冻干过程中的真空计类型、测量范围及工作原理
2026-06-05 来源:本站 点击次数:65冻干过程中的真空计
前言在冻干的监控过程中，要相信真空数据。不要相信产品温度数据。因为我们读取到的产品温度，总是在欺骗你。
一次干燥过程中的真空数值设置和控制，基本是整个工艺过程中最重要的参数。
所以，之前写过一篇：冻干过程中的真空泵
此篇详细讲解一下：真空测量-真空计
接下来还会单独再写一篇：真空控制
1、 压力单位
2、 真空计
真空计有各种类型，如下：
- Bourdon Gauge 波顿管式压力计
- Capacitance Manometer 电容真空计
- Thermocouple Gauge 热电偶压力计
- Pirani Gauge 皮拉尼压力计
- Hot Filament Ionization Gauge 热丝极离子真空计
- Cold Cathode Ionization Gauge 冷阴极电离真空计
- Residual Gas Analyzer 残余气体分析
- McLeod Gauge 麦克劳德真空计
- Spinning Rotor Gauges 旋转转子真空计
- ...
3、 真空计测量范围
不同类型真空计，有不同的测量范围（量程）：
4、 BOURDON GAUGE 波顿压力计
波顿压力计，因为无法校准，不能用于冻干过程监控。只能用于粗效真空的了解。
5、 CAPACITANCE GAUGE 电容真空计
Response 响应速度: Very Fast 非常快 - <1 msec
Application 应用: Process Pressure Control 过程压力控制
Accuracy 准确性: +/- .25% Full Scale 全量程
测量绝对真空数值
压力数值和输出的电容数值是线性的关系
原理：真空度不同，则膜的位置不同。膜的位置不同，输出的电容数值不同。压力和输出的电容为线性关系。
6、 皮拉尼真空计
原理：真空度不同，单位体积内的空气分子数就不同，对于正在发热的电阻丝带走热量的能力（散热能力）就不同，电阻丝温度就不同，因为电阻丝的电阻率是温度的函数，所以不同的真空度就引起了电阻率的不同，则电阻就不同，电流在电阻丝上的压降就不同，根据电压的变化就能换算出空气压强，也就是测量真空度。
- 皮拉尼真空计的校准气体是氮气，当测量氮气时，皮拉尼真空计和电容式真空计显示相同数值。
- 需要注意的是，水蒸气的热导率约为氮气的1.6倍。所以同样的绝对真空度，如果是水蒸气时，数值会比氮气高约60%。
7、 一次干燥冻干终点
- 利用以上特性，因为一次干燥过程中腔体压力主要来源为升华的水汽，因此如果在干燥腔同时配置皮拉尼真空计和电容式真空计，则皮拉尼真空计的数值总是高于电容式真空计。直到冻干终点，气体成分从大部分为水蒸气变成大部分为氮气，两个压力计数值趋于一致。
- 此方法为TELSTAR冻干工艺实验室最为推荐的（最准确、最便捷、最经济）寻找一次干燥冻干终点的方法。
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