्यक आहे (हवा बाहेर पंप करा) जेणेकरून ऑक्सिजन तंतू त्वरित जळत नाही. किंवा उदाहरणार्थ, एक साधा थर्मॉस घ्या. तेथे, एक व्हॅक्यूम देखील समाविष्ट आहे, जो दोन भिंतींच्या दरम्यान स्थित आहे. म्हणून, थर्मॉसमध्ये ओतलेले कोणतेही गरम पेय अगदी थंडीच्या दिवशीही गरम राहील आणि थंड पेय अगदी तीव्र उष्णतेमध्येही थंड राहील.

औषधांमध्येही, रोगांचे निदान आणि उपचार करताना, ते व्हॅक्यूम उपकरणांसह उपकरणे वापरतात.

दरवर्षी व्हॅक्यूमसाठी अधिकाधिक नवीन अनुप्रयोग आहेत. दैनंदिन जीवनात, विविध व्हॅक्यूम पॅकेजिंगचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो, ज्यामध्ये अन्न आणि कपडे आणि सर्वात सामान्य मुलांची खेळणी यासह सर्व काही लपलेले असते. परंतु मुख्यतः व्हॅक्यूमचा वापर अन्न साठवणुकीसाठी केला जातो. शेवटी, अन्न जलद खराब होण्याचे कारण म्हणजे ऑक्सिजनशी संपर्क. जीवाणूंच्या वाढीसाठी ऑक्सिजन हे आदर्श वातावरण आहे; परिणामी, अन्न खराब होते, त्यावर साचा दिसून येतो आणि ते सडण्यास सुरवात होते. पूर्वी, अन्न ताजे ठेवण्यासाठी, ते रेफ्रिजरेटरमध्ये ठेवले जात होते, परंतु तेथे ऑक्सिजन देखील आहे. आणि केवळ 20 व्या शतकात एक नवीन सहाय्यक दिसला - एक व्हॅक्यूम. सर्व काही अगदी सोपे आणि सोपे आहे: उत्पादने विशेष कंटेनरमध्ये ठेवली जातात आणि पंप वापरून जास्त हवा बाहेर काढली जाते. आणि उत्पादने (हिरव्या भाज्या, मांस, मासे, बेरी) व्हॅक्यूम पॅकेजिंगमध्ये बराच काळ ताजे राहतात. नंतर ते जास्त काळ स्टोरेजसाठी रेफ्रिजरेटरमध्ये ठेवता येतात. चमत्कारी व्हॅक्यूम पर्यावरणीय आक्रमकतेपासून उत्पादनांना पूर्णपणे वेगळे करते, वारंवार त्यांचे शेल्फ लाइफ वाढवते, चव न गमावता!

आजकाल ते कोणत्याही कंटेनरला अन्नासह झाकण्यासाठी मोठ्या प्रमाणावर वापरले गेले आहेत. अशा व्हॅक्यूम झाकण कोणत्याही पदार्थासाठी, जोपर्यंत कडा सम आणि गुळगुळीत असतात तोपर्यंत कोणत्याही पदार्थासाठी योग्य असतात. व्हॅक्यूम लिड्स वापरून, तुम्ही एकाधिक स्टोरेज कंटेनरची गरज कायमची दूर कराल. व्हॅक्यूम कव्हर टिकाऊ सामग्रीचे बनलेले आहे जे अचानक तापमान बदलांमुळे विकृत होत नाही. आणि म्हणूनच, डिश रेफ्रिजरेटरमधून बाहेर काढल्यानंतर, आपण झाकण न काढता मायक्रोवेव्हमध्ये सुरक्षितपणे ठेवू शकता. अति-मजबूत पडदा उच्च तापमानाचा सामना करू शकतो आणि फाटणे किंवा पंक्चर करणे खूप कठीण आहे. हे झाकण तुमच्यासाठी खूप काळ टिकतील आणि तुम्ही ते पुन्हा पुन्हा वापराल.

संदर्भ बिंदू म्हणून शून्य वापरणाऱ्या स्केलवर मोजलेल्या दाबांना निरपेक्ष दाब ​​म्हणतात. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरील वातावरणाचा दाब बदलतो, परंतु तो अंदाजे 10 5 Pa (1000 mbar) असतो. हे निरपेक्ष दाब ​​आहे कारण ते शून्यात व्यक्त केले जाते.

वायुमंडलीय दाबाच्या संबंधात व्यक्त केलेला दाब मोजण्यासाठी डिझाइन केलेला सेन्सर, आणि अशा प्रकारे शून्य दर्शवितो जेव्हा त्याच्या मापन पोर्टमध्ये वातावरणीय दाबावर रेणू असतात. अशा सेन्सरद्वारे घेतलेल्या मोजमापांना सापेक्ष दाब ​​मोजमाप म्हणून ओळखले जाते. अशा प्रकारे, निरपेक्ष दाब ​​मूल्य आणि अतिरिक्त दाब मूल्य यांच्यातील फरक हे एक परिवर्तनीय वायुमंडलीय मूल्य आहे:

निरपेक्ष = अतिरिक्त + वायुमंडलीय.

गंभीर चुका टाळण्यासाठी, कोणता व्हॅक्यूम मापन मोड वापरला जातो हे जाणून घेणे महत्वाचे आहे: निरपेक्ष किंवा सापेक्ष. लक्षात घ्या की कॅलिब्रेशन मोड मापनांसाठी संदर्भ रेषा सरळ नाही, ज्यामुळे वातावरणातील दाबाची परिवर्तनशीलता स्पष्ट होते.

व्हॅक्यूम आणि प्रेशर युनिट्स

ऐतिहासिक युनिट्स

दुर्दैवाने, व्हॅक्यूम आणि प्रेशर मापनमध्ये विविध युनिट्स आहेत, जे नवशिक्या आणि अनुभवी तंत्रज्ञ दोघांसाठी महत्त्वपूर्ण आव्हाने निर्माण करतात. सुदैवाने, मापनाच्या SI युनिटच्या बाजूने कालबाह्य आणि खराब परिभाषित एकके गायब होत असल्याने जीवन सोपे होत आहे.

बर्याच जुन्या युनिट्सचे स्पष्ट व्यावहारिक आणि ऐतिहासिक मूळ आहे; उदाहरणार्थ, पाण्याचे इंच हे एकक होते जेव्हा दाब पाण्याच्या स्तंभाद्वारे मोजला जातो ज्याचा वरचा पृष्ठभाग इंच स्केलवर दिसत होता. सुरुवातीला, अशा प्रणालींसाठी आवश्यक व्हॅक्यूम मोजमापांची अचूकता व्हॅक्यूम मोजण्याच्या अपरिष्कृत पद्धतींशी संबंधित होती आणि पाणी गरम किंवा थंड आहे की नाही याची कोणीही काळजी घेतली नाही. तंत्रज्ञानाच्या गरजा वाढल्यामुळे, अधिक सुसंगत मोजमापांची गरज निर्माण झाली आहे. मोजमाप यंत्रांचे गणितीय मॉडेल लक्षणीयरीत्या सुधारले गेले आहेत. उदाहरणार्थ, पारा बॅरोमीटरच्या व्हॅक्यूमचे मोजमाप करण्यासाठी एका पारंपारिक डिझाइनमध्ये, स्तंभातील पारा, स्तंभ ज्या काचेपासून बनविला गेला होता, पितळ ज्यापासून स्केल बनविला गेला होता आणि स्टील जलाशय यांच्यामध्ये विभेदक विघटन स्वीकारले गेले. तथापि, परिष्कृत व्याख्या आणि संबंधित गणितासह, आधुनिक तंत्रज्ञानामध्ये अनेक पारंपारिक एकके वापरली जाऊ शकत नाहीत.

एसआय युनिट

मापनाचे SI एकक पास्कल आहे, संक्षिप्त Pa, हे नाव प्रति चौरस मीटर (N/m2) एका न्यूटनच्या दाबाला दिलेले आहे. एक चौरस मीटर दृश्यमान करणे सोपे आहे, तर एक न्यूटन अधिक कठीण आहे, परंतु ते एक लहान सफरचंद (जर धारक पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर उभे असेल तर!) धरताना हातावर वापरल्या जाणार्‍या अधोगामी बलाइतकेच असते. जीवन, एक पास्कल खूप कमी प्रमाणात दर्शवते, तर वातावरणाचा दाब अंदाजे 100,000 Pa आहे. पाण्याने भरलेल्या पॅनच्या तळाशी, पाण्याच्या खोलीमुळे दाब पाण्याच्या पृष्ठभागापेक्षा अंदाजे 1000 Pa जास्त असेल. अवास्तव संख्यांचा वापर टाळण्यासाठी, 103 आणि 0.001 चे गुणाकार उपसर्ग नियुक्त केले आहेत, जेणेकरून, उदाहरणार्थ, 100,000 Pa (105 Pa) 100 kPa किंवा 0.1 MPa म्हणून लिहिता येईल.

व्हॅक्यूम युनिट्स आणि रूपांतरण

पास्कल आणि इतर अनेक युनिट्समधील संबंध टेबलमध्ये दर्शविले आहेत, परंतु लक्षात ठेवा की सर्वच आहेत किंवा अचूकपणे व्यक्त केले जाऊ शकत नाहीत. टेबलमधील सुपरस्क्रिप्ट रोमन अंक हे त्याचे अनुसरण करणाऱ्या नोट्सचा संदर्भ देतात.

व्हॅक्यूम मापन पद्धती

सामान्य तरतुदी

व्हॅक्यूम मापन यंत्रे अनेक भिन्न तत्त्वे वापरतात. त्यापैकी काही मूलभूत स्वरूपाचे आहेत, उदाहरणार्थ, ज्ञात घनतेसह द्रव स्तंभाची उंची मोजणे. असे एक उदाहरण म्हणजे पारा बॅरोमीटर, ज्यामध्ये पाराच्या स्तंभाद्वारे वातावरणाचा दाब संतुलित केला जाऊ शकतो. उच्च दाबांवर वापरण्यासाठी या कल्पनेचा विस्तार म्हणजे द्रवपदार्थाला वजन देण्याऐवजी बल प्रदान करण्यासाठी ज्ञात क्षेत्रावर कार्य करणाऱ्या धातूच्या वजनाचा वापर.

व्हॅक्यूम हे संवेदन घटकाच्या यांत्रिक विकृतीचे मोजमाप करून निश्चित केले जाऊ शकते, जेव्हा त्याच्या पृष्ठभागावरील दाबाचा फरक बदलतो तेव्हा लवचिक विकृती होते. यांत्रिक विक्षेपण अनेक मार्गांनी लक्षात आणि समजले जाऊ शकते. हालचाल करणाऱ्या यांत्रिक घटकांपैकी एक सर्वात सामान्य प्रकार म्हणजे लवचिक डायाफ्राम. दुसरे उदाहरण म्हणजे बॉर्डन ट्यूब, जिथे अंतर्गत दाब वक्र ट्यूबला सरळ करण्यास भाग पाडते.

अशी यांत्रिक विकृती अनेक मार्गांनी शोधली जाऊ शकते: विकृती थेट प्रदर्शित करण्यासाठी यांत्रिक शस्त्रांच्या मालिकेद्वारे, स्ट्रेन गेजमध्ये प्रतिकार मोजून, कॅपेसिटन्स मोजून, ताणून किंवा संकुचित केल्यावर प्रतिध्वनी घटकाची वारंवारता बदलून इ.

जेव्हा व्हॅक्यूम खोल असतो आणि त्यामुळे व्हॅक्यूम मोजण्यासाठी यांत्रिक विक्षेपण खूपच लहान असते, तेव्हा अप्रत्यक्ष साधन वापरले जातात जे भौतिक गुणधर्म जसे की थर्मल चालकता, आयनीकरण किंवा चिकटपणा मोजतात, जे रेणूंच्या संख्येच्या घनतेवर अवलंबून असतात.

द्रव स्तंभ

व्हॅक्यूम मोजण्याच्या सर्वात प्राचीन पद्धतींपैकी एक आणि आजही सर्वात अचूक आहे, द्रवचा स्तंभ पाईपमधून द्रव बाहेर काढण्यास सक्षम आहे.

आकृतीमध्ये दर्शविलेले प्रेशर गेज मूलत: द्रवाने भरलेली U-ट्यूब आहे जिथे द्रव पृष्ठभागांचे उभ्या पृथक्करण दबाव फरक मापन प्रदान करते. शून्य बिंदू d च्या पातळीवर; दबाव L त्याच्या वरच्या द्रवाद्वारे प्रदान केला जातो, तसेच ट्यूबच्या शीर्षस्थानी p 2 दाब दिला जातो. समतोल स्थितीत, स्तंभ वरचा दाब p 1 द्वारे राखला जातो, जो दुसर्या अंगातून द्रवाद्वारे प्रसारित केला जातो.

द्रवाच्या खालच्या पृष्ठभागावरील p 1 दाब खालीलप्रमाणे परिभाषित केला जातो:

जेथे h ही द्रव स्तंभाची शून्य बिंदू पातळीच्या वरची उभी उंची आहे, P ही द्रवाची घनता आहे, g हे गुरुत्वाकर्षण प्रवेगाचे स्थानिक मूल्य आहे. जर वरची नलिका वातावरणाशी जोडलेली असेल (p2 = वायुमंडलीय दाब), तर p1 हा कॅलिब्रेशन दाब आहे; जर वरची नळी रिकामी केली असेल (म्हणजे P2 = शून्य), तर P1 हा निरपेक्ष दाब ​​असतो आणि साधन बॅरोमीटर बनते.

पारा, पाणी आणि तेलाचा वापर विविध दाब गेज डिझाइनमध्ये केला जातो, जरी पारा नेहमी बॅरोमेट्रिक कारणांसाठी वापरला जातो; तिची घनता पाणी किंवा तेलाच्या 13 पट जास्त आहे आणि म्हणून खूप लहान स्तंभ आवश्यक आहे. वातावरणाचा दाब मोजताना सुमारे 0.75 मी. बुधाची घनता देखील इतर द्रव्यांच्या तुलनेत जास्त स्थिर आहे.

लवचिक घटकाच्या विकृतीद्वारे व्हॅक्यूम मापन.

जेव्हा विकृत घटकावर दबाव लागू केला जातो तेव्हा ते हलते. प्रेशर सेन्सर तयार करण्यासाठी, विस्थापन सामग्रीच्या लवचिक मर्यादेत राहण्यासाठी पुरेसे लहान असले पाहिजे, परंतु पुरेसे रिझोल्यूशनसह शोधले जाऊ शकते इतके मोठे असावे. म्हणून, कमी दाबावर, पातळ, लवचिक घटक वापरले जातात आणि जास्त दाबांवर, अधिक कठोर घटक वापरले जातात. विचलनाची डिग्री निर्धारित करण्यासाठी अनेक पद्धती वापरल्या जातात. हे यांत्रिक मजबुतीकरण, दृश्यमान पॉइंटर विक्षेपण निर्माण करण्यापासून, इलेक्ट्रॉनिक शोध पद्धतींपर्यंत श्रेणीत आहेत.

खाली सूचीबद्ध केलेल्या साधनांमध्ये सर्व प्रकारांचा समावेश नाही, परंतु सामान्यतः उद्योगात वापरल्या जाणार्‍या साधनांचा समावेश आहे.

डायाफ्राम

प्रत्येक बाजूला दाबाचा फरक असल्यास कठोर पायाशी जोडलेला पडदा सक्तीच्या अधीन असेल. डायाफ्राम गोलाकार तयार करणे सोपे आहे, परंतु इतर आकार देखील शक्य आहेत. या फरकामुळे मध्यभागी जास्तीत जास्त विक्षेपण करून डायाफ्राम विचलित होईल आणि हे विक्षेपण विविध यांत्रिक आणि इलेक्ट्रॉनिक सेन्सर वापरून मोजले जाऊ शकते. मध्यभागी विचलित होताना, डायाफ्रामच्या पृष्ठभागावर देखील ताण येतो आणि एकीकडे, बाह्य किनार्याभोवती संकुचित ताण आणि डायाफ्रामच्या मध्यवर्ती भागाभोवती तन्य ताण दिसून येतो. हे ताण कॉन्फिगरेशन स्ट्रेन गेज वापरून शोधले जाऊ शकते आणि या माहितीवरून व्हॅक्यूमची गणना केली जाऊ शकते.

कॅप्सूल. मूलत: कॅप्सूल त्यांच्या बाहेरील कडांना जोडलेल्या डायाफ्रामच्या जोडीपासून बनवले जातात. एकामध्ये मध्यवर्ती फिटिंग असेल ज्याद्वारे दाब लागू केला जातो आणि पहिल्याच्या तुलनेत दुसऱ्या डायाफ्रामच्या केंद्राची हालचाल काही प्रकारच्या सेन्सरद्वारे निर्धारित केली जाते. हे स्पष्ट आहे की मालिकेत काम करणार्‍या दोन डायाफ्रामच्या क्रियेने विक्षेपण दुप्पट केले पाहिजे.

घुंगरू. घुंगरू आणि कॅप्सूलमध्ये स्पष्ट फरक नाही, परंतु घुंगरांमध्ये सहसा अनेक विभाग असतात आणि सामान्यत: घुंगरू व्यासाच्या तुलनेत लहान असतात. बेलो पाईपमधून गुंडाळले जाऊ शकतात, दाबाखाली तयार होतात किंवा वेल्डेड घटकांपासून तयार होतात.

बोर्डन ट्यूब

विविध डिझाईन्स अस्तित्वात आहेत, परंतु वैशिष्ट्यपूर्ण फॉर्म एक ओव्हल क्रॉस-सेक्शन असलेली एक बंद ट्यूब आहे, त्याच्या लांबीच्या बाजूने वक्र आहे. जेव्हा ट्यूब दबावाखाली असते तेव्हा ती सरळ होते आणि सेन्सर ही हालचाल ओळखतो. ते विस्तृत श्रेणीवर तसेच गेज, निरपेक्ष आणि भिन्न मोडमध्ये ऑपरेट करण्यासाठी डिझाइन केले जाऊ शकतात. साधा "C" आकाराचे, हेलिकल आणि हेलिकल प्रकार उपलब्ध आहेत. इलेक्ट्रॉनिक एंड मूव्हमेंट डिटेक्शन सामान्यतः क्वार्ट्ज हेलिकल उपकरणांसह वापरले जाते.

थर्मल चालकता मोजमाप करून व्हॅक्यूम मोजमाप

व्हॅक्यूम मोजण्यासाठी, गॅसद्वारे गरम वायरमधून ऊर्जा हस्तांतरण वापरले जाऊ शकते. वायरसह आण्विक टक्कर करून गॅसमध्ये उष्णता हस्तांतरित केली जाते, म्हणजे. थर्मल चालकता आणि उष्णता हस्तांतरणाचा दर गॅसच्या थर्मल चालकतेवर अवलंबून असतो. अशाप्रकारे, या उपकरणांची अचूकता गॅसच्या रचनेवर अवलंबून असते. खोल निर्वात प्रदेशात, जेथे आण्विक प्रवाह असतो (नूडसेन क्रमांक 3 पेक्षा जास्त, जेथे नुडसेन क्रमांक = म्हणजे प्रणालीचा मुक्त मार्ग / वैशिष्ट्यपूर्ण आकार), उष्णता हस्तांतरण व्हॅक्यूमच्या प्रमाणात असते. रेणूंची संख्या जसजशी वाढत जाते तसतसा वायू अधिक घन होतो आणि रेणू अधिक वेळा एकमेकांशी आदळू लागतात. या तथाकथित संक्रमण प्रवाह प्रदेशात (किंवा स्लिप प्रवाह, 0.01<число Кнудсена <3) простая пропорция теплоотдачи к давлению не действительна. При еще более высоких давлениях (число Кнудсена <0,01) теплопроводность практически не зависит от него. Здесь конвекционное охлаждение горячих поверхностей обычно является основным источником теплообмена.

पिराणी व्हॅक्यूम गेज

वायर (सामान्यत: 5 ते 20 µm) पासून उष्णतेचे नुकसान व्हिटस्टोन ब्रिज सर्किट वापरून अप्रत्यक्षपणे निर्धारित केले जाऊ शकते, जे वायर गरम करते आणि त्याचा प्रतिकार आणि त्यामुळे त्याचे तापमान मोजते. गरम झालेल्या घटकांचे दोन मुख्य प्रकार आहेत. पारंपारिक आणि अधिक सामान्य कॉन्फिगरेशनमध्ये एक पातळ धातूची वायर असते जी मापनाच्या डोक्यात निलंबित केली जाते. दुसरे कॉन्फिगरेशन म्हणजे मायक्रोमशीन स्ट्रक्चर, सामान्यत: प्लॅटिनमसारख्या पातळ धातूच्या फिल्मसह सिलिकॉन लेपित केलेले असते. ठराविक कॉन्फिगरेशनमध्ये, कमीत कमी एका बाजूने एक पातळ धातूची तार मापनाच्या डोक्यात आणि वायूच्या संपर्कात विद्युतीय इन्सुलेट केलेली असते. वायरसाठी टंगस्टन, निकेल, इरिडियम किंवा प्लॅटिनमचा वापर केला जाऊ शकतो. वायर इलेक्ट्रिकली गरम होते आणि उष्णता हस्तांतरण इलेक्ट्रॉनिक पद्धतीने मोजले जाते. तीन सामान्य ऑपरेटिंग पद्धती आहेत: स्थिर तापमान पद्धत, स्थिर व्होल्टेज ब्रिज आणि स्थिर विद्युत् प्रवाह. या सर्व पद्धती अप्रत्यक्षपणे वायरचे तापमान त्याच्या प्रतिकाराने मोजतात. पिरानी सेन्सर्स वापरण्याचा मुख्य तोटा म्हणजे गॅस रचना आणि त्यांची मर्यादित अचूकता यावर त्यांचे मजबूत अवलंबन. जोपर्यंत गंभीर दूषित होत नाही तोपर्यंत पिराणी सेन्सर्सची पुनरावृत्ती योग्यता चांगली असते. पिरानी सेन्सर्सची व्हॅक्यूम मापन श्रेणी अंदाजे 10-2 Pa ते 105 Pa पर्यंत आहे, परंतु सर्वोत्तम कामगिरी साधारणतः अंदाजे 0.1 Pa आणि 1000 Pa दरम्यान मिळते.

व्हॅक्यूम मापनासाठी आयनीकरण सेन्सर

जेव्हा सिस्टीममधील व्हॅक्यूम अंदाजे 0.1 Pa (10 -3 mbar) पेक्षा कमी असेल तेव्हा, डायफ्रामचे विक्षेपण किंवा थर्मल चालकता सारख्या वायू गुणधर्मांचे मोजमाप यांसारख्या माध्यमांद्वारे व्हॅक्यूम मोजण्याच्या थेट पद्धती यापुढे सहजपणे लागू केल्या जाऊ शकत नाहीत. पद्धतींचा अवलंब करणे आवश्यक आहे, जे मुळात उपस्थित गॅस रेणूंची संख्या मोजतात, म्हणजेच ते व्हॅक्यूम ऐवजी घनता मोजतात. वायूंच्या गतिज सिद्धांतावरून, ज्ञात तापमान T असलेल्या दिलेल्या वायूसाठी, दाब p हा समीकरणाद्वारे (आदर्श वायूच्या मर्यादेत) n संख्येच्या घनतेशी थेट संबंधित असतो:

जेथे c हा स्थिरांक आहे. संख्या घनता मोजण्यासाठी सर्वात सोयीस्कर पद्धतींपैकी एक म्हणजे वायू रेणूंचे आयनीकरण करण्याचे काही तंत्र वापरणे आणि नंतर आयन गोळा करणे. बहुतेक व्यावहारिक व्हॅक्यूम सेन्सर आयनीकरण साध्य करण्यासाठी मध्यम ऊर्जा इलेक्ट्रॉन (50 eV ते 150 eV) वापरतात. परिणामी आयन प्रवाह थेट व्हॅक्यूमशी संबंधित आहे आणि अशा प्रकारे कॅलिब्रेशन केले जाऊ शकते. शेवटचे विधान केवळ मर्यादित दाब श्रेणीसाठी खरे आहे, जे डिव्हाइसची ऑपरेटिंग श्रेणी निर्धारित करेल. जेव्हा वायूची घनता इतकी मोठी असेल तेव्हा दाबाची वरची मर्यादा गाठली जाईल की आयनच्या निर्मितीला वायूमधील तटस्थ वायू रेणू किंवा मुक्त इलेक्ट्रॉन्सशी संवाद साधण्याची लक्षणीय शक्यता असते ज्यामुळे आयन स्वतःच तटस्थ होतो आणि पोहोचू शकत नाही. संग्राहक, सामान्य प्रयोगशाळा प्रणालींमध्ये किंवा औद्योगिक प्रतिष्ठानांमध्ये व्यावहारिक हेतूंसाठी हे 0.1 Pa (10 -3 mbar) म्हणून घेतले जाऊ शकते.

गेजच्या व्हॅक्यूमची खालची मर्यादा तेव्हा गाठली जाईल जेव्हा मापन प्रमुख किंवा मापन इलेक्ट्रॉनिक्समधील विद्युत गळती प्रवाह मोजल्या जाणार्‍या आयनिक प्रवाहाशी तुलना करता येईल किंवा जेव्हा दुसरा भौतिक प्रभाव (जसे की बाह्य क्ष-किरणांचा प्रभाव) विद्युत प्रवाहांना कारणीभूत ठरेल. हे मोठेपणा दिसण्यासाठी. या मॅन्युअलमध्ये वर्णन केलेल्या बहुतेक सेन्सरसाठी, या मर्यादा 10 -6 Pa (10 -8 mbar) च्या खाली आहेत.

आयनीकरण कॅलिब्रेशनसाठी मूलभूत अंशांकन समीकरण आहे:

Ic - आयन करंट K - कोणत्याही प्रकारे गॅस रेणूचे आयनीकरण करण्याची संभाव्यता आणि परिणामी आयन n गोळा करण्याची संभाव्यता असलेली स्थिरता - गॅस रेणूंच्या संख्येची घनता म्हणजे - आयनीकरण इलेक्ट्रॉनचा प्रवाह.

गॅस रेणूचे आयनीकरण होण्याची शक्यता अनेक घटकांवर अवलंबून असेल आणि म्हणून आयनीकरण सेन्सरमध्ये वेगवेगळ्या प्रकारच्या वायूंसाठी भिन्न संवेदनशीलता मूल्ये असतील. बहुतेक व्यावहारिक व्हॅक्यूम सेन्सर गॅस रेणूंचे आयनीकरण करण्यासाठी इलेक्ट्रॉनिक उत्तेजनाचा वापर करतात आणि हे गरम वायरच्या फिलामेंटमधून "उकळत" इलेक्ट्रॉन्स आणि त्यांना एखाद्या प्रकारच्या इलेक्ट्रॉनिक संग्राहकाकडे आकर्षित करून प्राप्त केले जाऊ शकते. त्यानंतर आयन कलेक्टरकडे आकर्षित होतात. दुर्दैवाने, इलेक्ट्रॉनद्वारे गॅस रेणूचे आयनीकरण करण्याची संभाव्यता सामान्य-आकाराच्या गेजमध्ये एकाच पासमध्ये इतकी लहान असते की इलेक्ट्रॉन मार्गाची लांबी वाढवणे आवश्यक आहे आणि त्यामुळे कोणत्याही एका इलेक्ट्रॉनने आयन तयार करण्याची संभाव्यता वाढवणे आवश्यक आहे.

दोन पद्धती मोठ्या प्रमाणावर वापरल्या जातात. गरम कॅथोड कॅलिब्रेशन आयनीकरण सेन्सरमध्ये, गरम फिलामेंटमध्ये तयार होणारे इलेक्ट्रॉन अतिशय बारीक तारांपासून बनवलेल्या ग्रिडकडे आणि सकारात्मक विद्युत संभाव्यतेने आकर्षित होतात. जाळी उघडी असल्याने इलेक्ट्रॉन वायरला न मारता जाळीतून जाण्याची दाट शक्यता असते. जर ग्रिडला नकारात्मक विद्युत क्षमता असलेल्या स्क्रीनने वेढलेले असेल, तर इलेक्ट्रॉन या स्क्रीनद्वारे परावर्तित होईल आणि ग्रिडकडे परत आकर्षित होईल. इलेक्ट्रॉन शेवटी ग्रिडवर आदळण्यापूर्वी ही प्रक्रिया अनेक वेळा होऊ शकते. परिणामी, लहान व्हॉल्यूममध्ये खूप लांब इलेक्ट्रॉन मार्गक्रमण केले जाऊ शकते. याउलट, आयन थेट कलेक्टरमध्ये आकर्षित होतात.

कोल्ड कॅथोड आयनीकरण दिवा गरम फिलामेंटसह पसरतो आणि इलेक्ट्रिक आणि चुंबकीय क्षेत्रांचे संयोजन वापरतो. कोणताही इलेक्ट्रॉन पॉझिटिव्ह चार्ज झालेल्या एनोडवर एकत्रित होण्यापूर्वी बलाच्या चुंबकीय रेषांभोवती फिरतो. किंबहुना, मार्गाची लांबी इतकी मोठी असेल आणि आयनीकरणाची संभाव्यता इतकी मोठी असेल की उत्तेजक वायूचा उत्सर्जन सुरू झाल्यानंतर, आयन संग्राहकाद्वारे आयन त्वरीत डिस्चार्ज क्षेत्रातून बाहेर काढले जातील.

व्हॅक्यूम मोजण्याचे साधन निवडणे

व्हॅक्यूम इन्स्ट्रुमेंट निवडण्यापूर्वी आणि योग्य पुरवठादार ओळखण्यापूर्वी, निवड निकष स्थापित करणे महत्वाचे आहे. यामध्ये अनेक घटकांचा समावेश असेल आणि हा विभाग संभाव्य वापरकर्त्याला निवड करण्यात मदत करण्याच्या उद्देशाने आहे.

व्हॅक्यूम मापन खोली

पर्यावरण वैशिष्ट्ये

बाह्य वातावरण

डिव्हाइसची भौतिक वैशिष्ट्ये

वापराचा प्रकार

सुरक्षितता

स्थापना आणि देखभाल

सिग्नल रूपांतरण

गेल्या वर्षी मे महिन्याच्या शेवटी, अनेक लोकप्रिय वृत्तपत्रे मथळ्यांनी भरलेली होती: “शास्त्रज्ञांनी व्हॅक्यूममधून ऊर्जा मिळवली आहे!” व्हॅक्यूम पंपच्या मालकांनी आनंदाने आपले हात चोळले आणि त्यांच्या स्वप्नांमध्ये आधीच स्वत: ला नवीन oligarchs म्हणून पाहिले. तथापि, व्हॅक्यूममधून मुक्त ऊर्जा अद्याप बाजारात दिसून आलेली नाही.

1948 मध्ये, डच सैद्धांतिक भौतिकशास्त्रज्ञ हेन्ड्रिक कॅसिमिर आणि डर्क पोल्डर यांनी कोलाइडल फिल्म्सच्या गुणधर्मांच्या स्पष्टीकरणाच्या शोधात, इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक शक्तींद्वारे एकमेकांना ध्रुवीकरण करणाऱ्या रेणूंच्या परस्परसंवादाचे परीक्षण केले. असे दिसून आले की धातूच्या प्लेटवर ध्रुवीकरण करण्यायोग्य रेणूच्या आकर्षणाची शक्ती त्यांच्यामधील अंतराच्या चौथ्या शक्तीच्या व्यस्त प्रमाणात असते.

पण प्रकरण तिथेच संपले नाही. कॅसिमिरने नील्स बोहर यांच्याशी त्यांच्या निष्कर्षांवर चर्चा केली, ज्यांनी लक्ष वेधले की आकर्षण पूर्णपणे वेगळ्या प्रकारे स्पष्ट केले जाऊ शकते. मग हे आधीच सिद्ध झाले आहे की भौतिक व्हॅक्यूमचे आभासी कण इंट्रा-एटॉमिक इलेक्ट्रॉन्स (लॅम्ब शिफ्ट) च्या ऊर्जा स्तरांवर परिणाम करतात. बोहरच्या मते, कॅसिमिरने गणना केलेल्या प्रभावाचा स्वभाव अगदी समान असू शकतो. कॅसिमिरने संबंधित गणना केली आणि समान सूत्र प्राप्त केले.

कॅसिमिर प्रभाव

त्याच वर्षी, कॅसिमिरने व्हॅक्यूमच्या बल प्रभावाचे एक साधे आणि स्पष्ट उदाहरण मांडले. समांतर मांडणी केलेल्या दोन फ्लॅट कंडक्टिंग प्लेट्सची कल्पना करू या. त्यांच्यामधील व्हर्च्युअल फोटॉनची घनता बाहेरील पेक्षा कमी असेल, कारण केवळ कठोरपणे परिभाषित रेझोनंट फ्रिक्वेन्सीच्या विद्युत चुंबकीय लहरी तेथे उत्तेजित होऊ शकतात. परिणामी, प्लेट्सच्या दरम्यानच्या जागेत फोटॉन वायूचा दाब बाहेरून येणा-या दाबापेक्षा कमी असेल, त्यामुळे ते एकमेकांकडे आकर्षित होतील आणि पुन्हा एका बलाच्या चौथ्या शक्तीच्या व्यस्त प्रमाणात. स्लिटची रुंदी (जसे प्लेट्स एकमेकांच्या जवळ जातात, उभ्या लहरींच्या अनुज्ञेय फ्रिक्वेन्सीचा संच कमी होतो, जेणेकरून "अंतर्गत" आणि "बाह्य" फोटॉनच्या घनतेतील फरक वाढतो). प्रत्यक्षात, असे आकर्षण अनेक मायक्रोमीटरच्या अंतरावर लक्षात येते. या घटनेला कॅसिमिर इफेक्ट म्हणतात.

आधुनिक दृष्टिकोनातून
हे व्हॅक्यूम उतार-चढ़ाव आहे जे रेणूंमधील शक्ती परस्परसंवाद निर्माण करतात. म्हणून, जेव्हा धातू किंवा डायलेक्ट्रिक्सपासून बनवलेल्या विविध आकारांचे (सपाट आवश्यक नसते) शरीरे एकत्र येतात तेव्हा ते स्वतः प्रकट होतात. अर्ध्या शतकापूर्वी हे शोधून काढणारे पहिले शारीरिक समस्या संस्थेच्या सैद्धांतिक विभागाचे कर्मचारी होते, एव्हगेनी लिफशिट्स, इगोर ड्झियालोशिन्स्की आणि लेव्ह पिटाएव्स्की. त्यांनी हे देखील दर्शविले की काही विशिष्ट परिस्थितींमध्ये, कॅसिमिर आकर्षण प्रतिकर्षणाने बदलले जाते. अशा आकर्षणाच्या अस्तित्वाची विश्वसनीय प्रायोगिक पुष्टी 1997 मध्ये स्टीव्ह लॅमोरॉक्स, उमर मोहिदिन आणि अनुश्री रॉय यांनी मिळवली. 2009 मध्ये जेरेमी मुंडे यांच्या नेतृत्वाखालील संघाद्वारे कॅसिमिर तिरस्करणीय शक्तींचे प्रायोगिकपणे मोजमाप करण्यात आले.

हलणारे आरसे

1970 मध्ये, अमेरिकन ब्रँडीस विद्यापीठातील भौतिकशास्त्रज्ञ गेराल्ड मूर यांनी एक लेख प्रकाशित केला ज्यामध्ये त्यांनी दोन जवळ येत असलेल्या किंवा वळवणार्‍या समांतर समांतर आरशांनी बांधलेल्या पोकळीतील व्हॅक्यूमच्या वर्तनाचे सैद्धांतिकदृष्ट्या परीक्षण केले. त्याने दाखवून दिले की असे आरसे व्हॅक्यूम चढउतार वाढवू शकतात... आणि ते वास्तविक फोटॉन तयार करू शकतात. तथापि, मूरच्या गणनेनुसार, कोणत्याही लक्षात येण्याजोग्या प्रमाणात फोटॉन तयार करण्यासाठी, आरशांना सापेक्ष गती असणे आवश्यक आहे. 1980 च्या दशकाच्या शेवटी, व्हॅक्यूम चढउतारांच्या "स्विंग" ची समस्या बर्‍याच शास्त्रज्ञांच्या आवडीची बनली. त्याच्या सैद्धांतिक विश्लेषणातून असे दिसून आले की व्हॅक्यूम केवळ उप-प्रकाश गतीसह भौतिक शरीराजवळच नव्हे तर त्यांचे विद्युत किंवा चुंबकीय गुणधर्म त्वरीत बदलणाऱ्या सामग्रीच्या जवळ देखील वास्तविक फोटॉन तयार करण्यास सक्षम आहे. व्हर्च्युअल व्हॅक्यूम चढउतारांचे वास्तविक क्वांटामध्ये या परिवर्तनाला डायनॅमिक, किंवा नॉन-स्टेशनरी, कॅसिमिर इफेक्ट असे म्हणतात.

आभासी मिरर, वास्तविक फोटॉन

नेहमीच्या कॅसिमिर इफेक्टमध्ये दोन सपाट समांतर प्लेट्सचे आकर्षण असते जे त्यांच्या दरम्यान रेझोनंट स्टँडिंग लाटांच्या "निवड"मुळे होते. डायनॅमिक इफेक्टमध्ये आरशांच्या वेगवान (सापेक्षतावादी) हालचाली दरम्यान फोटॉनचे "डेव्हर्च्युअलायझेशन" समाविष्ट असते. हे स्पष्ट आहे की अशा योजनेची पूर्णपणे यांत्रिक पद्धतीने पुनरावृत्ती करणे अशक्य आहे, म्हणून गोटेनबर्गमधील चाल्मर्स विद्यापीठातील एका गटाने "व्हर्च्युअल" मिरर वापरला - चुंबकीय क्षेत्र दोलनांचा वापर करून, त्यांनी वेव्हगाइडची लांबी बदलली, जी समान आहे. सापेक्ष गतीने त्याच्या सीमेची हालचाल.

अलीकडे पर्यंत, हे अभ्यास शुद्ध सिद्धांतापुरते मर्यादित होते. मूरच्या योजनेचे थेट पुनरुत्पादन, अर्थातच, आधुनिक तंत्रज्ञानाच्या क्षमतेच्या पलीकडे आहे, जे कोणत्याही सामग्रीपासून बनवलेल्या आरशांना उप-प्रकाश गती वाढवू शकत नाही. डायनॅमिक कॅसिमिर प्रभावाचे निरीक्षण करण्यासाठी अधिक व्यावहारिक उपकरणांची वैज्ञानिक साहित्यात वारंवार चर्चा केली गेली आहे - उदाहरणार्थ, पायझोइलेक्ट्रिक व्हायब्रेटर आणि उच्च-फ्रिक्वेंसी इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक रेझोनेटर. अलिकडच्या वर्षांत, या क्षेत्रात काम करणाऱ्या भौतिकशास्त्रज्ञांना खात्री पटली आहे की हे प्रयोग पूर्णपणे व्यवहार्य आहेत.

सराव मध्ये चाचणी

ऑस्ट्रेलिया आणि जपानमधील सहकाऱ्यांसह स्वीडिश शहरातील गोटेनबर्ग येथील चाल्मर्स युनिव्हर्सिटी ऑफ टेक्नॉलॉजीमधील ख्रिस्तोफर विल्सन आणि त्यांचे सहकारी हे यश मिळवणारे पहिले होते. व्हर्च्युअल फोटॉन्सचे "रिफिकेशन" सुपरकंडक्टिंग क्वांटम इंटरफेरोमीटरला जोडलेल्या अॅल्युमिनियम वेव्हगाइडजवळ घडले (बंद सर्किटमध्ये समांतर जोडलेले दोन जोसेफसन बोगदा जंक्शन). प्रयोगकर्त्यांनी सुमारे 11 गीगाहर्ट्झच्या वारंवारतेने एक चुंबकीय प्रवाह ओलांडून या सर्किटचे प्रेरण बदलले. इंडक्टन्समधील चढ-उतारांमुळे वेव्हगाइडच्या इलेक्ट्रिकल लांबीवर परिणाम झाला, जो पूर्णपणे सापेक्ष गतीने (वेव्हगाइडमधील इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक लहरींच्या प्रसाराच्या गतीच्या सुमारे एक चतुर्थांश वेग, जो व्हॅक्यूममधील प्रकाशाच्या गतीच्या अंदाजे 40% इतका होता). वेव्हगाइड, अपेक्षेप्रमाणे, व्हॅक्यूम चढउतारांमधून काढलेले फोटॉन उत्सर्जित करते. या रेडिएशनचा स्पेक्ट्रम सैद्धांतिक अंदाजांशी सुसंगत होता.

तथापि, व्हॅक्यूममधून ऊर्जा मिळविण्यासाठी या स्थापनेचा वापर करणे अशक्य आहे: परिणामी किरणोत्सर्गाची उर्जा डिव्हाइसमध्ये पंप करावी लागणार्‍या शक्तीपेक्षा खूप कमकुवत आहे. डायनॅमिक कॅसिमिर प्रभावाचे निरीक्षण करण्यासाठी वापरल्या जाणार्‍या इतर उपकरणांसाठीही हेच सत्य आहे. सर्वसाधारणपणे, व्हॅक्यूम हा तेल-पत्करणारा थर नसतो.