การเลือกใช้เกจวัดความดันสุญญากาศ (How to Select a Vacuum Gauge)
การเลือกใช้เกจวัดความดันสุญญากาศ (How to Select a Vacuum Gauge)
เกจวัดความดันสุญญากาศ (Vacuum Gauge) เป็นเครื่องมือที่ใช้ในการวัดความดันสุญญากาศ (Vacuum Pressure) หรือความดันที่ต่ำกว่าความดันบรรยากาศปกติ ซึ่งถ้าแบ่งตามเทคนิคการวัดของเกจแล้ว มักมีหลากหลายประเภทให้เลือกใช้งานตามความเหมาะสมหรือตามระดับความดันสุญญากาศ (Pressure Range) ที่ต้องการวัด เช่น Rough, High หรือ Ultrahigh Vacuum
เกจวัดความดันสุญญากาศแบ่งตามเทคนิคการวัด
1. แบบ Mechanical Gauge จะใช้วัสดุที่มีความยืดหยุ่น (Elastic or Flexible Element) ที่จะสามารถเกิดการเปลี่ยนรูปร่างเมื่อค่าความดันเปลี่ยนแปลงไป เช่น เกจวัดความดันแบบไดอะแฟรม (Diaphragm Gauge), เกจวัดความดันแบบบูร์ดอง (Bourdon Gauge), และเกจวัดความดันแบบเบลโลว์ (Bellow Gauge) เป็นต้น
2. แบบ Thermocouple Gauge จะใช้การวัดความดันจากค่าการนำความร้อน (Thermal Conductivity) ของก๊าซที่หลงเหลืออยู่ในเกจ (Gauge Tube) ทำให้ค่าความต้านทานเกิดการเปลี่ยนแปลง โดยค่าการเปลี่ยนแปลงนี้จะขึ้นอยู่กับชนิดของก๊าซด้วย เช่น เกจพิรานี (Pirani Gauge)
3. แบบ Ionization Gauge จะใช้หลักการวัดกระแสไฟฟ้าจากโมเลกุลของก๊าซที่ถูกไอออนไนซ์ในสนามไฟฟ้า และการเพิ่มปริมาณการเกิดประจุด้วยสนามแม่เหล็ก โดยขนาดของกระแสไฟฟ้าที่วัดได้นี้ จะบ่งบอกถึงระดับความดันภายในระบบ เช่น Hot Cathode Ionization Gauges, Cold Cathode Ionization Gauges
การเลือกใช้เกจวัดความดันสุญญากาศตามระดับความดันสุญญากาศ
ช่วงความดันสุญญากาศ (Vacuum Range) และความต้องการในการใช้งาน (Application) เป็นปัจจัยสำคัญในการเลือกใช้เกจวัดความดันสุญญากาศ
Vacuum Applications in Different Vacuum Ranges
จากรูปเราจะเห็นได้ว่า งานแต่ละประเภทมีการใช้ช่วงความดันสุญญากาศที่แตกต่างกันออกไป ดังนั้น เราจึงควรเลือกเกจวัดความดันให้เหมาะสมกับงาน เพื่อประสิทธิภาพสูงสุดในการผลิต หรือทดลอง
Vacuum Gauge for Rough Vacuum
ความดันตั้งแต่ ความดันบรรยากาศ ถึง 10-3 mbar ส่วนใหญ่มักจะใช้เกจแบบ Mechanical Gauge และแบบ Thermocouple Gauge ในการวัด ซึ่งแต่ละประภทจะมีข้อดี-ข้อเสียแตกต่างกันไป ดังนี้
Vacuum Gauge for High Vacuum
ความดันตั้งแต่ 10-3 ถึง 10-8 mbar ส่วนใหญ่มักจะใช้เกจแบบ Ionization Gauge ข้อเปรียบเทียบระหว่าง Hot Filament Ionization Gauge (HFIG, Bayard Alpert or BA) และ Cold Cathode/Inverted Magnetron Gauges (IMG) มีดังนี้
Vacuum Gauge for Ultrahigh Vacuum
ความดันตั้งแต่ 10-8 ถึง 10-11 mbar ส่วนใหญ่มักจะใช้เกจแบบ Ionization Gauge เช่นเดียวกัน หรืออาจมีการใช้ Residual Gas Analyzers มาวัดค่าความดันของก๊าซแต่ละชนิด (Partial Pressure) ได้เช่นเดียวกัน โดยมีข้อเปรียบเทียบดังนี้
