Mga vacuum sensor: prinsipyo ng pagpapatakbo

2024 May -akda: Erin Ralphs | [email protected]. Huling binago: 2024-02-19 19:36

Sensor Vacuummeter - isa rin itong pressure display device. Sa artikulong ito ay isasaalang-alang natin ang kanilang mga uri, ang prinsipyo ng operasyon. May mga ganitong uri: compression, mechanical, membrane.

Tinatawag din itong "vacuum gauge" sa ibang paraan. Ito ay para sa mga tao ng isang aparato para sa pagsukat ng antas ng presyon ng vacuum at mga gas, na, naman, ay nasa isang vacuum na kapaligiran. Sa pangkalahatan, mauunawaan ng isa ang pangalan.

Leonardo Da Vinci ang naglatag ng pundasyon para sa mga device na ito. Gumawa siya ng isang uri ng functional na aparato kung saan nasusukat niya ang presyon sa isang tubo ng tubig. Ang imbensyon na ito ay naging napakapopular at kinakailangan para sa mga taong iyon noong nabuhay si Da Vinci (1400s).

Ang kanyang imbensyon ay pinahusay ni Evangelista Torricelli, na naghain ng patent para sa device na ito. Ginawa ito noong 1643, mahigit isang daang taon pagkatapos ng kamatayan mismo ni Da Vinci. Ang vacuum sensor ay hugis U at ang pangunahing elemento kung saan ito nagtrabaho ay mercury. Sa kasamaang palad, dahil sa limitadong halaga nito sa tubo mismo, imposibleng matukoy ang presyon na mas mataas sa 9 pA. Binago ng lahat ang hitsura ng digital vacuum sensor (ang larawan nito ay ipinakita sa ibaba sa materyal).

Mga uri ng gauge

Mechanical gauge.

Ito ay isang device na hindi gumagamit ng mga pinagmumulan ng kuryente, at nagagawa nitong matukoy ang antas sa saklaw mula 0.4 hanggang 7000 bar. Ang mekanismo ng operasyon nito ay nakasalalay sa katotohanan na mayroong isang tiyak na singsing, na matatagpuan sa isang pipe na may isang hugis-itlog na seksyon, na kung saan ay nakatungo sa isang anggulo na 240 degrees.

Ito ay nasa uka at ang mga dulo nito ay hindi naayos, at ito ay nagbibigay-daan sa presyon sa proseso ng pagsukat nito na itulak sa loob ng tubo, na itinatakda ito sa turn sa paggalaw. Ito ay nauugnay sa isang mekanismo na nagpapakita ng mga tumpak na pagbabasa na nasa sukat na ng device. Karaniwang sinusukat ng device ang pressure hanggang 65 bar, ngunit may mga device para sa mas matataas na pagbabasa, mga 7100 bar.

Upang magamit ang vacuum sensor sa isang mas agresibong kapaligiran, ang katawan nito ay puno ng isang waterproofing agent, na nagpapadulas sa mekanismo at sa gayon ay pumipigil sa kaagnasan. Bilang proteksyon ng mekanismong ito, upang maprotektahan ang tubo mula sa pagkalagot, ang gauge body ay nilagyan ng pumutok na pader na nagpapagaan ng labis na presyon.

Pag-imbento ng Bourdon tube

Ang tubo ay hugis-U at tinatawag itong hydrostatic gauge.

Ito ay nagpapakita ng mga resulta ng presyon sa likido na nakita ng tubo na ito. Ang mga parameter sa magkaibang dulo ng dalawang tubo na ito ay magkakaiba, at ang arrow ng device ay nagpapakita ng pagkakaiba sa pagitan nila. Sa ngayon, hindi na ginagamit ang naturang device, dahil nagbago ang pressure range at naging hindi na kailangan ang device.

Compression gauge.

Itomanometer, napaka advanced lamang. Upang mapalawak ang mga kakayahan nito, ito ay dinisenyo sa paraang bago ang pagsukat ay pinipiga nito ang likido sa tubo, at ang sukat ay nagpapakita ng antas ng presyon. Sa pang-araw-araw na buhay, ginagamit lang ito bilang isang calibration device.

Deformation gauge, mekanikal

Ang pressure gauge na ito ay karaniwang inilaan para sa mababang pagsukat ng vacuum. Sa ilalim ng presyon ng tubo, ang spring sa loob nito ay na-compress at nagpapa-deform sa lugar ng trabaho, at inililipat naman nito ang load sa mekanismo ng pointer, na tinatawag na indication scale.

Vacuum diaphragm pressure sensor.

Ito ang pinakaabot-kayang bersyon ng kilusan. Prinsipyo ng operasyon: pinindot ng vacuum ang lamad, at pinindot nito ang sensor. Ang mga naturang device ay palaging independiyente sa medium at kumukuha ng mga pagbabasa sa anumang pinaghalong gas.

Mga thermal mechanism

Thermal vacuum measurement sensors ay itinuturing na pinaka-in demand, ang mga ito ay kumukuha ng mga pagbabasa sa parehong medium at mababang vacuum frequency. Nasa mga device na ito na ang mga naturang tagapagpahiwatig na mahalaga para sa mga tao bilang kalidad at mababang presyo ay pinagsama. Magagamit lamang ang mga ito para sa mga sukat sa ganap na vacuum. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ay ang mga sumusunod: ang reaksyon ng vacuum gauge sa pagbabago sa gas heat pipe na may pagbabago sa presyon.

Nag-iiba-iba ang mga instrumento depende sa mismong uri ng gas at ilang mga mixture lang ang nababasa. Ang pinakakaraniwang pagbabago ay isang thermocouple vacuum gauge, at mayroon ding mga Pirani device at convection mechanism.

Thermocouple device.

Ganoonang temperatura sensor sa vacuum ay nakakaapekto sa pag-init ng thermocouple sa loob ng mekanismo, na naghihikayat ng pagbabago sa boltahe sa mga dulo ng thermocouple. Ang paglipat ng init mula sa pag-init ng sensor mismo hanggang sa mga dulo nito ay dahil sa presyon sa paligid ng thermocouple. Kung mas mataas ito, mas malaki ang boltahe nito. Ang mga naturang vacuum gauge ay napaka-badyet sa isang pangkat ng iba pang katulad.

Pirani Sensor

Ang mekanismo at prinsipyo ng pagpapatakbo na ito ay katulad ng thermocouple. Gumagamit ito ng channel filament at ginagawang boltahe ang thermal energy. Ang mekanismo ng Pirani ay mas tumpak kaysa sa iba, dahil sa de-koryenteng circuit na naka-solder sa mekanismo.

Convection sensor.

Siya rin, tulad ng mga katulad na device, ay gumagamit ng thermocouple. Ngunit ang mekanismo ng partikular na aparatong ito ay may sariling paglamig. Pagkatapos ng lahat, ang kaso ay nakabalot sa isang espesyal na thread, at ito ay mas malawak kaysa sa analogues. At ito, sa turn, ay nagpapahintulot sa gas sa sensor na umikot nang tama at mahusay, at ito ay nagpapahintulot sa buong convection device na gumana nang mas mahusay sa kabuuan. At nagbibigay din ito ng mas mabilis na pagbabasa sa sukat dahil sa mabilis na paglamig ng thermocouple.

Piezoresistive mechanism

Ang larawan sa itaas sa materyal ay nagpapakita ng electronic vacuum sensor.

Dahil sa kanilang kalayaan mula sa kalidad ng gas at mga katangian, nagbibigay sila ng mga pinakatumpak na pagbabasa. Ang aparato ay may kakayahang magamit sa anumang hanay ng mga frequency ng presyon, dahil ang impluwensya ng huli ay nakamit sa pamamagitan ng direktang pagkilos ng isang piezoresistive sensor. Ang saklaw ng pagsukat nito ay mula sa 0.1 mm. Toyota vacuum sensor, halimbawa,gumagana sa parehong paraan.

Ionization based vacuum sensors

Ang prinsipyo ng paggana ng vacuum sensor ng modelong ito ay inilalarawan sa ibaba.

Anumang gas sa vacuum ay may, sa katunayan, ng isang tiyak na bilang ng mga ion. Ang isang magnetic field o electric discharge na kumikilos sa mga ito ay nagpapabilis sa kanila. At ang bilis na ito, na nai-type ng mga ito, ay nakasalalay sa antas ng compression ng vacuum. Ayon sa prinsipyong ito, gumagana ang mga naturang ionization gauge.

Depende sa pagbabago, ang mga gauge ay gumagamit ng iba't ibang at sopistikadong paraan upang mapabilis ang mga ion. Ang mga device na ito ay karaniwang idinisenyo para sa mga sukat sa isang mataas na hanay ng vacuum. Dahil ang mga ito ay umaasa sa gas, at ang bawat gas ay may iba't ibang density, ito ay nakakaapekto sa bilis ng mga ion.

Isang device na laging may malamig na cathode

Ito ay isang sensor na gumagawa ng electric field. Ang mga magnet nito ay nakaposisyon upang ang paggalaw ng mga ion ay nangyayari sa kahabaan ng tilapon ng isang spiral. Siya ang nagbibigay sa mga particle na ito upang "mabuhay" nang mas matagal, at, samakatuwid, upang gumana nang mas mahusay. Dahil sa ang katunayan na ang napaka-cathode na ito ay palaging malamig, ang mga pagbabasa nito sa sukat ay mas malabo, hindi katulad ng mga analogue ng aparatong ito. Ngunit kasabay nito, napakahaba ng garantiya ng mismong device na ito, at hindi ito madalas na masira dahil sa mga matibay nitong bahagi na hindi maaaring lumikha ng friction laban sa isa't isa.

Producer

Ang unang tagagawa ng mga vacuum gauge na ipinakita sa artikulong ito ay "Meta-Chrome." Ito ay isang domestic na kumpanya na gumagawa hindi lamang ng mga device na ito, kundi pati na rin ng mga kagamitan sa chromatography at mga kagamitan sa pagsukat. Ang kumpanyang Ruso na ito ay pumasok sa merkado sa1994, at mula noong panahong iyon ito ay bumubuo at gumagawa ng mga kagamitan para sa industriya ng vacuum. Ang mga produkto nito ay ibinibigay hindi lamang sa Russia, kundi pati na rin sa ibang bansa. Ang Meta-Chrom enterprise ay palaging gumagawa ng mataas na kalidad na produkto, ionization at thermocouple vacuum gauge nang walang kasal at gumagana nang walang mga breakdown. Kinumpirma ito sa 90% ng mga kaso sa pamamagitan ng positibong feedback mula sa mga customer at mamimili ng mga produkto ng manufacturer na ito.

Ang pangalawang kumpanya na gumagawa ng mga vacuum gauge ay ang MKS Incorporated, isang negosyo mula sa United States of America. Itinatag nila ang kanilang kumpanya na nagbebenta ng mga sensor at iba pang mga aparato sa pagsukat nang mas maaga kaysa sa kanilang mga katapat na Ruso, noong 1962 pa. Ngunit pagkatapos ay ginawa nila ito nang napakababaw. At ganap, bilang isang tagagawa ng naturang kagamitan, nagsimula itong iposisyon ang sarili lamang mula noong 1998. Gumagawa ang MKS ng mga vacuum gauge para sa kanilang bansa, ngunit tulad ng aming domestic company, maaari nilang ipadala ang kanilang mga produkto sa ibang mga bansa sa maliit na bayad sa pagpapadala.

Ang ikatlong tagagawa na itinampok sa artikulo ay ang Ulvac Technologies. Isa rin itong tagagawa ng Amerika para sa paggawa ng iba't ibang instrumento sa pagsukat, tulad ng vacuum gauge. Ang kumpanyang ito ay itinatag noong 1991. Ang kanilang merkado ay palaging mayroong maraming mga digital na vacuum gauge at iba pang mga produkto na kanilang ibinibigay sa kanilang bansa (United States of America) at sa ibang mga bansa sa mundo.

Konklusyon

Ang vacuum gauge ay isang napakakomplikadong bagay na kailangan mong matutunan kung paano hawakan at matukoy nang tama ang pressure. Ipinakita ng artikulong ito ang lahatmga uri ng mga sensor na ito, halos 10 lang ang mga ito. Ito ay napakahalagang bagay sa trunk ng mga motorista at repairman ng sasakyan.