热真空模拟试验中的真空度测量

　　一、热真空模拟试验概述

　　热真空试验就是将产品置于热真空试验设备中，由试验设备提供模拟的空间环境(真空与温度组成)，即是使产品在真空条件下，通过热浸、冷浸形成温度循环，以此考核产品的空间环境适应性。

　　二、热真空环境的模拟

　　以HVT1200型热真空试验设备为例，其实现真空环境的功能框图如图1所示，其工作原理为：由前级旋片泵将罐体内的气体气压抽至5Pa， 且抽出的气体直接由输送管道送出罐体外， 与此同时开启低温泵，使其两吸气室 (蓄冷器) 温度分别降至T1=77K、T2=15K时，再打开通往5Pa的罐体的高真空阀门，最后再由低温泵完成罐体内空间高真空(≤1×10-3Pa)的任务。 温度变化的实现是靠二级制冷压缩机、电加热丝分别对液态媒介进行升、降温，再通过紫铜管将冷、热能量传导给热沉和试品安装板，那么热沉的冷、热能量通过辐射方式(热沉的内外表面涂有发射率>0.90，吸收系数≥0.92的航空黑漆)传递给试品，安装板的冷、热能量则通过传导方式传递给试品，实施对试品的空间环境模拟。

　　三、真空度测量

　　热真空试验设备所模拟的真空度和温度是否准确，对试验的成败至关重要，为此，要对试验箱内的真空度和温度进行测量，本文阐述的是热真空模拟试验中的真空度测量。 真空度是指低于大气压力的气体稀薄程度，以压力表示。 用以探测低压空气稀薄气体压力所用的仪器称为真空计。 图2为HVT1200实现真空度测量的功能框图。

　　鉴于该设备所能达到的真空范围为1×105Pa～1×10-5Pa，它采用电阻规(皮拉尼真空计)作为前级测量，待设备达1×10-1Pa后转由电离规(热阴极电离真空计)实现设备最终真空测量。

　　(一)设备使用的真空计

　　1.电阻规(皮拉尼真空计)

　　工作原理：利用电阻的热传导物理性能———热丝通过电加热， 使其温度高于周围气体和管壳温度，于是在两者之间产生热传导， 当它们达到热平衡时，一旦压力变化，借助输出阻抗值、电压值等参数，再由模数转换，读出此刻真空度。鉴于皮拉尼真空计的测量范围是1×105Pa～1×10-1Pa，在设备中起过渡测量作用， 真正担任设备真空测量任务的是测量范围为1×10-1Pa～1×10-5Pa的热阴极电离真空计。

　　2.电离规

　　(1)基本构造：热阴极电离真空计由测量规管(或规头)和电器测量电路(真空计控制系统与指示系统)组成，其中测量规管(或规头)为热阴极电离真空计的关键件，由3个电极组合而成：能够提供一定数量电子流Ie的灯丝(阴极F)、能够产生电子加速场并收集电子流的阳极A(电子加速极)和能够收集离子流Ii的离子收集极C(相对阴极为负电位)。