Tyhjiöanturit: toimintaperiaate

2024 Kirjoittaja: Erin Ralphs | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-02-19 15:33

Sensor Vacuummeter - se on myös paineen näyttölaite. Tässä artikkelissa tarkastelemme niiden tyyppejä, toimintaperiaatetta. On olemassa sellaisia tyyppejä: puristus, mekaaninen, kalvo.

Se kutsutaan myös "tyhjiömittariksi" toisella tavalla. Se on ihmisille tarkoitettu laite tyhjiön ja kaasujen painetason mittaamiseen, jotka puolestaan ovat tyhjiöympäristössä. Yleensä nimestä voisi ymmärtää.

Leonardo Da Vinci loi perustan näille laitteille. Hän teki jonkinlaisen toimivan laitteen, jolla pystyi mittaamaan vesiputken painetta. Tästä keksinnöstä tuli erittäin suosittu ja tarpeellinen niinä vuosina, jolloin Da Vinci eli (1400-luvulla).

Evangelista Torricelli paransi hänen keksintöään, joka haki tälle laitteelle patentin. Tämä tehtiin vuonna 1643, yli sata vuotta Da Vincin itsensä kuoleman jälkeen. Tyhjiöanturi oli U:n muotoinen ja sen pääelementti oli elohopea. Valitettavasti itse putkessa olevan rajallisen määrän vuoksi oli mahdotonta määrittää yli 9 pA painetta. Kaikki muutti digitaalisen alipaineanturin ulkonäköä (sen kuva on esitetty alla materiaalissa).

Mittaustyypit

Mekaaninen mittari.

Tämä on laite, joka ei käytä virtalähteitä, ja se pystyy määrittämään tason välillä 0,4 - 7000 bar. Sen toimintamekanismi piilee siinä, että siinä on tietty rengas, joka sijaitsee soikean poikkileikkauksen omaavassa putkessa, joka puolestaan on taivutettu 240 asteen kulmaan.

Se on urassa ja sen päät eivät ole kiinteitä, ja tämä sallii sen mittausprosessin aikana olevan paineen työntyä putken sisään ja kääntää sen vuorotellen liikkeelle. Se liittyy mekanismiin, joka näyttää tarkat lukemat jo laitteen asteikolla. Yleensä laite mittaa painetta 65 bariin asti, mutta on laitteita korkeampiin lukemiin, noin 7100 bar.

Jotta alipaineanturia voidaan käyttää aggressiivisemmassa ympäristössä, sen runko on täytetty vedeneristysaineella, joka voitelee mekanismia ja estää siten korroosiota. Tämän mekanismin suojaksi putken suojaamiseksi murtumiselta mittarin runko on varustettu puhalletulla seinällä, joka poistaa ylipainetta.

Bourdon-putken keksintö

Putki on U-muotoinen ja sitä kutsutaan hydrostaattiseksi mittariksi.

Se näyttää tämän putken havaitseman nesteeseen kohdistuvan paineen tulokset. Näiden kahden putken eri päissä olevat parametrit ovat erilaisia, ja laitteen nuoli näyttää eron niiden välillä. Nykyään tällaista laitetta ei enää käytetä, koska painealue on muuttunut ja laite on tullut täysin tarpeettomaksi.

Purutusmittari.

Tämämanometri, vain erittäin edistynyt. Valmiuksiensa laajentamiseksi se on suunniteltu siten, että se puristaa ennen mittausta putkessa olevan nesteen ja asteikko näyttää painetason. Jokapäiväisessä elämässä sitä käytetään yksinkertaisesti kalibrointilaitteena.

Muodonmuutosmittari, mekaaninen

Tämä painemittari on yleensä tarkoitettu matalan tyhjiön mittauksiin. Putken paineen alaisena siinä oleva jousi puristuu ja muuttaa työpaikan muotoaan, ja se puolestaan siirtää kuorman osoitinmekanismiin, jota kutsutaan osoitusasteikoksi.

Tyhjiökalvon paineanturi.

Tämä on liikkeen edullisin versio. Toimintaperiaate: tyhjiö painaa kalvoa ja se painaa anturia. Tällaiset laitteet ovat aina väliaineesta riippumattomia ja ottavat lukemia mistä tahansa kaasuseoksesta.

Lämpömekanismit

Lämmön alipainemittausantureita pidetään kysytyimpinä, ne ottavat lukemia sekä keskisuurilla että matalilla tyhjiötaajuuksilla. Juuri näissä laitteissa yhdistyvät sellaiset ihmisille tärkeät indikaattorit kuin laatu ja alhainen hinta. Niitä voidaan käyttää vain absoluuttisessa tyhjiössä tapahtuviin mittauksiin. Toimintaperiaate on seuraava: alipainemittarin reaktio kaasulämpöputken muutokseen paineen muutoksella.

Laittimet vaihtelevat itse kaasutyypin mukaan ja lukevat vain tiettyjä seoksia. Yleisin muunnos on termopari-tyhjiömittari, ja on myös Pirani-laitteita ja konvektiomekanismeja.

Termoparilaite.

Tällaistalämpötila-anturi tyhjiössä vaikuttaa mekanismin sisällä olevan termoparin lämpenemiseen, mikä saa aikaan jännitteen muutoksen termoparien päissä. Lämmön siirtyminen itse anturin lämmittämisestä sen päihin johtuu termoparin ympärillä olevasta paineesta. Mitä suurempi se on, sitä suurempi sen jännite. Tällaiset tyhjiömittarit ovat erittäin edullisia muiden vastaavien joukossa.

Pirani-anturi

Tämä mekanismi ja toimintaperiaate on samanlainen kuin termoparissa. Se käyttää kanavafilamenttia ja muuntaa lämpöenergian jännitteeksi. Pirani-mekanismi on paljon tarkempi kuin muut mekanismiin juotetun sähköpiirin ansiosta.

Konvektioanturi.

Hän, kuten vastaavat laitteet, käyttää myös lämpöparia. Mutta tämän laitteen mekanismilla on oma jäähdytys. Loppujen lopuksi kotelo on kääritty erityisellä langalla, ja se on leveämpi kuin analogien. Ja se puolestaan mahdollistaa anturissa olevan kaasun kiertämisen oikein ja tehokkaasti, jolloin koko konvektiolaite toimii paremmin kokonaisuutena. Ja se antaa myös paljon nopeammat lukemat asteikolla termoparin nopean jäähdytyksen ansiosta.

Piezoresistiiviset mekanismit

Materiaalin yllä olevassa kuvassa näkyy elektroninen tyhjiöanturi.

Koska ne ovat riippumattomia kaasun laadusta ja ominaisuuksista, ne tarjoavat tarkimmat lukemat. Laitteessa on monipuolisuutta kaikilla painetaajuusalueilla, koska jälkimmäisen vaikutus saavutetaan pietsoresistiivisen anturin suoralla toiminnalla. Sen mittausalue on 0,1 mm. Toyotan tyhjiöanturi, esim.toimii samalla tavalla.

Ionisaatioon perustuvat tyhjiöanturit

Tämän mallin alipaineanturin toimintaperiaate on kuvattu alla.

Kaikissa tyhjiössä olevissa kaasuissa on itse asiassa tietty määrä ioneja. Niihin vaikuttava magneettikenttä tai sähköpurkaus kiihdyttää niitä. Ja tämä heidän kirjoittama nopeus riippuu tyhjiön puristusasteesta. Tämän periaatteen mukaan tällaiset ionisaatiomittarit toimivat.

Muokkauksesta riippuen mittarit käyttävät erilaisia ja kehittyneitä tapoja ionien kiihdyttämiseen. Nämä laitteet on yleensä suunniteltu mittauksiin korkealla tyhjiöalueella. Koska ne ovat kaasuriippuvaisia ja jokaisella kaasulla on erilainen tiheys, tämä vaikuttaa ionien nopeuteen.

Laite, jossa on aina kylmäkatodi

Tämä on anturi, joka luo sähkökentän. Sen magneetit on sijoitettu siten, että ionien liike tapahtuu spiraalin liikeradalla. Hän antaa nämä hiukkaset "elämään" pidempään ja siten toimimaan tehokkaammin. Koska tämä katodi on aina kylmä, sen lukemat asteikolla ovat epämääräisempiä, toisin kuin tämän laitteen analogit. Mutta samaan aikaan tämän laitteen takuu on erittäin pitkä, eikä se usein hajoa kestävien osien vuoksi, jotka eivät voi aiheuttaa kitkaa toisiaan vastaan.

Tuottajat

Ensimmäinen tässä artikkelissa esitelty tyhjiömittarien valmistaja on "Meta-Chrome". Tämä on kotimainen yritys, joka valmistaa näiden laitteiden lisäksi myös kromatografialaitteita ja mittauslaitteita. Tämä venäläinen yritys tuli markkinoille vuonna1994, ja siitä lähtien se on kehittänyt ja valmistanut laitteita tyhjiöteollisuudelle. Sen tuotteita toimitetaan paitsi Venäjälle myös ulkomaille. Meta-Chrom yritys tuottaa aina korkealaatuisen tuotteen, ionisaatio- ja termopari-tyhjiömittarit ilman avioliittoa ja työtä ilman vikoja. Tämän vahvistaa 90 %:ssa tapauksista positiivinen palaute asiakkailta ja tämän valmistajan tuotteiden ostajilta.

Toinen alipainemittareita valmistava yritys on MKS Incorporated, yhdysv altalainen yritys. He perustivat antureita ja muita mittalaitteita myyvän yrityksensä paljon aikaisemmin kuin venäläiset kollegansa, jo vuonna 1962. Mutta sitten he tekivät sen hyvin pinnallisesti. Ja täysin tällaisten laitteiden valmistajana se aloitti asemansa vasta vuodesta 1998 lähtien. MKS valmistaa alipainemittareita mailleen, mutta kotimaisen yrityksemme tavoin he voivat lähettää tuotteitaan muihin maihin pientä toimitusmaksua vastaan.

Kolmas artikkelissa esitelty valmistaja on Ulvac Technologies. Se on myös amerikkalainen valmistaja, joka valmistaa erilaisia mittalaitteita, kuten tyhjiömittaria. Tämä yritys perustettiin vuonna 1991. Heidän markkinoillaan on aina ollut paljon digitaalisia alipainemittareita ja muita tuotteita, joita he toimittavat sekä omassa maassaan (Yhdysvallat) että muissa maailman maissa.

Johtopäätös

Tyhjiömittari on erittäin monimutkainen asia, jota sinun on opittava käsittelemään ja määrittämään paine oikein. Tämä artikkeli on osoittanut kaikentyyppisiä antureita, niitä on vain noin 10. Tämä on erittäin tärkeä esine autoilijoiden ja autokorjaajien tavaratilassa.