Vákuumérzékelők: működési elv
Vákuumérzékelők: működési elv
Anonim

Szenzoros vákuummérő – ez egyben nyomáskijelző eszköz is. Ebben a cikkben megvizsgáljuk típusukat, működési elvét. Vannak ilyen típusok: kompressziós, mechanikus, membrán.

Más módon "vákuummérőnek" is nevezik. Emberek számára készült készülék a vákuum és a gázok nyomásszintjének mérésére, amelyek viszont vákuum környezetben vannak. Általában a név alapján érthető.

Leonardo Da Vinci lefektette ezeknek az eszközöknek az alapjait. Valamiféle funkcionális készüléket készített, amivel vízcsőben meg tudta mérni a nyomást. Ez a találmány nagyon népszerűvé és szükségessé vált azokban az években, amikor Da Vinci élt (1400-as években).

Találmányát Evangelista Torricelli fejlesztette tovább, aki szabadalmat nyújtott be erre az eszközre. Erre 1643-ban került sor, több mint száz évvel Da Vinci halála után. A vákuumérzékelő U alakú volt, és a fő elem, amelyen működött, a higany volt. Sajnos magában a csőben korlátozott mennyisége miatt nem lehetett 9 pA-nál nagyobb nyomást meghatározni. Minden megváltoztatta a digitális vákuumérzékelő megjelenését (fotója lent látható az anyagban).

elektronikus érzékelő
elektronikus érzékelő

Műszertípusok

Mechanikai idomszer.

Ez egy olyan eszköz, amely nem használ áramforrást, és képes meghatározni a szintet a 0,4 és 7000 bar közötti tartományban. Működési mechanizmusa abban rejlik, hogy van egy bizonyos gyűrű, amely egy ovális keresztmetszetű csőben helyezkedik el, amely viszont 240 fokos szögben meg van hajlítva.

A horonyban van, és a végei nincsenek rögzítve, és ez lehetővé teszi, hogy a mérés során a nyomás benyomódjon a cső belsejébe, és mozgásba hozza azt. Egy olyan mechanizmushoz kapcsolódik, amely már a készülék skáláján pontos leolvasást jelenít meg. Általában a készülék legfeljebb 65 bar nyomást mér, de vannak olyan készülékek is, amelyek ennél is magasabb, körülbelül 7100 bar-os értékeket mutatnak.

A vákuumérzékelő agresszívabb környezetben történő használatához a testet vízszigetelő anyaggal töltik fel, amely keni a mechanizmust, és így megakadályozza a korróziót. Ennek a mechanizmusnak a védelme érdekében, hogy megóvja a csövet a szakadástól, a mérőtestet felfújt fallal látták el, amely enyhíti a túlnyomást.

Mechanikus érzékelő
Mechanikus érzékelő

A Bourdon cső találmánya

A cső U alakú, és hidrosztatikus mérőeszköznek hívják.

Megjeleníti a folyadékra gyakorolt nyomás eredményeit, amelyet ez a cső észlelt. Ennek a két csőnek a különböző végein a paraméterek eltérőek, és a készülék nyila mutatja a különbséget közöttük. Ma már nem használnak ilyen készüléket, mert megváltozott a nyomástartomány és teljesen feleslegessé vált a készülék.

Tömörítésmérő.

Ezmanométer, csak nagyon fejlett. Lehetőségeinek bővítése érdekében úgy alakították ki, hogy a mérés előtt összenyomja a csőben lévő folyadékot, a skála pedig a nyomásszintet mutatja. A mindennapi életben egyszerűen kalibráló eszközként használják.

érzékelő leolvasások
érzékelő leolvasások

Deformációmérő, mechanikus

Ez a nyomásmérő általában alacsony vákuum mérésekhez készült. A cső nyomása alatt a benne lévő rugó összenyomódik és deformálja a munkahelyet, és a terhelést átadja a mutatószerkezetnek, az úgynevezett jelzőskálának.

Vákuumos membránnyomás-érzékelő.

Ez a mozgalom legolcsóbb változata. Működési elv: vákuum nyomja a membránt, és rányomja az érzékelőt. Az ilyen eszközök mindig függetlenek a közegtől, és bármilyen gázkeverékben mérnek.

Hőszerkezetek

érzékelő skála
érzékelő skála

A termikus vákuummérő érzékelők a legkeresettebbek, közepes és alacsony vákuumfrekvenciákon egyaránt mérnek. Ezekben az eszközökben kombinálódnak az emberek számára fontos mutatók, mint a minőség és az alacsony ár. Csak abszolút vákuumban történő mérésekhez használhatók. A működés elve a következő: a vákuummérő reakciója a gázhőcső változására nyomásváltozással.

A műszerek a gáz típusától függően változnak, és csak bizonyos keverékeket olvasnak. A leggyakoribb módosítás a hőelemes vákuummérő, és vannak Pirani eszközök és konvekciós mechanizmusok is.

Hőelemes eszköz.

Ilyena vákuumban lévő hőmérséklet-érzékelő befolyásolja a hőelem felmelegedését a mechanizmuson belül, ami feszültségváltozást vált ki a hőelemek végein. A hőátadás magának az érzékelőnek a felmelegedéséből a végeibe a hőelem körüli nyomásnak köszönhető. Minél magasabb, annál nagyobb a feszültsége. Az ilyen vákuummérők nagyon költségesek a többi hasonló mérőszám közül.

Ionos érzékelő
Ionos érzékelő

Piráni-érzékelő

Ez a mechanizmus és működési elv hasonló a hőelemhez. Csatornaszálat használ, és a hőenergiát feszültséggé alakítja. A Pirani mechanizmus sokkal pontosabb, mint mások, a mechanizmusba forrasztott elektromos áramkörnek köszönhetően.

Konvekciós érzékelő.

Ő is, mint a hasonló eszközök, hőelemet használ. De ennek a készüléknek a mechanizmusa saját hűtéssel rendelkezik. Végül is a házat egy speciális menettel tekerték körül, és szélesebb, mint az analógoké. Ez pedig lehetővé teszi az érzékelőben lévő gáz megfelelő és hatékony keringését, és ez lehetővé teszi, hogy az egész konvekciós eszköz jobban működjön. És a hőelem gyors hűtése miatt sokkal gyorsabb leolvasást ad a skálán.

Piezorezisztív mechanizmusok

toyota szenzor
toyota szenzor

A fenti képen az anyagban egy elektronikus vákuumérzékelő látható.

A gáz minőségétől és tulajdonságaitól való függetlenségük miatt a legpontosabb leolvasást biztosítják. Az eszköz sokoldalúan használható bármilyen nyomásfrekvencia tartományban, mivel ez utóbbi hatása egy piezorezisztív érzékelő közvetlen működésével érhető el. Mérési tartománya 0,1 mm-től. A Toyota vákuumérzékelője pl.ugyanúgy működik.

Ionizáción alapuló vákuumérzékelők

E modell vákuumérzékelőjének működési elvét az alábbiakban ismertetjük.

A vákuumban lévő bármely gáznak van bizonyos számú ionja. A rájuk ható mágneses tér vagy elektromos kisülés felgyorsítja őket. És ez az általuk beírt sebesség a vákuum összenyomásának mértékétől függ. Ezen elv szerint az ilyen ionizációs mérőeszközök működnek.

A módosítástól függően a műszerek sokféle és kifinomult módot használnak az ionok gyorsítására. Ezeket az eszközöket általában nagy vákuumtartományban történő mérésekre tervezték. Mivel ezek gázfüggőek, és minden gáznak más a sűrűsége, ez befolyásolja az ionok sebességét.

Eszköz, amelyen mindig hidegkatód van

Ez egy olyan érzékelő, amely elektromos mezőt hoz létre. Mágnesei úgy vannak elhelyezve, hogy az ionok mozgása egy spirál pályája mentén történik. Ő adja ezeket a részecskéket, hogy tovább "éljenek", és ezáltal hatékonyabban dolgozzanak. Tekintettel arra, hogy ez a katód mindig hideg, a skálán a leolvasások homályosabbak, ellentétben az eszköz analógjaival. Ugyanakkor ennek a készüléknek a garanciája nagyon hosszú, és nem gyakran romlik el a tartós alkatrészek miatt, amelyek nem tudnak egymáshoz súrlódást létrehozni.

Producerek

A cikkben bemutatott első vákuummérő gyártó a "Meta-Chrome". Ez egy hazai cég, amely nemcsak ezeket a készülékeket, hanem kromatográfiás berendezéseket és mérőberendezéseket is gyárt. Ez az orosz cég ben lépett piacra1994-ben, és azóta is fejleszt és gyárt berendezéseket a vákuumipar számára. Termékeit nemcsak Oroszországban, hanem külföldön is szállítják. A Meta-Chrom cég mindig minőségi terméket, ionizációs és hőelemes vákuummérőket gyárt házasság és meghibásodás nélkül. Ezt az esetek 90%-ában megerősítik a vásárlók és a gyártó termékeit vásárlók pozitív visszajelzései.

A második vákuummérőket gyártó vállalat az MKS Incorporated, egy amerikai egyesült államokbeli vállalat. Orosz társaiknál jóval korábban, még 1962-ben alapították szenzorokat és egyéb mérőeszközöket forgalmazó cégüket. De aztán nagyon felületesen csinálták. És teljesen, mint ilyen berendezések gyártója, csak 1998 óta kezdett el pozicionálni. Az MKS vákuummérőket gyárt országa számára, de hazai cégünkhöz hasonlóan kis szállítási díj ellenében szállíthatják termékeiket más országokba is.

A cikkben szereplő harmadik gyártó az Ulvac Technologies. Ezenkívül egy amerikai gyártó különféle mérőműszerek, például vákuummérők gyártására. Ezt a céget 1991-ben alapították. Piacukon mindig is sok digitális vákuummérő és egyéb termék volt, amelyeket országukban (Amerikai Egyesült Államok) és a világ más országaiban is szállítanak.

Következtetés

Sárga érzékelő
Sárga érzékelő

A vákuummérő egy nagyon összetett dolog, amelynek meg kell tanulnia kezelni és helyesen meghatározni a nyomást. Ez a cikk mindent megmutatottezeknek az érzékelőknek a típusai közül csak körülbelül 10 darab van. Ez nagyon fontos elem az autósok és autószerelők csomagtartójában.

Ajánlott: