在真空實用技術(shù)中，真空的獲得和測量是兩個最重要的方面，在一個真空系統(tǒng)中，真空獲得的設(shè)備和測量儀器是必不可少的。目前常用的真空獲得設(shè)備主要有旋片式機(jī)械真空泵、油擴(kuò)散泵、渦輪分子泵、離子濺射泵、升華泵等。真空測量儀器主要有U型真空計、熱傳導(dǎo)真空計、電離真空計等。隨著電子技術(shù)和計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，各種真空獲得設(shè)備向高抽速、高極限真空、無污染方向發(fā)展。各種真空測量設(shè)備與微型計算機(jī)相結(jié)合，具有數(shù)字顯示、數(shù)據(jù)打印、自動監(jiān)控和自動切換量程等功能。 
究竟什么是真空系統(tǒng)?用一句話來概括，就是用來獲得有特定要求的真空度的抽氣系統(tǒng)。真空系統(tǒng)設(shè)計的基本內(nèi)容：是根據(jù)被抽容器對真空度的要求，選擇適當(dāng)?shù)恼婵障到y(tǒng)設(shè)計方案，進(jìn)行選、配泵計算；確定導(dǎo)管、閥門、捕集器、真空測量元件等，進(jìn)行合理配置，{zh1}劃出真空系統(tǒng)裝配圖和零部件圖。 

真空應(yīng)用設(shè)備種類繁多，但無論何種真空應(yīng)用設(shè)備都有一套排除被抽容器內(nèi)氣體的抽氣系統(tǒng)，以便在真空容器內(nèi)獲得所需要的真空條件。舉例來說：一個真空處理用的容器，用管道和閥門將它與真空泵連接起來，當(dāng)真空泵對容器進(jìn)行抽空時，容器上要有真空測量裝置，這就構(gòu)成了一個最簡單的真空抽氣系統(tǒng)

最簡單的真空系統(tǒng)只能在被抽容器內(nèi)獲得低真空范圍內(nèi)的真空度，當(dāng)需要獲得高真空范圍內(nèi)的真空度時，通常在圖1所示的真空系統(tǒng)中串聯(lián)一個高真空泵。當(dāng)串聯(lián)一個高真空泵之后，通常要在高真空泵的入口和出口分別加上閥門，以便高真空泵能單獨保持真空。如果所串聯(lián)的高真空泵是一個油擴(kuò)散泵，為了防止大量的油蒸氣返流進(jìn)入被抽容器，通常在油擴(kuò)散泵的入口加一個捕集器——水冷障板。 

真空分段: ① 粗真空760 ～10 Pa;② 低真空10 ～10- 2 Pa; ③ 中真空10- 2 ～10- 4 Pa; ④ 高真空10-4～10-7Pa;

⑤超高真空10- 12～10- 14 Pa; 擴(kuò)散泵是高真空泵, 當(dāng)機(jī)械泵的極限真空度不能滿足要求時,通常加擴(kuò)散泵來獲得高真空。這種泵不能從通常氣壓下開始工作,只能在低于1 Pa 氣壓下才能工作。因此,必須與初級泵串聯(lián)使用。 由機(jī)械泵和油擴(kuò)散泵組成的高真空系統(tǒng)工作過程介紹 
未抽氣前，主閥活塞在下面閉合，4預(yù)真空管道閥、5前級管道閥、7放氣閥均關(guān)閉。開始抽氣前打開擴(kuò)散泵9冷卻水, 然后開機(jī)械泵, 這時機(jī)械泵對4預(yù)真空管道閥5前級管道閥到機(jī)械泵出口的一段管道抽氣,當(dāng)抽氣到一定程度時, 5前級管道閥打開,機(jī)械泵對擴(kuò)散泵的前級抽氣,當(dāng)抽到符合擴(kuò)散泵開啟條件時,擴(kuò)散泵電爐通電加熱,這時維持 
20～30min,以便擴(kuò)散泵充分加熱,進(jìn)入工作狀態(tài)。擴(kuò)散泵進(jìn)入工作狀態(tài)后, 5前級管道閥關(guān)閉，4預(yù)真空管道閥打開，機(jī)械泵對被抽容器抽氣,抽氣達(dá)到要求時, 4預(yù)真空管道閥關(guān)閉，數(shù)秒鐘后, 3主閥5前級管道閥打開,擴(kuò)散泵對被抽容器抽高真空。10.水冷障板作用是防止擴(kuò)散泵油蒸汽進(jìn)入高真空的被抽容器。在掃描電鏡真空系統(tǒng)中采用的是液氮低溫冷 
各種真空泵的工作原理 
1.旋片式機(jī)械泵 
旋片式機(jī)械泵的結(jié)構(gòu)圖     
它由轉(zhuǎn)子、定子、旋片（或稱刮板）、活門和油槽等構(gòu)成。泵的定子裝在油槽中，定子的空腔時圓柱形。轉(zhuǎn)子是圓柱形輪子，它偏心地裝成與定子空腔內(nèi)切的位置。轉(zhuǎn)子可繞自己的旋轉(zhuǎn)對稱軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)子是由馬達(dá)帶動的。轉(zhuǎn)子中鑲有兩塊刮板，刮板之間用彈簧相連，使刮板緊貼在定子空腔內(nèi)壁上。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，被抽容器中的氣體經(jīng)過進(jìn)氣口到定子與轉(zhuǎn)子之間的空間，由活門及進(jìn)氣口排出。定子浸在油中，油是起密封、潤滑與冷卻作用的，進(jìn)油槽是為了讓油進(jìn)入空腔。進(jìn)空腔的油除了上述作用外，還起著協(xié)助打開活門的作用，因為在壓強(qiáng)很低時被壓縮的氣體不足以打開活門，而不可壓縮的油，將強(qiáng)迫活門打開，活門的作用是讓氣體從泵中排出，而不讓大氣進(jìn)入泵中。 
 （a） 表示兩刮板轉(zhuǎn)動時上刮板A與進(jìn)氣口之間的體積不斷增大，這時被抽容器內(nèi)氣體從進(jìn)氣口進(jìn)入這部分空間。（b）、（c）表示進(jìn)入泵中的氣體被刮板B與被抽容器 隔開并被壓縮到活門。當(dāng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動到圖（d）的位置時，被壓縮的氣體的壓強(qiáng)大于大氣壓強(qiáng)，這時活門被打開，氣體排出泵外。兩個刮板不停地重復(fù)以上過程，實現(xiàn) 了對容器連續(xù)抽氣的目的。 
以下是另一種旋片式機(jī)械泵的結(jié)構(gòu)圖。 
 
2油擴(kuò)散泵
     利用低壓、高速和定向流動的油蒸氣射流抽氣的真空泵。這種泵的極限真空為10-4～10-5帕，工作壓力范圍為10-1～10-4帕,抽速范圍為幾十至十幾萬升／秒（1升＝10-3米3）。油擴(kuò)散泵是獲得高真空的主要設(shè)備，廣泛用于真空冶煉、真空鍍膜、空間模擬試驗和對油污染不敏感的一些真空系統(tǒng)中。 
60年dk始，油擴(kuò)散泵又有了新的發(fā)展。主要的改進(jìn)是：①泵的材料采用放氣量甚小的不銹鋼。②采用飽和蒸氣壓很低、熱穩(wěn)定性好的油如聚苯醚和硅油作為泵的工作液。③改革結(jié)構(gòu)，新型油擴(kuò)散泵在泵口法蘭不變和不過分增大泵的外形尺寸條件下，在法蘭下部突出地擴(kuò)大泵腔的斷面，其抽氣速率可增大 20～40％。如在此裝設(shè)一個大直徑擴(kuò)散噴嘴和液氮冷卻的大直徑擋油帽等。泵可有通常泵（指沒有擴(kuò)大泵腔斷面的泵）的抽氣速率，并比較徹底地克服了泵的返油而獲得低于10-8帕清潔超高空。因此,油擴(kuò)散泵在清潔超高真空的工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)試驗中又取得重要的地位。 
 
  結(jié)構(gòu)和工作原理油擴(kuò)散泵主要由泵體、擴(kuò)散噴嘴、蒸氣導(dǎo)管、油鍋、加熱器、擴(kuò)散器、冷卻系統(tǒng)和噴射噴嘴等
部分組成（見圖）。當(dāng)油擴(kuò)散泵用前級泵預(yù)抽到低于1帕真空時,油鍋可開始加熱。沸騰時噴嘴噴出高速的蒸氣流，熱運動的氣體分子擴(kuò)散到蒸氣流中，與定向運動的油蒸氣分子碰撞。氣體分子因此而獲得動量，產(chǎn)生和油蒸氣分子運動方向相同的定向流動。到前級，油蒸氣被冷凝，釋出氣體分子，即被前級泵抽走而達(dá)到抽氣目的。 另一種低成本的玻璃油擴(kuò)散泵 
                
擴(kuò)散泵是高真空泵, 當(dāng)機(jī)械泵的極限真空度不能滿足要求時,通常加擴(kuò)散泵來獲得高真空。這種泵不能從通常氣壓下開始工作,只能在低于1 Pa 氣壓下才能工作。因此,必須與初級泵（機(jī)械泵）串聯(lián)使用。
擴(kuò)散泵開始工作之前, 必須先開動機(jī)械泵抽氣, 達(dá)到預(yù)備真空時( 約1.3 Pa) , 便可以使用電爐對擴(kuò)散泵蒸發(fā)器中的油進(jìn)行加熱, 約25～35 min的時間, 便可觀察到, 擴(kuò)散泵油開始沸騰, 油蒸汽開始順向每一級噴口定向噴發(fā), 形成射流。當(dāng)硅油加熱至沸騰時430℃, 便產(chǎn)生大量油蒸汽, 蒸汽經(jīng)過導(dǎo)管由各級噴嘴高速噴出, 此時, 由于來自被抽容器的氣體不斷向蒸汽流中擴(kuò)散,( 便稱擴(kuò)散泵) 便被帶到下方傘形帽噴發(fā)的射流, 這股射流的壓強(qiáng)大于上一級射流, 氣體分子進(jìn)入下一級射流, 這一級壓強(qiáng)又大于上一級射流, 而油蒸汽被冷凝水套凝結(jié), 沿著管壁經(jīng)過回油管流回蒸發(fā)器, 被帶到下方的氣體則由機(jī)械泵以每秒4 升的速率抽走, 20 min 后可達(dá)到擴(kuò)散泵的極限真空度。這些工作狀態(tài), 只有透過玻璃很容易觀察到,擴(kuò)散、噴發(fā)和冷凝的過程, 這也是擴(kuò)散泵名稱的由來, 這些工作狀態(tài)金屬擴(kuò)散泵是無法觀察到的。 
3.渦輪分子泵    
利用高速旋轉(zhuǎn)的動葉輪將動量傳給氣體分子，使氣體產(chǎn)生定向流動而抽氣的真空泵。渦輪分子泵的優(yōu)點是啟動快，能抗各種射線的照射，耐大氣沖擊，無氣體存儲和解吸效應(yīng)，無油蒸氣污染或污染很少，能獲得清潔的超高真空。渦輪分子泵廣泛用于高能加速器、可控?zé)岷朔磻?yīng)裝置、重粒子加速器和高級電子器件制造等方面。 
結(jié)構(gòu)和工作原理 主要有立式和臥式兩種 
立式渦輪分子泵的剖面圖 
圖3為一個動葉片的工作示意圖。在運動葉片兩側(cè)的氣體分子呈漫散射。在葉輪左側(cè)(圖3a),當(dāng)氣體分子到達(dá)A點附近時，在角度α1內(nèi)反射的氣體分子回到左側(cè)；在角度β1內(nèi)反射的氣體分子一部分回到左側(cè)，另一部分穿過葉片到達(dá)右側(cè)；在角度γ1內(nèi)反射的氣體分子將直接穿過葉片到達(dá)右側(cè)。同理，在葉輪右側(cè)(圖 3b),當(dāng)氣體分子入射到B點附近時，在α2角度內(nèi)反射的氣體分子將返回右側(cè)；在β2角度內(nèi)反射的氣體分子一部分到達(dá)左側(cè)，另一部分返回右側(cè)；在γ2角度內(nèi)反射的氣體分子穿過葉片到達(dá)左側(cè)。傾斜葉片的運動使氣體分子從左側(cè)穿過葉片到達(dá)右側(cè)，比從右側(cè)穿過葉片到達(dá)左側(cè)的幾率大得多。葉輪連續(xù)旋轉(zhuǎn)，氣體分子便不斷地由左側(cè)流向右側(cè)，從而產(chǎn)生抽氣作用。