Vakuumiandurid: tööpõhimõte

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-02-19 14:57

Sensor Vaakummeeter – see on ka rõhunäidik. Selles artiklis käsitleme nende tüüpe, tööpõhimõtet. On selliseid tüüpe: kompressioon, mehaaniline, membraan.

Seda nimetatakse ka muul viisil "vaakummõõturiks". See on inimestele mõeldud seade vaakumi ja gaaside rõhutaseme mõõtmiseks, mis omakorda on vaakumkeskkonnas. Üldiselt võiks nime järgi aru saada.

Leonardo Da Vinci pani nendele seadmetele aluse. Ta tegi mingisuguse funktsionaalse seadme, millega sai veetorus rõhku mõõta. See leiutis muutus väga populaarseks ja vajalikuks nendel aastatel, mil Da Vinci elas (1400. aastad).

Tema leiutist täiustas Evangelista Torricelli, kes esitas sellele seadmele patendi. Seda tehti 1643. aastal, enam kui sada aastat pärast Da Vinci enda surma. Vaakumiandur oli U-kujuline ja põhielement, millel see töötas, oli elavhõbe. Kahjuks oli selle piiratud koguse tõttu torus endas võimatu määrata rõhku, mis oleks suurem kui 9 pA. Kõik muutis digitaalse vaakumanduri välimust (selle foto on materjalis allpool).

Mõõdikute tüübid

Mehaaniline näidik.

See on seade, mis ei kasuta toiteallikaid ja suudab määrata taseme vahemikus 0,4 kuni 7000 baari. Selle töömehhanism seisneb selles, et seal on teatud rõngas, mis asub ovaalse osaga torus, mis omakorda on painutatud 240 kraadise nurga all.

See on soones ja selle otsad ei ole fikseeritud ning see võimaldab rõhul selle mõõtmise protsessis suruda toru sisse, pannes selle omakorda liikuma. See on seotud mehhanismiga, mis kuvab täpsed näidud juba seadme skaalal. Tavaliselt mõõdab seade rõhku kuni 65 baari, kuid on seadmeid ka suuremate näitude jaoks, umbes 7100 baari.

Vakuumianduri kasutamiseks agressiivsemas keskkonnas on selle korpus täidetud hüdroisolatsioonivahendiga, mis määrib mehhanismi ja hoiab seega ära korrosiooni. Selle mehhanismi kaitseks, et kaitsta toru rebenemise eest, on mõõturi korpus varustatud puhutud seinaga, mis leevendab liigset survet.

Bourdoni toru leiutamine

Toru on U-kujuline ja seda nimetatakse hüdrostaatiliseks mõõturiks.

See näitab selle toru tuvastatud vedelikule avaldatava rõhu tulemusi. Nende kahe toru erinevate otste parameetrid on erinevad ja seadme nool näitab nende erinevust. Tänapäeval sellist seadet enam ei kasutata, kuna rõhuvahemik on muutunud ja seade on muutunud täiesti ebavajalikuks.

Tihumõõtur.

Seemanomeeter, ainult väga arenenud. Oma võimaluste laiendamiseks oli see konstrueeritud nii, et enne mõõtmist surub see torus oleva vedeliku kokku ja skaala näitab rõhu taset. Igapäevaelus kasutatakse seda lihts alt kalibreerimisseadmena.

Deformatsioonimõõtur, mehaaniline

See manomeeter on tavaliselt ette nähtud madala vaakumiga mõõtmiseks. Toru surve all surutakse selles olev vedru kokku ja deformeerib töökohta ning see omakorda kannab koormuse üle osutimehhanismile, mida nimetatakse näiduskaalaks.

Vakuummembraani rõhuandur.

See on liikumise kõige soodsam versioon. Tööpõhimõte: vaakum vajutab membraanile ja see vajutab andurile. Sellised seadmed on alati keskkonnast sõltumatud ja võtavad näidud mis tahes gaasisegus.

Soojusmehhanismid

Soojusvaakummõõteandureid peetakse kõige nõutumaks, need võtavad näitu nii keskmisel kui ka madalal vaakumsagedusel. Just nendes seadmetes on kombineeritud sellised inimeste jaoks olulised näitajad nagu kvaliteet ja madal hind. Neid saab kasutada ainult absoluutses vaakumis mõõtmiseks. Tööpõhimõte on järgmine: vaakummõõturi reaktsioon gaasisoojustoru muutusele koos rõhu muutumisega.

Instrumendid erinevad olenev alt gaasi tüübist ja loevad ainult teatud segusid. Levinuim modifikatsioon on termopaariga vaakummõõtur, samuti on olemas Pirani seadmed ja konvektsioonimehhanismid.

Termopaarseade.

Sellinevaakumis olev temperatuuriandur mõjutab mehhanismi sees oleva termopaari kuumenemist, mis kutsub esile pingemuutuse termopaaride otstes. Soojuse ülekanne anduri enda kuumutamiselt selle otstesse on tingitud rõhust termopaari ümber. Mida kõrgem see on, seda suurem on selle pinge. Sellised vaakummõõturid on paljude teiste sarnaste mõõturite hulgas väga soodsad.

Piraani andur

See mehhanism ja tööpõhimõte sarnaneb termopaariga. See kasutab kanalihõõgniiti ja muundab soojusenergia pingeks. Pirani mehhanism on mehhanismi joodetud elektriahela tõttu palju täpsem kui teised.

Konvektsiooniandur.

Ta, nagu sarnased seadmed, kasutab ka termopaari. Kuid selle konkreetse seadme mehhanismil on oma jahutus. Korpus on ju spetsiaalse niidiga ümber keeratud ja see on analoogidest laiem. Ja see omakorda võimaldab anduris oleval gaasil õigesti ja tõhus alt ringelda ning see võimaldab kogu konvektsiooniseadmel tervikuna paremini töötada. Samuti annab see tänu termopaari kiirele jahtumisele skaalal palju kiiremad näidud.

Piezoresistiivsed mehhanismid

Materjal oleval fotol on kujutatud elektrooniline vaakumandur.

Kuna nad ei sõltu gaasi kvaliteedist ja omadustest, annavad need kõige täpsemad näidud. Seade on mitmekülgne mis tahes rõhusageduste vahemikus, kuna viimase mõju saavutatakse piesoresistiivse anduri otsesel toimel. Selle mõõtevahemik on alates 0,1 mm. Näiteks Toyota vaakumsensortöötab samamoodi.

Ionisatsioonipõhised vaakumiandurid

Selle mudeli vaakumanduri tööpõhimõtet kirjeldatakse allpool.

Igas vaakumis olevas gaasis on tegelikult teatud arv ioone. Neile mõjuv magnetväli või elektrilahendus kiirendab neid. Ja see kiirus, mille nad kirjutavad, sõltub vaakumi kokkusurumisastmest. Selle põhimõtte kohaselt sellised ionisatsioonimõõturid töötavad.

Sõltuv alt modifikatsioonist kasutavad näidikud ioonide kiirendamiseks mitmesuguseid ja keerukaid viise. Need seadmed on tavaliselt ette nähtud mõõtmiseks suures vaakumivahemikus. Kuna need on gaasist sõltuvad ja igal gaasil on erinev tihedus, mõjutab see ioonide kiirust.

Seade, millel on alati külm katood

See on andur, mis loob elektrivälja. Selle magnetid on paigutatud nii, et ioonide liikumine toimub piki spiraali trajektoori. Just tema annab neile osakestele kauem "elada" ja seega ka tõhusam alt töötada. Tulenev alt asjaolust, et just see katood on alati külm, on selle näidud skaalal erinev alt selle seadme analoogidest ebamäärasemad. Kuid samal ajal on selle seadme garantii väga pikk ja see ei lähe sageli rikki oma vastupidavate osade tõttu, mis ei suuda üksteise vastu hõõrdumist tekitada.

Produtsendid

Esimene selles artiklis esitatud vaakummõõturite tootja on "Meta-Chrome". Tegemist on kodumaise ettevõttega, mis ei tooda mitte ainult neid seadmeid, vaid ka kromatograafiaseadmeid ja mõõteseadmeid. See Venemaa ettevõte sisenes turule aastal1994 ja sellest ajast alates on ettevõte vaakumtööstuse jaoks seadmeid arendanud ja tootnud. Tema tooteid tarnitakse mitte ainult Venemaal, vaid ka välismaal. Ettevõte Meta-Chrom toodab alati kvaliteetset toodet, ionisatsiooni- ja termopaarvaakummõõtureid ilma abieluta ja ilma riketeta. Seda kinnitab 90% juhtudest selle tootja toodete klientide ja ostjate positiivne tagasiside.

Teine vaakummõõtureid tootev ettevõte on MKS Incorporated, Ameerika Ühendriikide ettevõte. Nad asutasid andureid ja muid mõõteseadmeid müüva ettevõtte palju varem kui nende Venemaa kolleegid, juba 1962. aastal. Aga siis nad tegid seda väga pealiskaudselt. Ja täielikult, selliste seadmete tootjana, hakkas ta end positsioneerima alles alates 1998. aastast. MKS toodab oma riigi jaoks vaakummõõtureid, kuid sarnaselt meie kodumaisele ettevõttele saavad nad oma tooteid väikese transporditasu eest teistesse riikidesse tarnida.

Kolmas artiklis käsitletav tootja on Ulvac Technologies. See on ka Ameerika tootja erinevate mõõteriistade, näiteks vaakummõõturi, tootmiseks. See ettevõte asutati 1991. aastal. Nende turul on alati olnud palju digitaalseid vaakummõõtureid ja muid tooteid, mida nad nii oma riigis (Ameerika Ühendriigid) kui ka teistes maailma riikides tarnivad.

Järeldus

Vakummõõtur on väga keeruline asi, mida peate õppima, kuidas rõhku käsitseda ja õigesti määrata. See artikkel on näidanud kõikeneid andureid on ainult umbes 10. See on autojuhtide ja autoremondimeeste pakiruumis väga oluline ese.