Comprendre la jauge de Pirani

La jauge Pirani est une jauge de conductivité thermique fiable utilisée pour surveiller les pressions dans les systèmes de vide. Marcello Pirani a eu l'idée en 1906. En utilisant efficacement un thermomètre à résistance comme élément chauffant, la jauge Pirani élimine l'utilisation d'un thermocouple pour détecter la température (comme dans la jauge à thermocouple).

Dans cet article, vous apprendrez la définition, les applications, les pièces, le schéma, le fonctionnement, les avantages et les inconvénients d'une jauge Pirani.

Qu'est-ce qu'une jauge Pirani ?

Une jauge Pirani est une jauge de conductivité thermique fiable utilisée dans les systèmes de vide pour mesurer les basses pressions. Il fonctionne en suspendant un fil métallique chaud dans un tube et en l'exposant à un milieu de pression de gaz. Des fils fins de tungstène, de nickel ou de platine sont utilisés pour fabriquer ces fils métalliques chauds.

Il fonctionne en surveillant le changement de conductivité thermique et en utilisant ces informations pour calculer la pression du système. Ce manomètre est approprié pour mesurer des pressions dans la plage de 0,1 à 100 pascals à de très basses pressions. La jauge Pirani est utilisée pour mesurer la pression à basse pression et à vide élevé. il utilise un graphique de tracé basé sur les données obtenues.

Schéma d'une jauge Pirani :

Construction et fonctionnement d'une jauge Pirani

Un filament métallique (généralement du platine) est placé dans un tube qui est fixé au système dont le vide doit être mesuré dans la jauge Pirani. Un joint en verre dépoli ou un connecteur métallique à bride, scellé par un joint torique, est couramment utilisé pour effectuer la connexion. Le filament est relié à un circuit électrique à partir duquel une lecture de pression peut être prise après étalonnage.

Lorsqu'un courant électrique parcourt un fil conducteur (filament de platine), il s'échauffe. Au fur et à mesure que les molécules de gaz entrent en collision avec le fil et évacuent la chaleur, ce fil suspendu au gaz perdra de la chaleur au profit du gaz. Le nombre de molécules présentes diminuera proportionnellement à la chute de la pression du gaz (par les pompes à vide), la conductivité du milieu environnant diminuera et le fil perdra de la chaleur plus lentement. La mesure de la perte de chaleur est un moyen indirect de déterminer la pression.

Étant donné que la résistance électrique d'un fil fluctue avec sa température, les tests de résistance indiquent également la température du fil. Le pont est maintenant utilisé pour déterminer le changement de résistance du filament. Une fois calibré, le changement de résistance du filament de la jauge Pirani devient une mesure de la pression appliquée.

Le fil est maintenu à une résistance constante R dans divers systèmes en gérant le courant I qui le traverse. Un circuit en pont peut être utilisé pour régler la résistance. La puissance I2R est appliquée au fil et la même puissance est appliquée au gaz. Par conséquent, le courant nécessaire pour atteindre cet équilibre est une mesure du vide.

La jauge peut supporter des pressions allant de 0,5 Torr à 103 Torr. Étant donné que la conductivité thermique et la capacité calorifique du gaz peuvent altérer la lecture du compteur, il peut être nécessaire d'étalonner l'appareil avant d'obtenir des lectures correctes. D'autres instruments, comme une jauge Penning, sont utilisés pour mesurer des pressions plus basses.

Regardez la vidéo ci-dessous pour découvrir le fonctionnement de la jauge Pirani :

Avantages et inconvénients d'une jauge Pirani

Avantages :

Vous trouverez ci-dessous les avantages d'une jauge Pirani dans ses différentes applications.

• Ils sont robustes et abordables.
• À basse pression, il produit des résultats fiables.
• La pression peut être lue à distance.
• La jauge de coupleur thermique, qui est un autre type de jauge de conductivité thermique, n'est pas recommandée.
• Il est préférable car il est 10 fois plus rapide et peut surveiller une plus grande plage de pressions.

Inconvénients :

Malgré les avantages d'une jauge Pirani, certaines limitations subsistent. Vous trouverez ci-dessous les inconvénients d'une jauge Pirani dans ses différentes applications.

• La jauge Pirani doit être examinée régulièrement.
• Différents gaz doivent être utilisés pour étalonner la jauge Pirani.
• Son fonctionnement nécessite l'utilisation d'électricité.

Conclusion

Une jauge Pirani est une jauge de conductivité thermique fiable utilisée dans les systèmes de vide pour mesurer les basses pressions. Il fonctionne en suspendant un fil métallique chaud dans un tube et en l'exposant à un milieu de pression de gaz. Des fils fins de tungstène, de nickel ou de platine sont utilisés pour fabriquer ces fils métalliques chauds. C'est tout pour cet article, où la définition, les applications, les pièces, le schéma, le fonctionnement, les avantages et les inconvénients de la jauge Pirani sont discutés.

J'espère que vous apprendrez beaucoup de la lecture, si c'est le cas, veuillez partager avec d'autres étudiants. Merci d'avoir lu, à bientôt !