在真空技術(shù)廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體制造、薄膜沉積、真空鍍膜、真空熱處理以及科研實驗的今天，準確測量真空度成為保證工藝質(zhì)量和設(shè)備安全運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。不同的真空范圍需要采用不同的測量原理，而如何在一臺儀表上實現(xiàn)從低真空到高真空的寬量程連續(xù)監(jiān)測，同時保證響應(yīng)速度和可靠性，是真空測量領(lǐng)域的核心課題。OKANO（岡野真空計制作所）作為日本的真空測量儀器專業(yè)制造商，其推出的AVG-300C11真空計正是為了滿足這一需求而設(shè)計的。它不是一只簡單的真空表，而是一套集成了皮拉尼測量原理、具備智能控制與輸出功能的寬量程真空計，廣泛應(yīng)用于各類真空設(shè)備的在線監(jiān)測與自動化控制。
一、 產(chǎn)品定位：寬量程皮拉尼真空計
OKANO AVG-300C11屬于AVG-300系列皮拉尼真空計中的一款標準型號。該系列產(chǎn)品定位為經(jīng)濟型、寬量程、適用于粗真空至高真空范圍的熱導(dǎo)式真空計。型號中的“AVG"代表Analogue Vacuum Gauge（模擬真空計），“300"指示其系列代號，“C11"則表示特定的傳感器配置和輸出選項（通常包含雙設(shè)定點繼電器輸出和模擬電壓輸出）。
皮拉尼真空計的測量原理基于氣體熱導(dǎo)率隨壓力變化的物理特性。AVG-300C11內(nèi)部有一根精密加工的細金屬絲（皮拉尼絲），作為電橋的一個臂。當恒定電流通過該金屬絲時，其溫度升高并達到熱平衡。氣體分子與熱絲碰撞時會帶走熱量：壓力越高，氣體分子越多，熱傳導(dǎo)越快，熱絲溫度下降越多，其電阻值也隨之下降。通過測量電阻值的變化，即可反推出真空度。這一原理使得皮拉尼真空計能夠覆蓋從大氣壓到10?1Pa甚至更低的寬范圍，且結(jié)構(gòu)簡單、成本適中、響應(yīng)快速。
二、 核心技術(shù)參數(shù)
| 參數(shù)項 | 數(shù)值/范圍 | 說明 |
|---|---|---|
| 測量原理 | 皮拉尼（熱導(dǎo)式） | 基于氣體熱傳導(dǎo)與壓力的關(guān)系 |
| 測量范圍 | 1.0 × 10?1 ~ 1.0 × 10? Pa | 覆蓋從大氣壓到中高真空 |
| 顯示范圍 | 5.0 × 10?2 ~ 1.2 × 10? Pa | 略寬于保證精度范圍 |
| 精度（保證范圍） | ±15%（1.0×10?1 ~ 1.0×103 Pa） ±30%（1.0×103 ~ 1.0×10? Pa） | 皮拉尼規(guī)典型精度 |
| 重復(fù)性 | ±5% | 同一條件下多次測量一致性 |
| 傳感器類型 | 皮拉尼管（鎢絲或鎳絲） | 可更換式傳感器單元 |
| 法蘭接口 | VF25、KF16、NW16、1/8英寸NPT等可選 | 標準真空接口，適配不同系統(tǒng) |
| 測量氣體 | 空氣、氮氣、氬氣、氦氣（需校正） | 對其他氣體需查修正曲線 |
| 顯示方式 | 模擬指針表頭（帶對數(shù)刻度）或數(shù)字顯示（視版本） | 直觀顯示壓力變化 |
| 輸出信號 | 0 ~ 5 V DC（對數(shù)線性輸出） | 可連接PLC或記錄儀 |
| 輸出阻抗 | ≤ 100 Ω | 驅(qū)動能力強 |
| 設(shè)定點輸出 | 2點（獨立設(shè)定） | 繼電器觸點（常開） |
| 觸點容量 | 30 V DC / 0.5 A（電阻負載） | 驅(qū)動小型繼電器或指示燈 |
| 設(shè)定范圍 | 1.0×10?1 ~ 1.0×10? Pa | 全程可調(diào) |
| 設(shè)定分辨率 | 1×10?1 Pa（低區(qū)）~ 1×103 Pa（高區(qū)） | 適應(yīng)不同壓力段 |
| 電源電壓 | 100 ~ 240 V AC ±10%，50/60 Hz | 寬電壓，全球通用 |
| 功耗 | ≤ 15 VA | 低功耗設(shè)計 |
| 傳感器電纜長度 | 標準3米（可延長至10米） | 便于主機安裝于控制柜 |
| 工作環(huán)境溫度 | 0 ~ 50 ℃（主機） 0 ~ 80 ℃（傳感器） | 傳感器可耐受較高溫度 |
| 工作環(huán)境濕度 | ≤ 80% RH（無結(jié)露） | 避免潮濕環(huán)境 |
| 外形尺寸（主機） | 約 96 × 96 × 120 mm | 標準1/4 DIN面板安裝 |
| 面板開孔尺寸 | 92 × 92 mm | 標準儀表開孔 |
| 重量（主機） | 約 600 g | 輕量化設(shè)計 |
| 傳感器重量 | 約 100 g（不含電纜） | 小型傳感器便于安裝 |
| 預(yù)熱時間 | ≤ 10 分鐘（達到穩(wěn)定精度） | 開機后需預(yù)熱 |
| 耐壓（傳感器） | 大氣壓（連續(xù)） | 可暴露于大氣，不易損壞 |
三、 核心用途：覆蓋多行業(yè)的真空測量與控制
OKANO AVG-300C11真空計的應(yīng)用場景廣泛，幾乎所有涉及真空環(huán)境的工業(yè)設(shè)備和科研裝置都可能需要它的參與。
真空鍍膜設(shè)備
在裝飾鍍膜（如手機殼金色、鐘表表殼玫瑰金）、工具鍍膜（如鉆頭、銑刀的TiN/TiAlN涂層）、光學(xué)鍍膜（如相機鏡頭增透膜、激光鏡片高反膜）等真空鍍膜機中，真空度是決定膜層質(zhì)量的核心參數(shù)。鍍膜通常需要在10?2Pa~10?3Pa甚至更高真空下進行。AVG-300C11通常用作“粗真空"或“前級真空"段的測量，監(jiān)測機械泵對腔體的抽氣過程，直至達到切換高真空泵（擴散泵、分子泵）的預(yù)定壓力。其雙設(shè)定點輸出可用于自動控制閥門順序。真空熱處理爐
真空釬焊爐、真空退火爐、真空燒結(jié)爐等設(shè)備，需要在高溫下對金屬或陶瓷材料進行無氧化處理。殘余氣體中的氧氣和水蒸氣會導(dǎo)致工件表面氧化。AVG-300C11用于監(jiān)測爐內(nèi)的前級真空度，判斷系統(tǒng)密封性和抽氣效率。通過觀察真空計讀數(shù)可以判斷材料放氣何時減弱，進而決定是否可以繼續(xù)升溫。半導(dǎo)體與電子器件制造
在半導(dǎo)體工藝中，濺射臺、刻蝕機、PECVD、蒸發(fā)臺等設(shè)備均需要在高真空環(huán)境下工作。雖然主真空測量通常使用電離規(guī)（用于10??~10??Pa），但皮拉尼規(guī)作為“粗規(guī)"覆蓋了從大氣壓到高真空啟動點的寬范圍，承擔(dān)著保護電離規(guī)（只有壓力低于10?1Pa才能安全開啟）和控制自動閥門順序的任務(wù)。AVG-300C11的模擬輸出可實時反映抽氣曲線。科研與實驗室設(shè)備
在物理、材料、化學(xué)等研究領(lǐng)域的真空系統(tǒng)中，如表面分析儀（XPS、AES）、分子束外延（MBE）、真空探針臺、冷凍干燥機等，AVG-300C11通常作為系統(tǒng)的主真空監(jiān)視器或前級監(jiān)視器。研究人員通過觀察其讀數(shù)判斷系統(tǒng)是否達到實驗所需的背景真空。其0-5V輸出可接入數(shù)據(jù)采集卡，實現(xiàn)真空度隨時間變化的自動記錄。真空包裝與食品機械
在大型真空包裝機、真空封口機、真空冷卻機等設(shè)備中，需要對包裝腔或冷卻腔抽真空以延長食品保質(zhì)期或?qū)崿F(xiàn)快速冷卻。AVG-300C11可用于監(jiān)測抽真空過程的進度，當壓力達到設(shè)定值（如1kPa）時，其繼電器輸出可直接控制封口條加熱或結(jié)束抽氣。真空排氣與檢漏
在空調(diào)制冷管路、真空滅弧室、X射線管、行波管等器件的排氣臺上，真空計用于監(jiān)測排氣過程的真空度變化，判斷內(nèi)部氣體是否被充分抽出。在氦質(zhì)譜檢漏儀中，皮拉尼真空計常用作前級壓力監(jiān)視器，確保檢漏儀內(nèi)部的機械泵已經(jīng)將壓力抽至足以啟動分子泵的水平。
四、 技術(shù)特點與優(yōu)勢
寬量程覆蓋：從大氣壓（10?Pa）到10?1Pa，一塊儀表覆蓋整個抽氣過程，無需在低真空段切換其他原理的真空計。
雙設(shè)定點輸出：兩個獨立的繼電器設(shè)定點可分別設(shè)置不同的壓力閾值，例如：設(shè)定點1在10Pa時打開高真空閥，設(shè)定點2在0.1Pa時啟動鍍膜電源。實現(xiàn)自動化工藝控制。
模擬輸出：0-5V對數(shù)線性輸出，與壓力對數(shù)成正比，便于連接PLC或數(shù)據(jù)記錄儀，繪制抽氣曲線或納入閉環(huán)控制。
快速響應(yīng)：皮拉尼規(guī)的熱時間常數(shù)較小，能夠真實反映壓力的瞬時變化，有助于判斷系統(tǒng)泄漏或放氣。
傳感器可更換：傳感器單元獨立于主機，污染或損壞后可單獨更換，降低維護成本。
耐受大氣沖擊：與電離規(guī)不同，皮拉尼規(guī)可長期暴露于大氣而不損壞，適合需要頻繁破空（開門裝樣）的工藝。
五、 使用注意事項
氣體種類影響：皮拉尼真空計的校準通常針對空氣或氮氣。如果測量其他氣體（如氬氣、氫氣、氦氣、有機蒸氣），由于其熱導(dǎo)率不同，讀數(shù)會有偏差。對于需要精確測量特定氣體的應(yīng)用，應(yīng)要求廠家提供相應(yīng)氣體的修正曲線或選擇電容薄膜規(guī)。
安裝位置：傳感器應(yīng)安裝在遠離氣流直接沖擊、遠離加熱源和冷阱的位置，以避免溫度梯度造成的測量誤差。同時，應(yīng)確保安裝接口密封良好。
污染防護：鍍膜過程中產(chǎn)生的飛濺物、油蒸氣回流、粉塵等均可能污染皮拉尼絲，改變其表面輻射系數(shù)，導(dǎo)致零點漂移。建議在傳感器前安裝擋板或冷阱，并定期對傳感器進行清洗或校準。
定期校準：長期使用后，AVG-300C11可能需要重新校準。通常有兩種方式：大氣壓下調(diào)整“大氣"點，高真空下（低于10?2Pa，使用電離規(guī)作為參考）調(diào)整“零點"。具體步驟應(yīng)參考說明書。
傳感器電纜：延長電纜時需使用專用屏蔽線，避免信號受電磁干擾。電纜過長（>10米）可能導(dǎo)致測量誤差增大。
六、 總結(jié)
OKANO AVG-300C11真空計，是現(xiàn)代真空技術(shù)與工業(yè)應(yīng)用中一位可靠的“壓力守望者"。它用一塊緊湊的儀表，覆蓋了從大氣壓到高真空的廣闊壓力區(qū)間，并以雙設(shè)定點、模擬輸出等實用功能，成為真空設(shè)備自動控制鏈條中的關(guān)鍵一環(huán)。當一臺真空鍍膜機開始抽氣，AVG-300C11的指針從大氣壓緩緩下降，經(jīng)過100Pa、10Pa、1Pa……并在預(yù)定壓力點自動開啟后續(xù)高真空泵時，操作人員看到的不僅是數(shù)值的變化，更是整個真空系統(tǒng)有序、自動運行的信心。對于任何一家從事真空鍍膜、熱處理、半導(dǎo)體制造或真空科學(xué)研究的機構(gòu)而言，OKANO AVG-300C11都是一種高性價比、成熟可靠且易于集成的真空測量解決方案。
