Vakuuma sensori: darbības princips

2024 Autors: Erin Ralphs | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-02-19 17:44

Sensor Vacuummeter – tā ir arī spiediena displeja ierīce. Šajā rakstā mēs apsvērsim to veidus, darbības principu. Ir šādi veidi: kompresija, mehāniskā, membrāna.

To sauc arī par "vakuuma mērītāju" citā veidā. Tā ir cilvēkiem paredzēta vakuuma un gāzu spiediena līmeņa mērīšanai, kuras, savukārt, atrodas vakuuma vidē. Vispār jau pēc nosaukuma varētu saprast.

Leonardo Da Vinči ielika pamatus šīm ierīcēm. Viņš uztaisīja kaut kādu funkcionālu ierīci, ar kuru varēja izmērīt spiedienu ūdensvadā. Šis izgudrojums kļuva ļoti populārs un vajadzīgs tajos gados, kad dzīvoja Da Vinči (1400. gados).

Viņa izgudrojumu uzlaboja Evangelista Torricelli, kas iesniedza šīs ierīces patentu. Tas tika izdarīts 1643. gadā, vairāk nekā simts gadus pēc paša Da Vinči nāves. Vakuuma sensoram bija U forma, un galvenais elements, uz kura tas darbojās, bija dzīvsudrabs. Diemžēl tā ierobežotā daudzuma dēļ pašā caurulē nebija iespējams noteikt spiedienu, kas lielāks par 9 pA. Viss mainīja digitālā vakuuma sensora izskatu (tā fotoattēls ir parādīts zemāk materiālā).

Mērinstrumentu veidi

Mehāniskais mērītājs.

Šī ir ierīce, kas neizmanto strāvas avotus, un tā spēj noteikt līmeni diapazonā no 0,4 līdz 7000 bāriem. Tās darbības mehānisms slēpjas apstāklī, ka ir noteikts gredzens, kas atrodas caurulē ar ovālu sekciju, kas savukārt ir saliekta 240 grādu leņķī.

Tas atrodas rievā, un tā gali nav fiksēti, un tas ļauj spiedienam mērīšanas procesā iespiesties caurulē, to savukārt kustinot. Tas ir saistīts ar mehānismu, kas parāda precīzus rādījumus jau ierīces skalā. Parasti ierīce mēra spiedienu līdz 65 bāriem, bet ir ierīces arī augstākiem rādījumiem, aptuveni 7100 bar.

Lai vakuuma sensoru izmantotu agresīvākā vidē, tā korpuss ir piepildīts ar hidroizolācijas līdzekli, kas ieeļļo mehānismu un tādējādi novērš koroziju. Lai aizsargātu šo mehānismu, lai aizsargātu cauruli no pārrāvuma, mērinstrumenta korpuss ir aprīkots ar izpūstu sienu, kas novērš pārmērīgu spiedienu.

Burdona caurules izgudrojums

Caurule ir U veida un tiek saukta par hidrostatisko mērierīci.

Tas parāda šķidruma spiediena rezultātus, ko šī caurule ir atklājusi. Parametri šo divu cauruļu dažādos galos ir atšķirīgi, un ierīces bultiņa parāda atšķirību starp tiem. Mūsdienās šādu ierīci vairs neizmanto, jo ir mainījies spiediena diapazons un ierīce ir kļuvusi pilnīgi nevajadzīga.

Kompresijas mērītājs.

Šismanometrs, tikai ļoti uzlabots. Lai paplašinātu savas iespējas, tas tika izveidots tā, ka pirms mērījuma tas saspiež šķidrumu caurulē, un skala parāda spiediena līmeni. Ikdienā to izmanto vienkārši kā kalibrēšanas ierīci.

Deformācijas mērītājs, mehānisks

Šis manometrs parasti ir paredzēts zema vakuuma mērījumiem. Zem caurules spiediena tajā esošā atspere tiek saspiesta un deformē darba vietu, un tā savukārt pārnes slodzi uz rādītāja mehānismu, ko sauc par indikācijas skalu.

Vakuuma diafragmas spiediena sensors.

Šī ir kustības pieejamākā versija. Darbības princips: vakuums nospiež uz membrānas, un tas nospiež sensoru. Šādas ierīces vienmēr ir neatkarīgas no vides un ņem rādījumus jebkurā gāzu maisījumā.

Siltuma mehānismi

Siltumvakuuma mērīšanas sensori tiek uzskatīti par vispieprasītākajiem, tie ņem rādījumus gan vidējās, gan zemās vakuuma frekvencēs. Tieši šajās ierīcēs tiek apvienoti tādi cilvēkiem svarīgi rādītāji kā kvalitāte un zemā cena. Tos var izmantot tikai mērījumiem absolūtā vakuumā. Darbības princips ir šāds: vakuuma mērītāja reakcija uz izmaiņām gāzes siltuma caurulē ar spiediena izmaiņām.

Instrumenti atšķiras atkarībā no paša gāzes veida un nolasa tikai noteiktus maisījumus. Visizplatītākā modifikācija ir termopāra vakuuma mērītājs, un ir arī Pirani ierīces un konvekcijas mehānismi.

Termopāra ierīce.

Tādatemperatūras sensors vakuumā ietekmē termopāra sildīšanu mehānisma iekšpusē, kas izraisa sprieguma izmaiņas termopāru galos. Siltuma pārnese no paša sensora sildīšanas uz tā galiem ir saistīta ar spiedienu ap termopāri. Jo augstāks tas ir, jo lielāks ir tā spriegums. Šādi vakuuma mērītāji ir ļoti ekonomiski starp citiem līdzīgiem mērītājiem.

Pirāna sensors

Šis mehānisms un darbības princips ir līdzīgs termopārim. Tas izmanto kanāla kvēldiegu un pārvērš siltumenerģiju spriegumā. Pirani mehānisms ir daudz precīzāks nekā citi, jo mehānismā ir pielodēta elektriskā ķēde.

Konvekcijas sensors.

Viņš tāpat kā līdzīgas ierīces izmanto termopāri. Bet šīs konkrētās ierīces mehānismam ir sava dzesēšana. Galu galā korpuss ir apvilkts ar īpašu vītni, un tas ir platāks nekā analogiem. Un tas, savukārt, ļauj gāzei sensorā pareizi un efektīvi cirkulēt, un tas ļauj labāk darboties visai konvekcijas ierīcei kopumā. Tas arī nodrošina daudz ātrākus skalas rādījumus, pateicoties termopāra ātrai dzesēšanai.

Pjezorestīvie mehānismi

Materiālā augstāk esošajā fotoattēlā ir redzams elektroniskais vakuuma sensors.

Neatkarības no gāzes kvalitātes un īpašībām dēļ tie nodrošina visprecīzākos rādījumus. Ierīcei ir daudzpusība jebkurā spiediena frekvenču diapazonā, jo pēdējā ietekme tiek panākta ar tiešu pjezorezistīvā sensora darbību. Tā mērījumu diapazons ir no 0,1 mm. Toyota vakuuma sensors, piemēram,darbojas tāpat.

Uz jonizāciju balstīti vakuuma sensori

Šī modeļa vakuuma sensora darbības princips ir aprakstīts tālāk.

Jebkurai gāzei vakuumā faktiski ir noteikts skaits jonu. Magnētiskais lauks vai elektriskā izlāde, kas iedarbojas uz tiem, tos paātrina. Un šis viņu rakstītais ātrums ir atkarīgs no vakuuma saspiešanas pakāpes. Saskaņā ar šo principu šādi jonizācijas mērītāji darbojas.

Atkarībā no modifikācijas mērierīces jonu paātrināšanai izmanto dažādus un sarežģītus veidus. Šīs ierīces parasti ir paredzētas mērījumiem augstā vakuuma diapazonā. Tā kā tie ir atkarīgi no gāzes un katrai gāzei ir atšķirīgs blīvums, tas ietekmē jonu ātrumu.

Ierīce, kurai vienmēr ir aukstais katods

Šis ir sensors, kas rada elektrisko lauku. Tās magnēti ir novietoti tā, lai jonu kustība notiktu pa spirāles trajektoriju. Tieši viņa ļauj šīm daļiņām "dzīvot" ilgāk un līdz ar to strādāt efektīvāk. Sakarā ar to, ka šis katods vienmēr ir auksts, tā rādījumi skalā ir neskaidrāki, atšķirībā no šīs ierīces analogiem. Bet tajā pašā laikā tieši šai ierīcei garantija ir ļoti ilga, un tā bieži nebojājas izturīgo detaļu dēļ, kas nevar radīt berzi viena pret otru.

Producenti

Pirmais šajā rakstā norādītais vakuuma mērītāju ražotājs ir "Meta-Chrome". Šis ir pašmāju uzņēmums, kas ražo ne tikai šīs ierīces, bet arī hromatogrāfijas iekārtas un mērīšanas iekārtas. Šis Krievijas uzņēmums ienāca tirgū gadā1994, un kopš tā laika tas izstrādā un ražo iekārtas vakuuma nozarei. Tās produkti tiek piegādāti ne tikai Krievijā, bet arī ārzemēs. Uzņēmums Meta-Chrom vienmēr ražo augstas kvalitātes produktu, jonizācijas un termopāra vakuuma mērītājus bez laulības un strādā bez bojājumiem. To 90% gadījumu apstiprina pozitīvas atsauksmes no klientiem un šī ražotāja preču pircējiem.

Otrais uzņēmums, kas ražo vakuuma mērītājus, ir MKS Incorporated, Amerikas Savienoto Valstu uzņēmums. Viņi dibināja savu uzņēmumu, kas pārdod sensorus un citas mērierīces, daudz agrāk nekā viņu Krievijas kolēģi, vēl 1962. gadā. Bet tad viņi to darīja ļoti virspusēji. Un pilnībā, kā šādu iekārtu ražotājs, tas sāka pozicionēties tikai kopš 1998. gada. MKS ražo vakuuma mērītājus savai valstij, taču tāpat kā mūsu vietējais uzņēmums var nosūtīt savus produktus uz citām valstīm par nelielu piegādes maksu.

Trešais rakstā minētais ražotājs ir Ulvac Technologies. Tas ir arī amerikāņu ražotājs dažādu mērinstrumentu, piemēram, vakuuma mērinstrumentu, ražošanai. Šis uzņēmums tika dibināts 1991. gadā. Viņu tirgū vienmēr ir bijis daudz digitālo vakuuma mērītāju un citu produktu, ko viņi piegādā gan savā valstī (Amerikas Savienotajās Valstīs), gan citās pasaules valstīs.

Secinājums

Vakuuma mērītājs ir ļoti sarežģīta lieta, ar kuru jums jāiemācās rīkoties un pareizi noteikt spiedienu. Šis raksts ir parādījis visušo sensoru veidi, to ir tikai aptuveni 10. Šī ir ļoti svarīga lieta autobraucēju un auto remontētāju bagāžniekā.