微机型数显复合真空计使用说明.docx
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微机型数显复合真空计使用说明
1、安全说明…………………………………………………………………1
2、技术参数…………………………………………………………………2
3、工作原理………………………………………………………………3
4、性能概述………………………………………………………………4
5、使用概述………………………………………………………………5
6、规管性能概述…………………………………………………………7
7、规管外形及安装………………………………………………………10
8、真空计与规管连线……………………………………………………12
9、真空计开机及显示说明………………………………………………13
10、真空计使用方法……………………………………………………13
10.1电阻2单元使用方法………………………………………………13
10.2电阻1与电离复合单元使用方法…………………………………15
11、真空计去气…………………………………………………………17
*12、控制功能及设定方法………………………………………………17
*13、控制输出……………………………………………………………18
*14、扩展功能……………………………………………………………20
机箱规格………………………………………………………22
15、附录规管接口………………………………………………………24
常见问题……………………………………………………27
*号内容属选配功能说明，仅选配了此功能相应配置有效
1、安全说明
▲为确保该真空计的正常功能，使其具有较高的准确度、稳定性和较长的使用寿命，请根据本说明书中规定的允许值和应用条件进行操作和使用。
·操作、维护和维修该真空计时，请遵守电气设备的安全规范。
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·避免大气压下开启电离规灯丝，这将烧毁电离规灯丝。
·避免真空系统或管道有真空时，强制拆卸规管。
·避免用于“正压”的真空系统安装普通规管，应安装承受“正压”的规管。
·避免真空系统中腐蚀性气体腐蚀电阻规传感丝及电离规各电极，以延长规管寿命。
·采用适当措施防止误操作或不允许的损坏。
·如未按本说明书操作，我们将不承担任何责任；有关该真空计及其附件的保证条款也将无效。
该说明书使用符号说明：
▲注意：
表示必须遵循的信息，如未遵循可能会导致对人身的伤害和对该真空计的损坏。
●表示重要的附加信息和技巧或建议。
炫辰钛金保留对产品外观及设计改进和改变的权利，而无需事先通知，产品及配件以实物为准。
2、技术参数
2.1电阻单元技术参数：
·配用规管型号:
ZJ-52T电阻规
·电阻规传感丝冷态电阻值（86.5Ω±1.7Ω）
·真空度测量范围（对干燥空气或氮气）
1.0×105～2.5×103可测范围。
2.5×103～5.0×10-1不大于显示值的±30%
5.0×10-1～1.0×10-1可测范围。
·有效控制范围2.5×103～5.0×10-1Pa。
2.2电离单元技术参数:
·测量范围:
5～1Pa可测范围
1～5×10-5Pa不大于显示值的±50%
5×10-5～1×10-5Pa可测范围
·配用规管型号:
ZJ-27电离规
·规管灵敏度:
0.15±15%Pa-1。
·规管加速极（栅极）对地电位：
225V±3%
·规管阴极（灯丝）中心点对地电位：
25V±5%。
·收集极对地电压：
0V。
·发射电流：
100uA±3%5～1×10-1Pa
1mA±3%1×10-1～1×10-5Pa
·离子流放大器示值误差：
5～1×10-4Pa不大于±5%
1×10-4～1×10-5Pa不大于±10%
·规管除气方式：
焦耳去气。
·有效控制范围：
1Pa～5×10-5Pa
2.3其它参数
·控制输出模式：
继电器触点通、断输出。
每一组输出为一对常闭和一对常开。
·控制负载：
AC220V/1A（DC28V/5A）无感负载。
·工作电源：
AC220V±10%/50HZ。
·功率：
最大功率约40W。
·工作环境温度：
0～450C。
·工作相对湿度＜85%。
·机箱规格及开孔尺寸和重量参见附录。
3、工作原理
3.1电阻单元工作原理
电阻单元采用热传导式电阻真空规（又称皮拉尼规），基于这种规通以电流的热丝温度是随真空（压力）而变化的。
由于温度的改变导致热丝电阻的变化。
因此用测量电阻的变化来测量真空度。
3.2电离计工作原理
电离单元采用热阴极电离规。
基于这种规在低压力（真空）下，对通过电流的电离管灯丝“加热”，使其发射电子，故称热阴极电离规；同时给电离规加速极施加直流高压，使电子在规管电极间产生的电场中被加速，去轰击气体分子使其电离，电离产生的正离子被收集极接收。
离子流与气体压力p的关系：
I+=KIeP
K为规管灵敏度，I+为离子流，Ie为发射电流，P为真空系统内压力（真空）。
3.3复合真空计由电阻规管、电离规管和电子学电路组成。
电阻单元电路完成电阻规热丝定温功率调节，以及随真空度变化的测量桥路电压信号的采样，放大，经模数（A/D）转换为数字信号。
电离单元电路一部份提供电离规管所需的工作电压以及发射电流的稳定；另一部份完成离子流的检测、放大，经模数（A/D）转换为数字信号。
以微处理器为核心的数字电路，一方面完成电阻单元真空数字信号非线性处理、运算，最后送显示器显示；一方面完成电离单元数字信号采样、运算，并送显示器显示；同时完成离子流放大量程和发射电流转换的自动切换。
另一方面接受前面板各按键指令或后板外控信号指令并发出相应执行指令；同时输出真空控制信号以及真空度模拟信号和计算机通讯信号等。
其工作原理功理图如下：
真空计电路工作原理框图
4、性能概述：
本复合真空计：
采用经过特殊的稳定的处理工艺，以热容量极小的金属丝作为真空敏感元件的电阻规，从而更大程度地降低零点、满度的漂移。
采用特别的定温式工作模式，使其电阻单元具有更宽广的测量范围和更快的响应时间。
采用高稳定、高性能直流高压稳压及稳发射电路，以确保电离规各参数稳定运行。
采用独特的真空度离子流采样放大电路和保护回路，确保从收集极回路串入的瞬变电压（TVS）强力衰减，使得真空度测量更加稳定和可靠。
采用全进口的微处理和数字接口芯片以及模拟与数字分离技术，光电隔离技术，数字滤波等新技术，确保了真空计具有强大的抗干扰能力。
采用优化的全自动切换技术，确保真空计自动量程切换平稳和可靠。
采用超量程自动关闭电离规灯丝技术，确保因真空系统突然曝露大气而不损坏电离规。
采用了外控PLC信号、RS232/RS485信号，开启/关闭电离规最新功能，使得实现真空系统的自动化成为可能。
采用国际通用流行的2U标准机箱以及PVC彩色薄膜面板，使真空计外型更为美观、时尚。
5、使用概述
真空计为二路电阻测量和一路电离测量，组合为复合真空计。
电阻单元2为独立工作单元，由真空计前面板左窗口显示。
适宜抽气机组前级管路或其它位置的粗、低真空测量和控制。
电阻1和电离组合为复合单元，由真空计前面板右窗口显示。
这种复合在自动模式时，可实现电阻1自动开启和关闭电离规实现真实度连续测量和控制：
（此模式运行要求电阻规1和电离规安装位置之间应没有压力（真空）差，如同一真空室内等）。
这种复合在手动模式时，电阻1和电离规可不受安装位置限制（如不在同一真空室内等），通过手动开启和关闭电离规进行测量和控制。
这种复合也可通过外控端口PLC信号等关闭电离规，以实现真空系统在放气降真空之前关闭电离规，避免了在低真空时使点亮的电离规灯丝氧化，以延长规管寿命；同时在真空系统恢复抽真空后又置为自动程序自动开启电离规。
可通过前面板完成控制点的设定，以及自动/手动模式测量时的自由切换。
可能过前面板零点（真空），满度（大气压）修正小孔，修正电阻单元零点（真空）和满度（大气压）值。
可通过面板完成去气功能等操作。
真空计前/后面板功能图：
ZDF-X-LED前面板
ZDF-X-LED后面板
ZDF-X前面板
ZDF-X后面板
6、规管性能概述：
该复合真空计采用ZJ-52T电阻规和ZJ-27热阴极电离规。
6．1电阻规性能概述：
ZJ-52T电阻规（又称皮拉尼规）采用经过特殊的稳定化处理工艺，以热容量极小的金属丝作为真空敏感元件，并内置了环境温度补偿回路和管口防粉尘等装置。
具有量程宽、性能稳定、响应快、抗污染、耐氧化、漂移小、寿命长等特性。
适用于粗、低真空测量，即大气压1.0×105Pa至1.0×10-1Pa测量。
电阻规（皮拉尼规）以气体分子热传导方式来检测真空，这种热传导电阻规在低压力（真空）下，气体传热量与气体的摩尔质量，气体分子温度，热丝表面等有关。
因此不同种类的气体对电阻规的灵敏度不同。
由于该电阻计设计采用干燥空气（或氮气）校准而得出的工作曲线。
因此在真空环境下，相对空气（氮气）的其它气体曲线及修正系数和等效氮压力公式如下：
（仅供参考）
Peff（等效真空）=K×P（显示真空）
6.2电离规性能概述
ZJ-27电离规（又称宽量程规），其阴极灯丝采用贵金属氧化物增强了阴极的抗氧化从而提高了耐受瞬时大气冲击的能力，延长了规管寿命。
该热阴极电离规的I+/IE与真空P的关系曲线如下图如示：
如图所示，当真空度进一步降低时，在Pm处I+/IE将达到一个峰值，然后急剧下降，这种现象称作双值现象。
ZJ-27电离规的峰值点（或双值点）为：
5.0Pa左右。
因此在开启电离规测量时，真空度应高于此点，若真空度低于此点，此时你将会发现异常的真空度显示。
如真空度变好时系数本应减小，它却反而增加，或真空度异常偏高等。
●ZJ-27电离规虽采用了抗氧化阴极灯丝，但高温灯丝长时间工作在较低真空下（氧气分压相对校高）亦易被氧化，并逐步降低发射能力，使规管寿命缩短。
●因此应采取最优的真空系统运行程序，缩短低真空区域停留时间。
●并使其保持在高真空区域工作。
●或无需测量时暂时关闭电离规。
6.3电阻适宜测量范围：
2.5×103Pa～1.0Pa●
电离规适宜测量范围：
1.0Pa～5.0×10-5Pa●
7、规管外形及安装
7.1规管外形图
ZJ-52T电阻规外形图
ZJ-27电离规外形图
7.2规管安装：
规管安装的位置和方法对测量值及规管寿命有明显的影响，尤其是当系统中存在气流、气源等非均匀条件或高能离子/电子时，这种影响更加明显。
安装示意图如下：
7.2.1电阻规安装说明
●玻璃外壳电阻规安装前可先与电阻单元连机确认零点是否正确或修正其零点，然后开封安装。
●采用竖直安装。
●水平安装可能会带来测量偏差。
7.2.2电离规安装说明
●应优先采用竖直安装。
●应远离有油蒸汽（如扩散泵返油）的位置，防止油蒸汽遇高温灯丝裂解，改变规管灵敏度和特性以延长规管的使用寿命。
●应远离高能离子或电子的位置，或屏蔽衰减真空系统内的高能离子或电子进入规管，轰击规管电极，加速规管电极老化，缩短规管寿命。
●应避免规管安装处有漏孔，否则微小漏气在规管局部产生压力差，这将带来较大的测量偏差。
8、真空计与规管连线
8.1真空计与电阻规连线图
将电阻规电缆线（五芯插头）与仪器后面板电阻规1/2插口相连并旋紧，电缆线的另一头（八脚插座）与电阻规八脚插头相连。
8.2真空计与电离规连线图
将电离规电缆线（四芯插头）与仪器后面板电离规插口相连并旋紧，电缆线的另一头（八脚插口）与电离规八脚插头相连。
同时将收集极电缆（BNC插头）与仪器后面板收集极插口相连，另一头夹子与玻璃规管收集极管冒相连或与金属规管第1脚引出线相连。
9、真空计开机及显示说明：
在确保所有连线正确后，即可接通真空计电源，显示屏显示◎◎◎◎◎◎◎◎◎◎
电阻2单元电阻1与电离复合单元
例如左窗口显示：
表示真空度为2.0×102Pa=200Pa
●当指数符号为负显示“-”，为正不显示“+”
10、真空计使用方法
10.1电阻2单元使用方法：
电阻2为独立单元，真空计开机后
●此刻应进行电阻单元2设定操作（如果有此功能或需要设定）。
●若不进行设定操作（无此设定功能或已设定过），5秒后电阻单元2自动进入测量壮态并显示真空度（左窗口）。
10.1.1电阻计2单元零点、满度修正
由于电阻规本身的特异性（即零散性）以及使用时的特定环境等因素，从而使电阻计2与某一个电阻规匹配首次使用时或使用一段时间后，需要对零点、满度进行修正。
·零点修正及说明
●应在真空度高于1.0×10-1Pa时进行。
将真空计切换为手动，手动开启电离规完成高真空的测量，其操作方法详见15页手动模式开启和关闭电离规。
将电阻规2和电离规与高真空系统妥善连接，同时对真空系统抽到真空，开启电离规进行真空检测，在真空度高于1.0×10-1Pa时，此时电阻2单元若显示1.0×10-1Pa，说明零点正确，不需要修正，若显示不为此值，如显示2.5EO或1.E-1等，应进行修正。
其修正操作方法如下：
用一字小改刀伸入真空计前面板电阻单元2零点修正小孔，正或反时针旋转，使其显示1.0E-1即可。
●顺时针旋转数字变大，反时针旋转数字变小。
●高真空状态下，由于环境温度以及传感丝表面壮态改变等因素的影响，零点易漂移，若一般能显示在1.0E-1……5.0E-1内，均属正常，不需要修正。
·满度修正及说明
●满度修正在大气压状态下进行。
在零点确认正确或经修正正确后，对真空系统放气，直至大气压下，电阻单元2显示1.0E5，说明满度正确，不需要修正。
若显示不为此值，如显示6.0E3或HHE5，应进行修正，其修正操作方法如下：
用一字小改刀伸入真空计前面板电阻单元2满度修正（大气压）小孔，正或反时针旋转，使其显示1.0E5即可。
●顺时针旋转数字变大，反时针旋转数字变小。
基于上述还未对真空计进行零点确认或修正。
以及真空计零点正确或变化微小，但满度值已变化。
因此真空计开机后，在大气压下，仅仅对其满度修正即可。
●满度修正时，电阻规安装或放置状态（竖直或水平）应与使用时状态相同。
大气压（常压）状态下由于空气分子密度大或经高温环境下工作后，其满度值恢复和稳定时间较长。
●因此虽存在一定的漂移，若一般能显示在1.0E4……9.0E4范围均属正常，不需要修正。
10.1.2、控制功能及设定方法
控制功能及设定方法详见17页控制功能及设定方法
10.1.3、控制输出：
详见18页控制输出
10.2电阻单元1与电离复合单元使用方法
10.2.1电阻单元1使用方法
电阻单元1既是低真空测量与控制单元，又是自动开启电离规单元。
基于低真空测量与控制单元其使用方法与电阻单元2相同。
在1.0×105～2Pa时由右窗口显示其真空测量值。
若需进行零点修正，应将复合单元置为手动，由与其组合的电离计测量高真空，然后关闭电离规或按“电阻1”按键转为电阻1显示，以此确认零点是否需要修正。
●在日常工作中，常观测零点值的变化，若变化微小（10-1Pa量程）可不需要修正，若变化较大以致不能开启电离规则需要修正零点。
这样做将对真空系统的真空检测和控制正常运行带来帮助和方便。
基于电阻1的启动功能在真空度测量值高于2Pa时，（*且外控端1与2断开恢复自动模式，）电离规被自动开启并显示电离测量值，电阻1测量值被隐藏。
10.2.2电离单元使用方法：
·自动模式电离规开启：
真空计开机后，复合单元优先置为自动工作模式，同时前面板自动指示灯亮。
由电阻规1自动开启电离规实现连续测量。
●开机后应进行电离计控制功能设定。
否则5秒后电阻单元1自动进入测量壮态，在1.0×105～2Pa范围由右窗口显示测量值。
●电离规开启点真空度为2.0Pa。
●当电阻1单元测量真空度高于2.0Pa
●*同时外控端口1与2断开。
电离规被启动，灯丝点亮（玻璃规可观测到），显示屏初始显示电离规发射电流值（以最后一次显示值为准）。
若显示值在0.080～0.120标准范围内，表明真空计发射电流正常，真空计进入真空度检测程序并显示真空度值。
若显示值在0.080～0.120标准范围内，这后显示------，说明系统内真空度处于电离规临界峰值点，电离计自身进入超量程自动保护程序，保护电离规。
这是由于电阻计1零点不正确，即零点提前过多所至，需要修正零点，零点修正参见13页。
若显示值显示在0.080～0.120标准范围以外，这将关闭电离规，并显示------，说明规管灯丝断或规管发射能力降低，以及使用了与出厂时不匹配的规管电缆。
·自动模式电离规关闭：
真空度降低至5Pa时电离规自身超量程关闭。
以及再降低至10Pa时由电阻单元1关闭电离规。
按前面板关闭按键关闭电离规。
外控端口1与2闭合关闭电离规。
·手动模式电离规开启：
真空计开机后或工作中，按一下前面板自动按键，即取消自动运行程序，同时前面板自动指示灯熄灭。
同时外控端口1与2断开（或端口不连接线），（因程序设定外控端口1与2闭合，前面板开启按键无效）。
●在确保真空系统内真空度高于5Pa时。
按一下前面板“开电离”按键，随后放开，电离规灯丝点亮（玻璃规可观测到），显示屏初始显示电离规发射电流（以最后一次显示值为准）。
显示方式和现象与自动模式相同。
●若真空系统真空度低于ZJ-27型电离规峰值点“双峰点”，提前打开电离规，真空计将关闭电离规或显示一个虚假的真空度值。
●电离规开启进入真空度测量，若再一次按下“开电离”按键并保持，则显示当前的发射电流值。
·手动模式电离规关闭：
按一下前面板“关电离”按键，则关闭电离规，停止真空检测，显示屏显示-----。
外控端口1与2闭合，则关闭电离规，停止真空检测，显示屏显示-----。
10.2.5控制功能及设定方法
控制功能及设定方法详见17页控制功能及设定方法
10.2.6控制输出：
详见18页控制输出
11、真空计去气：
电离规工作时的去气作用是一个与规的历史条件和使用条件有关的变化参量，为减少测量误差，应对规管电极去气。
需要去气时，按一下真空计前面板“去气”按键，开始对规管去气，并显示去气累积时间，每次去气时间3～5分钟为宜。
若中止去气，则按一下“开电脑”按键，退出去气程序转入真空度测量并显示当前真空度值。
●去气时真空度应大于1.0×10-2Pa，否则不执行去气指令。
●但在真空度低于1.0×10-2Pa时，没有必要对规管去气。
*12、控制功能及设定方法：
12.1、控制功能
控制功能是专为全自动或半自动真空设备设计的扩展功能。
通过真空计的继电器触点通、断（或开、关）来切断真空设备的真空泵或阀门等设备的供给电源，从而实现真空设备的自动或半自动工作模式。
●在最佳的真空测量段可任意设定真空控制点或区间控制值（即上、下限值）并输出继电器触点通、断信号。
该真空计定义上限值比下限值数值小，即上限真空度比下限真空度高（例如：
上限值为5.0E1，下限值应为6.0E1……2.0E2等）
●该真空计的控制功能为选配功能，仅选装了该功能的真空计其前、后面板对应按键、输出功能有效。
12.2、设定方法
所有设定通过前面板设定按键完成。
●所有设定在真空计开机后，应立刻进入设定操作，否则5秒后电阻1/2单元自动进入测量状态，此后不能进行设定。
●复合单元为全量程设定。
在2.5×103～5.0×10-1P范围，由电阻1单元控制输出；在1Pa～5*10-5Pa范围，由电离单元控制输出。
具体操作方法如下：
·上限值设定：
按下“设定1”按键手不松开并保持，“设定1”上限灯亮，初始显示5.0E-1，显示值开始变化；显示系数加1，逢10指数加1，显示过程如下：
5.0E-1，6.0E-1……→1.0E0，……9.0E0→1.0E1……9.0E2→1.0E3…5.0E3→5.0E-16.0E-1→…循环。
当显示到所需设定上限值时，停止按键，“设定1”上限值设定完成。
·下限值设定：
紧跟着再次按下“设定1”按键并保持，“设定1”下限灯亮，显示将从上限值开始增加，其增加过程同上，当增加到所需下限值时，停止按键“设定1”下限值完成的，此时整个设定完成。
·点控值设定：
如果上限值设定完成后不再次按下“设定1”按键，即不设定下限值，则上限值即为点控值。
“设定2”“设定3”……“设定n”操作与上述相同。
5秒后电阻1/2单元进入测量状态，并显示真空度值。
·如何关闭控制点：
按下任意“设定”按键，当显示0.0E-1或0.0E-5时，停止按键，则相应控制点被关断。
·如何显示控制点
真空计进入测量状态后，可按下相应“设定”按键，真空计将循环显示上、下限设定值。
●真空计的设定值具有掉电记忆。
*13、控制输出
当真空计检测真空度达到某一设定值上限时，控制输出继电器动作（即触点常闭转为常开），同时上限灯亮（或对应的J1/J2灯亮）；若真空度下降低于该设定上限值时，上限灯灭，但继电器保持不动作（点控时动作），当真空度再继续下降到设定下限值时，下限灯灭，或对应的J1/J2灯灭，此时继电器动作，恢复原态。
●例如：
某一设定上限值为9×102Pa，下限为1×103Pa，其变化过程如下
13.1控制输出端口：
●“设定1”“设定2”．．．．．“设定n”控制输出端口与真空计前面板相应设定“按键”相对应。
●每一控制输出由三个端子引出，中间端为公共端，另外两端为常开和常闭端，其图示为：
13.2控制输出对应表
电阻2单元控制输出
复合单元控制输出
设
定
1
设
定
2
设
定
3
设
定
4
设
定
1
设
定
2
设
定
3
设
定
4
设
定
5
设
定
6
设
定
7
设
定
8
注：
·标准控制输出：
设定1/2为电阻单元控制输出，设定3/4为复合单元控制输出。
·若未特别说明按标准控制输出。
*14、扩展功能
所有扩展功能均为选配功能，仅选配了该功能的真空计才具有相应的功能输出。
14.1外控关闭电离规输入端口：
●1与2闭合关闭电源；1与2断开恢复自动模式。
14.2模拟输出
14.2.1模拟输出端口：
ZDF-X-LED型输出红+/黑-
ZDF-X型输出1+/2-
14.2.2模拟量输出表（0-5V，0-10V，0-10Mv，4-20mA）
14.3计算机输出图及通讯协议：
14.3.1计算机输出图
14.3.2计算机通讯协议：
ZDF-X-LED型RS232单向发送协议
1、传输方式：
10位传输，一位起始位（0），8位数据位（低位在先），1位停止位
（1）
2、波特率：
1.2KHZ
3、发送顺序：
（为ASCII码）
发送顺序
02AH
W
Y
Z
W
X
Y
Z
w
（或“OAAH”为ZDF-X特征字）
开始特征字02AH为16进制
XYZWxyzw
式中，X、Y为电阻2单元测量系数，x、y为
复合单元测量系数。
Z为电阻2单元指数符号，z为复合单元指
数符号。
W为电阻2单元
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