Krótki kurs obsługi próżniomierza Mc Leoda

[Alek]

Zamieściłem krótki kurs obsługi takiego próżniomierza. Są one dziś stosowane rzadko, ale może komuś się przyda:

http://www.tubedevices.com/alek/proznio ... mcleod.htm

[Alek]

Mc Leod Cementary

[komornik12]

Cześć

Jak się tu medium wprowadza? To są próżniomierze rtęciowe?

Pozdrawiam Maciej

Ps. Chcesz zdechłą GW-11 za jeden?

[Alek]

Tak, są to Mc Leody rtęciowe. Zakres pomiarowy był dość spory- pierwszy z brzegu ma od 2,5 Tr aż do 10^-5 Tr.
Podnoszenie i opuszczanie rtęci z brakujących tutaj zbiorników realizowało się poprzez doprowadzenie powietrza atmosferycznego i próżni pomocniczej. Służyły do tego krany dwudrożne, widoczne przy próżniomierzach.
Wzięty pierwszy z brzegu próżniomierz posiada podziałki liniowe (jest ich kilka).

[Alek]

Mark

Myślę, że sensowne będzie objaśnienie działania próżniomierza Mc Leoda w oparciu o poniższe fotografie.
Próżniomierz tego typu jest próżniomierzem kompresyjnym, to znaczy takim, w którym- jak to dalej się okaże- sprężamy próbkę gazu, którego ciśnienie chcemy zmierzyć.
Próżniomierz Mc Leoda jest próżniomierzem absolutnym- jego wskazania nie zależą od rodzaju gazu, jak to ma miejsce dla próżniomierzy np. Piraniego z drutem oporowym czy jonizacyjnych. Nie może on jednak mierzyć ciśnienia gazów łatwo skraplających się- przy sprężaniu mogłoby nastąpić skroplenie gazu i wynik byłby fałszywy (pokazana za dobra próżnia).

Jak się tym przyrządem posługiwać?
Obszar badanej próżni przyłączamy króćcem F. Poniżej króćca co prawda jest zawór zwrotny, zaś normalnie jest jeszcze zawór szklany do odcinania próżniomierza (widoczne to jest w wątku na poprzednich zdjęciach), ale nie ma to dla nas teraz znaczenia. W niewidocznym na zdjęciu zbiorniku C znajduje się manometryczna ciecz- merkuriusz Hg .
Z uwagi na fakt, że na dno zbiornika C idzie rurka rtęć oddziela obszar badanej próżni od zaworu dwudrożnego B.
Teraz właśnie on wkracza na scenę- jeden z jego króćców połączony jest z atmosferą (ten wygięty w dziubek), drugi zaś do próżni pomocniczej, z osobnej zupełnie pompy.

Zawór B przekręca się w pozycję "do atmosfery". Powoduje to zasysanie merkuriusza Hg przez rurkę do próżniomierza, gdyż w próżniomierzu znajduje się mierzona próżnia. Merkuriusz w pewnym momencie dochodzi do odgałęzienia A i w pewnym momencie zalewa je, powodując uwięzienie próbki gazu o ciśnieniu p1 równym ciśnieniu badanej próżni w zbiorniku kompresyjnym -widocznej na zdjęciu gruszce ze sterczącą nad nią zamkniętą kapilarą. Przyjmijmy, że badane ciśnienie p1 było równe 0,1 Tr=0,1mmHg. W momencie zalania przez rtęć odgałęzienia A objętość próbki gazu o ciśnieniu p1 wynosiła v1=300cm3, jak to głosi napis na gruszce zbiornika pomiarowego.
Od tego momentu sprawy przyjmują inny obrót : oto bowiem dalsze podnoszenie rtęci powoduje dalsze zalewanie zbiornika kompresyjnego rtęcią, oraz zalanie rurki odgałęzienia bocznego. Ale co to Ciśnienie w zbiorniku kompresyjnym nie wynosi już p1 . To już jest jakieś p2. Objętość v1 już nie jest 300 cm3, lecz mniej- jakieś v2. Prawo Boyle'a -Mariotte'a mówi, że: p1v1=p2v2 (temperatura pomiaru stała), a wiec p2 rośnie. Wskutek tego POZIOMY MERKURIUSZA W ZBIORNIKU I RURCE BOCZNEJ PRZESTAJĄ BYĆ SOBIE RÓWNE.
Powiedzmy, że w pewnym momencie rtęć podniosła się do miejsca D. W miejscu tym jest kreska. Mówi ona, że objętość, jaka pozostała w dalszej części kapilary wynosi jeszcze 3cm3. Oznacza to, że ciśnienie gazu w tej kapilarze wzrosło 100 razy (tyle razy zmalała objętość). Ciśnienie to wynosi obecnie 10 Tr, czyli 10 milimetrów słupa rtęci. Na skali D' odczytamy "0,1"- tyle, ile wynosiło w istocie ciśnienie p1.

To samo ciśnienie można odczytać jeszcze dokładniej. Oto, jeśli podnoszenie rtęci zostanie zatrzymane nie w punkcie D przy 3cm3, ale w punkcie E, tj. przy 1 cm3 objętość zmaleje nie 100 razy, a 300 razy. Tyle razy wzrośnie ciśnienie i wyniesie 30 Tr. Istotnie, na skali E' odczytamy 0,1 Tr, ale wysokość słupa rtęci między poziomami E i E' będzie 30 mm.

Na kapilarze nad gruszką są jeszcze zaznaczone objętości (prócz 3 cm3 i 1 cm3) także 60 mm3, 10 mm3 i 1 mm3.
Tak duże sprężenia, odpowiadające 5000, 30000 i 300000 stosuje się przy ciśnieniach niższych (aż do 10^-5Tr) korzystajac przy tym z trzech pozostałych jeszcze skal. Tak wyskalowany próżniomierz jest próżniomierzem o podziałkach liniowych, w odróżnieniu od próżniomierza olejowego, z początku wątku, który miał skalę kwadratową

Na zakończenie trzeba dodać, że zamiast podnoszenia rtęci przy użyciu próżni pomocniczej i atmosfery były w użyciu mieszki a nawet "lewatywy" . W wariancie z mieszkiem, poprzez jego ściskanie i rozciąganie uzyskiwano podnoszenie względnie opadanie poziomu rtęci. Wariant z "lewatywą" polegał na podnoszeniu lub opuszczaniu stosownej butelki z rtęcią, która wężem była podłączana do próżniomierza Mc Leoda .