Vakumski senzorji: princip delovanja

2024 Avtor: Erin Ralphs | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-02-19 18:25

senzorski vakuummeter - je tudi naprava za prikaz tlaka. V tem članku bomo obravnavali njihove vrste, načelo delovanja. Obstajajo takšne vrste: kompresijski, mehanski, membranski.

Imenuje se tudi "vakuumski merilnik" na drug način. Za ljudi je naprava za merjenje ravni tlaka vakuuma in plinov, ki pa so v vakuumskem okolju. Na splošno bi lahko razumeli po imenu.

Leonardo Da Vinci je postavil temelje za te naprave. Naredil je nekakšno funkcionalno napravo, s katero je lahko izmeril tlak v vodovodni cevi. Ta izum je postal zelo priljubljen in potreben v tistih letih, ko je živel Da Vinci (1400).

Njegov izum je izboljšal Evangelista Torricelli, ki je vložil patent za to napravo. To je bilo storjeno leta 1643, več kot sto let po smrti samega Da Vincija. Vakuumski senzor je bil oblikovan kot U in glavni element, na katerem je deloval, je bilo živo srebro. Žal je bilo zaradi omejene količine v sami cevi nemogoče določiti tlak, višji od 9 pA. Vse je spremenilo videz digitalnega vakuumskega senzorja (njegova fotografija je predstavljena spodaj v gradivu).

Vrste merilnikov

Mehanski merilnik.

To je naprava, ki ne uporablja virov energije in je sposobna določiti nivo v območju od 0,4 do 7000 barov. Njegov mehanizem delovanja je v tem, da obstaja določen obroč, ki se nahaja v cevi z ovalnim delom, ki je nato upognjen pod kotom 240 stopinj.

Nahaja se v utoru in njegovi konci niso fiksirani, kar omogoča, da ga tlak v procesu merjenja potisne v cev in jo sproži v gibanju. Povezan je z mehanizmom, ki prikazuje natančne odčitke že na lestvici naprave. Običajno naprava meri tlak do 65 barov, vendar obstajajo naprave za višje odčitke, približno 7100 barov.

Za uporabo vakuumskega senzorja v agresivnejšem okolju je njegovo telo napolnjeno s hidroizolacijskim sredstvom, ki podmaže mehanizem in tako preprečuje korozijo. Za zaščito tega mehanizma, da bi zaščitili cev pred pretrganjem, je telo merilnika opremljeno s prepihano steno, ki razbremeni prekomerni tlak.

Izum Bourdonove cevi

Cev je v obliki črke U in se imenuje hidrostatični merilnik.

Prikazuje rezultate pritiska na tekočino, ki jo je ta cev zaznala. Parametri na različnih koncih teh dveh cevi so različni, puščica naprave pa kaže razliko med njima. Danes se takšna naprava ne uporablja več, ker se je spremenilo območje tlaka in je naprava postala popolnoma nepotrebna.

Kompresijski merilnik.

Tomanometer, samo zelo napreden. Za razširitev svojih zmogljivosti je bil zasnovan tako, da pred meritvijo stisne tekočino v cevi, lestvica pa prikazuje nivo tlaka. V vsakdanjem življenju se uporablja preprosto kot kalibrirna naprava.

Deformacijski merilnik, mehanski

Ta manometer je običajno namenjen meritvam nizkega vakuuma. Pod pritiskom cevi se vzmet v njej stisne in deformira delovno mesto, ta pa nato prenese obremenitev na mehanizem kazalca, imenovan indikacijska lestvica.

Vakumski membranski senzor tlaka.

To je najbolj dostopna različica gibanja. Načelo delovanja: vakuum pritisne na membrano, ta pa na senzor. Takšne naprave so vedno neodvisne od medija in merijo v kateri koli mešanici plinov.

Termični mehanizmi

Termalni vakuumski merilni senzorji veljajo za najbolj iskane, merijo tako v srednjih kot nizkih vakuumskih frekvencah. Prav v teh napravah se združujejo takšni kazalniki, ki so pomembni za ljudi, kot sta kakovost in nizka cena. Uporabljajo se lahko samo za meritve v absolutnem vakuumu. Načelo delovanja je naslednje: reakcija vakuumskega merilnika na spremembo plinske toplotne cevi s spremembo tlaka.

Instrumenti se razlikujejo glede na vrsto plina in berejo samo določene mešanice. Najpogostejša modifikacija je termočlenski vakuumski merilnik, obstajajo pa tudi Pirani naprave in konvekcijski mehanizmi.

Termoelementna naprava.

Takotemperaturni senzor v vakuumu vpliva na segrevanje termoelementa znotraj mehanizma, kar izzove spremembo napetosti na koncih termočlenov. Prenos toplote od segrevanja senzorja do njegovih koncev je posledica tlaka okoli termoelementa. Višja kot je, večja je njena napetost. Takšni vakuumski merilniki so zelo poceni med skupino podobnih.

Pirani senzor

Ta mehanizem in princip delovanja je podoben termočlenu. Uporablja kanalsko žarilno nitko in pretvarja toplotno energijo v napetost. Mehanizem Pirani je veliko bolj natančen od drugih, zaradi električnega tokokroga, ki je spajkan v mehanizem.

konvekcijski senzor.

Tudi on, tako kot podobne naprave, uporablja termoelement. Toda mehanizem te posebne naprave ima lastno hlajenje. Konec koncev je ohišje ovito s posebno nitjo in je širše kot pri analogih. To pa omogoča, da plin v senzorju kroži pravilno in učinkovito, kar omogoča, da celotna konvekcijska naprava deluje bolje kot celota. Prav tako daje veliko hitrejše odčitke na tehtnici zaradi hitrega hlajenja termoelementa.

Piezorezitivni mehanizmi

Zgornja fotografija v materialu prikazuje elektronski senzor vakuuma.

Zaradi svoje neodvisnosti od kakovosti in lastnosti plina zagotavljajo najbolj natančne odčitke. Naprava ima vsestranskost v katerem koli območju frekvenc tlaka, saj je vpliv slednjega dosežen z neposrednim delovanjem piezorezitivnega senzorja. Njegovo merilno območje je od 0,1 mm. Toyotin vakuumski senzor, npr.deluje na enak način.

Vakumski senzorji na osnovi ionizacije

Načelo delovanja vakuumskega senzorja tega modela je opisano spodaj.

Vsak plin v vakuumu ima dejansko določeno število ionov. Magnetno polje ali električna razelektritev, ki deluje nanje, jih pospeši. In ta hitrost, ki so jo vnesli, je odvisna od stopnje stiskanja vakuuma. Po tem principu delujejo takšni ionizacijski merilniki.

Odvisno od modifikacije merilniki uporabljajo različne in sofisticirane načine za pospeševanje ionov. Te naprave so običajno zasnovane za meritve v območju visokega vakuuma. Ker so odvisni od plina in ima vsak plin različno gostoto, to vpliva na hitrost ionov.

Naprava, ki ima vedno hladno katodo

To je senzor, ki ustvarja električno polje. Njegovi magneti so nameščeni tako, da gibanje ionov poteka vzdolž poti spirale. Ona je tista, ki daje tem delcem, da "živijo" dlje in zato delujejo učinkoviteje. Zaradi dejstva, da je ta katoda vedno hladna, so njeni odčitki na lestvici bolj nejasni, za razliko od analogov te naprave. Toda hkrati je garancija za to napravo zelo dolgo in se zaradi svojih vzdržljivih delov, ki ne morejo ustvarjati trenja drug ob drugem, ne pokvari pogosto.

Proizvajalci

Prvi proizvajalec vakuumskih merilnikov, predstavljen v tem članku, je "Meta-Chrome". To je domače podjetje, ki ne proizvaja le teh naprav, temveč tudi kromatografsko opremo in merilno opremo. To rusko podjetje je vstopilo na trg v1994 in od takrat razvija in proizvaja opremo za vakuumsko industrijo. Njegovi izdelki se dobavljajo ne samo v Rusiji, ampak tudi v tujini. Podjetje Meta-Chrom vedno proizvaja visokokakovosten izdelek, ionizacijske in termočlenske vakuumske merilnike brez poroke in dela brez okvar. To v 90 % primerov potrjujejo pozitivne povratne informacije strank in kupcev izdelkov tega proizvajalca.

Drugo podjetje, ki proizvaja vakuumske merilnike, je MKS Incorporated, podjetje iz Združenih držav Amerike. Svoje podjetje za prodajo senzorjev in drugih merilnih naprav so ustanovili veliko prej kot njihovi ruski kolegi, že leta 1962. Potem pa so to počeli zelo površno. In v celoti se je kot proizvajalec takšne opreme začel pozicionirati šele od leta 1998. MKS izdeluje vakuumske merilnike za svojo državo, toda tako kot naše domače podjetje lahko svoje izdelke pošiljajo v druge države za majhno poštnino.

Tretji proizvajalec, predstavljen v članku, je Ulvac Technologies. Je tudi ameriški proizvajalec za proizvodnjo različnih merilnih instrumentov, kot je na primer vakuumski merilnik. To podjetje je bilo ustanovljeno leta 1991. Na njihovem trgu je bilo vedno veliko digitalnih vakuumskih merilnikov in drugih izdelkov, ki jih dobavljajo tako v svoji državi (Združene države Amerike) kot v drugih državah sveta.

Sklep

Vakumomometer je zelo zapletena stvar, ki se jo morate naučiti ravnati in pravilno določiti tlak. Ta članek je pokazal vsetipov teh senzorjev je le okoli 10. To je zelo pomemben artikel v prtljažniku avtomobilistov in avtoserviserjev.