Penderia vakum: prinsip operasi

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-02-19 18:06

Pengukur Vakum Sensor - ia juga merupakan peranti paparan tekanan. Dalam artikel ini kita akan mempertimbangkan jenis mereka, prinsip operasi. Terdapat jenis sedemikian: mampatan, mekanikal, membran.

Ia juga dipanggil "tolok vakum" dengan cara lain. Ia adalah untuk orang peranti untuk mengukur tahap tekanan vakum dan gas, yang seterusnya, berada dalam persekitaran vakum. Secara umum, seseorang boleh memahami dengan nama itu.

Leonardo Da Vinci meletakkan asas untuk peranti ini. Dia membuat beberapa jenis peranti berfungsi yang dengannya dia dapat mengukur tekanan dalam paip air. Ciptaan ini menjadi sangat popular dan diperlukan untuk tahun-tahun tersebut semasa Da Vinci hidup (1400-an).

Hasil ciptaannya telah dipertingkatkan oleh Evangelista Torricelli, yang memfailkan paten untuk peranti ini. Ini dilakukan pada tahun 1643, lebih daripada seratus tahun selepas kematian Da Vinci sendiri. Penderia vakum berbentuk seperti U dan elemen utama yang berfungsi ialah merkuri. Malangnya, disebabkan jumlahnya yang terhad dalam tiub itu sendiri, adalah mustahil untuk menentukan tekanan yang lebih tinggi daripada 9 pA. Semuanya mengubah rupa penderia vakum digital (fotonya ditunjukkan di bawah dalam bahan).

Jenis tolok

Tolok mekanikal.

Ini ialah peranti yang tidak menggunakan sumber kuasa dan ia dapat menentukan tahap dalam julat dari 0.4 hingga 7000 bar. Mekanisme operasinya terletak pada fakta bahawa terdapat gelang tertentu, yang terletak di dalam paip dengan bahagian bujur, yang seterusnya dibengkokkan pada sudut 240 darjah.

Ia berada di dalam alur dan hujungnya tidak tetap, dan ini membolehkan tekanan dalam proses mengukurnya untuk menolak ke dalam tiub, menetapkannya secara bergilir-gilir. Ia dikaitkan dengan mekanisme yang memaparkan bacaan tepat pada skala peranti. Biasanya peranti mengukur tekanan sehingga 65 bar, tetapi terdapat peranti untuk bacaan yang lebih tinggi, kira-kira 7100 bar.

Untuk menggunakan penderia vakum dalam persekitaran yang lebih agresif, badannya dipenuhi dengan agen kalis air, yang melincirkan mekanisme dan dengan itu menghalang kakisan. Sebagai perlindungan kepada mekanisme ini, untuk melindungi tiub daripada pecah, badan tolok dilengkapi dengan dinding bertiup yang melegakan tekanan berlebihan.

Penciptaan tiub Bourdon

Tiub berbentuk U dan dipanggil tolok hidrostatik.

Ia menunjukkan hasil tekanan pada cecair yang telah dikesan oleh tiub ini. Parameter pada hujung berbeza kedua-dua tiub ini adalah berbeza, dan anak panah peranti menunjukkan perbezaan antara mereka. Hari ini, peranti sedemikian tidak lagi digunakan, kerana julat tekanan telah berubah dan peranti telah menjadi tidak diperlukan sama sekali.

Tolok mampatan.

Inimanometer, hanya sangat maju. Untuk mengembangkan keupayaannya, ia direka sedemikian rupa sehingga sebelum pengukuran ia memampatkan cecair dalam tiub, dan skala menunjukkan tahap tekanan. Dalam kehidupan seharian, ia digunakan hanya sebagai peranti penentukuran.

Tolok ubah bentuk, mekanikal

Tolok tekanan ini biasanya bertujuan untuk pengukuran vakum rendah. Di bawah tekanan tiub, spring di dalamnya dimampatkan dan mengubah bentuk tempat kerja, dan ia, seterusnya, memindahkan beban ke mekanisme penunjuk, yang dipanggil skala petunjuk.

Penderia tekanan diafragma vakum.

Ini ialah versi pergerakan yang paling berpatutan. Prinsip operasi: vakum menekan pada membran, dan ia menekan pada sensor. Peranti sedemikian sentiasa bebas daripada medium dan mengambil bacaan dalam sebarang campuran gas.

Mekanisme terma

Penderia ukuran vakum terma dianggap paling banyak permintaan, ia mengambil bacaan dalam kedua-dua frekuensi vakum sederhana dan rendah. Dalam peranti ini penunjuk sedemikian yang penting untuk orang ramai kerana kualiti dan harga rendah digabungkan. Ia hanya boleh digunakan untuk pengukuran dalam vakum mutlak. Prinsip operasi adalah seperti berikut: tindak balas tolok vakum kepada perubahan dalam paip haba gas dengan perubahan tekanan.

Alat berbeza-beza bergantung pada jenis gas itu sendiri dan hanya membaca campuran tertentu. Pengubahsuaian yang paling biasa ialah tolok vakum termokopel, dan terdapat juga peranti Pirani dan mekanisme perolakan.

Peranti termokopel.

Sebegitusensor suhu dalam vakum menjejaskan pemanasan termokopel di dalam mekanisme, yang menimbulkan perubahan voltan pada hujung termokopel. Pemindahan haba daripada memanaskan sensor itu sendiri ke hujungnya adalah disebabkan oleh tekanan di sekeliling termokopel. Semakin tinggi ia, semakin besar voltannya. Tolok vakum sebegini sangat berjimat dalam kalangan sekumpulan tolok vakum lain yang serupa.

Penderia Pirani

Mekanisme dan prinsip operasi ini serupa dengan termokopel. Ia menggunakan filamen saluran dan menukar tenaga haba kepada voltan. Mekanisme Pirani jauh lebih tepat daripada yang lain, disebabkan oleh litar elektrik yang dipateri ke dalam mekanisme.

Penderia perolakan.

Dia juga, seperti peranti serupa, menggunakan termokopel. Tetapi mekanisme peranti tertentu ini mempunyai penyejukannya sendiri. Lagipun, kes itu dibalut dengan benang khas, dan ia lebih luas daripada analog. Dan ia, seterusnya, membolehkan gas dalam sensor beredar dengan betul dan cekap, dan ini membolehkan keseluruhan peranti perolakan berfungsi dengan lebih baik secara keseluruhan. Dan ia juga memberikan bacaan yang lebih pantas pada skala kerana penyejukan pantas termokopel.

Mekanisme piezoresistive

Foto di atas dalam bahan menunjukkan penderia vakum elektronik.

Disebabkan kebebasannya daripada kualiti dan sifat gas, ia memberikan bacaan yang paling tepat. Peranti mempunyai fleksibiliti dalam mana-mana julat frekuensi tekanan, kerana pengaruh yang terakhir dicapai oleh tindakan langsung sensor piezoresistive. Julat ukurannya adalah dari 0.1 mm. Penderia vakum Toyota, sebagai contoh,berfungsi dengan cara yang sama.

Penderia vakum berasaskan pengionan

Prinsip kerja penderia vakum model ini diterangkan di bawah.

Mana-mana gas dalam vakum sebenarnya mempunyai bilangan ion tertentu. Medan magnet atau nyahcas elektrik yang bertindak ke atasnya mempercepatkannya. Dan kelajuan ini, ditaip oleh mereka, bergantung pada tahap mampatan vakum. Mengikut prinsip ini, tolok pengionan tersebut berfungsi.

Bergantung pada pengubahsuaian, tolok menggunakan pelbagai cara dan canggih untuk mempercepatkan ion. Peranti ini biasanya direka untuk pengukuran dalam julat vakum yang tinggi. Oleh kerana ia bergantung kepada gas, dan setiap gas mempunyai ketumpatan yang berbeza, ini mempengaruhi kelajuan ion.

Peranti yang sentiasa mempunyai katod sejuk

Ini ialah penderia yang menghasilkan medan elektrik. Magnetnya diletakkan supaya pergerakan ion berlaku di sepanjang trajektori lingkaran. Dialah yang memberikan zarah ini untuk "hidup" lebih lama, dan, oleh itu, untuk bekerja dengan lebih cekap. Disebabkan fakta bahawa katod ini sentiasa sejuk, bacaannya pada skala lebih kabur, tidak seperti analog peranti ini. Tetapi pada masa yang sama, jaminan peranti ini sangat panjang, dan ia tidak selalunya rosak kerana bahagiannya yang tahan lama yang tidak boleh menimbulkan geseran antara satu sama lain.

Penerbit

Pengilang tolok vakum pertama yang dibentangkan dalam artikel ini ialah "Meta-Chrome". Ini adalah syarikat domestik yang menghasilkan bukan sahaja peranti ini, tetapi juga peralatan kromatografi dan peralatan pengukur. Syarikat Rusia ini memasuki pasaran di1994, dan sejak itu ia telah membangun dan mengeluarkan peralatan untuk industri vakum. Produknya dibekalkan bukan sahaja di Rusia, tetapi juga di luar negara. Perusahaan Meta-Chrom sentiasa menghasilkan produk berkualiti tinggi, pengionan dan tolok vakum termokopel tanpa perkahwinan dan kerja tanpa kerosakan. Ini disahkan dalam 90% kes melalui maklum balas positif daripada pelanggan dan pembeli produk pengeluar ini.

Syarikat kedua yang mengeluarkan tolok vakum ialah MKS Incorporated, sebuah perusahaan dari Amerika Syarikat. Mereka mengasaskan syarikat mereka menjual penderia dan peranti pengukur lain lebih awal daripada rakan sejawatan mereka di Rusia, seawal tahun 1962. Tetapi kemudian mereka melakukannya dengan sangat dangkal. Dan sepenuhnya, sebagai pengeluar peralatan sedemikian, ia mula meletakkan dirinya hanya sejak tahun 1998. MKS membuat tolok vakum untuk negara mereka, tetapi seperti syarikat domestik kami, mereka boleh menghantar produk mereka ke negara lain dengan bayaran penghantaran yang kecil.

Pengilang ketiga yang dipaparkan dalam artikel ialah Ulvac Technologies. Ia juga merupakan pengilang Amerika untuk pengeluaran pelbagai alat pengukur, seperti tolok vakum. Syarikat ini diasaskan pada tahun 1991. Pasaran mereka sentiasa mempunyai banyak tolok vakum digital dan produk lain yang mereka bekalkan di negara mereka (Amerika Syarikat) dan di negara lain di dunia.

Kesimpulan

Tolok vakum ialah perkara yang sangat kompleks yang anda perlukan untuk belajar cara mengendalikan dan menentukan tekanan dengan betul. Artikel ini telah menunjukkan semuajenis sensor ini, hanya terdapat kira-kira 10 daripadanya. Ini adalah item yang sangat penting dalam bagasi pemandu dan pembaikan kereta.