[实用新型]一种宽量程热偶真空计

说明书

本实用新型公开了一种宽量程热偶真空计，属于真空测量技术领域，包括真空规管，加热电流供给单元、模数转换单元和主控单元，加热电流供给单元用于动态处理真空规管输出的不同电动势的电信号，进而向真空规管提供能够保证灯丝恒温的第一加热电流。本实用新型基于定温原理实现对不同环境的真空度测量，由于真空规管灯丝加载的是动态的加热电流，加热电流随电动势变化而变化，因此大大拓宽了本实用新型真空计的测量范围；同时，由于第一加热电流能够保证灯丝在不同测量环境处理恒温，通过变化的第一加热电流获取当前测量环境的真空度信息，进而能够消除测量环境温度对测量准确度的影响，保证了测量的准确性。

技术领域

本实用新型涉及真空测量技术领域，尤其涉及一种宽量程热偶真空计。

背景技术

真空测量通过由特殊材质的材料制成的真空规管与真空环境接触，进而获取与压强有关的信号，该信号经后续信号处理电路进行转换处理即可显示被测真空环境的真空度。

真空测量按照测量原理分类包括直接测量真空计和间接测量真空计，间接测量真空计包括压缩式真空计、热辐射真空计、电离真空计等，本申请主要关注的是热辐射真空计中的热偶真空计。热偶真空计的真空规管的灯丝材料选择原则是：(1)应具有较大的热电势和热电势温度变化率，并且热电势与温度之间最好呈线性关系；(2)具有较高的电导率，低的电阻温度系数和低的比热； (3)物理化学性能、热电特性都较稳定。现有热偶真空规管由一根康铜丝和一根镍铬丝组成，如图1所示，基于定流原理测量环境真空度，即在真空规管2脚、3脚加上一定的加热电流，1脚、4脚会产生一定的热电动势，利用毫伏表对热电动势进行测量，并通过显示装置处理后显示，即可得到不同压强下对应的不同的热电动势输出，进而通过一定热电动势就反应一定的压强(绝对压强)，根据压强与真空度的计算公式实现真空度的测量。

现有热偶真空计仅为真空规管提供一种加热电流，即在整个测量范围中仅使用一种加热电流，导致真空规管产生的热电动势范围有限，当真空规管产生的电动势接近上限时电动势变化较小，接近其测量极限；其二，真空计只提供加热电流，未对真空规管灯丝进行检测，当真空规管未接入真空计或者真空规管的灯丝断裂时，真空计的真空规管不能正常工作，但真空计未对真空规管反馈的信号进行分析即对反馈的信号进行处理并显示为真空数值，使操作者不能直观判定当前真空计显示真空度是否正确，容易造成误判；其三，目前热偶真空计基于上述定流原理进行真空测量，即通过真空规管输出电位差(电动势) 随其灯丝表面温度变化而变化进行真空测量，而真空规管灯丝表面的温度变化容易受不同温度工作环境影响，即真空规管反映的电动势在不同的工作环境温度中偏移量较大，使得真空测量准确度不高；其四，真空计对控制电路采用继电器模式，即真空计内部具有一继电器，但其功率较小，一般无法直接使用其控制外部设备，都会经过中间继电器进行控制；同时继电器有三个接线端，占用了较多的接线端口；其五，真空计的模拟量的校准通过两个调节器进行校准，且模拟量的输出用户不能自行选择，增加了真空计返厂几率，增加了真空计的升级成本。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中真空测量范围窄、准确度不高以及环境温度影响大的问题，提供了一种宽量程热偶真空计。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：一种宽量程热偶真空计，真空计具体包括：真空规管、加热电流供给单元、模数转换单元和主控单元，主控单元为单片机、PLC、FPGA、ARM中任意一种。真空规管，包括交叉连接的一根康铜丝和一根镍铬丝，在不同真空度的测量环境下，能够根据恒定加热电流产生不同电动势的电信号；加热电流供给单元包括顺次连接的信号处理模块和加热电流提供模块；所述信号处理模块与真空规管输出端连接，用于将真空规管输出的电信号与基准电压信号进行减法运算处理，得到能够保证灯丝恒温的第一电信号；所述加热电流提供模块输出端与真空规管连接，用于根据第一电信号向真空规管提供能够保证灯丝恒温的第一加热电流；模数转换单元与信号处理模块输出端连接，用于将信号处理模块输出的模拟态的第一电信号转换为数字信号；主控单元经模数转换单元与信号处理模块连接，用于对数字信号进行处理进而计算出当前测量环境的真空度信息。