1.8.2. Барометр и ртутный манометр

Какие же бывают вакуумметры? Начнем с приборов, изме­ряющих именно давление, а не концентрацию. Один из таких приборов вам, конечно, известен, и называют его или баромет­ром (при измерении атмосферного давления), или манометром. Измеряет этот прибор разность давлений по обе стороны деформируемой стенки (например, мембраны). Принципиальная схема прибора показана на рис. 8 (метод измерения пере­мещений мембраны может быть любым). Поскольку дефор­мация мембраны зависит от разности давлений, то можно измерять разности давлений, или же одно из давлений должно быть известно, чтобы можно было измерять другое. Возможны, в принципе, два варианта: а) когда одно из давлений атмосфер­ное; б) когда с одной из сторон мембраны имеется откачан­ный до известного вакуума герметичный объем. Диапазон давлений, измеряемых такими приборами, составляет от 10⁶ Па (10 атмосфер) до 10 Па. Расширение диапазона в сторону больших давлений не представляет трудностей, а вот в сторону меньших давлений — сложнее: деформации гибких элементов становятся столь малыми, что измерять их становится трудно.

Давление измеряют и ртутные манометры. Вместо мембра­ны в них используется ртуть, помещенная в U-образную трубку. Конструкция простейшего такого прибора вам, конечно, известна, и поскольку на заре вакуумной техники они были основными приборами для измерения вакуума, конструкция их постоянно совершенствовалась и ценой усложнения удалось уве­личить их чувствительность. Однако высокий вакуум этими вакуумметрами измерять все же нельзя (чувствительность при низких давлениях мала), к тому же пары ртути ядовиты, стекло хрупко, и в итоге эти приборы почти не использу­ются.

Были попытки заменить ртуть другими жидкостями, напри­мер маслом. Чувствительность прибора возрастает, но в масле растворяются газы, а оно само испаряется и загрязняет вакуум­ную систему. Диапазон давлений, измеряемых ртутными ваку­умметрами, путем их усовершенствования удается рас­ширить до 10⁵-10^-4 Па.