^lllliiS - inis.iaea.org

\ l \ i

PPGM — L 147 — 77

t&msm&p?

PUMPING UNIT AKSELERATOR: PENYELIDIKAN KEHAMPAAN

SISTEM VAKUM

Sri Sulamdari Sukirman

l̂llliiS

BADAN TENAGA ATOM NASIONAL

PUSAT PENEUTIAN TENAGA ATOM GAMA YOGYAKARTA — INDONESIA

/

We regret that some of the pages in the microfiche

copy of this report may not be up to the proper

legibility standards, even though the best possible

copy was used for preparing the master fiche.

Teknik dan Teknologi

Akselerator

PPGM - L lU7 - 77

PUMPING UNIT AKSELERATOR :

PENYELIDIKAN KEHAMPAAN

SISTEM VARUM

Sri Sulamdari Sukirman

1977

BADAH TENAGA ATOM NASIONAL

Pus at Penelitian Tenaga Atom Gama

Jl. Babarsari Kotakpos 8, Telepon 366l

YOGYAKARTA - INDONESIA

A B S IRAK

Dibuat Pirani meter dengan menggunakan filamen nikelin. KL-

bahas pula tentang jalan bebas pukul ra ta , kecepatan pompa serta me­

ter-meter lainnya.

A B S T R A C T

A meter Pdraxd was made by using rtikelinefilameni. Mean free

path of molelsaiL, pumping speed and vacuum meters «fee described in this

paper.

i i

DAFTAR I S I

Halaman

A B S T R A K

P R A K A ? A

I . JALAN BEBAS RATA-RATA

I I . KECEPATAII PEMOMPAAN

I I I . ALAT PENGUKUR VAKUM

IV. PIRANI METER

DAPTAR PUSTAKA

i i i

P B A K A I A

Tugas ini merupalcan sebagian kecil dari pada proyek aksele-

ra-fcor. Pembuatan meter Pirani beluin selesai dengan sempurna.

Dengan "talis an ini saya sampaikan -ucapan terimakasih. kepada:

1. Eroyek Nuffic V.TJ.A.4 yang banyak momban-tu dalam" pembuatan alat ini

2. Adik-adik teknisi yans telah membantu kami.

Semoga kami dapat menyelesaikan tugas kami ini dengan baik,

dan akan ada manfaatnya.

iv

*• JALAIJ BE3AS AftgJ^ttAlA

Sepertd k i t a ke tahui , sifa-fc ga3 pada -tekanan rendah sangat-

l a h ber la inan daripada s i fa tnya pada tekanan. normal. Hal i n i terutama

disebablcan karena jarak molelaal-molekul -tersebut. bertambah besar s e -

hingga ktinungkinan ter jadinya tumbukan inakin kec i l . Ja lan bebas r a t a -

r a t a adalah jarak r a t a - r a t a yang diteinpah oleh molekul d ian ta ra 2 tum­

bukan yang dialami. Bi la diameter molekul adalah d, maka dapat d ika ta -

kan bahwa 2 molekul sailing menumbuk apabila jarak antara pusat mereka

sama dengan d, Kita dapat mengatakan juga bahwa molekul-molekul i t u

akan tertumbuk b i l a yang sa tu t e r l e t a k d i dalam s i l i nde r dengan j a r i -

j a r i 2r dengan sumbu gar i s l i n t a san tdtxk pusat molekul yang l a i n .

Kalau dalam sa tu satuan. volume ada N burJi molekul maka dalam

tabung suatu molekul yang kecepatannya c dan bergerak selama d t det ik

i t u te rdapat

H7Td2C d t buah molelail l a i n (1.1)

Bilangan i n i kecua l i menunjukkan jumlah banyaknya molekul juga menun-

jukkan banyaknya tumbulcan yang dialami molekul t e r sebu t .

Karena dalam jaralc C d t ada sekian banyak tumbukan maka j a ­

l a n bebas r a t a - r a t a adalah :

—-P*-- . = —J-5- (1.2) Nfd C d t «TIN d

Rumus d i a tas i n i dijabarkan dengan anggapan bahwa molekul-molekul

yang l a i n i t u berhentd. Oleh. Maxwell diperHhatkan, dengan memperhatd-

kan d i s t r i b u s i kecepa-ban-kecepatan diantara molekul-molekul dalam gas

bahwa rutnuo yang l eb ih t e l i t d untuk ja lan bebas r a t a - r a t a adalah

1

2

L „ J _ .. _ (1#3)

J a d i x e r H h a t d i s i n i bahva ja lan bebas r axa - r a t a ber banding t e rba l i k

dengan H; yang berarxd juga berbanding t e rba l ik dengan tekanan gas pa-

da temperatur yang konctan. Misalnya untuk udara didapatkan

L = — -̂—3 cm; P = tekanan dalam ram Hg.

sehingga ?pada tekanan 1 mm Eg L = 5 x 10- cm

dan pada tekanan 10 nan Hg L = 5 cm

Jalan bebas r a t a - r a t a unxuk kebanyakan gas pada temperatur

dan tekansn normal t e r l e t a k antara 5 x 10 cm dan 3 x 10 ^ cm.

Persamaan (1.3) juga dapat d i t u l i s sebagai berilcut :

L „ t ~^-y (1.4) / 2 irNd / 2 TTP d"

.Andaikan k i t a mempunyai campuran 2 macaw gas yang borat molekulnya ma-

sing-masing M-j dan M^ dengan tekanan p a r s i i l P1 dan P^ maka menurut

t e c r i kinetdk diperoleh

!. . - i i l— ........ (1:5) ,p2(d1 + d2)2d+!Ti-)^

Untuk d.. = d„ dan M„ = M_ maka persamaan (i. 5) kembali ke persama­

an (1.4)

\z - —srf-T,- lz (,,6)

Untok elektron dalam gas : M̂ << M„ ; d^ << d ?

sehingga persamaan (1.6) berubah men j ad i

L 1 = 4 ^ 2 L gas s 5.66 L gas.

H . KECEPATAH PEMCMPAAN

Pumping speed' yalnh volume gas. yang dapat dikeiuarkan oleh

pompa perdetdk yang diukur pada tekanan t e r t e n t u . Pompa-pompa yang d i -

pakai dalan s i s t im valcum banyak s e k a l i macamnya, decnJdLan juga pumping

speednya. Secara mathemaxds dapat d i tu l i skan d i f i n i s i pumping speed

sebagai ber iku t :

s (P) . -a-dimana s = pumping speed yang bergantung pada tekanan gas yang di-

pompa dan

dV = perubahaii kecil volume dalam waktu dt.

Kecepatan pemompaan {pumping speed} yang teramati untuk se-

tiap sistdm tidak hanya borgantung pada Sp (kecepstan pemompaan di mu-

lut pompa) dan Ps (tekanan terendah yang dapat dicapai oleh pompa),

tetapi juga tergantung pada pipa-pipa penghubung dan sebagainya, di

antara pompa dan ruang yang akan divakumkan. Ambillah. F sebagai kon-

duktansi dari sambungan-Gambungan ini dan misalkan P = 0 juga P dan s

P menunjukkan harga-horga tekanan dalam ruang dan tekanan pada mulut

pompa pada se t i ap s a a t yang sama. Apabila Q menyatakan kecepatan a l i r -

an (rate of flew) dalam satuan mikron l i t e r per de t ik maka :

Q = F (P - P ) = S P = S^ s • p P P P

P « JL - P „ &- d a n p _ p B £L S P S p p F

Akhirnya didapatkan hubungan yang sangat penting dalam tek-

nik vakum yaitu :

1. JL J-S ~ S_ v F

4

Maka d a r i i t u pipa-pipa penghubung sebailcaya yang lobar dan

pendek. Menurut hokum Boyle perubahan pV selamn pertambahan volume dV

adalah konstan.

, , . disV" dV dp

d t p d-b

Sdt = - V & P

Sesudah. diintegralkan didapat

S (t2 - tn) = - V (0np2 - Onp.,)

s = -Jt-.-r- x l n r 1

t2 - t1 p2

Pumping speed dapat dihitung dengan porsamaan S = ~ dengan dt

raengambil tekanan t e t ap dan mengamati perubahan volume dengan waktu;

atau dengan persamaan

V P1 S - _-~~«™.. 2xi — sebagai dasar d a r i pengukuran dilakukan pada vo-

*2 *" 1 . P 2 lume yang konstan.

J ad i pengukuran pumping speed i n i dilakukan dengan 2 metode

ya i t u :

1) Metode tekanan konstan»

Z) Metode volume konstan.

Di s i n i akan diberilcan contoh masing-masing cara da r i peng-

ukuran pumping speed. .

Ad 1. Metode tekanan .tetap

Di s i n i dipakai pipa TJ yang d i i s i dengan minyak. Kejelokan

d a r i minyalc, yalah bahwa i a dapat mengeluarkan gas-gas yang t e r l a r u t

5

Minyak dengan tekanan uap rendah seperxa. s i l i cone axau

apiezon dan butylphthalate yang xddak "membasahkan" gelas sealing d i -

pakai. Kebaikan d a r i penalcaian minyak daripada a i r raksa yalali bahwa

i a mempunyai b e r a t jenis yang rendah.

J KE POMPA DAN GAUGE

J"

Gambar 1. Mengukur pumping speed dengan

metode tekanan tetap.

Adapun pelaksanaan pengukur tersebut scbagai berikut :

Kran T (gambar 1) mula-mula dibuka agar tekanan dalam kcdua kaki ta-

bung U ini sama dengan tekanan tidara luar dan tdnggi-minyak dalam ke-

dua kaki itu juga sama.

Unxuk keperluan memasukkan udara ke pompa dapat diatur

6

dengan kaiaip V sampai -tekanan yang ditunjukkan oleh gauge konstan.

Bila tekanan ini sudah mencapai keseimbangan n ka kran I d±-'.

•fcutup pada vaktu t„.

Minyak pada kaki kiri mulai naik aedangkan pc.da kaki kanan

turun. Waktu yang diperlukan untuk permukaan minyak itu naik setinggi

h cm kita catat nisalnya t = t 2 - t.. dimana pada t 2 katup V kita tatap

supaya minyak berhenti. Untuk pcngukuran selanjutnya kran T kita buka

Xagi dan kita ulangi prosedur yang sama.

Dalam perhitungan ini kita mengambil anggapan bahwa h tidak

lebih dari 13,6 era, sehingga kesalahan tidak lebih besar dari 1 dalam

76 jika kita ambil tekanan udara luar sama dengan 76 en Hg. Maka te-

kanan kalci kiri =

( 76 - "136" ) cm % diinana p = berat jenis minyak ( < 1).

Dengan mengabaikan koreksi tersebut, s dapat dihitung

s « "t~ p c m / d t = "iooo~b" p 1/dt

dimana :

a = luas penampang pipa U (cm^)

h. = naiknya peraukaan minyak (cm;

B = tekanan udora luar (mm Hg)

P = tekanan yang ditunjukkan gauge (ran Hg)

= tekanan be3ana yang terhubung dengan pompa

t = vaktu yang diperlukan untuk permukaan minyok naik/turun

sebesar h (dctak).

7

Ad- 2. Meljgde. ̂ volume, jfcetajg

Semua pumping speed diketaftui be rvar ias i dengan tekanan maka

d a r i itu. metode volume t-etap i n i tak beg i t a t e l i t i untuk dipakai d i -

bandingkan dengan mctode tekanan t c t ap .

Dalam metode i r d dipakai persamaan

P. S =

t 2 - t1 3n ?r! 1

dimana

t~ ~ t.. = walctu yang digunakan tmtok memompa bejana dengan vo»

lume V d a r i tekanan p raenjadi p2«

P .J . Mills menggunakan a l a t s c p e r t i gambar d i bawah (Gambar 2) i n i .

kecEzf pompa

axr r aksa

ke MC lead gauge

dua l i t e r dua l i t e r

Gambar 2 , Mengukur pumping speed dengan MC leod volume t e t a p .

Untuk memonpa volume 400 cc dia mendapatkan t - t s 8 0 menit dan t e -

-5 kanan akhlr yang d icapa i & x 10 ' mm Hg dengan menggunakan pompa Hyvac.

Dengan pompa Megavac waktu yang diperlukan 47 menit untuk

mencapai tekanan 1,1 x 1 0 " i n n Hg.

III. ALAT PENGUIOJH VAKUM

Dalam Fisdka segala sesuatu harus ddketahui tontang "apa"

dan "berapanya". Untuk raenyatakan "berapa" diperlukan alat pengukur.

Juga perlu diperhatikan bahwa alat pengukur itu tak boleh mengganggu

apa yang diukur.

Alat pengukur vakum dipakai beberapa macam alat misalnya

1. Discharge tube

2. Mo. Lead Gauge

3. Pironi Gauge (diuraikan dalam bab IV)

4. Penning Gauge

5. Ionization Gauge

Berikut ini diterangkan sedikit tentang alat-alat pengukur vakum yang

disebut di atas.

Ad 1. Discharge tube

Skemanya tertera pada gambar di bawah.

^ | D Nickel -<] Electrode aw at s

^0 jTungsten ^

^ J>

V VL^/ 1 mm

Ke Vakum

Gairibar 3 . Discharge Tube

Mempunyai 2 e lect roda dan ditempatkan dengan jarak yang t e t ap . Pada

tekanan gas yang t e r t e n t u , i a mempunyai tegangan lucutan anbang t e r -

t en tu pula. Electroda-electroda i n i dibuat da r i platdna, n ikkel atau

stainless steel.

8

9

Terjadinya discharge dalam tabung i n i tergan-fcung pada

loiak geomoiris, "beirtuk €vo. "huzs d a r i clectrodanya, dan pada macam gas

yang d i i s ikan . Pada tekanan 20 mm Hg ja lur discharge t e r H h a t da r i

electroda yang sa tu ke eloctroda yang l a i n . Pada tckanan yang lebih.

t ingg i jalur i n i nonjadi lebih ncmpit. Di sek i ta r tekanan 1 nm Hg j a ­

l u r i n i melobar sampai ke dinding tabung,

- Bila tekanan terus berkurang da r i 1 mm Hg discharge t e r s e -

but k i t a dapat men^exahui orde tekanan dengan mengingat jenis gas yang

d i i s ikan . Misalnya -udara, v/arna discharge borubah da r i merah muda ke

b i ru b i l a tekanan berkurang. Hal i n i disebabkan kadar C02 yang bertam-

bah oloh karena b e r a t molclculnya yang besar dibandingkan dengan n i t r o ­

gen atau oksigen0

Meskipun demikian pongamatan-pengamatan i t u dapat diperoleh

sekedar dasar kwant i t a t i f dengan molihat lebar da r i "ruang gelap

Croakes " yang tergantung pada j a l an bebas r a t a - r a t a , dengan demikian

juga tergantung pada tokanan. Sudah ten tu pengulcuran dengan a l a t i n i

tak begi tu t e l i t i .

Ad 2, Mc Leod Gauge

Alat i n i psrtaina k a l i diuraikan oleh H.Hc Leod dan t e r d i r i

d a r i suatu volume gas V pada tekanan P yang alcan diukur. Gas i n i d i -

mampatkan sampai -volume V dan tekanan p. Skhema a l a t i n i s e p e r t i t e r -

t e r a pada gambar bsrilcut : Berdasarkan hukum Boyle - Gay Lussac dida-

patkan hubungan-hubungan scbagai berikxit :

P ,V p.y

•b" " T"

Untuk t = T • pv = FV

76 era

To Fore-pump

'U * I

K?

i To Az-r

10

Gambar 4-

We ieod Gauge

- B dan D adalah pipa kapilair dan kedua pipa ini 3ejajar dengan c.

Misal penampang kapilair = a dan volume tabung A dan kapilair B = V.

- Air raksa dari reservoir dinaikkan dengan membuka kran yang berhu-

bungan dengan udara luar. .• Udara dengan volume V ditekan sampai ah

dimana h = beda tinggi air raksa di kedua kapilair.

pv = aluh

p = tekanan gas yang d&naksud

h dalam mm Hg.

Didapat hubungan ..'..'•''

p v

11

Dengan demikiar. iekanar. dapat diukur dalan run Hg pada ska la kuadra t i s ,

karena a daii V konstrai. Bila V kira-lcL-a 300 oc dan diameter da r i -ca­

bling kapilair- 1 mm. naka telcanan 10""-' mm Hg sampai 10" mm Hg dapat

ditunjukkan. Untuk vakum yang l eb ih baik d s r i 10 mm Hg, a i r rales a

mengisi pipa kap i l a i r B selur-ihnya.

Vc Leod i n i sangat penting dalam pengukuran vakum dan semua

gauge l a i n d i t e r a dengan a l a t i n i . Disamping keun-bungannya bahwa i a

dapat mengukur vakun secara mutlak ada kerugiannya ya i t u pengukuran-

nya menjadi tak t e l i t i untuk gas-gas dan uap-uap yang mudah mengembun

misaliiya carbondioxida, ammonia, sulfur dioxide dan hampir seimia h i -

drokarbon,

Kerugian l a i n yalah bahva pipa-pipa penghiibungnya dengan

sistenij panjang dan sempit, merupakan tahanan pada a l i r an gas dengan

tekanan rendaii. Biasanya diber ikan vaktu I d r a - k i r a 1 menit sesudah

membuka kran penghubung Me Leod. dengan sistem yang akan diukur agar

supaya tckanan gauge dengan sistem sarna.

Ad 4 ' Philips Ignisation Manometer (Penning)

Dengan a l a t i n i pengukuran vakum dapat dilakukan secara l e -

bili t e l i t i , Dalam talmn 1937 Penning menguraikan tentang pengukuran

valcum yang berdas arkan Cold discharge dalam medan magnet. Penning

Gauge yang diproduksi oleh Philips t e r d i r i da r i dua lempeng k e c i l be r -

bentuk persegi panjang (kebanyalcan bujur sangkar), sebagai katoda. Di-

antaranya dipasangkan bujur sangkar yang lebih besar yang merupakan

sebuah loop.

Penampang d a r i a l a t i n i t e r t e r a pada gambar sebagai ber iku t :

12

-V

C R +V

H 4R

Penaiapang kato&e &

anode Gambar 5. Penning Gauge

R

U & S =

katode yang berupa lernpeng biasanya dari Zir-

coneum atau thoriuin

anode yang berupa loop

kutup-kutup magnit.

Ketelitian pemakaian alat ini, berhubungan dengan lintasan

electron dari katoda ke anoda yang tidak merupakan garis lurus, mela-

inkan berbentuk spiral. Idntasan ini dapat menjadi beberapa watus kali

panjang lintasan langsung, karena pada tabung dipasang medan magnit.

Dengan lintasan yang lebih panjang ini, kemungkinan electron menumbuk

molekul-molekul gas residu menjadi lebih besar. Terciptanya gauge ini

disebabkan karena kesukaran pemakaian katoda panas pada ionization

gauge, Dalam gauge ini electron-electron dikeluarkan dari katoda di-

ngin. Tegangan yang digunakan kira-kira 2000 -volt DC dan medan magrdt-

nya 400 orsted. Gauge ini selalu ditera lagi untuk setiap gas yang di-

13

gunakan.

Sedikrt teori tentang gerakan electron-electron adalah seba-

gai berikut :

Bila : e = muatan electron dalam emy

Ei = mass a electron dalam gram

v = potensial antara katoda dan anoda dalam enu •

1 2 lenaga kinetis dari gerak electron ±n± = — m v

lenaga ini didapatkan dari tenaga potensial ev

1 2 Jadi -r- m v = e v

Gaya yang dihas i lkan oleh medan inagnit F = H e v.

Adanya komponen gaya d a r i medan magnit yang tegak lurus pada medan

l i s t r i k (di s i n i katoda-katodanya dibuat lebih. k e c i l d a r i luasan anoda

yang berbentuk c inc in ) , menyebabkan l i n t a s a n e lec t ron berbentuk sp i r a l .

J a r i - j a r i da r i gerak e lec t ron i n i didapat da r i

2 w m v TT m v £ = = H ev ,. r = TT~~" r H e

Sela in h a l i n i menyebabkan arus i o n i s a s i l e b i h besar d a r i pada kalau

kalau ion-ion bergerak lurus da r i katoda ke anoda, juga mereka meng-

adakan o s s i l a s i d i s ek i t a r c incin sebelum ditangkap oleh c incin t e r s e -

bu t . Dari arus i o n i s a s i i n i k i t a dapat mengetahui tekanan gas d i dalam

bejana. Peneraan a l a t i n i dengan Ma Leod Gauge.

14

M 5. Ionization Gauge

Untuk mengukur vakum di bawah 10" mm Hg instrumen yang se-

ring dipakai yang sesuai untulc pongukuran tekanan di bawah. KJ* -

ram Hg adalah ionization gaugs.Ala-t ini terdiri dari sebuah. ta­

bung, yang mempunyai kav/at yang dipanasi sebagai katoda. Katoda

ini dikelilingi oleh gride yang diberi togangan positip kemudian

dikelilingi oleh plate. Seluruh sistem dimasukkan dalam tabung

gelas dan disambung dengan bejana -vakum hingga gauge punya seba­

gai bagian dari bejana itu. Electron-electron yang diemisHcan

dari pusat tabung yaitu katoda borgerak menuju ke electroda yang

bertegangan positip dengan kecepatan yang besar. Dalam perjalan-

an ini beberapa electron tersebut bertumbukan dengan molekul gas

residu yang akan diukur tekanannya.

•15

Elec t ron-e lec t ron d e r i aolekiil-molelcul t e r seba t akan neninggalkan

molekul-roolekulnya dan terbentuk ion- ion .posi t ip . Ion- ion pos i t i p i r d

bergerak menuju Ice kolector yang d i b s r i tegangan negat ip dan besarnya

arus yang ditimbuHcan diukur dengen galvanometer yang peka. Jumlah. ion

yang dihasi lkan i n i tergantang pada r a p a t gas (jumlah molokul per cm )

dan dengan demikian arus kolektor i n i menunjukkan tekanan gas. Dalam

p r i o s i p a l a t i n i t e r d i r i da r i sebuah tabung t r ioda .

IV. EERANI METER

The.ori

TJirtuk mengukur vakum sefcLiar 10 ^ Tor r dipakai meter F i ran i .

B i la jarak bebos raolekulnnolekul gas adalah l eb ih besar- atan sama d e ­

ngan -ukuran ruang vakum, maka pemindahan panas d a r i permukaan panas

ke permukaan dingin, tergan-faung pada tekanan. DL dalam p i r a n i meter

t e rdapa t suata kawat yang tahanan l i s t r i k n y a sanga-t berubah terhadap

suhu. Apabila melalui kawat i n i d i a l i rkan sua ta arus , maka suhu kawat

akan naik sampai stiatu yang tergantung pada hilangnya panas. Hilangnya

panas i n i dan j ad i juga suhu kawat adalah rangsi da r i pada tekanan.

Lebih. Ian ju t besarnya tahanan i t a tergantung pada suhu, sehingga t e -

Icanan dapatlah ditentukan dengan mengukur tahanan kawat. Kawat ukur

i-fcu dipasang dalam jembatan Wheatstone, d i mana cabang-cabang lainnya

t e r d i r i a tas dua tahan t e t a p t e r t en tu dan suata tahanan var iab le .

(Gambar 1) Tahanan va r iab le i t u dipakai untuk mengenolkan a l a t ukur

tekanan i t u pada tekanan yang sangat rendah. fbmbacaan d a r i pada meter

dalam jembatan i t a merupakan ukuran bagi tekanan. Hxani meter dapat

dipergunakan dalarn selang tekanan 1 - 10**̂ Ton. Di a tas 1 Torr han ta r -

an panas gas i t a boleh dikatakan t idak l a g i berubah dengan tekanan dan

d i bav/ah 10~^ Torr hilangnya panas dalam kawat terutama disebabkan

oleh. pancaran. Kebanyalcan kawat te rbuat d a r i pada wolfram atau platdna

dan tebalnya beberapa per - ra tus mm. Dalam a l a t k i t a nantd kawat yang

dipakai da r i pada n ike l i n yang diameternya 0,1 mm, panjangnya 5 cm,

sedang arus l i s t r i k maksimal t e r l e t a k 150 mA.

Suata perubahan d a r i pada suhu sekeli l ingnya, akan juga mem-

berikan pembacaan yang l a i n pada a l a t ukur tekanan i t u . Maka karenanya

16

17

sa l ab sa-bu. d a r i pada Icetiga tahanan-tahanan d i dalam Jembatan Tfoeat-

stone d i g a n t i deiigan suatu kavat yang saaa s e p e r t i kawat pengukur akan

t e t a p i tersimpan d i dalam taburig kaca s e r t a dipasang dalam s a t a ±udung

bersama dengan tabung -ukur. (Garabar 2 ) . Maka perubahan s-uhu sekitarnya

rJcan memberikan perubahan yang sama terhadap kedua kawat-kayat t e r s e -

ba t .

19Q j g ^

7,50

T 20,20

6v

7,5fi

Gambar 7. lfc,2fl

S-umbangan r a d i a s i k i r i dan kanan sama. Kcxiveksi lewat tenaga Jane t i s

molekul gas- panas disampaikan ke d i a l i ng . B e r a r t i kav/at p i j a r menjadi

s e d i k i t kurang panas (perandaian heat input pada kawat t e t a p ) . Subu

kava t turun -> talianan kavjat berkurang -*- jembatan t idak seimbang. De-

f l e k s i merupskan ukuran bagi tekanan gas.

18

Gambar 8. P i rani gauge head

Bila d i l i h a t kauat cepanjang 1 dan berdiame-ter 2 r , maka

BT = p ~ ~ 2 ( T 0 >

R = P — V { 1 + « (T - T0) } 1 ir r

dimana p = tahanan jenis

a = temperatur coef is ien r e s i s t a n

Luas permukaan kawat = 1 2y r 2

Power dissipation s i f t dalam kawat sepanjang 1

Pouer dissipation persatuan luas

19

1 2 i r r

- l 2 p 1 T <1 + a ^ i - T o H

I 2

2 . E r 3 { 1 + a (^ - TQ) }

Bi la persamaan d i atas = konstanta

Maka cfl̂ - u l j + kP (T., - TQ) = konstanta

c = konstanta r a d i a s i

T- = tempera-bur kawat

T0 = temperatur dinding kaca

k = konsxanta

P = tekanan gas

Jadi —— konstanta = 0

dT

0 = 4 rt\ + k ff (T-, - V + kp

0 = 4 aT̂ (T1 - I0) + k g (T1 - TQ)2 + kP (T1 - TQ) dP 7 4- 0 ^ ( T - j - "2Q) dT

k ( I n - TQ)'

T - T cLT _ •• k , X 1 ^Q N

dP " • 4 l „3 ;

• -M

T - T r 1 • 0

T1

Dari persamaan i n i dapat d i l l h a t bahwa temperatur merupakan f^ungsi da­

r i pada tekanan demikian juga tahanan fungsi tekanan.

20

gERCOBAAK :

Alat—ala-b yang dipakai :

1„ Pompa Notary

2 . Tahanan \l+,2 $2; 20,2 fl

I r impot

Tahung tahanan n ike l i n 2 tjuah. (7, 5fi )

3 . Power» suppZ^ + 12 v o l t

Pouer supply + 6 v o l t

4 . Meter K r a n i Balzers

S% Meter Micro -Amper.

Ta"bung tahanan n ike l i n yang s a t a se te lah divakumkan d i t a tup .

Sedongkan satunya l a g i raasili dihubungan dongan ruang (sistern) vakum.

Tang i n ! mengHai-ia perubahan tekanan sesua i dengan kehendak IdLta ( d i -

a tur dengan p e n t i l ) .

Berikat i n i data h a s i l percobaan yang diperoleh :

K r a n i (10""-' Torr)

d i bav/ah 0 . . .

0 . . .

1 . . .

2 . . .

5

6

7

8

9

10

15

20

25

30

35

40

45

50

75

100

125

150

175

Meter IdLta (mV)

0

. . 12

. . 13

. . 14

. . 16

- . 17

. . 19,5

. . 20

. . 21

. . 22

. . 23

. . 24

. . 30

. . 38

. . 41

. . 50

. . 55

• • 59

. . 65

- . 7 0

. . 80

. . 110

. . 125

- . 1 5 0

, . . 160

22

Firani (10--3 Torr) Meter k i t e 9mV)

d i bawah 200 175

250 200

300 225

400 250

500 , 270

700 280

1000 300

1500 315

2000 320

atmosfer 350

Hasi l yang diperoleh belum merupakan h a s i l yang sebenarnya

disebabkan karena ja rak Meter Pirani BaHzers terhadap tabung n ike l in

panjang dan berbelok-belok.

Has i l yang sebenarnya alcan saya laporlcan kemudian.

23

Gambar 9

Rangkain Meter Vakum

R f r 8 f i

R 100K + 12V

0 a 110

2oon V :

12V

20

50UA

* - 12V

J3 o-

220 5 O — 3

0

r-Kl-

lCOOyF/ 35V u i

10

2N3055

i 1.5K BCJIOT-J-^

yF 25V

Sfcl 2K"

lOOyF i / 2 5 V ^ 10K

V

100 25V1

LF

Gambar 10

Suniber Daya D.C. ± 12V

i, 421c

lOCOyF/ ^ i qir ]35V f 7

0 + 12 V

10<DyF 25V

jlOK

- o - 12V 2SB33T

6-

110

o 220

a-

2H3055 + 12V

AC i&F"

15V

'1,5K

7$ 1 10K M

kivv/ 25V

.,2K

-oO

'Gambar 1 1 . Sumber Daya D.C. 12V

24

u o

CO t

I

J 6

0°

1 o o

•>3- 6

u u o

E-l

CO I o H

Q o a

rv.

vn

-3-

V * vJ- CV PO ^ rf

& co S O O O O 3 O O O o O O O

• -O-Xsy 3 g i v O J w O n o vfl ^ O » CvjCVc^ />J — — — -» ^ " CV

g

DAFT.AR RJSTiKA

1. Ter jemalian ciari buka Inleiding tot de vaavam techniek.

2. "Kenungkinan Pemakaian Tdbung Trioda Biasa Sebagai Ionization Gauge"

Skr ips i Desryani Danusaputra No. Mhs. 922/PA.

25