Vacuómetro

Vacuómetro: es un instrumento destinado para medir presiones inferiores a la presión atmosférica, ya sea presión negativa o presión absoluta.
Vacuómetro de McLeod
El vacuómetro de McLeod es un vacuómetro que mide con gran precisión presiones inferiores a la presión atmosférica. Se utiliza tanto en la industria como en el campo de la investigación científica y técnica.
Dependiendo de su diseño,puede cubrir la medida de presiones desde 10-3 a 100 mbar ó desde 10-6 hasta 10-2 mbar.
Fue inventado 1874 por Herbert G. McLeod (1841–1923). Aunque aún hoy es frecuente encontrarlos formando parte de complejos equipamientos de alto vacío, están siendo sustituidos por vacuómetros electrónicos.
Esquema de funcionamiento
El fundamento del vacuómetro McLeod consiste en comprimir con mercurio unamuestra del gas del sistema sometido a medida con el propósito de lograr mayor sensibilidad aplicando la Ley de Boyle-Mariotte.
Para medir una presión de vacío con el vacuómetro de McLeod se parte desde la posición de reposo, esto es cuando está en posición horizontal. Luego se lo inclina suavemente para que el mercurio contenido en el bulbo principal penetre en los capilares. Cuando el mercuriollega a la linea de corte (aforo), el gas contenido en el capilar de la izquierda queda atrapado y aislado del resto del sistema lo que provoca que, al seguir vertiendo mercurio, aumente su presión.
Sea
* p: la presión que se desea medir,
* V: el volumen del bulbo más el del capilar, contado a partir de la línea de borde,
* v: el volumen del gas una vez comprimido, cuando el Hg en elcapilar de comparación se enrasa con la línea de cero,
* A: la sección del capilar de medición,
* h: la distancia a la cual queda el Hg en el capilar de medición a partir de la línea de cero,
* P: la presión a que se encuentra el gas en el volumen v. Esta presión es igual a la suma de la presión hidrostática h más la presión que deseamos medir:

Además

Aplicando la Ley deBoyle-Mariotte resulta:

y puesto que , se puede escribir

donde

Si h se mide en mm, A en mm2 y V en mm3, la presión p estará expresada en Torr
Debido a que el vacuómetro de McLeod comprime los gases para realizar la medición, los vapores condensables a la presión P no serán censados por el instrumento.

En términos generales los medidores de vacío se clasifican en directos, o que midendirectamente la fuerza que ejerce el gas en una superficie o indirectos o que miden la presión del gas por los efectos que esta pueda tener en otra magnitud física. El presente artículo trata de la medición de vacíos principalmente en el rango 1- 1000 micras y en ese rango el único medidor directo posible es el manómetro Mc Leod. Desafortunadamente este manómetro es muy engorroso de usar y se utiliza casiexclusivamente para calibrar los otros medidores. Por ello el aparato que pretendemos construir utiliza la técnica indirecta de medición.
Entre las técnicas indirectas destacan la térmica y la ionización de gases. La medición de la presión de un gas en función de su conducción o ionización es una técnica muy empleada para presiones por debajo de las 10 micras, pero no es fiable para medirpresiones superiores, por lo cual la técnica que emplearemos aquí para realizar la medición de la presión del gas se basa en la capacidad de conducción calorífica de este en función de la presión.
La técnica más habitual para medición del vacío en este rango son los basados en un fino hilo de platino, wolframio u otro metal que se calienta al pasar por él una corriente eléctrica. La temperatura quealcanzara este hilo depende de la presión a que se encuentre el gas que lo rodea. Cuando este hilo está inmerso en gas a alta presión la mayor parte del calor generado en el filamento se disipara por conducción en el gas. Sin embargo a bajas presiones la conducción del gas será casi nula y la disipación se realizara casi exclusivamente por radiación.
Medición por thermocouple. La galga medidora...