Pengukuran Tekanan Vakum
Dari Vakum Kasar hingga Vakum Ultra-Tinggi
Pahami Satuan VakumVakum—tekanan di bawah atmosfer—sangat penting dalam manufaktur semikonduktor, penelitian ilmiah, pengemasan makanan, dan banyak proses industri. Mengukur vakum memerlukan satuan dan teknik yang berbeda dari tekanan positif, dengan rentang yang membentang dari vakum ringan hingga tekanan yang mendekati nol absolut.
Rentang Vakum
| Rentang | Tekanan (torr) | Tekanan (mbar) | Tekanan (Pa) | Aplikasi |
|---|---|---|---|---|
| Vakum kasar/rendah | 760-1 | 1013-1,3 | 101.325-133 | Pengemasan vakum, degassing |
| Vakum menengah | 1-10⁻³ | 1,3-10⁻³ | 133-0,1 | Pengeringan vakum, freeze drying |
| Vakum tinggi (HV) | 10⁻³-10⁻⁷ | 10⁻³-10⁻⁷ | 0,1-10⁻⁵ | Pelapisan thin film, mikroskop elektron |
| Vakum ultra-tinggi (UHV) | 10⁻⁷-10⁻¹² | 10⁻⁷-10⁻¹² | 10⁻⁵-10⁻¹⁰ | Akselerator partikel, fabrikasi semikonduktor |
Satuan Vakum Umum
Torr (mmHg)
Dinamai dari Torricelli, 1 torr sama dengan 1 mmHg—tekanan yang menopang kolom merkuri setinggi 1mm. Banyak digunakan di Amerika Utara, terutama dalam aplikasi ilmiah.
- Atmosfer standar: 760 torr
- Vakum kasar: 1-760 torr
- Vakum tinggi: rentang millitorr (mTorr)
Milibar (mbar) / Hectopascal (hPa)
Umum di Eropa dan standar internasional. 1 mbar = 1 hPa. Nyaman karena 1000 mbar ≈ 1 atmosfer.
- Atmosfer standar: 1013,25 mbar
- 1 mbar = 0,75 torr
Pascal (Pa)
Satuan SI. Atmosfer standar adalah 101.325 Pa. Untuk kerja vakum, miliPascal (mPa) atau mikroPascal (µPa) mungkin digunakan.
Tabel Konversi
| Torr | mbar | Pa | psi (di bawah atm) |
|---|---|---|---|
| 760 | 1013 | 101.325 | 0 (atmosfer) |
| 100 | 133 | 13.332 | 12,8 di bawah atm |
| 10 | 13,3 | 1.333 | 14,5 di bawah atm |
| 1 | 1,33 | 133 | 14,67 di bawah atm |
| 0,1 | 0,133 | 13,3 | — |
| 0,001 | 0,00133 | 0,133 | — |
| 10⁻⁶ | 1,33×10⁻⁶ | 1,33×10⁻⁴ | — |
Rumus Konversi
- Torr ke mbar: Kalikan dengan 1,333
- mbar ke torr: Kalikan dengan 0,75
- Torr ke Pa: Kalikan dengan 133,3
- mbar ke Pa: Kalikan dengan 100
Tekanan Absolut vs Tekanan Gauge
Tekanan Absolut
Diukur relatif terhadap vakum sempurna (nol). Pengukuran vakum ilmiah menggunakan tekanan absolut. Contoh: 10 torr absolut.
Tekanan Gauge
Diukur relatif terhadap tekanan atmosfer. Dalam vakum, gauge membaca negatif. Contoh: -25 inHg gauge (inci merkuri di bawah atmosfer).
Mengonversi Antara Keduanya
- Vakum absolut = Atmosfer - Vakum gauge
- -25 inHg gauge = 29,92 - 25 = 4,92 inHg absolut
- Atau kira-kira: 760 - (25 × 25,4) = 125 torr absolut
Mengukur Vakum
Berdasarkan Rentang
| Rentang Vakum | Metode Pengukuran |
|---|---|
| Kasar (>1 mbar) | Alat ukur Bourdon, manometer kapasitansi |
| Menengah (1-10⁻³ mbar) | Manometer kapasitansi, alat ukur Pirani |
| Tinggi (10⁻³-10⁻⁷ mbar) | Alat ukur Pirani, alat ukur katoda dingin |
| Ultra-tinggi (<10⁻⁷ mbar) | Alat ukur ionisasi katoda panas |
Aplikasi Industri
Manufaktur Semikonduktor
Fabrikasi chip memerlukan vakum ultra-tinggi (10⁻⁹ mbar) untuk mencegah kontaminasi selama proses deposisi.
Pengemasan Makanan
Pengemasan vakum biasanya menggunakan 1-100 mbar untuk menghilangkan oksigen dan memperpanjang umur simpan.
Penelitian Ilmiah
Akselerator partikel dan eksperimen sains permukaan beroperasi pada vakum ekstrem (10⁻¹⁰ hingga 10⁻¹² mbar).
Kesimpulan
Tekanan vakum diukur dalam torr, mbar, atau pascal, dengan rentang yang berbeda memerlukan teknik pengukuran yang berbeda. Memahami bahwa 1 torr ≈ 1,33 mbar ≈ 133 Pa membantu menavigasi antar sistem satuan. Dari pengemasan makanan pada beberapa ratus mbar hingga fabrikasi semikonduktor pada 10⁻⁹ mbar, teknologi vakum mencakup lebih dari 15 orde besaran tekanan.