Вакуумдук сенсорлор: иштөө принциби

2024 Автор: Erin Ralphs | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-02-19 17:35

Сенсордук вакуумметр - бул ошондой эле басымды көрсөтүүчү түзүлүш. Бул макалада биз алардын түрлөрүн, иштөө принцибдерин карап чыгабыз. Мындай түрлөрү бар: кысуу, механикалык, мембраналык.

Ал дагы башка жол менен "вакуум өлчөгүч" деп аталат. Бул адамдар үчүн, өз кезегинде, вакуумдук чөйрөдө болгон вакуумдун жана газдардын басымынын деңгээлин өлчөөчү түзүлүш. Жалпысынан аты менен түшүнсө болот.

Леонардо Да Винчи бул аппараттардын пайдубалын түптөгөн. Ал суу түтүкчөсүндөгү басымды өлчөй алган кандайдыр бир функционалдык түзүлүштү жасады. Бул ойлоп табуу Да Винчи жашаган (1400-жылдар) жылдарында абдан популярдуу жана керектүү болуп калган.

Анын ойлоп табуусун Эвангелиста Торричелли жакшыртып, бул аппаратка патент берген. Бул 1643-жылы, Да Винчи өзү өлгөндөн жүз жылдан ашык убакыт өткөндөн кийин жасалган. Вакуумдук сенсор U формасында болгон жана ал иштеген негизги элемент сымап болгон. Тилекке каршы, түтүктүн өзүндө анын чектелген өлчөмүнө байланыштуу, 9 pA жогору басымды аныктоо мүмкүн эмес болчу. Баары санарип вакуумдук сенсордун көрүнүшүн өзгөрттү (анын сүрөтү төмөндө материалда берилген).

Өлчөмдөрдүн түрлөрү

Механикалык ченегич.

Бул кубат булактарын колдонбогон түзүлүш жана 0,4төн 7000 барга чейинки диапазондогу деңгээлди аныктоого жөндөмдүү. Анын иштөө механизми белгилүү шакекче бар экендигинде, ал сүйрү кесилиши бар түтүктө жайгашкан, ал өз кезегинде 240 градус бурчта ийилген.

Ал оюктун ичинде жана анын учтары бекитилбейт жана бул аны өлчөө процессиндеги басымды түтүктүн ичине түртүп, аны кезеги менен кыймылга келтирүүгө мүмкүндүк берет. Бул аппараттын масштабында так окууларды көрсөткөн механизм менен байланышкан. Адатта аппарат басымды 65 барга чейин өлчөйт, бирок жогорураак көрсөткүчтөр үчүн түзмөктөр бар, болжол менен 7100 бар.

Вакуумдук сенсорду агрессивдүү чөйрөдө колдонуу үчүн анын корпусу механизмди майлап, коррозияга жол бербей турган гидроизоляциялык агент менен толтурулган. Бул механизмдин коргоочусу катары түтүктү жарылуудан коргоо үчүн ченегичтин корпусу ашыкча басымды бошотуучу үйлөп турган дубал менен жабдылган.

Бурдон түтүкчөсүн ойлоп табуу

Түтүк U формасында жана гидростатикалык ченегич деп аталат.

Бул түтүк аныктаган суюктукка басымдын натыйжаларын көрсөтөт. Бул эки түтүктүн ар башка учундагы параметрлер ар башка жана аппараттын жебеси алардын ортосундагы айырманы көрсөтүп турат. Бүгүнкү күндө мындай аппарат колдонулбай калды, анткени басым диапазону өзгөрүп, аппарат таптакыр керексиз болуп калды.

Компрессия өлчөгүч.

Булманометр, бир гана абдан өнүккөн. Анын мүмкүнчүлүктөрүн кеңейтүү үчүн, ал өлчөө алдында түтүктөгү суюктукту кысып, шкала басымдын деңгээлин көрсөтө тургандай кылып иштелип чыккан. Күнүмдүк жашоодо ал жөн гана калибрлөөчү аспап катары колдонулат.

Деформация өлчөгүч, механикалык

Бул манометр адатта аз вакуумдук өлчөөлөр үчүн арналган. Түтүктүн басымы астында андагы пружина кысылып, жумуш ордун деформациялайт жана ал өз кезегинде жүктү көрсөткүч шкаласы деп аталган көрсөткүч механизмине өткөрүп берет.

Вакуумдук диафрагма басым сенсору.

Бул кыймылдын эң жеткиликтүү версиясы. Иштөө принциби: вакуум мембрананы басат, ал сенсорду басат. Мындай түзмөктөр ар дайым чөйрөгө көз каранды эмес жана каалаган газ аралашмасында көрсөткүчтөрдү алышат.

Жылуулук механизмдери

Термикалык вакуумду өлчөө сенсорлору эң көп суроо-талапка ээ болуп эсептелет, алар орто жана төмөнкү вакуум жыштыктарында көрсөткүчтөрдү алышат. Дал ушул аппараттарда сапат жана арзан баа сыяктуу адамдар үчүн маанилүү көрсөткүчтөр айкалышкан. Алар абсолюттук вакуумда өлчөө үчүн гана колдонулушу мүмкүн. Иштөө принциби төмөнкүчө: басымдын өзгөрүшү менен газ жылуулук түтүгүнүн өзгөрүшүнө вакуумдук өлчөгүчтүн реакциясы.

Инструменттер газдын түрүнө жараша өзгөрүп, айрым аралашмаларды гана окушат. Эң кеңири таралган модификация термопара вакуумдук өлчөгүч, ошондой эле Pirani түзмөктөрү жана конвекция механизмдери бар.

Термопар аппараты.

Ушундайвакуумдагы температура сенсору механизмдин ичиндеги термопардын ысытылышына таасирин тийгизет, бул термопарлардын учтарында чыңалуу өзгөрүшүнө алып келет. Сенсордун өзүн ысытуудан анын учуна жылуулуктун өтүшү термопардын айланасындагы басымдын эсебинен болот. Ал канчалык жогору болсо, анын чыңалуусу ошончолук чоң болот. Мындай вакуумдук өлчөгүчтөр башка ушуга окшогондордун тобуна караганда абдан бюджеттик.

Пирани сенсору

Бул механизм жана иштөө принциби термопарга окшош. Ал канал жипти колдонот жана жылуулук энергиясын чыңалууга айландырат. Пирани механизми механизмге ширетилген электр чынжырынан улам башкаларга караганда алда канча так.

Конвекция сенсору.

Ошондой эле, ушуга окшош түзүлүштөр сыяктуу, термопарды колдонот. Бирок бул аппараттын механизми өзүнүн муздатуусу бар. Анткени, корпус атайын жип менен оролгон жана аналогдорго караганда кененирээк. Жана ал, өз кезегинде, сенсордогу газдын туура жана эффективдүү айлануусуна мүмкүндүк берет жана бул бүтүндөй конвекциялык түзүлүштүн жалпысынан жакшыраак иштешине мүмкүндүк берет. Ошондой эле термопардын тез муздагандыгынан улам шкала боюнча бир топ ылдам көрсөткүчтөрдү берет.

Пьезорезистивдүү механизмдер

Материалдагы жогорудагы сүрөттө электрондук вакуум сенсору көрсөтүлгөн.

Газдын сапатына жана касиеттеринен көз карандысыз болгондуктан, алар эң так көрсөткүчтөрдү берет. Аппарат басым жыштыктарынын ар кандай диапазонунда универсалдуулугуна ээ, анткени акыркысынын таасири пьезорезистивдүү сенсордун түз аракети менен ишке ашат. Анын өлчөө диапазону 0,1 мм. Мисалы, Toyota вакуумдук сенсор,ушундай эле иштейт.

Ионизацияга негизделген вакуумдук сенсорлор

Бул моделдин вакуум сенсорунун иштөө принциби төмөндө сүрөттөлгөн.

Вакуумдагы ар кандай газ, чынында, белгилүү бир сандагы иондорго ээ. Аларга таасир этүүчү магнит талаасы же электр разряды аларды тездетет. Жана алар тарабынан терилген бул ылдамдык вакуумдун кысуу даражасына жараша болот. Бул принципке ылайык, мындай иондоштуруу өлчөгүчтөр иштейт.

Модификацияга жараша ченегичтер иондорду тездетүүнүн түрдүү жана татаал жолдорун колдонушат. Бул приборлор, адатта, жогорку вакуумдук диапазондо өлчөө үчүн иштелип чыккан. Алар газга көз каранды болгондуктан жана ар бир газдын тыгыздыгы ар башка болгондуктан, бул иондордун ылдамдыгына таасир этет.

Дайыма муздак катоду бар түзмөк

Бул электр талаасын жараткан сенсор. Анын магниттери иондордун кыймылы спиралдын траекториясы боюнча боло тургандай жайгаштырылат. Дал ушул бөлүкчөлөргө "жашоого", демек, эффективдүү иштөөгө берет. Дал ушул катод дайыма муздак болгондуктан, анын шкаладагы көрсөткүчтөрү бул аппараттын аналогдорунан айырмаланып, бүдөмүк. Бирок, ошол эле учурда, дал ушул аппараттын кепилдиги өтө узун жана ал бири-бирине сүрүлүүнү жаратпаган бышык бөлүктөрү үчүн көп бузулбайт.

Продюсерлер

Бул макалада берилген вакуумдук өлчөөчү приборлордун биринчи өндүрүүчүсү "Meta-Chrome" болуп саналат. Бул ата мекендик компания бул аппараттарды гана эмес, ошондой эле хроматографиялык жабдууларды жана өлчөөчү жабдууларды чыгарган. Бул россиялык компания рынокко кирди1994-ж., ошондон бери вакуумдук өнөр жай үчүн жабдууларды иштеп чыгып, чыгарып жатат. Анын продуктылары Россияда гана эмес, чет өлкөлөргө да жеткирилет. «Мета-Хром» ишканасы ар дайым жогорку сапаттагы продукцияны чыгарат, иондоштуруучу жана термопаралык вакуумдук приборлор никесиз жана бузулбастан иштейт. Бул 90% учурларда кардарлардын жана бул өндүрүүчүнүн продукциясын сатып алуучулардын оң пикири менен тастыкталат.

Вакуумдук өлчөгүчтөрдү чыгарган экинчи компания – Америка Кошмо Штаттарынан келген MKS Incorporated ишканасы. Алар датчиктерди жана башка өлчөө приборлорун сатуучу өз компаниясын орусиялык кесиптештеринен алда канча эрте, 1962-жылы негиздешкен. Бирок кийин алар муну өтө үстүртөн кылышкан. Жана толугу менен, мындай жабдууларды өндүрүүчүсү катары, ал 1998-жылдан бери гана өзүн позициялай баштады. MKS вакуумдук өлчөгүчтөрдү өз өлкөсү үчүн жасап чыгарат, бирок биздин ата мекендик компаниядай эле алар өз продукциясын башка өлкөлөргө бир аз жеткирүү акысына жөнөтө алышат.

Макалада көрсөтүлгөн үчүнчү өндүрүүчү - Ulvac Technologies. Ал ошондой эле вакуумдук өлчөгүч сыяктуу ар кандай өлчөө приборлорун өндүрүү боюнча америкалык өндүрүүчү болуп саналат. Бул компания 1991-жылы негизделген. Алардын рыногунда ар дайым санариптик вакуумдук өлчөөчү приборлор жана башка өнүмдөр бар, алар өз өлкөсүндө (Америка Кошмо Штаттары) жана дүйнөнүн башка өлкөлөрүндө жеткирилет.

Тыянак

Вакуум өлчөгүч - бул өтө татаал нерсе, аны кантип колдонууну жана басымды туура аныктоону үйрөнүшүңүз керек. Бул макалада баарын көрсөттүбул сенсорлордун түрлөрү, алардын 10го жакыны гана бар. Бул айдоочулардын жана унаа оңдоочулардын багажында өтө маанилүү нерсе.