Sie wollen also Vakuum messen?

Ein Artikel aus den 1970er Jahren in neuem Gewand für das 21. Jahrhundert.

Einführung

Es ist uns eine Freude, diesen kurzen Artikel über Vakuummessung weiterhin zur Verfügung zu stellen. Im Laufe der Jahre hat er so manchem angehenden Experten geholfen, einen ersten richtigen Griff zu tun, "wie man nichts misst". Seit mehr als 80 Jahren entwickelt Televac® eine Reihe von Membran-, Thermoelement-, Konvektions-, Kaltkathoden- und Heißionensensoren sowie äußerst zuverlässige aktive Messgeräte und Controller, die benutzerfreundliche analoge und digitale Ausgänge sowie eine visuelle Anzeige der Vakuummesswerte bieten. Televac® Produkte kombinieren modernste Technologie mit bewährten Vakuummessverfahren und bieten so die besten Vakuummesslösungen auf dem Markt (zumindest glauben wir das). Nun, da unser Verkaufsargument aus dem Weg ist, hoffen wir, dass Sie den Rest unseres Artikels unterhaltsam und informativ finden.

Vorwort: Lassen Sie das nicht aus...

Über die Hochvakuummessung sind viele wissenschaftliche Abhandlungen geschrieben worden - Abhandlungen, die den industriellen Vakuumtechniker etwas ratlos zurücklassen können. Wir hoffen, das zu ändern. Dieser Artikel wurde von einem Laien, für Laien und in Laiensprache geschrieben. Er ist für die glücklichen Menschen gedacht, die sich mit Vakuum-Produktionsprozessen beschäftigen und vielleicht nicht allzu vertraut sind mit der verwirrenden Vielzahl von Begriffen, die diese Prozesse beschreiben - solche Begriffe wie Mikrometer, Wärmeleitfähigkeit, Restgas, Thermoelemente, Ionisation... Ich weiß, wir könnten immer weiter machen. Diese Leute sind die zukünftigen Techniker, die vielleicht, eines Tages, ihre Vakuummessgeräte von der feinen Firma kaufen werden (da geht das Verkaufsgespräch wieder los), die ihnen dieses Meisterwerk der Literatur geliefert hat. Wenn Ihnen dieser Artikel nicht weiterhilft, empfehlen wir Ihnen wärmstens das Buch Vakuumtechnik von Alexander Roth. Hier finden Sie all das "Fleisch", das Sie wahrscheinlich jemals verdauen wollen.

Viel Lärm um nichts, oder, Sie wollen also Vakuum messen?

Ein Artikel in den Chemical and Engineering News behauptete vor einiger Zeit in seinem Titel "Chemists are Lousy Speakers". Neben anderen Beobachtungen stellte der Artikel fest, dass die auf verschiedenen Symposien und Tagungen vorgetragenen Fachvorträge nur allzu oft jeden Anflug von Humor vermissen lassen. Der Autor, Carl J. Koenig, verweist auf das Sprichwort: "Ein bisschen Unsinn ab und zu ist den klügsten Menschen recht." Er zitiert auch eines der Sprichwörter für junge Ingenieure, das von Philip W. Swain, dem Herausgeber von Power, stammt: "Um zu lernen, wie man eine gute Rede hält, besuchen Sie ein typisches Treffen einer Ingenieurgesellschaft. Achte darauf, wie die Vorträge gehalten werden. Dann gehen Sie hin und machen es anders."

Koenig erzählt die Geschichte eines Wissenschaftlers, der eine Arbeit über das Aufspüren von Lecks in einem Hochvakuumsystem vorstellte. Dieser Wissenschaftler behauptete, er habe stundenlang nach einem Leck in einem System gesucht und sei schließlich zu dem Schluss gekommen, dass der beste Weg, das Leck zu lokalisieren, darin bestünde, das gesamte System mit Zucker zu füllen und zu beobachten, wo die Ameisen hineinkrabbelten. Dieser kluge Vorschlag vertrieb die Wolke der Langeweile aus dem Raum und nach einem herzhaften Lachen lehnten sich alle zurück, um den weiteren Diskurs zum Thema Lecksuche zu genießen.

Mit diesem Hinweis im Hinterkopf haben wir versucht, die Seiten dieses Artikels mit einer Prise Humor zu versehen, und wir hoffen, dass dies die Monotonie etwas auflockert, die dem Laien bei der Durchsicht eines technischen Themas normalerweise begegnet. Wenn Sie feststellen, dass Sie den Humor nicht erkennen können, rufen Sie uns an, und wir werden Sie beraten, wo Sie die neuesten elektronischen Geräte zur Erkennung von Witzen erwerben können.

Die Kontroversen, die sich über das Problem, immer mehr von immer weniger zu messen, entwickelt haben, werden nur noch von der sprichwörtlichen Frage nach dem Huhn oder dem Ei übertroffen. Diese kleine Abhandlung sollte daher einen von zwei Effekten erzeugen: Entweder wird sie viele der sogenannten "Vakuum-Fragezeichen" in Ihrem Kopf beantworten, oder sie wird Sie mit einem fragwürdigen Vakuum in Ihrem sogenannten Kopf zurücklassen. Jeder hat schon einmal den abgedroschenen Satz gehört: "Die Natur verabscheut ein Vakuum". Aber das ist eine sehr unfaire Aussage, denn innerhalb von 500 Meilen von dem Ort, an dem Sie mit diesem Artikel sitzen, existiert eine riesige Ausdehnung des Vakuums, die auf etwa 10-10 Torr geschätzt wird. Das sind nur 500 Meilen, direkt nach oben! Dr. Dushman von GE hatte einen genialen Plan, um dieses wunderbare Vakuum hier auf der Erde zu erhalten. "Alles, was Sie tun müssen", sagte Doc, "ist, eine luftdichte Pipeline zu bauen, gerade nach oben, und das Vakuum direkt in Ihre Anlage zu leiten." Tolle Idee, Doc, aber kommen wir auf den Boden der Tatsachen zurück und gehen an die Arbeit.

Bevor wir nun unsere Füße auf terra finna setzen, müssen wir wissen, wo wir stehen wollen. Es ist traurig, aber wahr, dass wir oft fröhlich in unseren eigenen kleinen Trott verfallen und den Standpunkt des anderen nicht sehen oder verstehen. So scheint es, wenn wir über Vakuum sprechen. Joe Doaks spricht von einem Vakuum von 27 Zoll, während sein Bruder Oakie sagt, es sei ein Vakuum von 76 Millimetern. Dann kommt ihre Cousine Mairzy Doats, die von einem Vakuum von 76.000 Mikrometern spricht, während Dosey sagt, es sei ein Zehntel einer Atmosphäre. Der kleine Lamsey Divey schließt sich der Debatte an und sagt, dass es in Wirklichkeit 76 Torr sind und wenn es nach der Internationalen Organisation für Normung (ISO) geht, werden es etwa 100 Millibar oder 10.000 Pascal sein. Da alle miteinander verwandt sind, entbrennt ein Streit - und zieht sich durch die Generationen. Mal sehen, ob wir den Spielstand ermitteln können und sehen, wer gewinnt.

Gehen wir noch einmal kurz zurück in die Schule, wo Sie gelernt haben, dass die Erdatmosphäre unter normalen Bedingungen auf Meereshöhe einen Druck von 15 Pfund pro Quadratzoll ausübt (das sind 14,696 lb/in2 für Sie Haarspalter). Wir spüren diesen Druck nicht, weil wir Menschen uns so entwickelt haben, dass wir auch intern einen Druck von 15 Pfund pro Quadratzoll ausüben, so dass die beiden Drücke ausgeglichen sind. Aber in großen Höhen kommt es häufig zu Nasenbluten, weil unser innerer Druck den äußeren atmosphärischen Druck übersteigt und wir, wenn wir zu hoch fliegen, Gefahr laufen, zu explodieren.

Da wir in der Schule sind, werden wir nun ein Experiment durchführen. Betrachten Sie bitte das links abgebildete Glasrohr. Wir nehmen an, dass die Länge des Rohrs (AB) größer als 30" ist. Nun werden wir Quecksilber in das offene Ende gießen und das gesamte Rohr füllen. Halten Sie dann vorsichtig den Zeigefinger Ihrer rechten Hand über das offene Ende und drehen Sie das Rohr auf den Kopf

in eine umgekehrte vertikale Position bringen und wie rechts dargestellt in ein Reservoir mit Quecksilber einführen. Legen Sie das offene Ende unter die Oberfläche des Quecksilbers im Reservoir (oder Brunnen). Entfernen Sie Ihren Finger.

Wird das Quecksilber überall auf dem Boden auslaufen? Nein, denn der atmosphärische Druck, der auf das Quecksilber im Brunnen ausgeübt wird, stützt eine Quecksilbersäule von 30" Höhe. Dies ist bekannt als ein "Brunnen-Typ" Quecksilber-Manometer. Hier wird es nun technisch. Unter normalen Bedingungen beträgt die gestützte Säule 29,92126 Zoll, aber 30" ist

nahe genug, wenn Sie das Vakuum mit einem Meterstab messen. Wir raten auch davon ab, dieses Experiment zu Hause auszuprobieren - Quecksilber ist sehr schlecht für Sie und für die Umwelt.

Bei unserem Versuchsaufbau übt die Atmosphäre einen Druck auf die Oberfläche des Quecksilbers im Brunnen aus, der die 30-Zoll-Säule trägt. Wenn nun die gesamte Apparatur in einer luftdichten Kammer eingeschlossen wäre und wir beginnen würden, die Luft abzupumpen, würde dies natürlich den Druck auf die Oberfläche des Quecksilbers im Brunnen verringern - somit würde die Quecksilbersäule im Rohr beginnen zu fallen.

Deshalb sollten Sie, wenn die Quecksilbersäule oder das Barometer, wie der Wetterfrosch es nennt, auf 27" sinkt, besser die Luken schließen und die Katze hereinholen, denn Sie sind auf einen Schlag dran. Das bedeutet, dass in Ihrer Nähe ein Unterdruck von 3" entstanden ist und die Umgebungsluft aus den Hochdruckgebieten dorthin strömt, wo andere sich nicht hintrauen würden.

Hier könnte eine Erklärung der Kontroverse über die Terminologie hilfreich sein. Wenn wir ein Vakuum von 3" haben, bedeutet das, dass die 30"-Säule um 3" abgesenkt wird und eine Quecksilbersäule von 27" Höhe übrig bleibt. In Bezug auf die wirkliche Vakuumtechnik ist es eigentlich gar kein Vakuum. Es wurden Instrumente entwickelt, die als "Zugluftmessgeräte" bekannt sind und die "Vakua" messen, die in diese Kategorie fallen. Sie werden verwendet, um den Luftzug oder Sog zu messen, der z. B. durch eine aufsteigende Luftsäule entsteht. Diese Messgeräte sind nützlich bei der Messung des Zugs in Schornsteinen und werden verwendet, um die Effizienz der Verbrennung in Öfen und anderen Prozessen zu bestimmen.

Nun sind viele Leute daran interessiert, Geld und Quecksilber zu sparen, und sind nicht besonders daran interessiert, die Genauigkeit des 30"-Geradrohrs zu duplizieren. Um diese sparsamen Tendenzen in die Praxis umzusetzen, wurde das bekannte Quecksilber-U-Rohr ins Leben gerufen.

Hier steigt für jede Änderung des Vakuums um 1" die Quecksilbersäule auf der rechten Seite des U-Rohrs um ½" und die Säule auf der linken Seite sinkt um ½", mit dem Ergebnis, dass sich die Quecksilberstände in den beiden Säulen um 1" angleichen. Ein "perfektes" Vakuum wird also angezeigt, wenn das Quecksilber in der rechten Säule um 15" angehoben und das Quecksilber in der linken Säule um 15" abgesenkt wurde, so dass die Pegel der beiden Säulen gleich sind. Dies ist ein 30"-Vakuum.

Das U-Rohr erfordert immer noch ein Rohr von 30" Höhe. Wenn der Techniker in erster Linie an einem besseren Vakuum interessiert ist, kann ein kürzeres U-Rohr verwendet werden, das erst dann auf die Skala kommt, wenn ein durch die Obergrenze des Messgeräts angezeigtes Vakuum erreicht wurde. So wird ein U-Rohr mit einer Höhe von 6" erst dann auf die Skala kommen, wenn ein Vakuum von 24" erreicht ist. Bis dahin kann der Techniker nur hoffen, dass die Vakuumpumpen zufriedenstellend arbeiten.

Bei dieser Ausgabe der Quecksilbersäule im Taschenformat stoßen wir auch auf eine Verwirrung über die Terminologie. Zum Beispiel: "Was ist ein 3" Vakuum, ist es 3" vom absoluten Nullpunkt oder 3" vom atmosphärischen Nullpunkt?" Wenn Sie bei uns bleiben, werden wir uns bemühen, dieses Durcheinander zu klären.

Manche Leute stören sich nicht an der Größe und ersetzen Quecksilber durch Öl, um eine höhere Genauigkeit zu erzielen, da Öl ein bekanntes spezifisches Gewicht hat. So ist es möglich, die Länge der 30"-Säule zu erhöhen und genauere Messwerte zu erhalten. Wenn wir Öl verwenden würden, das 1/10 so viel wiegt wie Quecksilber, würde der atmosphärische Druck das Äquivalent von zehn 30"-Säulen tragen - oder eine einzelne Säule von 300" Höhe. Dann würde eine Änderung von 1", wie von einer Quecksilbersäule gemessen, durch eine Änderung von 10" auf dem Ölmanometer angezeigt werden.

Wenn winzige Änderungen des Luftzugs auftreten, ist es ratsam, sich auf das Vakuum in Form von Zoll Wasser statt Zoll Quecksilber zu beziehen. Eine Änderung von 1" in einer Wassersäule entspricht einer Änderung von ca. 0,07" in einer 30" Quecksilbersäule. Daher ist die Vakuumterminologie "Zoll Wasser" lediglich eine Verfeinerung oder Vergrößerung von "Zoll Quecksilber".

Um eine höhere Genauigkeit zu erreichen, wird das Rohr normalerweise auf einer schiefen Ebene montiert, wie in der Skizze rechts dargestellt. Beachten Sie, dass sich bei diesem System eine 1"-Vakuumänderung über eine 3"-Länge des schrägen Rohrs erstrecken würde.

Mit dieser Methode können Genauigkeiten in der Größenordnung von 0,01" Wasser (d.h. 0,0007" Quecksilber) erreicht werden, was sehr genaue Angaben über kleine Veränderungen liefert. Vergessen Sie jedoch nicht, dass Quecksilbermanometer auch zur Messung relativ hoher Unterdrücke verwendet werden, da sie über den gesamten Bereich von 0" bis 30" anpassbar sind.

Aber wir haben noch nichts gesehen - da ein Vakuum im Sinne von ein paar Zoll Wasser wirklich kein Vakuum ist, lassen Sie uns die Skala ein bisschen weiter nach unten gehen. Wir haben oben erwähnt, dass ein 3"-Vakuum (-3"-Überdruck) die 30"-Quecksilbersäule um netto 3" absenken würde und dass die Quecksilbersäule daher 27" hoch stehen würde. Daraus folgt, dass wir leicht verstehen können, dass, wenn sich das Vakuum weiter verbessert, bis der Druck, der auf die Oberfläche des Quecksilbers im Brunnen ausgeübt wird, kein Quecksilber mehr in der Säule stützt, wir ein "Hochvakuum" von 30" (-30" Überdruck) erreicht haben.

In diesem Bereich von 30" (oder 0 Torr) treten die meisten Kontroversen über die Vakuumterminologie auf. Machen wir es uns einfach und blasen ein wenig Luft in unsere 30"-Vakuumkammer und heben die Quecksilbersäule ½" an, so dass wir jetzt ein 29 ½"-Vakuum haben. Dies wird in vielen industriellen Anwendungen als "Grobvakuum" oder "Hochvakuum" bezeichnet. Wir werden später beweisen, dass wir noch nichts gesehen haben.

Im Bereich von 29" bis 30" Vakuum wechseln wir normalerweise die Terminologie zum metrischen System. Wenn wir dann die ½" von der absoluten Nulllinie ("perfektes" Vakuum) messen, stellen wir fest, dass unser 29 ½" Vakuum auch ein Druck (oder Vakuum) von 12,7 mm ist (1/2" = 12,7 mm). Beachten Sie, dass die Skala jetzt umgedreht ist und jemand wahrscheinlich auf dem Kopf steht. In Bezug auf Zoll Quecksilber bedeutet 0 normalerweise atmosphärischen Druck (Null-Vakuum) und 30" ist ein perfektes Vakuum (-30" Überdruck).

Aber in Millimetern ausgedrückt, ist der Druck 0 das perfekte Vakuum (absoluter Nullpunkt), und alle Messungen werden von diesem Bezugspunkt aus vorgenommen. Der Atmosphärendruck beträgt natürlich 760 mm (+29,92126" absoluter Druck), und daher entsprechen 76 mm einem Zehntel einer Atmosphäre (erinnern Sie sich an unseren alten Kumpel Dosey Doats?) Geben wir uns mit der Tatsache zufrieden, dass wir in unserem speziellen Fall ein Vakuum von 29 ½" in Bezug auf Quecksilber und gleichzeitig ein Vakuum von 12,7 mm in Bezug auf Millimeter Quecksilber haben. Einige, die das metrische System nur ungern verwenden, werden sich auf den Kopf stellen und behaupten, dass wir auch ein 1/2"-Vakuum haben. Leider haben auch sie recht.

Der größte Teil der Industrie hat den Begriff "Torr" (zu Ehren von Torricelli) für Millimeter Quecksilber akzeptiert. Mikron (ein Tausendstel eines Millimeters) wird also als MilliTorr ausgedrückt. Damit diese Abhandlung nicht schon veraltet ist, bevor sie weite Verbreitung gefunden hat, müssen wir, wie bereits erwähnt, erwähnen, dass eine völlig andere Skala widerwillig (zumindest von uns) angenommen wird, die "Millibar" oder "Pascal" (in Anerkennung eines anderen, längst verstorbenen Wissenschaftlers) genannt werden kann. Letzteres hat zu Millimeter oder Torr ungefähr so viel Beziehung wie der Meter zum Yard. Nur für den Fall, dass Sie neugierig sind, was auf Sie zukommt: 30" = 760 mm = 760 Torr; bald werden Sie sehen, dass dies auch 1 bar oder 1.000 Millibar entspricht. Halten Sie durch!

Manchmal sind Vakuumtechniker durch ihre eigenen engen Kategorien und Praktiken geblendet und können daher nicht ergründen, wovon der andere spricht. Sind Sie noch bei uns? Wenn nicht, sehen Sie sich das Foto auf der nächsten Seite an, es sollte die Dinge aufklären.

Da Sie nun alles über Vakuum in Form von Zoll, Millimeter Quecksilber und Torr wissen, werden wir Sie in die Mikrometer-Abteilung versetzen, wo Sie die wahre Bedeutung des Nichts besser verstehen können. Bevor wir jedoch in diesen Bereich eintreten, ist es vielleicht hilfreich, einige andere Arten von Messgeräten zu erwähnen, die üblicherweise verwendet werden, um Vakua im Bereich von 0" bis 30" anzuzeigen.

Es gibt viele Einwände gegen die 30-Zoll-Glasmanometerrohre - ihre Zerbrechlichkeit und das Vorhandensein von Quecksilber bereitet manchen Menschen Unbehagen. Außerdem sieht Big Brother in Washington - OSHA - das Vorhandensein von Quecksilber in einer Produktionsumgebung als Gefahr an. Eine für viele Zwecke ausreichende Genauigkeit lässt sich mit einem robusteren Instrument erzielen, das das Vakuum auf einer Skala anzeigt. Diese Skaleninstrumente arbeiten mit einem der folgenden Systeme: Rohrfeder, Faltenbalg oder Membrane. Alle diese Geräte arbeiten nach dem gleichen Grundprinzip, dass ein sich ändernder Druck das Messelement ausdehnt, zusammenzieht, verdreht oder anderweitig verformt, das dann mit einer Anzeigenadel verbunden ist, die die Skala abtastet. Der größte Nachteil dieser Art von Messgeräten ist, dass Änderungen des atmosphärischen Drucks und der Temperatur wie "Fehler" im System wirken - sie müssen kompensiert werden, um genaue Anzeigen zu erhalten.

Es gibt noch einen weiteren "Fehler" - die Hysterese. Das ist die Tendenz eines jeden Materials, nicht in seine ursprüngliche Form oder Position zurückzukehren, nachdem es verformt wurde. Wenn das Material, das für die Konstruktion der Betätigungselemente und Mechanismen verwendet wird, nicht sorgfältig ausgewählt wird, wird sich allmählich eine Verformung entwickeln, und Sie werden am Ende einen falschen Messwert erhalten. Bevor Sie es merken - Hysterese!

Die Probleme, die sich durch atmosphärische Druckänderungen ergeben, lassen sich recht einfach überwinden, indem die empfindlichen Messelemente auf ein hohes Vakuum evakuiert werden. So würde jeder Druckanstieg über den absoluten Nullpunkt hinaus die gewünschte Anzeige oder Bewegung des Elements ergeben. Messgeräte dieser Art sind jedoch empfindlich gegenüber Überdruck, und ein plötzlicher versehentlicher Druckanstieg über die Atmosphäre hinaus kann zu Schäden führen.

Dank moderner mikroprozessorgesteuerter Elektronik wurde ein Membranmessgerät entwickelt, das einen Bereich bis hinunter zu 1 Torr (oder 1 mm Quecksilber) recht gut bedient. (Ich spüre ein weiteres Verkaufsgespräch kommen). Mehr noch, es tut dies mit einer Genauigkeit von ±1 Torr und hält Überdruck bis zu 30 psi aus. Wir nennen dieses kleine Wunderwerk der Vakuummesstechnik übrigens Televac® 1E Piezo-Membran-Vakuummeter.

Mal sehen ... wo waren wir? - Ach, ja! - Wir waren gerade dabei, Sie in die Mikron-Abteilung zu graduieren. Wir hatten erklärt Diese Verwirrung erinnert mich an die Geschichte von den vier blinden Männern und dem Elefanten. Als sie Jumbo vorgestellt wurden, streckten alle die Hand aus, um das Tier zu ertasten und festzustellen, wie es ist. Einer packte das Bein des Elefanten und behauptete, der Elefant sei wie ein Baum. Ein anderer legte seine Handschuhe auf den Rüssel des Elefanten und argumentierte, dass das Tier wie eine Schlange sei. Der dritte Mann stand zufällig an der Seite des Elefanten und als er die große flache Fläche fühlte, argumentierte er natürlich, dass der Elefant einer Wand (natürlich Stuck) ähnlich sei. Der vierte Bursche ergriff den Teil der Anatomie, der normalerweise am südlichen Ende eines nach Norden gerichteten Elefanten gehalten wird (den Schwanz), und argumentierte, dass der Elefant wie ein Seil sei. Alle vier hatten Recht, aber sie schienen sich nicht einigen zu können. dass der Begriff "Zoll Quecksilber" für diejenigen war, die einen Zollstock benutzen, um ihr Vakuum zu messen. Der Begriff gilt in der Regel für Vakua im gesamten Bereich von 0" bis 30". "Millimeter Quecksilbersäule" oder "Torr" ist einfach eine Verfeinerung dieser Messung, ähnlich wie die Verfeinerung eines Messschiebers gegenüber dem Zollstock.

"Micron" bezeichnet eine noch feinere Messung als Torr und verwendet (theoretisch, natürlich) ein Elektronenmikroskop. 1 Torr entspricht 1/25stel eines Zolls und ein Mikron entspricht 1/1.000stel eines Torr. Versuchen Sie, sich einen Vergleich zwischen dem Planeten, dem Empire State Building und einer Ameise vorzustellen, oder vielleicht nur seinem kleinen Zeh (natürlich haben Ameisen keine Zehen... also müssen Sie einfach mit mir arbeiten). Da wir das Vakuum bis auf 1/100.000stel 1 Mikron (0,00001 Mikron) oder 10-8 Torr, Sie sehen, dass wir uns schnell dem "Nichts" nähern - aber wir sind noch nicht da.

Nur um Ihr Gedächtnis aufzufrischen: 10-8 Torr ist lediglich eine bequeme Art, 0,00000001 Torr zu sagen. Eine einfache Möglichkeit, sich die Umrechnung zu merken, besteht darin, zu zählen, um wie viele Stellen Sie den Dezimalpunkt verschieben müssen. Zum Beispiel wäre 0,001 1*10-3. Wenn all diese Beziehungen immer noch verwirrend sind, werfen Sie einen Blick auf das Vacuum Measurement Conversion Tool auf unserer Website. Nun, da Sie offiziell in das Mikron eingeführt wurden, können Sie sich als Teil einer kleinen Gruppe von Auserwählten betrachten und können sich als "Chief Potentate of Punk Pressure" bezeichnen.

Von hier an werden Ihre Hauptprobleme mit den Möglichkeiten der Vakuummessung in Torr und Mikron zu tun haben. Vergessen Sie nicht, dass ein Vakuum von 12,7 Torr einem Wert von 12.700 Mikron entspricht. Wie bereits erwähnt, wird unser literarisches Unterfangen Mittel und Wege aufzeigen, wie man ein Vakuum bis hinunter zu 0,00001µ oder 0,00000001 Torr oder 10-8 mm Hg messen kann (Hg ist die Idee von jemandem, das Element Quecksilber chemisch auszudrücken. Sie dachten, das würde Tinte sparen. Und "µ" ist übrigens der Tintensparer für Mikron).

Für diejenigen unter Ihnen, die bisher das Vakuum mit einem Lineal gemessen haben, werden diese Zahlen so etwas wie die Staatsverschuldung im Rückwärtsgang erscheinen und daher nicht viel bedeuten, aber zumindest haben wir uns auf unsere Terminologie geeinigt. Wir können nun frei über die Messung des Hochvakuums mit denjenigen von Ihnen diskutieren, die an der Spitze der Klasse stehen.

Plattenfeder-Manometer

Dieses Messgerät misst die Bewegung einer flexiblen Membrane, die durch einen ausgeübten Druck verursacht wird. Es verwendet verschiedene Techniken, um diese Auslenkung zu messen. Eine Technik misst die Kapazitätsänderung zwischen einer festen Elektrode und einer beweglichen Membran (so genannter kapazitiver Membranmanometer). Ein zweites Verfahren verwendet das Signal eines Dehnungsmessstreifens, der direkt an der Membran angebracht ist. Plattenfedermessgeräte werden in der Regel zur Messung von Drücken zwischen 760 Torr und 0,001 Torr (oder von 1 Atm bis etwa 1/1.000.000 eines Atm) verwendet. Durch die Verwendung mehrerer Messwandler kann dieser Bereich jedoch so erweitert werden, dass auch Drücke unter 10-5 Torr gemessen werden können.

Dieses Messgerät ist nicht empfindlich gegenüber der Gasart. Diese Sensoren sind temperaturkompensiert, reagieren aber auf schnelle Temperaturänderungen. Temperaturänderungen können zu Nullpunktverschiebungen führen. Benutzer sollten beachten, dass gelegentliche Anpassungen des Nullpunkts normal sind, um die Genauigkeit dieses Sensortyps aufrechtzuerhalten, und dass Vorkehrungen für die Durchführung dieser Anpassung in die Installation aufgenommen werden sollten.

Wärmeleitfähigkeitsmessgeräte

In dieser allgemeinen Klassifizierung von Vakuummessgeräten gibt es zwei allgemeine Arten von Messgeräten auf dem Markt. Das eine wird als Pirani-Messgerät und das andere als Thermoelement-Messgerät bezeichnet. Beide Typen arbeiten nach dem Prinzip der Wärmeleitfähigkeit, das wir im Folgenden erläutern wollen. Diese Messgeräte messen die Wärmeleitfähigkeit des Restgases. Die Fähigkeit des Gases im Vakuumsystem, die Wärme von der Wendel (oder dem "heißen Draht") wegzuleiten, ist eine Funktion der Wärmeleitfähigkeit des Gases. Diese Messgeräte messen dies und werden daher auch als "Hitzdrahtmessgeräte" bezeichnet.

Um das Vakuum mit der Wärmeleitfähigkeitsmethode zu messen, legen wir eine konstante Spannung und einen konstanten Strom an einen Glühfaden an, der in einem mit dem Vakuumsystem verbundenen Messgerät montiert ist. Die Temperatur des Glühfadens wird schließlich einen Gleichgewichtszustand annehmen. Die von der Glühwendel erzeugte Wärme wird von den Molekülen des sie umgebenden Gases aus der unmittelbaren Umgebung der Glühwendel abgeleitet. Wenn wir beginnen, das Gas aus dem Vakuummeter abzupumpen, wird der Draht heißer, weil weniger Gasmoleküle vorhanden sind, die die Wärme von der Glühwendel wegleiten.

Je mehr das Messgerät evakuiert wird, desto heißer wird der Glühfaden bei gleicher angelegter Spannung und Stromstärke. Schließlich, wenn wir ein Hochvakuum erreichen (in der Größenordnung von 0,1 Mikron), können wir davon ausgehen, dass der Glühfaden seine maximale Temperatur erreicht hat, weil es nur noch relativ wenige Gasmoleküle im Messgerät gibt, die die Wärme ableiten. Tatsächlich sind noch Milliarden von ihnen vorhanden, aber sie sind wie der amerikanische Dollar - sie bedeuten nicht viel, weil sie so klein sind.

Der Unterschied zwischen dem Pirani-Messgerät und dem Thermoelement-Messgerät besteht in der Methode, mit der die sich ändernde Temperatur des Drahtes gemessen wird. Das Pirani-Messgerät verwendet in der Regel einen einzelnen Faden; wenn die Temperatur des Fadens steigt, erhöht sich auch sein Widerstand, und die Temperatur des Drahtes wird tatsächlich als Widerstand gemessen. Das Messgerät kann dann mit einem genauen Kapazitätsmembran-Messgerät unter Verwendung trockener Luft (oder eines anderen trockenen Gases, für das Sie das Messgerät kalibrieren möchten) kalibriert werden. Natürlich kann das Messgerät direkt in Mikrometern kalibriert werden, nachdem die verschiedenen Punkte auf der Skala festgelegt wurden - eine gegebene Temperatur (oder ein gegebener Widerstand) entspricht einem gegebenen Vakuum, wie es vom Kapazitätsmembran-Messgerät angezeigt wird.

Das Thermoelement-Messgerät arbeitet nach dem gleichen Prinzip, nur dass in diesem Fall die Temperatur des Heizdrahtes und nicht der Widerstand gemessen wird. Dies geschieht mit Hilfe eines Thermoelements, das an den Heizdraht geschweißt ist. Das Thermoelement nimmt natürlich die gleiche Temperatur an wie die Glühwendel, und es entsteht ein bestimmtes Potential. Dieses Potenzial in Millivolt kann dann direkt in Mikron kalibriert werden. (Wenn Sie wissen, was Thermoelement oder Potenzial bedeutet, brauchen Sie den nächsten Abschnitt nicht zu lesen).

Thermoelement-Messgerät

Sehr oft werden Begriffe wie Thermoelement und Potential von den "Eingeweihten" so umhergeschleudert, dass Junior nur zuschaut, wie sie vorbeigehen. Ein Thermoelement ist lediglich ein Paar Drähte aus verschiedenen Materialien, die miteinander verbunden sind. Zwei verschiedene Metalle reichen aus, wobei einige Kombinationen besser funktionieren als andere. Die "schwarze Magie" beginnt, wenn diese beiden Drähte miteinander verbunden werden. Nur weil sie unterschiedlich sind, fangen sie an, Spannung zu erzeugen, oder Potential, wie es jetzt genannt wird. Das Einzigartige an einem Thermoelement ist jedoch, dass sich die von diesen beiden unterschiedlichen Metallen erzeugte Millivoltage proportional ändert, wenn es Wärme (oder einer anderen Temperaturänderung) ausgesetzt wird - wunderbar, nicht wahr?

Wenn das Thermoelement heißer wird, erzeugt es mehr Millivolt, und diese wechselnden Potentiale können leicht gemessen werden. Alles, was Sie tun müssen, ist, die sich ändernde Temperatur des heißen Drahtes in Bezug auf die vom Thermoelement erzeugten Millivolts zu kalibrieren, und Sie haben ein Thermoelement-Vakuummeter. Jetzt kommt wieder das kapazitive Membranmessgerät ins Spiel, und man muss wissen, welches Potential welchem Vakuum entspricht.

Bei Messgeräten mit Thermoelementen müssen Strom und Spannung der Heizfäden sorgfältig eingehalten werden, um eine stabile Kalibrierung zu gewährleisten. Außerdem dürfen die Drähte nicht durch die Kondensation von verunreinigenden Dämpfen im Vakuumsystem stumpf werden oder anlaufen. Sobald die Drähte leicht stumpf werden, tritt ein Strahlungsverlust auf, der die Kalibrierung des Messgeräts beeinträchtigt.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, hat die Firma, die meine Familie mit Essen und Kleidung versorgt (Sie finden ihren Namen auf der hinteren Umschlagseite), eine einzigartige Methode zum Schutz der Filamente entwickelt. Unser Gründer stellte die Theorie auf, dass, wenn die Filamente vor der Kalibrierung des Messgeräts vorbeschichtet werden, diese Kalibrierung nicht durch zusätzliche Verunreinigungen, die durch die Dämpfe im Vakuumsystem verursacht werden, beeinträchtigt werden würde. Diese Methode wurde in den Televac® Thermoelement-Messgeräten eingeführt. (Noch ein Verkaufsgespräch, die Versuchung war einfach zu groß!)

Die Messgeräte können auf zwei Arten konstruiert werden. Die erste Methode ist ein Referenzmessgerät (oder Standard), das auf ein Vakuum von 0,1 Mikron evakuiert wurde und hermetisch versiegelt ist. Der gleiche Strom und die gleiche Spannung, die an die Drähte im Messgerät (das Messgerät, das an Ihr Vakuumsystem angeschlossen ist) angelegt wird, wird auch an die Drähte innerhalb des versiegelten Referenzrohrs angelegt.

Die Temperatur der beiden Heizdrähte wird dann verglichen und die Differenz als Grundlage für die Bestimmung des Vakuums verwendet. In dem Maße, wie sich das Vakuum in der Messröhre dem Vakuum in der Referenzröhre annähert, nähert sich auch die Temperatur des Heizdrahtes an. Die Verwendung des Referenzrohrs ermöglicht die Kompensation von Änderungen der Umgebungstemperatur, da die beiden Zellen immer die gleiche Temperatur aufweisen. Auf diese Weise wird ein Ausgleichseffekt für den Fall geschaffen, dass sich die Umgebungstemperaturen ungewöhnlich stark ändern.

Die zweite Methode zur Anwendung des Wärmeleitfähigkeitsprinzips ignoriert die Verwendung des Referenzrohrs und misst lediglich die Temperatur des Glühfadens im Messrohr. Die Kompensation der Umgebungstemperatur wird durch die Verwendung eines Widerstands mit negativem Temperaturkoeffizienten (NTC, manchmal auch Thermistor genannt) im Messkreis erreicht.

Sofern keine spezielle Schaltung zur Erhöhung des Signals bei höheren Drücken eingesetzt wird, sind die Hitzdrahtmessgeräte in ihrem Bereich auf eine Obergrenze von etwa 20.000 Mikrometer (für einen Bereich von 10-3 bis 20 Torr) begrenzt. Die Genauigkeit oberhalb des 500-Mikrometer-Punktes ist etwas eingeschränkt, da die Änderung der Wärmeleitfähigkeit des Restgases zwischen 500 und 20.000 Mikrometern sehr gering ist. Obwohl die Entwicklungen diesen Bereich erheblich erweitert haben, ist es immer noch sehr schwierig, ein Element so empfindlich zu machen, dass es diese winzigen Unterschiede in der Wärmeleitfähigkeit genau bestimmen kann. Einschränkungen gelten auch am unteren Ende der Skala - unter 1 Mikrometer sind die Änderungen der Wärmeleitfähigkeit sehr gering.

Ein weiteres Problem, das den Benutzer der Hitzdraht-Messgeräte verwirrt, ist die Tatsache, dass andere Gase als das, für das das Messgerät ursprünglich kalibriert wurde, die Genauigkeit des Geräts beeinflussen können. Zum Beispiel hat trockene Luft eine Wärmeleitfähigkeit von 1, aber Wasserstoff hat andererseits eine Wärmeleitfähigkeit, die viel größer als die von Luft ist. Wenn das Messgerät also einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt wäre, würde etwa 5 Mal so viel Wärme von der Wendel weggeleitet werden wie von Luft bei gleichem Druck. Daher wäre der Faden bei gleichem Druck kühler und würde daher fälschlicherweise ein schlechteres Vakuum (oder einen höheren Druck) anzeigen.

Wasserstoff ist natürlich ein extremes Beispiel. Die meisten Vakuumsysteme enthalten keinen Überschuss an diesen Gasen mit hoher Leitfähigkeit. Andere Gase wie CO2, Wasserdampf, Stickstoff, Alkohol, Quecksilber und Öldämpfe, die sich geringfügig auf die Kalibrierung des Messgeräts auswirken, sind jedoch sehr häufig vorhanden.

Die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Kombinationen dieser Gase ist zwar nicht identisch mit der von Luft, liegt aber ansonsten nahe genug, so dass der Industrievakuumtechniker seine Messwerte duplizieren und diesen Zyklusprozess mit dem Hitzedrahtmessgerät relativ problemlos einrichten kann. Man kann mit Sicherheit sagen, dass es bei vielen Vakuumprozessen in erster Linie darum geht, Luft oder Stickstoff aus einer bestimmten Kammer abzupumpen; daher kann die Kalibrierung des Messgeräts als recht genau angesehen werden.

Konvektionsmessgerät

Der Konvektionsmessfühler besteht aus einem Paar Drähten, die durch einen Strom erhitzt werden, der eine konstante Temperatur aufrechterhält. In der Mitte der Drähte sind Thermoelemente angeschweißt, die eine direkte Messung der Temperatur ermöglichen.

Um eine konstante Temperatur aufrechtzuerhalten, wird der Strom erhöht, wenn der Druck im Sensor erhöht wird, da mehr Luft zur Kühlung des erhitzten Drahtes zur Verfügung steht.

Das Ansprechverhalten des Sensors hängt von der Gasart ab. Diese Sensoren sind für Raumtemperaturschwankungen kompensiert und für den Betrieb in vertikaler Position kalibriert. Der Messbereich dieser Sensoren reicht von 10-3 bis103 Torr. Null- und Atmosphärenkalibrierungspunkte sind für gelegentliche Anpassungen vorgesehen, falls erforderlich.

Ionisationsmessgerät

Die bisher besprochenen Messgeräte decken viele der nützlichen Bereiche ab, die in heutigen Vakuumprozessen anzutreffen sind, aber wir haben den Bereich des "Hochvakuums" noch nicht berücksichtigt, der genaue Messungen bis hinunter zu 10-10 oder 0,0000001 Mikron erfordert. (Das ist ein Hundertmillionstel eines Torr, falls Sie es mit einem Lineal messen wollen). Zu diesem Zweck wird normalerweise das Ionisationsmessgerät verwendet, und mit einem richtig konstruierten Messgerät kann der Wissenschaftler ein Vakuum bis zu 1*10-11 Torr messen. (Wenn Sie Vakua in diesem Bereich gemessen haben, sind Sie ein Wissenschaftler).

Der höchste Druck, dem das Heißkathoden-Ionisationsmessgerät kontinuierlich ausgesetzt werden kann, liegt in der Größenordnung von 1 Mikron, da Drücke darüber den Glühfaden einem oxidierenden Effekt aussetzen, der häufige Durchbrände verursacht und schlechte Sprache fördert. Daher ist die Heißkathoden-Ionisation vor allem für solche Prozesse geeignet, die heute ein Ultrahochvakuum weit unter 1 Mikron erfordern.

Heißkathoden-Ionisationsmessgerät

Lassen Sie uns das Prinzip hinter dem Heißkathoden-Ionisationsmessgerät in Bezug auf unser Diagramm unten mit Joe Electron besprechen. Ein Wolframfaden innerhalb des Messgeräts, das an Ihr Vakuumsystem angeschlossen ist, wird bis zur Glut erhitzt und emittiert negativ geladene Elektronen wie Joe. Es ist egal wie oder warum - es passiert einfach. Nachdem diese Elektronen aus der Glühwendel emittiert wurden, bewegen sie sich in einer geraden Linie, die ins Nichts führt, und kommen in Kontakt und kollidieren mit Luftmolekülen, die sich zufällig noch im System befinden.

Bayard und Alpert fanden heraus, dass eine Spirale aus Draht, ein so genanntes Gitter (es sieht aus wie eine kreisförmige Treppe), die neben dem Glühfaden angebracht und positiv aufgeladen wurde, den negativen Elektronen des Glühfadens einen "Schub" gab und sie auf ihrer Reise durch den Raum beschleunigte. Dieser Beschleunigungsprozess wird durch die enorme Anziehungskraft verursacht, die die negativen Elektronen auf das positive Gitter ausüben; das Gitter wirkt wie ein Magnet. Es kommen jedoch so viele dieser Elektronen aus dem Glühfaden, dass die meisten von ihnen bei der Annäherung an das Gitter nicht bremsen können. Stattdessen sausen sie an ihm vorbei zu einem Metalldraht, der im Inneren des Gitters angebracht ist. Dieser Metalldraht wird als "Kollektor" bezeichnet und ist negativ geladen.

Nun, Joe Elektron hat jetzt durch den Gürtel, erhalten einen Tritt in die Hose, wie er durch geht, und ist mit einer hohen Geschwindigkeit in Richtung des Kollektors reisen. Die Moleküle der Luft bis jetzt neutral gewesen, und die positiven Protonen nur Gleichgewicht der negativen Elektronen, die das Molekül zu machen kombinieren. Als das Elektron vom Glühfaden auf den Kollektor zufliegt, kommt ihm ein Luftmolekül in die Quere und - schwupps - kollidieren sie!

Wenn das passiert, stößt das negativ geladene Joe-Elektron ein negatives Elektron aus dem Luftmolekül, und das Molekül wird nun positiv geladen (weil es minus ein negatives Elektron ist). Dieser Vorgang wird als Ionisation bezeichnet. Joe Electron setzt dann seine Reise fort (ein Fahrerflucht nicht weniger); als er sich dem negativ geladenen Kollektor nähert, wird er abgestoßen, weil er auch negativ ist.

Joe dreht sich um und steuert wieder auf das positiv geladene Gitter zu und wird schließlich wieder durch das Spiralgitter geschleudert. Das positiv geladene Luftmolekül, minus ein negatives Elektron, steuert auf den negativ geladenen Kollektor zu und wird mit offenen Armen empfangen. Der Kollektor hat Mitleid mit dem armen Molekül minus ein Elektron, so dass er im Gegenzug eines seiner eigenen negativen Elektronen abgibt und so das Molekül wieder in seinen ursprünglichen neutralen Zustand versetzt. Es ist dieser Elektronenfluss vom Kollektor, den wir messen (in Form von Mikroampere), um den Grad des Vakuums zu bestimmen. Die Anzahl der Luftmoleküle im Vakuummeter steht in direktem Verhältnis zu der stattfindenden Ionisierung und damit in direktem Verhältnis zu dem vom Kollektor abgegebenen Elektronenfluss.

Je besser also das Vakuum ist, desto weniger Luftmoleküle sind vorhanden, desto weniger Zusammenstöße gibt es und desto weniger Elektronen fließen aus dem Kollektor. Bei sehr niedrigem Druck, in der Größenordnung von 10-11 Torr, ist eine spezielle Ausrüstung erforderlich, um den Kollektorstrom zu verstärken und zu messen. Unter diesen Bedingungen ist es ein schöner Tag für Sonntagsfahrer, und selbst Joes Frau, Jane Electron, die wie ihr Mann Fahrerflucht begehen möchte, findet nicht viele Luftmoleküle, die sie treffen könnte. Wenn man einen Stein geradewegs in den Weltraum werfen könnte und er sich immer weiter in einer geraden Linie fortbewegen würde, wären die Chancen, einen Stern zu treffen, ziemlich gering, obwohl es Milliarden von Sternen gibt, auf die man zielen könnte. Auch die Luftmoleküle sind so klein, dass es in einem Hochvakuum zwar Millionen von ihnen gibt, der Raum zwischen ihnen aber so groß ist, dass es kaum zu Zusammenstößen kommt. In Ihrem Hochvakuum haben wir also eine Subminiaturversion des Universums.

Eines der Probleme bei der Kalibrierung des Ionisationsmessgeräts besteht darin, dass der Glühfadenstrom so geregelt werden muss, dass ein konstanter Elektronenstrom aus ihm austritt. Das positive Gitter muss auch ausreichend geladen bleiben, damit die Geschwindigkeit der Elektronen nicht beeinträchtigt wird. Wenn diese Ladung schwach wird, erhalten die negativen Elektronen aus dem Filament nicht genug Geschwindigkeit (Kraft), um die Luftmoleküle zu ionisieren.

Ein weiterer Nachteil dieses Messgerätetyps ist, dass das Filament beschädigt wird, wenn der Druck auf etwa 10 Mikrometer ansteigt oder wenn das Messgerät einem Dauerbetrieb über 1 oder 2 Mikrometer ausgesetzt wird. Durch Unfälle oder eine andere Ursache brennt der Faden sofort durch. Sie erinnern sich, was für eine harte Zeit der alte Tom Edison hatte, als er versuchte, einen Glühfaden bei atmosphärischem Druck zum Glühen zu bringen. Irgendwie hielten die Glühfäden nicht durch. Als er die Glühbirne evakuierte - presto! Die elektrische Glühbirne war geboren.

Ein interessantes Merkmal des Televac® Ionisationsmessgeräts, das besonders die industriellen Anwender anspricht, ist, dass die Glühwendel des Televac® Messgeräts nicht durch Unfälle oder andere Ursachen, die einen plötzlichen Druckanstieg bewirken, durchbrennen kann. Sobald der Druck des Vakuumsystems über 1 oder 2 Mikrometer ansteigt, wird der Strom zur Glühwendel sofort und automatisch abgeschaltet. Das schont das Filament und verhindert kostspielige Abschaltungen und den häufigen Austausch von Messgeräten. Außerdem schont es die Nerven und das Temperament.

Kaltkathoden-Ionisationsmessgerät

Das Heißfilament- (oder Heißkathoden-) Ionisationsmessgerät ist der akzeptierte Standard im Labor zur Messung von "hohen" Vakua, hat aber Nachteile für den industriellen Einsatz. Die Messröhren sind in der Regel entweder aus empfindlichem Glas oder es handelt sich um "nackte" Röhren, die aus ungeschützten Elementen bestehen, die in die Vakuumkammer hineinragen. Beide "Messköpfe" sind anfällig für Beschädigungen oder Verschmutzungen durch das System, was sie unbrauchbar macht.

Daher hat sich in den letzten Jahren eine andere Art von Ionisationsmessgeräten für industrielle Umgebungen wie Vakuumöfen und Elektronenstrahlschweißgeräte durchgesetzt. Dabei handelt es sich um ein Kaltkathodenmessgerät, von dem es mehrere Typen gibt, darunter das Penning-Messgerät und das doppelte invertierte Magnetron-Messgerät. Es werden zwei parallel geschaltete Kathoden verwendet, und die Anode befindet sich in der Mitte zwischen ihnen. Die Kathoden sind Metallplatten oder geformte Metallbuckel; die Anode ist eine Schleife aus abgeflachtem Metalldraht, deren Ebene parallel zu der der Kathode liegt. Zwischen der Anode und den Kathoden wird eine Potenzialdifferenz von 2 kV bis 4 kV aufrechterhalten. Außerdem wird zwischen den Kathoden durch einen Dauermagneten, der sich in der Regel außerhalb des Messrohrkörpers befindet, ein Magnetfeld angelegt.

Elektronen, die von einer der beiden Kathoden emittiert werden, bewegen sich (aufgrund des Magnetfeldes) auf spiralförmigen Bahnen und erreichen schließlich die Anode, die eine hohe positive Ladung trägt. Während der Reise auf dem langen Elektronenpfad stoßen viele der Elektronen mit den Molekülen des Restgases zusammen und erzeugen positive Ionen, die direkt zu den Kathoden wandern. Der dabei entstehende Ionisationsstrom wird direkt an einem Mikroamperemeter in Form von Druck abgelesen.

Der zuverlässige Druckbereich dieses Instruments liegt normalerweise bei 10-3 bis 10-8 Torr, obwohl neuere Designs diesen Bereich sowohl nach oben als auch nach unten erweitert haben. Die obere Grenze wird durch die auftretende Glimmentladung festgelegt und kann durch die Zusammensetzung des Restgases oder die Sauberkeit der Messrohrelemente etwas variieren. Die untere Grenze wird durch den kleinsten Ionenstrom, der praktisch gemessen werden kann, und die Dichtungen festgelegt. Der Vorteil dieser Art von Ionisationsmessgeräten ist, dass das Kaltkathodenmessgerät sehr robust ist und zur Reinigung leicht zerlegt werden kann. Das Gerät kann mittels Glasperlenstrahlens der Elemente oder mit einem einfachen Schleifpad gereinigt werden.

Zum Schluss...

Es gibt viele gute und akzeptable Messgeräte auf dem Markt; ich denke, alle haben ihre Vor- und Nachteile. Es bleibt einem Genie überlassen, ein Allzweck-Vakuummeter zu entwickeln, das im Labor und in der Industrie eingesetzt werden kann; das eine stabile Kalibrierung beibehält, trotz aller dummen Fehler, die der Mensch machen kann; das plötzliche Druckstöße ohne Fehler übersteht; das unversehrt bleibt, wenn es mit Vakuumpumpenöl gefüllt wird, das sich in das System zurückgestaut hat, nachdem Junior vergessen hat, das Vakuum abzulassen; das unbeeinflusst von Temperatur- und Atmosphärenbedingungen oder dem Vorhandensein von verirrten und manchmal korrosiven Gasen ist; das von Ingenieuren, die glauben, dass die Anzeige falsch ist, gerüttelt, angezapft und beschimpft werden kann; das für alle Vakuumbereiche zwischen 10-11 Torr und Atmosphärendruck angepasst werden kann - und das für nur ein paar Dollar verkauft wird.

Wenn irgendein Genie, das dies hier liest, ein solches Instrument entwickeln kann, fangen Sie jetzt an, Ihre Rentenpapiere auszufüllen! Wie Sie sehen, gibt es noch viele Probleme bei der Messung von Vakuum. Hunderte von ihnen sind in diesem Heft nicht einmal erwähnt, und selbst wenn, dann sind Sie wahrscheinlich schon auf ein paar neue gestoßen. Wir können nur sagen, dass die Hochvakuumtechnik in der Tat faszinierend ist und dass wir an der Schwelle zu einer neuen Ära der industriellen Entwicklung mit Vakuumverfahren stehen. Viele neue Probleme werden auftauchen; es liegt am Hochvakuum-Ingenieur, diesen Herausforderungen aufgeschlossen zu begegnen. Neue Ideen sind gefragt, und die Industrie blickt auf Sie.

- J. Gordon Seiter

Wie respektvoll aktualisiert von
John J. (Jack) Boericke, 1976
William H. (Bill) Bayles, 1993
Shawn Orr und Jonathan Lance, 2019