Salute e malattia
Il manometro Pirani misura la conduttività termica dei gas a varie pressioni nel vuoto. In termini semplici, indica quanto velocemente un dato gas assorbe calore a diversi livelli di pressurizzazione. Le misure devono essere eseguite nel vuoto per garantire accuratezza ed eliminare contaminazione del campione.
Marcello Stefano Pirani, fisico tedesco nato a Berlino nel 1880, si laureò in matematica e fisica. Nel 1904 entrò in una sussidiaria di Siemens & Halske, concentrandosi sul perfezionamento delle lampade a incandescenza. Nel 1906 sviluppò il manometro Pirani per misurare le proprietà di trasferimento di calore in diversi gas, affinando il lavoro sulle lampade a scarica gassosa. Ancora oggi usato, è stato cruciale per le moderne lampade a scarica ad alta efficienza.
Un filamento metallico è sospeso in un tubo a vuoto riempito di gas. Una corrente elettrica riscalda il filamento a una temperatura data per resistenza diretta (stesso principio dei riscaldatori a resistenza). Le molecole di gas a contatto sottraggono calore al filamento. La misura dipende dalle proprietà di trasferimento termico del gas e dalla pressione nel vuoto; entrambi i fattori sono misurabili col manometro Pirani.
Il filamento è solitamente platino, ma si possono usare altri metalli. Il sistema a vuoto è tipicamente in vetro, sigillato con O-ring in gomma su connettore metallico o giunto vetro. Il filamento è connesso a un circuito elettrico che deve essere calibrato per misurare accuratamente il trasferimento termico nel vuoto.
Il Pirani è tra i più diffusi, ma non l'unico. Il termocoppia funziona in modo simile, ma fornisce misure accurate solo a gamme di pressione molto più basse. Tuttavia, se integrato con un controllore digitale, un termocoppia standard può coprire gli stessi range del Pirani a costo inferiore.
Un manometro Pirani non si trova in ferramenta; la maggior parte dei distributori ha sede in Europa. Il costo (novembre 2009) varia da 600 a 1.000 $ prima di spedizione e tasse. Con competenze tecniche, è possibile autocostruirlo con kit fai-da-te acquistabili online; ma aggiungendo la calibrazione professionale, il risparmio potrebbe non giustificare lo sforzo.
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