Vakuum spelar en central roll inom många industrier, från tillverkning till forskning. I denna guide förklarar vi metoder, enheter och skalor för att mäta vakuum, för att hjälpa dig att förstå vakuum bättre.

Vår vakuumomvandlare gör det enkelt att snabbt konvertera från kilopascal (kPa) till andra vanliga enheter som millimeter kvicksilver (mmHg), Torr, PSI och bar.

Vakuum definieras som ett tillstånd där trycket är lägre än det atmosfäriska trycket. Detta resulterar i att mängden luft eller gas minskar, vilket skapar ett undertryck i förhållande till omgivningen.

Högvakuum är ett tillstånd med extremt lågt tryck, som ligger mellan 10⁻³ mbar (0,001 mbar) och 10⁻⁷ mbar (0,0000001 mbar).

I högvakuum finns mycket få gasmolekyler, vilket skapar en miljö med låg luftdensitet och där kollisioner mellan molekyler är sällsynta. Den låga molekyltätheten ger långa fria medelvägar för partiklar, och gasutsläpp från ytor (desorption) kan påverka stabiliteten.

För att skapa ett högvakuum används ofta en tvåstegsprocess. Först sänks trycket med förpumpar, som roterande lamellpumpar, till ett lågvakuum på omkring 1 mbar. Därefter tar högvakuumpumpar, som turbomolekylära pumpar, över och sänker trycket till högvakuumnivåer.

Högvakuum är användbart i branscher och forskning där renhet och låga tryck är avgörande:

• Halvledarproduktion: Tillverkning av mikrochips och elektronikkomponenter kräver extremt rena miljöer som endast kan uppnås i högvakuum.

• Ytbeläggning (PVD och CVD): Tunna filmer av material som metall eller keramik appliceras på ytor i vakuum för att skapa skyddande eller funktionella skikt.

• Forskning och partikelacceleratorer: Vakuummiljöer används för att minimera störningar från gasmolekyler i fysik- och kemiexperiment.

• Rymdteknologi: Simulering av rymdens vakuumförhållanden i testkammare för satelliter och rymdfarkoster.

• Elektronmikroskopi: Högvakuum möjliggör högupplösta bilder i avancerade mikroskop.
  

Vakuum mäts med olika mätinstrument beroende på vakuumnivå och önskad precision. Eftersom vakuum innebär ett tryck lägre än atmosfärstrycket, kräver mätningen anpassade metoder för lågvakuum, medelvakuum och högvakuum. 

Vanliga enheter för vakuummätning:

• Pascal (Pa): Den SI-enhet som används för tryck, där lägre värden anger högre vakuum.         

• Millibar (mbar): Vanligt i industriella tillämpningar.

• Torr (mmHg): Traditionell enhet som används främst inom vetenskapliga applikationer.

• Bar (bar): Generell enhet för trycknivåer.
  

Valet av vakuummätare beror på vakuumnivån, applikation och krav på noggrannhet.

• Lågvakuum (Atmosfär till 1 mbar): Manometriska mätare.

• Medelvakuum (1 mbar till 10⁻³ mbar): Mekaniska mätare.

• Hög- och ultrahögvakuum (10⁻³ till 10⁻¹⁰ mbar): Elektroniska mätare.
  

Manometriska vakuummätare använder en vätskekolumn för att mäta tryckskillnader. Ett exempel är U-rörsmanometern, där skillnaden i vätskenivå mellan två rör – ofta fyllda med kvicksilver – visar trycket. Dessa mätare är robusta och kräver ingen ström, men de är olämpliga för högvakuum och kräver noggrann hantering av vätskor.

Mekaniska vakuummätare mäter vakuum genom att registrera deformation i en flexibel komponent, exempelvis ett membran eller Bourdonrör. När tryckskillnaden uppstår böjs eller deformeras komponenten, och denna rörelse omvandlas till en tryckavläsning. Mekaniska mätare används främst inom låg- och medelvakuum, från cirka 1 mbar till atmosfärstryck. Dessa mätare är lättanvända och kostnadseffektiva men saknar den noggrannhet som krävs för högvakuum.

Elektroniska vakuummätare är avancerade instrument som används för att mäta hög- och ultrahögvakuum. Dessa mätare omvandlar vakuumnivåer till elektriska signaler och fungerar baserat på principer som värmeöverföring, elektrisk ledningsförmåga eller jonisering av gasmolekyler. De erbjuder hög precision och ett brett mätområde, från medelvakuum till ultrahögvakuum (några Pascal till 10⁻¹⁰ Torr). Nackdelarna är att de kräver regelbunden kalibrering och är relativt dyra.

Vanliga typer av elektroniska vakuummätare:

• Pirani-mätare: Utnyttjar gasers värmeledningsförmåga. En uppvärmd tråd förlorar värme till omgivningen, och denna förlust minskar vid lägre tryck eftersom färre gasmolekyler finns för att transportera värmen.

• Kallkatodmätare: Skapar plasma i mätkammaren genom jonisering av gasmolekyler. Jonströmmen som bildas är proportionell mot gastrycket.

• Varmkatodmätare: Använder termisk elektronemission från en uppvärmd tråd. De emitterade elektronerna kolliderar med gasmolekyler och genererar en mätbar jonström som är linjär med trycket.
  

För att underlätta arbetet med att jämföra och konvertera mellan enheter som används för att mäta vakuum har vi sammanställt en tydlig omvandlingstabell.

Jämförelsetabellen nedan gör det enkelt att konvertera mellan olika tryckenheter och vakuumnivåer. Den är uppdelad i kolumner med olika enheter, såsom atmosfärstryck (ATM), vattenpelare, kvicksilverpelare (mmHg), PSI och procent vakuum. 

Internationella måttenhetssystemet eller SI (Système International d'Unités), är det mest använda systemet för måttenheter globalt och fastställer standardiserade enheter för mätning av fysiska storheter som längd, vikt, tid och tryck. För tryck är Pascal (Pa) den officiella SI-enheten och definieras som 1 Newton per kvadratmeter (N/m²). SI-systemet säkerställer att vetenskapliga och tekniska mätningar är konsekventa och jämförbara över hela världen.