5.5.2. Кинетомолекулярные и вязкостные манометры

Над вращающимся с определенной скоростью диском I (фиг 5 28) подвешен на нити 2 другой диск 3. В идеальном вакууме приведение в движение или остановка диска 1 не влияет на положение диска 3. Однако, когда в пространстве между дисками появляются молекулы газа, они ударяются о поверхность вращающегося диска 1 и, отражаясь от нее с некоторой составляющей скорости в направлении вращения, ударяются о диск 6. Молекулы газа, сталкивающиеся с диском 3, передают ему количество движения в направлении вращения диска 1 и поворачивают его в результате чего происходит закручивание нити. Ввиду того что количество молекул, принимающих участие в передаче импульса от диска 1 к диску 3, пропорционально концентрации газа, а концентрация - давлению, угол поворота диска 3 (отсчитываемый при помощи зеркальца 4) пропорционален давлению.

Имеются, также вязкостные вакуумные манометры, в которых ротор, подвешенный в высокочастотном вращающемся магнитном поле, вращается с большой угловой скоростью (~100 000 об•мин-1). При постоянной частоте поля скорость вращения ротора является функцией трения и в том числе составляющей трения, обусловленной вязкостью газа, эта составляющая зависит от давления газа и может служить мерой давления.

Действие других вязкостных манометров основано на принципе затухания колебаний стержня (кварцевого) или диска, подвешенного на упругой (кварцевой) нити (фиг. 5 29) Время т затухания амплитуды колебаний (например, до половины первоначальной величины амплитуды) может служить мерой давления. Например, для стержня, подвешенного на кварцевой нити, связь между давлением газа р и временем т выражается формулой

где а и b — постоянные величины, определяемые характеристиками стержня и свойствами газа, а М0 — молекулярная масса газа.

Возбуждение колебаний подвижной системы производится импульсом, вызванным перемещением магнита; амплитуду колебаний определяют, например, по ширине пятнышка, образованного световым лучом, который отражается от зеркальца, прикрепленного к колебательной системе

Диапазон измерения давлений вязкостными вакуумметрами заключается между 10-2—10-6 Тор.