DIN 28400-3-2013 Vacuum technology - Terms and definitions - Part 3 Vacuum gauges《真空技术 术语和定义 第3部分 真空计》.pdf

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1、Juni 2013DEUTSCHE NORM Normenausschuss Maschinenbau (NAM) im DINPreisgruppe 11DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 01.040.23; 23.160!$UF“1955035www.din.deDDIN 28

2、400-3Vakuumtechnik Begriffe Teil 3: VakuummeterVacuum technology Terms and definitions Part 3: Vacuum gaugesTechnique du vide Termes de dfinitions Partie 3: Manomtres videAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 28400-3:1992-06www.beuth.deGesamtumfang 20 SeitenDIN 2

3、8400-3:2013-06 2 Inhalt Seite Vorwort . 3 Einleitung 4 1 Anwendungsbereich 5 2 Normative Verweisungen . 5 3 Symbole und Abkrzungen . 5 4 Begriffe 6 4.1 Grundbegriffe 6 4.2 Kenngren von Vakuummetern 7 4.3 Totaldruckvakuumeter . 9 4.3.1 Vakuummeter, die auf mechanischen Phnomenen basieren . 9 4.3.2 Va

4、kuummeter, die den Druck indirekt messen 10 4.3.3 Ionisationsvakuummeter (IVM) 11 4.3.4 Vakuumprfer 16 4.4 Partialdruckvakuummeter (Massenspektrometer als Partialdruckvakuummeter) 16 4.4.1 Massenspektrometer mit transversalen elektrischen Feldern . 16 4.4.2 Massenspektrometer mit transversalen magne

5、tischen Feldern . 17 4.4.3 Partialdruckvakuummeter mit longitudinalen elektrischen Feldern . 17 4.4.4 Massenspektrometer mit gekreuzten elektrischen und magnetischen Feldern 18 Stichwortverzeichnis, de . 19 Stichwortverzeichnis, en . 20 Bilder Bild 1 Prinzipbild des Penning-IVM (schematisch) 12 Bild

6、 2 Magnetronvakuummeter 12 Bild 3 invertiertes Magnetronvakuummeter . 13 Bild 4 Prinzipbild der konzentrischen Triode . 13 Bild 5 Aufbau B/A-IVM 14 Bild 6 Aufbau des Extraktor-IVM (nach Redhead) . 15 Bild 7 Aufbau des Magnetron-IVM mit Glhkathode (nach Lafferty) . 15 DIN 28400-3:2013-06 3 Vorwort Di

7、ese Norm wurde vom Arbeitsausschuss NA 060-07-02 AA Vakuummessgerte“ im Fachbereich Vakuumtechnik des Normenausschusses Maschinenbau (NAM) im DIN erarbeitet. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. Das DIN und/oder die DKE sind nicht

8、dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Fr die in dieser Norm zitierten Internationalen Normen gibt es keine nationale Entsprechung. nderungen Gegenber DIN 28400-3:1992-06 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Begriffe wurden ergnzt, erweitert und akt

9、ualisiert, andere gestrichen. Frhere Ausgaben DIN 28400-3: 1972-01, 1980-10, 1992-06 DIN 28400-3:2013-06 4 Einleitung Diese Norm enthlt Begriffe fr Vakuummeter (Totaldruck- und Partialdruckvakuummeter), die in der Vakuummesstechnik praktisch verwendet werden. Die Benennungen dieser Vakuummeter und d

10、eren Reihenfolge sind weitgehend der Internationalen Norm ISO 3529-3:1981 angeglichen. DIN 28400-3:2013-06 5 1 Anwendungsbereich Diese Norm definiert (beschreibt) die Merkmale, Eigenschaften, metrologischen Parameter und Anwendungs-bereiche verschiedener Vakuummeter. 2 Normative Verweisungen Die fol

11、genden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschli

12、elich aller nderungen). DIN 1314, Druck Grundbegriffe Einheiten DIN 28400-1, Vakuumtechnik Benennungen und Definitionen Allgemeine Benennungen DIN 28400-8:1997-11, Vakuumtechnik Benennungen und Definitionen Vakuumsysteme, Komponenten und Zubehr ISO 3529-3:1981, Vacuum technology Vocabulary Part 3: V

13、acuum gauges (Trilingual edition) ISO 27894, Vacuum technology Vacuum gauges Specifications for hot cathode ionization gauges ISO/IEC-Guide 99, International vocabulary of metrology Basic and general concepts and associated terms (VIM) 3 Symbole und Abkrzungen Symbol Bezeichnung Einheit I Ionenstrom

14、 A IRReststrom A IeEmissionsstrom A p Druck Pa (oder mbar) pRRestgasdruck Pa (oder mbar) K Vakuummeterkonstante DIN 28400-3:2013-06 6 4 Begriffe 4.1 Grundbegriffe 4.1.1 Druckmessgert (en: pressure gauge) Messgert, das den Druck misst und anzeigt QUELLE: Druckmessgert ist definiert in DIN EN ISO 1052

15、4-3:2006-07 und DIN EN ISO 10524-4:2008-09. Anmerkung 1 zum Begriff: In dieser Norm wird der Begriff Druck ausschlielich fr Gas- und Dampfdrcke, unabhngig vom Druckbereich, verwendet. 4.1.2 Vakuummeter (en: vacuum gauge) Druckmessgert fr Vakuum, das aus Vakuummesskopf, Betriebs- und Antriebsgert bes

16、tehen kann Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe auch DIN 28400-1. Anmerkung 2 zum Begriff: Einige gebruchliche Arten von Vakuummetern, besonders, aber nicht ausschlielich, im Hoch- und Ultrahochvakuumbereich, messen nicht unmittelbar den Druck (im Sinne des Quotienten aus Kraft und Flche), sondern eine an

17、dere physikalische Gre, die vom Druck bzw. von der Teilchenanzahldichte abhngt. 4.1.3 Absolutdruckmessgert (en: absolute pressure gauge) Messgert fr den Absolutdruck Anmerkung 1 zum Begriff: Der Absolutdruck wird in DIN 1314 behandelt. 4.1.4 Differenzdruckmessgert (en: differential pressure gauge )

18、Druckmessgert zum Messen von Druckdifferenzen Anmerkung 1 zum Begriff: Differenzdruck im Sinne von DIN 1314. Anmerkung 2 zum Begriff: Ist einer der beiden Drcke hinreichend niedrig, entspricht die gemessene Druckdifferenz dem Absolutdruck in ausreichender Nherung. 4.1.5 Totaldruckvakuummeter (en: to

19、tal pressure vacuum gauges) Vakuummeter zum Messen des (Total-)Drucks eines Gases oder eines Gasgemisches 4.1.6 Partialdruckvakuummeter (en: partial pressure vacuum gauges) Vakuummeter zum Messen der Partialdrcke der einzelnen Komponenten eines Gasgemisches Anmerkung 1 zum Begriff: Definition fr Par

20、tialdruck siehe DIN 28400-1. Anmerkung 2 zum Begriff: In der Vakuumtechnik werden fast ausschlielich Massenspektrometer zur Partialdruck-messung verwendet. DIN 28400-3:2013-06 7 4.1.7 Vakuummesskopf (en: gauge head) Teil eines Vakuummeters, der mit dem Raum verbunden ist, in dem der Druck des Gases

21、gemessen werden soll Anmerkung 1 zum Begriff: Ein Vakuummesskopf kann neben den druckempfindlichen Elementen auch weitere Bauelemente fr die Signalverarbeitung enthalten. 4.1.8 Einbaumesssystem (nude gauge) Vakuummesskopf, dessen druckempfindliche Elemente direkt und ohne besondere Umhllung in den V

22、akuumbehlter hineinragen 4.1.9 Betriebsgert eines Vakuummeters Anzeigegert (en: gauge control unit) Teil eines Vakuummeters, der die Energieversorgung und Vorrichtungen fr die Signalverarbeitung und -ausgabe enthlt 4.1.10 Ionisationsvakuummeter (en: vacuum gauges based on ionization phenomena in gas

23、es ionization gauge) Vakuummeter, in dem der Druck dadurch bestimmt wird, dass der Strom geladener Teilchen als druck-proportionale Gre gemessen wird, die durch Ionisierung des Gases unter definierten Bedingungen erzeugt wird Anmerkung 1 zum Begriff: Ionisationsvakuummeter sind gasartabhngige Vakuum

24、meter. 4.2 Kenngren von Vakuummetern 4.2.1 Messbereich eines Vakuummeters (en: pressure range of a vacuum gauge) Druckbereich, bei dem die Messabweichungen eines Vakuummeters innerhalb der in der Regel vom Hersteller angegebenen Grenzen der Messunsicherheiten (Fehlergrenzen) liegen Anmerkung 1 zum B

25、egriff: Siehe auch ISO/IEC Guide 99:2007. Anmerkung 1 zum Begriff: Bei bestimmten Arten von Vakuummetern hngt dieser Bereich von der Gasart ab. In diesen Fllen muss die Gasart angegeben werden. Fehlt eine solche Angabe, dann bezieht sich der Messbereich auf Stickstoff. 4.2.2 Empfindlichkeit eines Va

26、kuummeters (en: sensitivity of a vacuum gauge) nderung der Ausgangsgre eines Vakuummeters, dividiert durch die zugehrige nderung des Druckes Anmerkung 1 zum Begriff: Die Empfindlichkeit kann vom Druck und von den anderen Betriebsbedingungen abhngen. Anmerkung 2 zum Begriff: Bei bestimmten Arten von

27、Vakuummetern ist die Empfindlichkeit von der Gasart abhngig. Fehlt eine solche Angabe, dann bezieht sich die Empfindlichkeit auf Stickstoff. Anmerkung 3 zum Begriff: Bei Ionisationsvakuummetern ist es in der englischen Sprache blich geworden, den Begriff sensitivity“ auch dann zu verwenden, wenn zus

28、tzlich durch den konstanten Emissionsstrom dividiert wird (siehe 4.2.4). DIN 28400-3:2013-06 8 4.2.3 relative Empfindlichkeit eines Vakuummeters fr ein bestimmtes Gas (en: relative sensitivity factor) Quotient aus der Empfindlichkeit fr dieses Gas und der Empfindlichkeit fr Stickstoff bei gleichem D

29、ruck und bei gleichen Betriebsbedingungen 4.2.4 Vakuummeterkonstante eines Ionisationsvakuummeters (en: ionization gauge coefficient (in inverse pressure units) Quotient aus dem Ionenstrom I, vermindert um den Reststrom IRbeim Restgasdruck pR , und dem Produkt aus Ionenstrom Ie(Emissionsstrom) und d

30、em Druck p, vermindert um den Restgasdruck pR)( ReRppIIIK= Anmerkung 1 zum Begriff: Begriff Restgasdruck“ siehe DIN 28400-8:1997-11, 4.7. Anmerkung 2 zum Begriff: Bei Angabe der Vakuummeterkonstante mssen die Betriebsbedingungen und der Druckbereich genannt werden. Anmerkung 3 zum Begriff: Die Vakuu

31、mmeterkonstante eines Ionisationsvakuummeters wird in reziproken Druckeinheiten ausgedrckt. Anmerkung 4 zum Begriff: Bei Ionisationsvakuummetern ist es blich geworden, den englischen Begriff sensitivity“ statt ionization gauge coefficient“ zu verwenden (siehe ISO 27894). 4.2.5 Stickstoffquivalentdru

32、ck (en: equivalent nitrogen pressure) Druck reinen Stickstoffs, der die gleiche Vakuummeteranzeige hervorrufen wrde wie der Druck des Gases, der tatschlich gemessen wird 4.2.6 Rntgengrenze (en: X-ray limit) Druck reinen Stickstoffs, der die gleiche Vakuummeteranzeige eines Ionisationsvakuummeters he

33、rvorrufen wrde wie der Reststrom, der durch die hauptschlich vom Ionenkollektor emittierten Photoelektronen verursacht wird 4.2.7 kleinster nachweisbarer Druck (en: east detectable pressure) Druck, bei welchem die Ausgangsgre gleich dem Dreifachen der Rauschamplitude im empfindlichsten Messbereich i

34、st Anmerkung 1 zum Begriff: Die Messzeit zur Bestimmung der Rauschgrenze muss angegeben werden. Sie ist blicherweise identisch mit der Messzeit fr das Signal. 4.2.7.1 kleinster nachweisbarer Partialdruck (en: least detectable partial pressure) kleinster nachweisbarer Druck eines Partialdruckvakuumme

35、ters fr ein bestimmtes Gas unter anzugebenden Bedingungen Anmerkung 1 zum Begriff: Die Standardabweichung des Signalstroms innerhalb der angegebenen Zeit kann fr die Rauschamplitude verwendet werden. Anmerkung 2 zum Begriff: Bei Anwesenheit anderer Gase kann der jeweils kleinste nachweisbare Partial

36、druck fr ein bestimmtes Gas hher sein. DIN 28400-3:2013-06 9 4.2.7.2 kleinstes nachweisbares Partialdruckverhltnis (en: least detectable partial pressure ratio) Verhltnis des kleinsten nachweisbaren Partialdruckes eines bestimmten Gases zum Druck eines bestimmten Trgergases Anmerkung 1 zum Begriff:

37、Das kleinste nachweisbare Partialdruckverhltnis heit auch die kleinste nachweisbare Konzentration und wird in der Regel in Prozent (V/V) oder in ppm ( 106) usw. angegeben. 4.2.8 Linearittsbereich (en: linear response range) Druckbereich des Bezugsgases, in dem die Empfindlichkeit bis auf Schwankunge

38、n innerhalb anzugebender Grenzen konstant bleibt 4.2.9 zulssiger Betriebsdruck eines Vakuummeters (en: maximum operating pressure) Druck im Vakuummeter, bei dessen berschreiten sein Betrieb gestrt ist Anmerkung 1 zum Begriff: Dieser Druck liegt meist oberhalb des Messbereichs. 4.2.10 Einstellzeit (e

39、n: response time) im Sinne dieser Norm Zeit, die nach einer pltzlichen Drucknderung vergeht, bis die nderung der Ausgangsgre einen vorgegebenen Bruchteil des Wertes erreicht hat, der asymptotisch nach langer Zeit erreicht wrde Anmerkung 1 zum Begriff: blich ist der Ausdruck T 90-Zeit“ fr den Bruchte

40、il 90 %. 4.3 Totaldruckvakuumeter 4.3.1 Vakuummeter, die auf mechanischen Phnomenen basieren 4.3.1.1 Druckwaage (en: pressure balance) absolutes Vakuummeter, in dem der zu messende Druck auf eine Kolben-Zylinder-Kombination mit sehr geringem Spiel und bekanntem Querschnitt wirkt. Die auf den Kolben

41、wirkende Kraft wird durch Wgen bestimmt 4.3.1.2 Drehkolbenmanometer (en: rotary piston gauge) absolutes Vakuummeter, in dem der zu messende Druck auf eine Kolben-Zylinder-Kombination mit sehr geringem Spiel und bekanntem Querschnitt wirkt. Der Kolben rotiert und schwebt whrend der Messung und die au

42、f den Kolben wirkende Kraft wird durch das Gleichgewicht der Krfte von aufgelegten bekannten Massestcken und dem darunter liegenden Gasdruck bestimmt 4.3.1.3 federelastisches Vakuummeter (en: elastic element gauge) Differenzdruckvakuummeter, in dem die druckempfindliche Trennwand ein elastisches Ele

43、ment ist Anmerkung 1 zum Begriff: Die Druckdifferenz kann entweder durch die Lagenderung des elastischen Elementes (direktes Verfahren) oder durch die Kraft, die zum Aufrechterhalten der ursprnglichen Lage notwendig ist (Nullverfahren), ermittelt werden. DIN 28400-3:2013-06 10 BEISPIEL 1 Membranvaku

44、ummeter BEISPIEL 2 Bourdonrhre BEISPIEL 3 Kapazittsvakuummeter. Bei einem Kapazittsvakuummeter ist das elastische Element gleichzeitig Membran und Elektrode eines Kondensators. Die Kapazittsnderung dieses Kondensators ist ein Ma fr den Druck. BEISPIEL 4 piezoelektrisches Vakuummeter Anmerkung 2 zum

45、Begriff: Solche Gerte werden auch in Druckbereichen oberhalb des Vakuums benutzt. Sie werden dann als federelastische Manometer bzw. federelastische Barometer bezeichnet. 4.3.1.4 Flssigkeitsvakuummeter (en: liquid level manometer) Differenzdruckvakuummeter, in dem das druckempfindliche Element eine

46、bewegliche Trennflssigkeit ist (z. B. Quecksilber im U-Rohr-Vakuummeter). Die Druckdifferenz wird durch Messung des Niveauunterschiedes der Flssigkeit ermittelt Anmerkung 1 zum Begriff: Die Messung ist gasartunabhngig. Derartige Gerte werden auch in Druckbereichen oberhalb des Vakuums benutzt. Sie h

47、eien dann Flssigkeitsmanometer. 4.3.1.5 Kompressionsvakuummeter (en: compression gauge) Vakuummeter, in dem ein bekanntes Volumen eines Gases bei dem zu messenden Druck abgetrennt und mit bekanntem Kompressionsverhltnis komprimiert wird, z. B. durch Verschieben einer Flssigkeitssule (blicherweise Qu

48、ecksilber), und der dadurch bewirkte hhere Druck gemessen wird BEISPIEL McLeod-Vakuummeter Anmerkung 1 zum Begriff: Die Messung mit dem Kompressionsvakuummeter ist gasartunabhngig: bei Vorhandensein von Dmpfen mssen Kondensationsvorgnge bercksichtigt werden. 4.3.2 Vakuummeter, die den Druck indirekt

49、 messen 4.3.2.1 Gasreibungsvakuummeter (en: viscosity gauge) Vakuummeter, in dem die Druckabhngigkeit der Reibung fester Krper in einem Gas, d. h. der Impulsaustausch mit den Gasteilchen, zur Druckmessung benutzt wird Anmerkung 1 zum Begriff: Als Ma fr die Reibung und damit fr den Druck dient z. B. die Dmpfung der mechanischen Schwingung oder die Abbremsung der Drehbewegung ei