真空測量就是真空度的測量,而真空度是指低于大氣壓力的氣體稀薄程度。以壓力表示真空度是由于歷史上沿用下來的,并不十分合理。壓力高意味著真空度低;反之,壓力低意味著真空度高。
用以探測低壓空間稀薄氣體壓力所用的儀器稱為真空計。本書所述壓力的測量是指比大氣壓力小得多的氣體壓力測量。
壓力是一個力學量,為單位面積所承受的力。大氣壓力為101325Pa,直接測量這樣大的壓力是容易的,但在真空技術中,測量這樣大的壓力是比較少的。真空技術中遇到的氣
體壓力都很低,如有時要測10-10Pa的壓力,這樣極小的壓力用直接測量單位面積所承受的力是不可能的。因此,測量真空度的辦法通常是在氣體中造成一定的物理現象,然后測量這個過程中與氣體壓力有關的某些物理量,再設法間接確定出真實壓力來。例如先將被測氣體壓縮,使其壓力增高,測出增高后的壓力,再根據壓縮比計算出原來的壓力值,這就是所謂的壓縮式真空計。也可以用一根熱絲,測量氣體熱傳導造成的某些結果,如熱絲溫度、電阻變化等,這就構成熱傳導真空計。還可以利用電子碰撞氣體分子使之電離,用測得的離子流反應壓力,這就是電離真空計。
真空計種類繁多、工作原理各異,除極少數幾種是直接測量壓力外,其他幾乎都是間接測量壓力的。
被測氣體除少數情況外,多為混合氣體。上述壓力測量是指混合氣體全壓力測量。在近代真空測量技術中,分壓力測量越來越重要。這里所說的分壓力測量是指全面地測出混合氣體各組成成分的分壓力。這樣,混合氣體的全壓力就等于其各組成成分的分壓力之和。
現代分壓力真空計都屬于電離類,即先將氣體電離,然后將所得的各成分離子加速,再把離子引進分析器,將離子分開,分別測出各成分離子流強度,便可知氣體的成分和數量,分析器有磁的、電的、電磁結合的和其他方式的。有時只需知曉被測系統殘余氣體成分和相對含量,并不要求測出分壓力值,這種儀器稱為殘余氣體分析儀。