Vakuum spiller en central rolle i mange industrier – fra produktion til forskning. I denne guide forklarer vi metoder, enheder og skalaer til måling af vakuum, så du kan få en bedre forståelse af vakuum.

Vores vakuumomregner gør det nemt hurtigt at konvertere fra kilopascal (kPa) til andre almindelige enheder som millimeter kviksølv (mmHg), torr, PSI og bar.

Vakuum defineres som en tilstand, hvor trykket er lavere end det atmosfæriske tryk. Dette betyder, at mængden af luft eller gas reduceres, hvilket skaber et undertryk i forhold til omgivelserne.

Højvakuum er en tilstand med ekstremt lavt tryk, som ligger mellem 10⁻³ mbar (0,001 mbar) og 10⁻⁷ mbar (0,0000001 mbar).

I højvakuum findes der meget få gasmolekyler, hvilket skaber et miljø med lav lufttæthed, hvor kollisioner mellem molekyler er sjældne. Den lave molekyltæthed giver lange frie middelbaner for partikler, og gasafgivelse fra overflader (desorption) kan påvirke stabiliteten.

For at skabe et højvakuum anvendes der ofte en totrinsproces. Først sænkes trykket med forpumper, såsom roterende lamelpumper, til et lavvakuum på omkring 1 mbar. Derefter overtager højvakuumpumper, som turbomolekylpumper, og sænker trykket til højvakuumniveauer.

Højvakuum er nyttigt i brancher og forskningsområder, hvor renhed og lave tryk er afgørende:

• Halvlederproduktion: Fremstilling af mikrochips og elektronikkomponenter kræver ekstremt rene miljøer, som kun kan opnås i højvakuum.

• Overfladebelægning  (PVD og CVD): Tynde lag af materialer som metal eller keramik påføres overflader i vakuum for at skabe beskyttende eller funktionelle belægninger.

• Forskning og partikelacceleratorer: Vakuummiljøer bruges til at minimere forstyrrelser fra gasmolekyler i fysik- og kemi-eksperimenter.

• Rumteknologi: Simulering af rummets vakuumforhold i testkamre til satellitter og rumfartøjer.

• Elektronmikroskopi: Højvakuum muliggør højopløselige billeder i avancerede mikroskoper.
  

Vakuum måles med forskellige måleinstrumenter afhængigt af vakuumniveau og den ønskede præcision. Da vakuum betyder et tryk, der er lavere end atmosfærisk tryk, kræver målingen tilpassede metoder til lavvakuum, mellemvakuum og højvakuum. 

Almindelige enheder til vakuummåling:

• Pascal (Pa): SI-enheden for tryk, hvor lavere værdier angiver højere vakuum.         

• Millibar (mbar): Almindelig i industrielle applikationer.

• Torr (mmHg): Traditionel enhed, som primært bruges i videnskabelige sammenhænge.

• Bar (bar): Generel enhed til angivelse af trykniveauer.
  

Valget af vakuummåler afhænger af vakuumniveau, applikation og krav til nøjagtighed.

• Lavvakuum (atmosfære til 1 mbar): Manometriske målere.

• Mellemvakuum(1 mbar til 10⁻³ mbar): Mekaniske målere.

• Høj- og ultrahøjvakuum (10⁻³ til 10⁻¹⁰ mbar): Elektroniske målere.
  

Manometriske vakuummålere bruger en væskesøjle til at måle trykforskelle. Et eksempel er U-rørsmanometeret, hvor forskellen i væskeniveau mellem de to rør – ofte fyldt med kviksølv – viser trykket. Disse målere er robuste og kræver ingen strøm, men de er uegnede til højvakuum og kræver omhyggelig håndtering af væsker.

Mekaniske vakuummålere måler vakuum ved at registrere deformation i en fleksibel komponent, f.eks. en membran eller et Bourdon-rør. Når der opstår en trykforskel, bøjes eller deformeres komponenten, og denne bevægelse omdannes til en trykaflæsning. Mekaniske målere bruges primært inden for lav- og mellemvakuum, fra cirka 1 mbar til atmosfærisk tryk. Disse målere er lette at anvende og omkostningseffektive, men mangler den nøjagtighed, der kræves til højvakuum.

Elektroniske vakuummålere er avancerede instrumenter, der bruges til at måle høj- og ultrahøjvakuum. Disse målere omdanner vakuumniveauer til elektriske signaler og fungerer ud fra principper som varmeoverførsel, elektrisk ledningsevne eller ionisering af gasmolekyler. De tilbyder høj præcision og et bredt måleområde – fra mellemvakuum til ultrahøjvakuum (fra få pascal til 10⁻¹⁰ Torr). Ulempen er, at de kræver regelmæssig kalibrering og er relativt dyre.

Almindelige typer af elektroniske vakuummålere:

• Pirani-målere: Udnytter gassers varmeledningsevne. En opvarmet tråd afgiver varme til omgivelserne, og dette varmetab falder ved lavere tryk, fordi færre gasmolekyler kan transportere varmen.

• Koldkatodemålere: Skaber plasma i målekammeret ved ionisering af gasmolekyler. Den resulterende jonstrøm er proportional med gastrykket.

• Varmkatodemålere: Anvender termisk elektronutslip fra en opvarmet tråd. De emitterede elektroner kolliderer med gasmolekyler og danner en målbar jonstrøm, som er lineært relateret til trykket.
  

For at gøre det lettere at sammenligne og konvertere mellem de enheder, der bruges til at måle vakuum, har vi samlet en overskuelig omregningstabel.

Sammenligningstabellen nedenfor gør det nemt at konvertere mellem forskellige trykenheder og vakuumniveauer. Den er opdelt i kolonner med forskellige enheder, såsom atmosfærisk tryk (ATM), vandsøjle, kviksølvsøjle (mmHg), PSI og procent vakuum.

Det internationale enhedssystem, eller SI (Système International d'Unités), er det mest anvendte system for måleenheder globalt og fastlægger standardiserede enheder til måling af fysiske størrelser som længde, vægt, tid og tryk. For tryk er pascal (Pa) den officielle SI-enhed og defineres som 1 newton pr. kvadratmeter (N/m²). SI-systemet sikrer, at videnskabelige og tekniske målinger er konsekvente og sammenlignelige på tværs af hele verden.