Вакуум сензори: принцип на действие

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Последно модифициран: 2024-02-19 12:31

Сензорен вакуумметър - той също е устройство за показване на налягането. В тази статия ще разгледаме техните видове, принципа на работа. Има такива видове: компресионни, механични, мембранни.

Нарича се още "вакуумер" по друг начин. Това е за хората устройство за измерване на нивото на налягане на вакуум и газове, които от своя страна са във вакуумна среда. Като цяло можеше да се разбере от името.

Леонардо да Винчи положи основата на тези устройства. Той направи някакъв функционален уред, с който можеше да измерва налягането във водопровод. Това изобретение стана много популярно и необходимо за онези години, когато Да Винчи е живял (1400-те).

Изобретението му е подобрено от Евангелиста Торичели, който подаде патент за това устройство. Това е направено през 1643 г., повече от сто години след смъртта на самия Да Винчи. Вакуумният сензор беше с форма на U и основният елемент, върху който работеше, беше живак. За съжаление, поради ограниченото му количество в самата тръба, беше невъзможно да се определи налягане по-високо от 9 pA. Всичко промени външния вид на цифров вакуумен сензор (снимката му е представена по-долу в материала).

Видове габарити

Механичен габарит.

Това е устройство, което не използва източници на захранване и може да определи нивото в диапазона от 0,4 до 7000 бара. Механизмът му на действие се крие във факта, че има определен пръстен, който се намира в тръба с овално сечение, която от своя страна е огъната под ъгъл от 240 градуса.

Той е в жлеба и краищата му не са фиксирани и това позволява на налягането в процеса на измерване да го избута вътре в тръбата, привеждайки я на свой ред в движение. Той е свързан с механизъм, който показва точни показания вече на скалата на устройството. Обикновено устройството измерва налягане до 65 bar, но има устройства за по-високи показания, около 7100 bar.

За да използвате вакуумния сензор в по-агресивна среда, тялото му е изпълнено с хидроизолационен агент, който смазва механизма и по този начин предотвратява корозия. Като защита на този механизъм, за да предпази тръбата от разкъсване, тялото на манометъра е оборудвано с издухана стена, която облекчава излишното налягане.

Изобретението на тръбата на Бурдон

Тръбата е U-образна и се нарича хидростатичен габарит.

Показва резултатите от налягането върху течността, която тази тръба е открила. Параметрите в различните краища на тези две тръби са различни, а стрелката на устройството показва разликата между тях. Днес такова устройство вече не се използва, тъй като диапазонът на налягането се промени и устройството стана напълно ненужно.

Манометър за компресия.

Товаманометър, само много напреднал. За да разшири възможностите си, той е проектиран по такъв начин, че преди измерването да компресира течността в тръбата, а скалата показва нивото на налягане. В ежедневието се използва просто като устройство за калибриране.

Деформационен габарит, механичен

Този манометър обикновено е предназначен за измервания на нисък вакуум. Под натиска на тръбата пружината в нея се компресира и деформира работното място, а тя от своя страна прехвърля натоварването към механизма на показалеца, наречен скала за индикация.

Вакуум мембранен сензор за налягане.

Това е най-достъпната версия на движението. Принцип на действие: вакуумът притиска мембраната, а тя притиска сензора. Такива устройства винаги са независими от средата и правят показания във всяка газова смес.

Термични механизми

Термичните вакуумни измервателни сензори се считат за най-търсените, те отчитат както средни, така и ниски вакуумни честоти. Именно в тези устройства се комбинират важни за хората показатели като качество и ниска цена. Те могат да се използват само за измервания в абсолютен вакуум. Принципът на действие е следният: реакцията на вакууммера към промяна в газовата топлинна тръба с промяна в налягането.

Инструментите варират в зависимост от вида на самия газ и четат само определени смеси. Най-разпространената модификация е термодвойка вакуум габарит, а има и устройства Пирани и конвекционни механизми.

Устройство с термодвойка.

Такаватемпературният сензор във вакуум влияе върху нагряването на термодвойката вътре в механизма, което провокира промяна в напрежението в краищата на термодвойките. Преносът на топлина от нагряване на самия сензор към неговите краища се дължи на налягането около термодвойката. Колкото по-високо е, толкова по-голямо е напрежението му. Такива вакуумметри са много бюджетни сред група други подобни.

Pirani Sensor

Този механизъм и принцип на действие е подобен на термодвойка. Той използва канална нишка и преобразува топлинната енергия в напрежение. Механизмът Pirani е много по-прецизен от другите, поради електрическата верига, запоена в механизма.

Сензор за конвекция.

Той също, подобно на подобни устройства, използва термодвойка. Но механизмът на това конкретно устройство има собствено охлаждане. В крайна сметка корпусът е увит със специална нишка и е по-широк от този на аналозите. А той от своя страна позволява на газта в сензора да циркулира правилно и ефективно и това позволява на цялото конвекционно устройство да работи по-добре като цяло. Освен това дава много по-бързи показания на скалата поради бързото охлаждане на термодвойката.

Пиезорезистивни механизми

Снимката по-горе в материала показва електронен вакуумен сензор.

Поради своята независимост от качеството и свойствата на газа, те осигуряват най-точните показания. Устройството има гъвкавост във всеки диапазон от честоти на налягане, тъй като влиянието на последното се постига чрез директното действие на пиезорезистивен сензор. Обхватът му на измерване е от 0,1 мм. Вакуум сензор на Toyota, напр.работи по същия начин.

Вакуум сензори, базирани на йонизация

Принципът на работа на вакуумния сензор на този модел е описан по-долу.

Всеки газ във вакуум всъщност има определен брой йони. Действащото върху тях магнитно поле или електрически разряд ги ускорява. И тази скорост, въведена от тях, зависи от степента на компресия на вакуума. Съгласно този принцип, такива йонизационни уреди работят.

В зависимост от модификацията, измервателните уреди използват различни и сложни начини за ускоряване на йони. Тези устройства обикновено са предназначени за измервания във висок вакуумен диапазон. Тъй като те зависят от газа и всеки газ има различна плътност, това се отразява на скоростта на йоните.

Устройство, което винаги има студен катод

Това е сензор, който създава електрическо поле. Неговите магнити са разположени така, че движението на йони става по траекторията на спирала. Тя е тази, която дава на тези частици да "живеят" по-дълго и следователно да работят по-ефективно. Поради факта, че този катод винаги е студен, показанията му на скалата са по-неясни, за разлика от аналозите на това устройство. Но в същото време гаранцията на точно това устройство е много дълга и не се поврежда често поради издръжливите си части, които не могат да създават триене един срещу друг.

Продуценти

Първият производител на вакууммери, представен в тази статия, е "Meta-Chrome". Това е местна компания, която произвежда не само тези устройства, но и хроматографско оборудване и измервателно оборудване. Тази руска компания навлезе на пазара1994 г. и оттогава разработва и произвежда оборудване за вакуумната индустрия. Неговите продукти се доставят не само в Русия, но и в чужбина. Предприятието Meta-Chrom винаги произвежда висококачествен продукт, йонизационни и термодвойки вакууммери без брак и работят без повреди. Това се потвърждава в 90% от случаите от положителни отзиви от клиенти и купувачи на продуктите на този производител.

Втората компания, произвеждаща вакууммери е MKS Incorporated, предприятие от Съединените американски щати. Те основават своята компания за продажба на сензори и други измервателни устройства много по-рано от руските си колеги, още през 1962 г. Но тогава го направиха много повърхностно. И напълно, като производител на такова оборудване, той започна да се позиционира едва от 1998 г. MKS произвежда вакууммери за своята страна, но като нашата местна компания, те могат да изпращат продуктите си до други страни срещу малка такса за доставка.

Третият производител, представен в статията, е Ulvac Technologies. Освен това е американски производител за производство на различни измервателни уреди, като вакуумномер. Тази компания е основана през 1991 г. На техния пазар винаги е имало много цифрови вакууммери и други продукти, които доставят както в своята страна (Съединените американски щати), така и в други страни по света.

Заключение

Вакуумометрът е много сложно нещо, което трябва да научите как да боравите и правилно да определяте налягането. Тази статия показа всичковидовете тези сензори, има само около 10. Това е много важен артикул в багажника на автомобилистите и автосервизите.