PRÓŻNIOMIERZ Mc Leoda
Próżniomierze Mc Leoda są dziś stosowane rzadko. Dawniej odgrywały duże znaczenie, jako próżniomierze wzorcowe. Pomiar próżni tymi próżniomierzami jest możliwy już od kilkunastu Tr aż do 10-6 Tr. Są to próżniomierze kompresyjne. Ich działanie opiera się na sprężaniu próbki gazu w kapilarze pomiarowej. Sprężenie następuje pod wpływem ciśnienia słupa rtęci lub (rzadziej) oleju. Gdy ciśnienie gazu w kapilarze zrówna się z ciśnieniem słupa cieczy sprężającej (słupki przestaną się ruszać) wówczas odczytuje się wartość ciśnienia z różnicy wysokości cieczy w kapilarze pomiarowej i kapilarze połączonej obustronnie ze zbiornikiem cieczy sprężającej .
Tytułem przykładu rozpatrzymy działanie niewielkiego próżniomierza typu Mc Leoda, w którym wszystkie czynności pomiarowe dokonywane są poprzez obracanie próżniomierza.

Najpierw próżniomierz znajduje się w pozycji poziomej. Olej (ciecz sprężająca) znajduje się w dużym zbiorniku. Próżniomierz dołączony jest do obszaru mierzonej próżni (tu wprost do pompy) za pomocą węża. Ponieważ w oleju następuje bardzo łatwo rozpuszczanie gazów, które mogą zakłócać pomiar, przeto olej można odgazować pod próżnią przez ogrzewanie palnikiem spirytusowym. Gdy olej jest już odgazowany, lampkę gasi się i czeka do wystudzenia oleju.

Należy zauważyć, że w położeniu, jak na powyższej fotografii ciśnienie w kapilarach (górna część próżniomierza) jest równe ciśnieniu mierzonej próżni. Dzieje się tak dlatego, że kapilary są połączone systemem rurek wprost z wlotem próżniomierza.
Można teraz przystąpić do pomiaru próżni. Próżniomierz obraca się o 90 stopni. Wskutek tego olej z dużego zbiornika opada pod wpływem siły grawitacji i w pewnym momencie dochodzi do miejsca połączenia obu kapilar: pomiarowej (ze zbiorniczkiem, zatopionej na końcu) i porównawczej, obustronnie połączonej z dużym zbiornikiem oleju. Olej dostaje się równocześnie do kapilary pomiarowej i porównawczej (do tej drugiej na zasadzie naczyń połączonych). Ciśnienie słupa oleju powoduje sprężenie próbki gazu zawartej w zbiorniczku i kapilarze. Próbka gazu ulega sprężeniu (maleje objętość) i w pewnym momencie osiąga ono w kapilarze ciśnienie praktycznie równe ciśnieniu słupa cieczy sprężającej (słupki zatrzymują się). Z tego powodu wysokość słupa oleju w kapilarze porównawczej jest większa niż w kapilarze pomiarowej. Różnica wysokości oleju w obu kapilarach jest miarą próżni. Jest ona tym mniejsza im lepsza próżnia.


Podziałka tak obsługiwanego próżniomierza jest kwadratowa, co oznacza, że ciśnienie mierzone p jest równe:

p=c*h2

c- jest stałą próżniomierza
h- różnica wysokości słupków
Stała próżniomierza zależy od średnicy kapilary pomiarowej d oraz całkowitej objętości kapilary pomiarowej wraz ze zbiorniczkiem kompresyjnym V:

c=3,14*d2/4V

Jak widać, celem pomiaru możliwie małych ciśnień konieczne jest takie wykonanie próżniomierza, aby kapilara miała jak najmniejszą średnicę, zaś objętość zbiornika była jak największa. Duża objętość zwiększa jednak czas pomiaru, zaś zbyt mała kapilara "zakleja" się olejem lub rtęcią. Pewne korzyści daje także zastosowanie oleju. Ma on gęstość kilkunastokrotnie mniejszą niż rtęć, co zwiększa czułość próżniomierza.

Wskazania próżniomierza Mc Leoda nie zależą od rodzaju gazu, jednak nie nadaje się on do pomiaru ciśnienia par łatwo skraplających się (np woda, amoniak). Przy sprężaniu ulegają one skropleniu, co daje fałszywy odczyt. Prózniomierz Mc Leoda nie pozwala na ciągły odczyt ciśnienia. Konieczne jest każdorazowe pobieranie nowej próbki gazu, co wymaga każdorazowego przechylenia próżniomierza. Próżniomierze te są uciążliwe także ze względu na fakt, że zazwyczaj napełnione są one rtęcią. Jest ona trująca i ma dużą gęstość, przez co konstrukcja szklana próżniomierza jest silnie obciążona i może łatwo ulec zniszczeniu.

Powrót do strony głównej