Czujniki podciśnienia: zasada działania

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-02-19 18:18

Sensor Vacuummeter - jest to również urządzenie do wyświetlania ciśnienia. W tym artykule rozważymy ich rodzaje, zasadę działania. Istnieją takie typy: kompresyjne, mechaniczne, membranowe.

Nazywa się to również „wskaźnikiem próżni” w inny sposób. To dla ludzi urządzenie do pomiaru poziomu ciśnienia próżni i gazów, które z kolei znajdują się w środowisku próżni. Ogólnie rzecz biorąc, można było zrozumieć po nazwie.

Leonardo Da Vinci położył podwaliny pod te urządzenia. Stworzył jakieś funkcjonalne urządzenie, za pomocą którego był w stanie zmierzyć ciśnienie w rurze wodnej. Ten wynalazek stał się bardzo popularny i niezbędny w tych latach, gdy żył Da Vinci (1400).

Jego wynalazek został ulepszony przez Evangelista Torricelli, który złożył patent na to urządzenie. Dokonano tego w 1643 roku, ponad sto lat po śmierci samego Da Vinci. Czujnik podciśnienia miał kształt litery U, a głównym elementem na którym pracował była rtęć. Niestety ze względu na jego ograniczoną ilość w samej rurce nie można było określić ciśnienia wyższego niż 9 pA. Wszystko zmieniło wygląd cyfrowego czujnika podciśnienia (jego zdjęcie prezentujemy poniżej w materiale).

Rodzaje wskaźników

Wskaźnik mechaniczny.

Jest to urządzenie, które nie korzysta ze źródeł zasilania i jest w stanie określić poziom w zakresie od 0,4 do 7000 barów. Jego mechanizm działania polega na tym, że w rurze o przekroju owalnym znajduje się pewien pierścień, który z kolei jest wygięty pod kątem 240 stopni.

Znajduje się w rowku, a jego końce nie są zamocowane, dzięki czemu ciśnienie w trakcie pomiaru może wepchnąć się do wnętrza rurki, wprawiając ją w ruch po kolei. Wiąże się to z mechanizmem, który wyświetla dokładne odczyty już na wadze urządzenia. Zwykle urządzenie mierzy ciśnienie do 65 bar, ale są też urządzenia do wyższych odczytów, około 7100 bar.

Aby używać czujnika podciśnienia w bardziej agresywnym środowisku, jego korpus jest wypełniony środkiem hydroizolacyjnym, który smaruje mechanizm, a tym samym zapobiega korozji. Jako zabezpieczenie tego mechanizmu, w celu ochrony rurki przed pęknięciem, korpus manometru jest wyposażony w dmuchaną ściankę, która niweluje nadciśnienie.

Wynalezienie rurki Bourdona

Rura ma kształt litery U i jest nazywana manometrem hydrostatycznym.

Pokazuje wyniki ciśnienia cieczy, które wykryła ta rurka. Parametry na różnych końcach tych dwóch rurek są różne, a strzałka urządzenia pokazuje różnicę między nimi. Dziś takie urządzenie nie jest już używane, ponieważ zmienił się zakres ciśnień i urządzenie stało się zupełnie niepotrzebne.

Wskaźnik kompresji.

Tomanometr, tylko bardzo zaawansowany. Aby poszerzyć jego możliwości, został zaprojektowany w taki sposób, że przed pomiarem ściska ciecz w rurce, a skala pokazuje poziom ciśnienia. W życiu codziennym służy po prostu jako urządzenie kalibracyjne.

Wskaźnik odkształcenia, mechaniczny

Ten manometr jest zwykle przeznaczony do pomiarów w niskiej próżni. Pod naciskiem tuby sprężyna w niej jest ściskana i odkształca miejsce pracy, a ona z kolei przenosi obciążenie na mechanizm wskaźnika, zwany skalą wskazań.

Próżniowy czujnik ciśnienia membrany.

To najbardziej przystępna cenowo wersja ruchu. Zasada działania: próżnia naciska na membranę, a na czujniku. Takie urządzenia są zawsze niezależne od medium i dokonują odczytów w dowolnej mieszaninie gazów.

Mechanizmy termiczne

Czujniki do pomiaru próżni termicznej są uważane za najbardziej poszukiwane, wykonują odczyty zarówno przy średnich, jak i niskich częstotliwościach próżni. To właśnie w tych urządzeniach łączą się takie ważne dla ludzi wskaźniki, jak jakość i niska cena. Mogą być używane tylko do pomiarów w próżni absolutnej. Zasada działania jest następująca: reakcja wakuometru na zmianę ciepłociągu gazowego wraz ze zmianą ciśnienia.

Przyrządy różnią się w zależności od rodzaju samego gazu i odczytują tylko niektóre mieszanki. Najpopularniejszą modyfikacją jest wakuometr z termoparą, a także urządzenia Piraniego i mechanizmy konwekcyjne.

Urządzenie termopary.

Takczujnik temperatury w próżni wpływa na nagrzewanie się termopary wewnątrz mechanizmu, co powoduje zmianę napięcia na końcach termopar. Przenoszenie ciepła z nagrzania samego czujnika na jego końce jest spowodowane ciśnieniem wokół termopary. Im jest wyższy, tym większe jest jego napięcie. Takie wakuometry są bardzo budżetowe wśród grupy innych podobnych.

Czujnik Piraniego

Ten mechanizm i zasada działania jest podobna do termopary. Wykorzystuje włókno kanałowe i przekształca energię cieplną w napięcie. Mechanizm Piraniego jest znacznie bardziej precyzyjny niż inne, ze względu na obwód elektryczny wlutowany w mechanizm.

Czujnik konwekcji.

On również, podobnie jak podobne urządzenia, używa termopary. Ale mechanizm tego konkretnego urządzenia ma własne chłodzenie. W końcu obudowa jest owinięta specjalnym gwintem i jest szersza niż w przypadku analogów. A to z kolei umożliwia prawidłową i wydajną cyrkulację gazu w czujniku, a to pozwala na lepszą pracę całego urządzenia konwekcyjnego jako całości. Daje również znacznie szybsze odczyty na skali ze względu na szybkie chłodzenie termopary.

Mechanizmy piezorezystywne

Zdjęcie powyżej w materiale przedstawia elektroniczny czujnik podciśnienia.

Ze względu na swoją niezależność od jakości i właściwości gazu zapewniają najdokładniejsze odczyty. Urządzenie posiada wszechstronność w każdym zakresie częstotliwości ciśnienia, ponieważ wpływ tych ostatnich uzyskuje się poprzez bezpośrednie działanie czujnika piezorezystancyjnego. Jego zakres pomiarowy wynosi od 0,1 mm. np. czujnik podciśnienia Toyotydziała w ten sam sposób.

Czujniki próżniowe oparte na jonizacji

Zasada działania czujnika podciśnienia tego modelu została opisana poniżej.

Każdy gaz w próżni zawiera określoną liczbę jonów. Działające na nie pole magnetyczne lub wyładowanie elektryczne przyspiesza je. A ta prędkość, wpisana przez nich, zależy od stopnia kompresji próżni. Zgodnie z tą zasadą takie mierniki jonizacji działają.

W zależności od modyfikacji, mierniki wykorzystują różnorodne i wyrafinowane sposoby przyspieszania jonów. Urządzenia te są zwykle przeznaczone do pomiarów w zakresie wysokiej próżni. Ponieważ są one zależne od gazu, a każdy gaz ma inną gęstość, wpływa to na prędkość jonów.

Urządzenie, które zawsze ma zimną katodę

To jest czujnik, który wytwarza pole elektryczne. Jego magnesy są ustawione tak, że ruch jonów odbywa się wzdłuż trajektorii spirali. To ona daje tym cząsteczkom "życie" dłużej, a co za tym idzie, aby działały wydajniej. Ze względu na to, że ta sama katoda jest zawsze zimna, jej odczyty na skali są bardziej niejasne, w przeciwieństwie do analogów tego urządzenia. Ale jednocześnie gwarancja na to urządzenie jest bardzo długa i często nie psuje się ze względu na trwałe części, które nie mogą powodować tarcia o siebie.

Producenci

Pierwszym producentem wakuometrów przedstawionych w tym artykule jest „Meta-Chrome”. To krajowa firma, która produkuje nie tylko te urządzenia, ale także sprzęt chromatograficzny i sprzęt pomiarowy. Ta rosyjska firma weszła na rynek w1994 i od tego czasu opracowuje i produkuje urządzenia dla przemysłu próżniowego. Jej produkty dostarczane są nie tylko w Rosji, ale także za granicą. Przedsiębiorstwo Meta-Chrom zawsze produkuje wysokiej jakości produkt, wakuometry jonizacyjne i termoparowe bez małżeństwa i pracy bez awarii. Potwierdzają to w 90% przypadków pozytywne opinie klientów i nabywców produktów tego producenta.

Drugą firmą produkującą wakuometry jest MKS Incorporated, przedsiębiorstwo ze Stanów Zjednoczonych Ameryki. Założyli swoją firmę sprzedającą czujniki i inne urządzenia pomiarowe znacznie wcześniej niż ich rosyjscy odpowiednicy, już w 1962 roku. Ale potem zrobili to bardzo powierzchownie. I całkowicie, jako producent takiego sprzętu, zaczął pozycjonować się dopiero od 1998 roku. Firma MKS produkuje wakuometry dla swojego kraju, ale podobnie jak nasza firma krajowa, może wysyłać swoje produkty do innych krajów za niewielką opłatą za wysyłkę.

Trzecim producentem przedstawionym w artykule jest Ulvac Technologies. To także amerykański producent do produkcji różnych przyrządów pomiarowych, takich jak wakuometr. Ta firma została założona w 1991 roku. Na ich rynku zawsze było wiele cyfrowych wakuometrów i innych produktów, które dostarczają zarówno w swoim kraju (Stany Zjednoczone Ameryki), jak i w innych krajach świata.

Wniosek

Wakuometr to bardzo złożona rzecz, którą musisz nauczyć się obsługiwać i prawidłowo określać ciśnienie. Ten artykuł pokazał wszystkotypów tych czujników, jest ich tylko około 10. Jest to bardzo ważna pozycja w bagażniku kierowców i mechaników samochodowych.