वैक्यूम दबाव माप
रफ वैक्यूम से अल्ट्रा-हाई वैक्यूम तक
वैक्यूम इकाइयाँ समझेंवैक्यूम—वायुमंडलीय से नीचे का दबाव—सेमीकंडक्टर विनिर्माण, वैज्ञानिक अनुसंधान, खाद्य पैकेजिंग, और कई औद्योगिक प्रक्रियाओं में आवश्यक है। वैक्यूम को मापने के लिए सकारात्मक दबाव की तुलना में विभिन्न इकाइयों और तकनीकों की आवश्यकता होती है, जिसकी सीमाएँ हल्के वैक्यूम से लेकर पूर्ण शून्य के निकट दबाव तक फैली हैं।
वैक्यूम सीमाएँ
| सीमा | दबाव (torr) | दबाव (mbar) | दबाव (Pa) | अनुप्रयोग |
|---|---|---|---|---|
| रफ/निम्न वैक्यूम | 760-1 | 1013-1.3 | 101,325-133 | वैक्यूम पैकेजिंग, डीगैसिंग |
| मध्यम वैक्यूम | 1-10⁻³ | 1.3-10⁻³ | 133-0.1 | वैक्यूम ड्राइंग, फ्रीज ड्राइंग |
| हाई वैक्यूम (HV) | 10⁻³-10⁻⁷ | 10⁻³-10⁻⁷ | 0.1-10⁻⁵ | थिन फिल्म कोटिंग, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप |
| अल्ट्रा-हाई वैक्यूम (UHV) | 10⁻⁷-10⁻¹² | 10⁻⁷-10⁻¹² | 10⁻⁵-10⁻¹⁰ | कण त्वरक, सेमीकंडक्टर निर्माण |
सामान्य वैक्यूम इकाइयाँ
Torr (mmHg)
Torricelli के नाम पर, 1 torr 1 mmHg के बराबर है—वह दबाव जो 1mm पारा स्तंभ को सहारा देता है। उत्तरी अमेरिका में, विशेषकर वैज्ञानिक अनुप्रयोगों में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
- मानक वायुमंडल: 760 torr
- रफ वैक्यूम: 1-760 torr
- हाई वैक्यूम: millitorr (mTorr) रेंज
Millibar (mbar) / Hectopascal (hPa)
यूरोप और अंतरराष्ट्रीय मानकों में सामान्य। 1 mbar = 1 hPa। सुविधाजनक क्योंकि 1000 mbar ≈ 1 वायुमंडल।
- मानक वायुमंडल: 1013.25 mbar
- 1 mbar = 0.75 torr
Pascal (Pa)
SI इकाई। मानक वायुमंडल 101,325 Pa है। वैक्यूम कार्य के लिए, milliPascal (mPa) या microPascal (µPa) उपयोग हो सकता है।
रूपांतरण तालिका
| Torr | mbar | Pa | psi (वायुमंडलीय से नीचे) |
|---|---|---|---|
| 760 | 1013 | 101,325 | 0 (वायुमंडलीय) |
| 100 | 133 | 13,332 | वायुमंडलीय से 12.8 नीचे |
| 10 | 13.3 | 1,333 | वायुमंडलीय से 14.5 नीचे |
| 1 | 1.33 | 133 | वायुमंडलीय से 14.67 नीचे |
| 0.1 | 0.133 | 13.3 | — |
| 0.001 | 0.00133 | 0.133 | — |
| 10⁻⁶ | 1.33×10⁻⁶ | 1.33×10⁻⁴ | — |
रूपांतरण सूत्र
- Torr से mbar: 1.333 से गुणा करें
- mbar से torr: 0.75 से गुणा करें
- Torr से Pa: 133.3 से गुणा करें
- mbar से Pa: 100 से गुणा करें
निरपेक्ष बनाम गेज दबाव
निरपेक्ष दबाव
पूर्ण वैक्यूम (शून्य) के सापेक्ष मापा गया। वैज्ञानिक वैक्यूम माप निरपेक्ष दबाव का उपयोग करते हैं। उदाहरण: 10 torr निरपेक्ष।
गेज दबाव
वायुमंडलीय दबाव के सापेक्ष मापा गया। वैक्यूम में, गेज ऋणात्मक पढ़ता है। उदाहरण: -25 inHg गेज (वायुमंडलीय से नीचे inches of mercury)।
उनके बीच रूपांतरण
- वैक्यूम निरपेक्ष = वायुमंडलीय - वैक्यूम गेज
- -25 inHg गेज = 29.92 - 25 = 4.92 inHg निरपेक्ष
- या लगभग: 760 - (25 × 25.4) = 125 torr निरपेक्ष
वैक्यूम मापना
सीमा के अनुसार
| वैक्यूम सीमा | माप विधि |
|---|---|
| रफ (>1 mbar) | Bourdon गेज, कैपेसिटेंस मैनोमीटर |
| मध्यम (1-10⁻³ mbar) | कैपेसिटेंस मैनोमीटर, Pirani गेज |
| हाई (10⁻³-10⁻⁷ mbar) | Pirani गेज, कोल्ड कैथोड गेज |
| अल्ट्रा-हाई (<10⁻⁷ mbar) | हॉट कैथोड आयनीकरण गेज |
उद्योग अनुप्रयोग
सेमीकंडक्टर विनिर्माण
चिप निर्माण के लिए जमाव प्रक्रियाओं के दौरान संदूषण रोकने के लिए अल्ट्रा-हाई वैक्यूम (10⁻⁹ mbar) की आवश्यकता होती है।
खाद्य पैकेजिंग
वैक्यूम पैकेजिंग आमतौर पर ऑक्सीजन हटाने और शेल्फ लाइफ बढ़ाने के लिए 1-100 mbar का उपयोग करती है।
वैज्ञानिक अनुसंधान
कण त्वरक और सतह विज्ञान प्रयोग अत्यधिक वैक्यूम (10⁻¹⁰ से 10⁻¹² mbar) पर काम करते हैं।
निष्कर्ष
वैक्यूम दबाव torr, mbar, या pascal में मापा जाता है, विभिन्न सीमाओं के लिए विभिन्न माप तकनीकों की आवश्यकता होती है। यह समझना कि 1 torr ≈ 1.33 mbar ≈ 133 Pa इकाई प्रणालियों के बीच नेविगेट करने में मदद करता है। कुछ सौ mbar पर खाद्य पैकेजिंग से लेकर 10⁻⁹ mbar पर सेमीकंडक्टर फैब तक, वैक्यूम तकनीक दबाव के 15 से अधिक क्रमों तक फैली हुई है।