DE352736C - Manometer zur Druckmessung bei hohem Vakuum - Google Patents

Description

• Manometer zur Druckmessung bei hohem Vakuum. Es sind" schon Manometer bekannt zur Messung des in hochevakuierten Räumen herrschenden Druckes, welche darauf beruhen, daß in einem mit dem zu entleerenden Raum in Verbindung stehenden Gefäß die eine Hälfte der Lötstellen einer Thermoelementenreihe angeordnet ist und von außen durch die Strahlungswärme einer Glühlampe erwärmt wird, während ihnen Wärme durch Konvektion durch die im Gefäßinneren sich befindenden Gasmolekeln entzogen wird. Je weniger dicht das Gas im Gefäßinneren ist, umso höher steigt die Temperatur der inneren Lötstellen der Thermoelemente gegenüber den auf konstanter Temperatur gehaltenen äußeren Lötstellen und um so größer ist die durch die Thermoelementenreihe erzeugte Spannung. Durch ein in Reihe mit den Thermoelementen geschaltetes Voltmeter kann diese Spannung gemessen werden, und man erhält auf diese Weise einen Anhaltspunkt für das in dem zu evakuierenden Raum erzeugte Vakuum.
• Die in dieser Weise ausgebildeten Manometer haben den Nachteil, daß die Strahlungswärme von dem Zustand der Lampe oder des Glühfadens und der ihr zugeführten elektrischen Energie abhängig ist. Beides sind leicht veränderliche Werte. Die Stromquelle bedarf einer ständigen genauen Regulierung und die Lampe einer sorgfältigen Überwachung. Ein weiterer Nachteil derartiger Manometer besteht darin, daß nur Differentialmessungen vorgenommen werden, da die Temperatur der Lötstellen und infolgedessen die gemessene Spannung sowohl von der durch Konvektion abgeleiteten als von der durch Strahlung aufgenommenen Wärme abhängt.
• Erfindungsgemäß werden diese Nachteile dadurch beseitigt, daß die Wandung des die eine Hälfte der Lötstellen enthaltenden Gefäßes durch ein Kühlmittel von konstanter Temperatur, z. B. flüssige Luft, auf einer tiefen Temperatur gehalten wird. Die den Lötstellen durch die Gasmolekeln entzogene Wärme wird durch die Molekeln auf die kalte Gefäßwandung übertragen, und zwar ist die Temperatur der Lötstellen umso höher, j e höher das erzielte Vakuum ist. Die Strahlungswärme kann bei einer derartigen Anordnung außer Betracht gelassen werden, da sie der vierten Potenz der absoluten Temperatur proportional ist und bei tiefer Temperatur infolgedessen einen sehr niedrigen Wert hat. Die Temperatur der Lötstellen hängt daher nur noch von der durch Konvektion abgeleiteten Wärme ab.
• Eine zweckmäßige Ausführung des Manometers nach der Erfindung ist beispielsweise in Abb. i der Zeichnung dargestellt. Das Gefäß besteht aus einer doppelwandigen Thermosflasche a, die mit einem Rohransatz b zum Anschließen des Raumes c zwischen den Gefäßwänden d, e an den zu evakuierenden Raum versehen ist. Die Thermoelemente f sind in einer oder mehreren Reihen kreisförmig um die Außenwand angeordnet, und zwar liegen sie mit ihren inneren Lötstellen fl in Rohransätzen g. Das erste und das letzte Element sind über einen Voltmeter V miteinander verbunden. Der innere Hohlraum des Gefäßes dient zur Aufnahme des Kühlmittels.
• Der Vorgang bei der Evakuierung ist folgender: Die zwischen den Wandungen vorhandenen Gasmolekeln nehmen beim Aufprallen auf die inneren Lötstellen und die ihnen benachbarten Elemententeile Wärme von diesen ab und führen sie den gekühlten Innenwandungen des Gefäßes zu. Dieser Wärmetransport ist eine Funktion der Anzahl der Molekeln und des Gasdruckes. Bei der allmählichen Fortschreitung der Evakuierung wird daher den inneren Lötstellen immer weniger Wärme entzogen, und ihre Temperatur nähert sich immer mehr der der äußeren Lötstellen. Die Spannung am Voltmeter nimmt entsprechend ab.
• Zur Bildung des Manometers läßt sich zweckmäßig das bei der Herstellung von Hochvakuum sowieso vorgesehene Absorptionsgefäß zur Kondensierung der Quecksilberdämpfe benutzen. Es genügt dazu, wie in Abb. i angedeutet, das Verbindungsrohr i zwischen der Pumpe und dem zu evakuierenden Raum durch das Gefäß zu führen, in welchem es von der flüssigen Luft umspült wird. In dem Gefäß a kann auch ein besonderes Absorptionsgefäß k angeordnet werden, wie in Abb. 3 dargestellt. Dies Gefäß steht durch ein Rohr l mit der Pumpe und durch ein zweites Rohr xn mit dem zu evakuierenden Raum in Verbindung. An das Rohr m ist der Raum c zwischen den Gefäßwandungen d und e durch ein Rohr iz angeschlossen.

Claims (5)

1. PATENT-ANsPRÜcHE: i. Manometer zur Druckmessung bei hohem Vakuum, bei dem die Spannung einer Thermoelementenreihe gemessen wird, die mit einer Hälfte ihrer Lötstellen in einem mit dem zu evakuierenden Raum in Verbindung stehenden Gefäß und mit der anderen Hälfte außerhalb dieses Gefäßes angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Wandung des Gefäßes durch ein geeignetes Kühlmittel, wie z. B. flüssige Luft, auf konstanter niedriger Temperatur gehalten wird, so daß sie den im Gefäß angeordneten Lötstellen Wärme mittels der Konvektion durch die Gase entzieht.
2. 2. Manometer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefäß zur Aufnahme der Thermoelemente aus einer doppelwandigen Thermosflasche (a) besteht, deren Innenraum (h) mit dem Kühlmittel angefüllt ist, während der zwischen den Wandungen vorhandene Raum (c) mit dem zu evakuierenden Gefäß in Verbindung steht und zur Aufnahme der einen Lötstellenreihe (f) der Thermoelemente dient.
3. 3. Manometer nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlgefäß (a) gleichzeitig als Absorptions- oder Kondensationsgefäß für die Quecksilberdämpfe ausgebildet ist. q..
4. Manometer nach Anspruch 3,. gekennzeichnet durch ein von .der Kühlflüssigkeit des Gefäßes (a) umspültes Rohr (i), das mit einem seiner Enden an die Pumpe und mit dem anderen an den Zwischenraum (c) des Gefäßes angeschlossen ist.
5. 5. Manometer nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch ein in die Kühlflüssigkeit eingetauchtes Gefäß (k), das durch geeignete Rohrverbindungen (l, nz, u) mit der Pumpe und dem zu evakuierenden Raum verbunden ist,