Senzori de vid: principiu de funcționare

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-02-19 18:21

Vacuometru cu senzor - este, de asemenea, un dispozitiv de afișare a presiunii. În acest articol vom lua în considerare tipurile lor, principiul de funcționare. Există astfel de tipuri: compresie, mecanică, cu membrană.

Se mai numește și „vacuometru” în alt mod. Este pentru oameni un dispozitiv pentru măsurarea nivelului de presiune al vidului și al gazelor, care, la rândul lor, se află într-un mediu de vid. În general, se poate înțelege după nume.

Leonardo Da Vinci a pus bazele acestor dispozitive. A făcut un fel de dispozitiv funcțional cu care a putut măsura presiunea într-o conductă de apă. Această invenție a devenit foarte populară și necesară pentru acei ani în care a trăit Da Vinci (1400).

Invenția sa a fost îmbunătățită de Evangelista Torricelli, care a depus un brevet pentru acest dispozitiv. Acest lucru a fost făcut în 1643, la mai bine de o sută de ani după moartea lui Da Vinci însuși. Senzorul de vid avea forma unui U, iar elementul principal pe care a lucrat era mercurul. Din păcate, din cauza cantității sale limitate în tub în sine, a fost imposibil să se determine o presiune mai mare de 9 pA. Totul a schimbat aspectul unui senzor digital de vid (fotografia acestuia este prezentată mai jos în material).

Tipuri de instrumente

Ecartament mecanic.

Acesta este un dispozitiv care nu folosește surse de alimentare și este capabil să determine nivelul în intervalul de la 0,4 la 7000 bar. Mecanismul său de funcționare constă în faptul că există un anumit inel, care este situat într-o țeavă cu secțiune ovală, care la rândul său este îndoită la un unghi de 240 de grade.

Este în canelură și capetele nu sunt fixate, iar acest lucru permite presiunii din procesul de măsurare să împingă în interiorul tubului, punându-l la rândul său în mișcare. Este asociat cu un mecanism care afișează citiri precise deja pe scara dispozitivului. De obicei, dispozitivul măsoară presiunea de până la 65 bar, dar există dispozitive pentru citiri mai mari, aproximativ 7100 bar.

Pentru a utiliza senzorul de vid într-un mediu mai agresiv, corpul acestuia este umplut cu un agent de impermeabilizare, care lubrifiază mecanismul și previne astfel coroziunea. Ca o protecție a acestui mecanism, pentru a proteja tubul de rupere, corpul manometrului este echipat cu un perete suflat care eliberează excesul de presiune.

Invenția tubului Bourdon

Tubul are formă de U și se numește manometru hidrostatic.

Afișează rezultatele presiunii asupra lichidului pe care le-a detectat acest tub. Parametrii de la capete diferite ale acestor două tuburi sunt diferiți, iar săgeata dispozitivului arată diferența dintre ele. Astăzi, un astfel de dispozitiv nu mai este folosit, deoarece domeniul de presiune s-a schimbat și dispozitivul a devenit complet inutil.

Calibre de compresie.

Acestmanometru, doar foarte avansat. Pentru a-și extinde capacitățile, a fost proiectat în așa fel încât înainte de măsurare să comprima lichidul din tub, iar scara arată nivelul de presiune. În viața de zi cu zi, este folosit pur și simplu ca dispozitiv de calibrare.

Calibre de deformare, mecanic

Acest manometru este de obicei destinat măsurătorilor de vid scăzut. Sub presiunea tubului, arcul din acesta este comprimat și deformează locul de muncă, iar acesta, la rândul său, transferă sarcina către mecanismul indicator, numit scară de indicație.

Senzor de presiune cu diafragmă de vid.

Aceasta este cea mai accesibilă versiune a mișcării. Principiul de funcționare: vacuum presă pe membrană și se apasă pe senzor. Astfel de dispozitive sunt întotdeauna independente de mediu și efectuează citiri în orice amestec de gaze.

Mecanisme termice

Senzorii de măsurare a vidului termic sunt considerați cei mai solicitați, efectuând citiri atât în frecvențe medii, cât și joase de vid. În aceste dispozitive sunt combinați astfel de indicatori importanți pentru oameni, cum ar fi calitatea și prețul scăzut. Ele pot fi folosite doar pentru măsurători în vid absolut. Principiul de funcționare este următorul: reacția vacuometrului la o modificare a conductei de căldură a gazului cu o schimbare a presiunii.

Instrumentele variază în funcție de tipul de gaz în sine și citesc doar anumite amestecuri. Cea mai comună modificare este un vacuometru cu termocuplu și există și dispozitive Pirani și mecanisme de convecție.

Dispozitiv cu termocuplu.

Așasenzorul de temperatură în vid afectează încălzirea termocuplului din interiorul mecanismului, ceea ce provoacă o modificare a tensiunii la capetele termocuplurilor. Transferul de căldură de la încălzirea senzorului în sine la capetele acestuia se datorează presiunii din jurul termocuplului. Cu cât este mai mare, cu atât este mai mare tensiunea. Astfel de vacuometre sunt foarte bugetare printre un grup de altele similare.

Senzor Pirani

Acest mecanism și principiu de funcționare este similar cu termocuplul. Utilizează un filament de canal și transformă energia termică în tensiune. Mecanismul Pirani este mult mai precis decât altele, datorită circuitului electric lipit în mecanism.

Senzor de convecție.

De asemenea, ca și dispozitivele similare, folosește un termocuplu. Dar mecanismul acestui dispozitiv are propria sa răcire. La urma urmei, carcasa este înfășurată cu un fir special și este mai lată decât cea a analogilor. Și, la rândul său, permite gazului din senzor să circule corect și eficient, iar acest lucru permite întregului dispozitiv de convecție să funcționeze mai bine în ansamblu. Și oferă, de asemenea, citiri mult mai rapide pe scară datorită răcirii rapide a termocuplului.

Mecanisme piezorezistive

Fotografia de mai sus din material arată un senzor electronic de vid.

Datorită independenței lor față de calitatea și proprietățile gazului, oferă cele mai precise citiri. Dispozitivul are versatilitate în orice gamă de frecvențe de presiune, deoarece influența acesteia din urmă se realizează prin acțiunea directă a unui senzor piezoresistiv. Domeniul său de măsurare este de la 0,1 mm. Senzorul de vid Toyota, de exemplu,funcționează în același mod.

Senzori de vid pe bază de ionizare

Principiul de funcționare al senzorului de vid al acestui model este descris mai jos.

Orice gaz aflat în vid are, de fapt, un anumit număr de ioni. Un câmp magnetic sau o descărcare electrică care acționează asupra lor le accelerează. Și această viteză, tastata de ei, depinde de gradul de compresie al vidului. Conform acestui principiu, astfel de instrumente de ionizare funcționează.

În funcție de modificare, manometrele folosesc o varietate de moduri sofisticate de a accelera ionii. Aceste dispozitive sunt de obicei proiectate pentru măsurători într-un interval de vid în alt. Deoarece sunt dependenți de gaz și fiecare gaz are o densitate diferită, acest lucru afectează viteza ionilor.

Un dispozitiv care are întotdeauna un catod rece

Acesta este un senzor care creează un câmp electric. Magneții săi sunt poziționați astfel încât mișcarea ionilor să aibă loc de-a lungul traiectoriei unei spirale. Ea este cea care dă acestor particule să „trăiască” mai mult și, prin urmare, să lucreze mai eficient. Datorită faptului că acest catod este întotdeauna rece, citirile sale pe scară sunt mai vagi, spre deosebire de analogii acestui dispozitiv. Dar, în același timp, garanția acestui dispozitiv este foarte lungă și nu se defectează adesea din cauza pieselor sale durabile care nu pot crea frecare unele împotriva altora.

Producători

Primul producător de vacuometre prezentat în acest articol este „Meta-Chrome”. Aceasta este o companie națională care produce nu numai aceste dispozitive, ci și echipamente de cromatografie și echipamente de măsurare. Această companie rusă a intrat pe piață în1994, iar de atunci dezvoltă și produce echipamente pentru industria vidului. Produsele sale sunt furnizate nu numai în Rusia, ci și în străinătate. Întreprinderea Meta-Chrom produce întotdeauna un produs de în altă calitate, vacuometre cu ionizare și termocuplu fără căsătorie și funcționează fără defecțiuni. Acest lucru este confirmat în 90% din cazuri de feedback-ul pozitiv din partea clienților și cumpărătorilor produselor acestui producător.

A doua companie care produce vacuometre este MKS Incorporated, o întreprindere din Statele Unite ale Americii. Ei și-au fondat compania care vinde senzori și alte dispozitive de măsurare mult mai devreme decât omologii lor din Rusia, încă din 1962. Dar apoi au făcut-o foarte superficial. Și complet, ca producător de astfel de echipamente, a început să se poziționeze abia din 1998. MKS produce vacuometre pentru țara lor, dar, ca și compania noastră autohtonă, își pot expedia produsele în alte țări pentru o mică taxă de transport.

Al treilea producător prezentat în articol este Ulvac Technologies. Este, de asemenea, un producător american pentru producția de diverse instrumente de măsură, cum ar fi un vacuometru. Această companie a fost fondată în 1991. Piața lor a avut întotdeauna o mulțime de vacuometre digitale și alte produse pe care le furnizează atât în țara lor (Statele Unite ale Americii), cât și în alte țări ale lumii.

Concluzie

Vocumetrul este un lucru foarte complex pe care trebuie să înveți cum să gestionezi și să determinați corect presiunea. Acest articol a arătat totultipuri de acești senzori, există doar aproximativ 10. Acesta este un element foarte important în portbagajul șoferilor și reparatorilor auto.