對于液體,直接說明液體的體積足以描述液體的量。舉個例子,如果說水龍頭滴水,那麼在給定時間内水龍頭滴出的水量僅僅用 l/h(升/小時)表示就可以了。然而,與液體不同的是氣體是可以壓縮和解壓縮的。假設溫度是保持不變的,那麼氣體的量可以表達為壓強與體積的乘積。目前在讨論的單位“mbar ·l”就是告訴我們在“s”這個時間内氣體的流失量。
背景:
“速率”所表達的概念就是“每單位時間内”。 所以,出生率就是在告訴我們每年有多少孩子出生。而新車的還款率指的就是每個月要為這輛車付多少錢。因此,洩漏率就是在告訴我們每單位時間内有多少氣體從漏洞流失。
讓我們再舉個例子,如果容器内有一升氣體,且當前壓力為 10 bars。如果這些氣體通過容器壁上的一個漏洞向外洩漏,那麼在正常大氣壓下(即 1 bar 的絕對壓力),漏出氣體的體積就會是十升。理想的氣體定律是這樣規定的:當氣體從一種狀(内部,10 bar · 1 l = 10 bar · l =10,000 mbar · l)轉為另外一種狀态(外部,1 bar · 10 l = 10 bar · l = 10,000mbar · l)時,壓力和體積的乘積保持不變。如果将這一過程所花費的時間考慮在内,那麼這就變成了“速率”,且在歐洲使用的這個單位就是 mbar · l/s。
可考慮的另一個洩漏率是 1·10-4 mbar ·l/s 的速率,一般被稱作“水密”, 這相當于直徑小于 0.5 毫米/秒的細小鹽粒大小的氣體體積。
描述微小洩漏率的最好方式是把它想象成已知體積的氣體從一個已知物體中洩漏所花費的時間。例如,像 1 · 10-11 mbar · l/s 這麼小的洩漏率可以使用普發真空的氦質譜檢漏儀進行測量。以這一速率,在大氣壓下,形成體積為1 cm3 的氣泡要花費 3,170年 的時間。
“毫巴”、“升”和“秒”這幾個單位使用非常普遍且非常容易描述,隻有“秒”這個時間單位是在國際單位制七個基本單位之一(國際單位制, 符号:SI)。這七個基本單位分别是:
① 長度單位——米(m)。
② 質量單位——千克(kg)。
③ 時間單位——秒(s)。
④ 電流強度單位——安培(A)。
⑤ 熱力學溫度單位——開爾文(K)。
⑥ 物質的量單位——摩爾(mol)。
⑦ 發光強度單位——坎德拉 (cd)。
用來表達氦洩漏率的單位
在真空技術中,最重要的物理量就是壓力。這一單位可源自國際制單位。從定義上來講,壓力與每單位面積(單位平方米)承受的力(單位牛頓 = m*kg/s2)是一樣的。因此,壓力所産生的單位就是牛頓/平方米 (N/m²),另外它還以帕斯卡的名字命名。100 帕斯卡相當于 1 毫巴。為了讓我們在工作時使用較為熟悉的數值,單位帕斯卡前往往加一個前綴“hecto”意思是100。現在,壓力的單位可用 mbar 和 hPa 表示相同的數值。
“升”也不是國際制單位。如果用國際制單位來表示洩漏率,我們需要用 Pa m3.s-1 來表示。這個單位是在日本确立的,當時的歐洲和其他一些說英語的國家正處于一個過渡期。對于洩漏率的表達也是一樣,根據 DIN EN 1330-8的規定,将其稱為“洩漏”率。
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