e-rukovodstvo.ruДатчик Вакуумметр — он же прибор показа давления. В этой статье мы рассмотрим их виды, принцип работы. Бывают они таких видов: компрессионные, механические, мембранные.
Его еще по-другому называют �вакуумный манометр�. Он является для людей прибором измерения уровня давления вакуума и газов, которые находятся, в свою очередь, в вакуумной среде. В общем, по названию и так можно было понять.
Леонардо Да Винчи положил начало этим приборам. Он сделал некое функциональное устройство, с помощью которого смог измерить давление в водопроводной трубе. Это изобретение стало очень популярным и нужным для тех годов, когда жил Да Винчи (1400-ые года).
Его изобретение улучшил Эванджелиста Торричелли, который оформил патент на это устройство. Это было сделано в 1643 году, спустя более ста лет после смерти самого Да Винчи. Датчик вакуума имел форму буквы U и главным элементом, на котором он работал, была ртуть. К сожалению, из-за ограниченного ее количества в самой трубке определить давление выше чем 9 пА было невозможно. Все изменило появление датчика вакуума цифрового (его фото представлено ниже в материале).
Виды вакуумметров
Механический вакуумметр.
Это такой прибор, который не использует источники питания, и он способен определить уровень в диапазоне от 0,4 до 7000 бар. Его механизм работы заключается в том, что там есть некое кольцо, которое находится в трубе с овальным сечением, которая в свою очередь изогнута под углом 240 градусов.
Она находится в желобе и ее концы не закреплены, и это позволяет давлению в процессе его измерения давить внутрь трубки, приводя в свою очередь ее в движение. Она связана с механизмом, который выводит точные показания уже на шкалу прибора. Обычно прибор измеряет давление до 65 бар, но бывают устройства и для более высоких показаний, примерно в 7100 бар.
Чтобы использовать датчик вакуума в более агрессивной среде, корпус его наполняют гидроизолянтом, который смазывает механизм и этим предотвращает коррозию. В качестве предохранения этого механизма, чтобы защитить трубку от разрыва, корпус вакуумметра оборудуют выдуваемой стенкой, которая сбрасывает избыточное давление.
Изобретение трубки Бурдона
Трубка имеет форму U-образную, называют ее гидростатическим вакуумметром.
Она показывает результаты по воздействию давления на жидкость, которую выявила эта трубка. Параметры на разных концах этих двух трубок отличается, а стрелка прибора показывает разницу между ними. Сегодня такое устройство уже не используется, потому что изменился диапазон давлений и прибор стал полностью ненужным.
Компрессионный вакуумметр.
Это манометр, только очень усовершенствованный. Для расширения его возможностей, он был сконструирован так, что перед измерением сжимает жидкость в трубке, а шкала показывает уровень давления. В повседневной жизни применяется просто как калибровочный прибор.
Деформационный вакуумметр, механический
Такой манометр обычно предназначается для низких вакуумных измерений. Под действием давления трубки, пружина в ней сжимается и деформирует рабочее место, а он в свою очередь передает нагрузку на стрелочный механизм, называемый шкалой показаний.
Мембранный датчик давления вакуума.
Это самый доступный вариант механизма. Принцип работы: на мембрану давит вакуум, а она давит на сенсор. Такие приборы являются всегда независимыми от среды и снимают показания в любой смеси газа.
Тепловые механизмы
Датчики измерения вакуума тепловые считаются наиболее востребованными, они снимают показаний и в средних, и в низких частотах вакуума. Именно в этих приборах сочетаются такие показатели, важные для людей, как качество и небольшая цена. Пользоваться ими можно для измерений только в абсолютном вакууме. Принцип действий таков: реакция вакуумметра на изменение теплопровода газа при смене давления.
Приборы разнятся в зависимости от типа самого газа и считывают только определенные смеси. Самая распространенная модификация — это термопарный вакуумный датчик, а еще бывают приборы Пирани и конвекционные механизмы.
Прибор термопарный.
Такой датчик температуры в вакууме влияет на нагрев термопары внутри механизма, что и провоцирует изменение напряжения на концах термопар. Передача тепла от нагревания самого датчика к его концам происходит из-за того давление вокруг термопары. Чем оно выше, тем больше его напряжение. Такие вакуумметры очень бюджетные среди группы других аналогичных.
Датчик Пирани
Этот механизм и принцип работы похож на термопарный. Он использует нить канала и переводит тепловую энергию в напряжение. Механизм Пирани намного точнее, чем другие, за счет впаянной в механизм электрической схемы.
Датчик конвекции.
Он также, как и аналогичные устройства, использует термопару. Но механизм именно этого прибора имеет свое охлаждение. Ведь корпус вокруг обмотан особенной нитью, и она шире чем у аналогов. А она в свою очередь позволяет газу в датчике циркулировать правильно и эффективно, и это позволяет лучше работать всему устройству конвекции в целом. А еще заметно быстрее дает показатели на шкале благодаря быстрому остыванию термопары.
Пьезорезистивные механизмы
На фото выше в материале представлен электронный датчик вакуума.
Благодаря независимости от качества и свойств газа они обеспечивают самые точные показатели. Прибор имеет универсальность в любом диапазоне частот давлений, потому что влияние последнего достигается непосредственным воздействием пьезорезистивного датчика. Диапазон измерения его от 0,1 мм. Датчик вакуума �Тойота�, например, работает по такому же принципу.
Вакуумные датчики, основанные на ионизации
Принцип работы датчика вакуума этой модели описан ниже.
Любой газ, находящийся в вакууме, имеет по факту определенное количество ионов. Магнитное поле или электрический разряд, воздействуя на них, ускоряет их. А эта скорость, набранная ими, зависит от степени сжатия вакуума. По этому принципу и работают такие ионизационные вакуумметры.
В зависимости от модификации, вакуумметры используют самые разные и изощренные способы разгона ионов. Устройства эти предназначены обычно для измерений в высоком диапазоне вакуума. Так как они являются газозависимыми, и у каждого газа разная плотность, это влияет на скорость ионов.
Прибор, у которого всегда холодный катод
Это датчик, который создает электро-поле. Его магниты стоят так, чтобы движение ионов происходило по траектории спирали. Именно она дает этим частицам дольше �жить�, а, значит, эффективнее работать. Из-за того, что этот самый катод всегда холодный, его показания на шкале более расплывчатые в отличие от аналогов этого устройства. Но при этом, гарантия этого самого прибора очень долгая, и он не часто ломается благодаря своим прочным деталям, которые не могут создавать трения друг об друга.
Производители
Первый производитель вакуумметров, представленный в этой статье — это �Мета-Хром�. Это отечественная компания, выпускающая не только эти устройства, но и оборудование для хроматографии и измерительную технику. Эта российская компания вышла на рынок еще в 1994 году, и с этих времен она развивается и производит технику для вакуумной индустрии. Продукция ее поставляется не только по России, но и за рубеж. Предприятие Meta-Chrom выпускает всегда продукт высокого качества, ионизационные и термопарные вакуумметры без брака и работают без поломок. Это и подтверждают в 90% случаев положительные отзывы клиентов и покупателей продукции данного производителя.
Вторая компания, выпускающая вакуумметры, — это MKS Incorparated — предприятие из Соединенных Штатов Америки. Они основали свою компанию по продаже датчиков и других измерительных устройств намного раньше, чем их российские коллеги, аж в 1962 году. Но тогда они занимались этим очень поверхностно. А полностью, как производителя подобной техники, стала позиционировать себя лишь с 1998 года. Фирма MKS делает вакуумметры для своей страны, но также, как и наша отечественная компания, может пересылать свою продукцию в другие страны за небольшую доплату за пересылку.
Третий производитель, который представлен в статье — Ulvac Technologies. Это также Американский производитель по производству разных измерительных приборов, таких как датчик вакуума. Эта компания была основана в 1991. На их рынке всегда было представлено много цифровых вакуумметров, и другой продукции, которую они поставляют как по своей стране (Соединенные Штаты Америки), так и в другие страны мира.
Вывод
Датчик вакуума — очень сложная штука, с которой нужно научиться обращаться и правильно определять давление. В этой статье были показаны все виды этих датчиков, их всего около 10. Это очень важный предмет в багажнике автомобилистов и мастеров по ремонту машин.
