Diyargroup.ru

Ремонт Строй
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Датчики вакуума и особенности их применения

Собственно конструктивно — это манометр, который точно показывает давление разреженных газов.

Система с вауумными датчиками

Так как газы бывают разные, то и вакуумметры существуют разных типов. Они могут определять как полное давление в вакуумной среде, так разность по сравнению с атмосферным давлением.

Самые распространенные датчики, которые способны делать замеры абсолютного давления:

  • термопарного типа;
  • ионизационного;
  • на тензорезисторах;
  • конвекционного;
  • мембранно-емкостного.

Термопарные

Такие датчики измеряют теплопроводность окружающей среды нитью накала.

Стоит измениться окружающему давлению — изменится теплопроводность газовоздушной среды, в которой находится нить накала.

Соответственно меняется и температура нити накаливания. Ее температуру снимает термопара.

Конструктивно в датчике применяется нагревательный элемент и термопара.

Если взять за основу тезис о том, что при постоянстве тока, проходящего через нагревательный элемент, его температура находится в прямой зависимости от теплопроводности окружающей среды, то можно измерять давление в вакуумной камере.

Теперь если понижать давление это вызовет уменьшение и теплопроводности газа. Это в свою очередь, вызывает повышение температуры нагревательного элемента и тянет за собой электродвижущую силу термопары.

Зная значение зависимости термоэлектродвижущей силы от давления газа можно точно определять давление в вакуумных системах.

Термопарные детекторы работают в системах, где есть газы различного типа. Точность измерений, при таком способе, позволяет зафиксировать изменение давления в диапазоне 2×10 -1 –2×10 -4 мбар.

Датчик термопарного типа

Датчики ионизационные

За основу работы ионизационных манометров взята зависимость скорости ионизации газов от давления.

Такие датчики, как правило, двухконтурные:

  • в одном контуре происходит ионизация газов;
  • в другом — происходит отбор ионов.

По тому току, который возникает при таком процессе, судят о наличии давления. Скорость образования ионов находится в прямой зависимости от давления и эффективности ионизации.

Читайте так же:
Корпус автоматического выключателя нагревается до

Это основной принцип работы ионизационных вакуумметров.

Разные модели применяют разные методики разгона молекул частиц ионов. Это — вакуумный детектор Байард-Альперта и вакуумный датчик с холодным катодом.

Ионизационный датчик

Датчики вакуумные, особенности различных моделей

Типы вакуумных датчиков давления и возможности их применения

Существуют специальные датчики вакуумных насосов, которые помогают определить давление, которое возникает по мере работы вакуумного насоса. За счёт этого можно точно рассчитать возможности конкретного вакуумного насоса в системе. Данные датчики бывают различных типов, так как вакуумные насосы могут существенно отличаться друг от друга по типу своей работы. Многие современные вакуумные насосы настроены на создание определённого типа вакуума и самостоятельно создают низкий, средний или высокий вакуум. На таких типах насосов не устанавливаются датчики, так как насосы всё равно создают давление определённого типа, и лишний раз его измерять бессмысленно.

Часто в вакуумных системах используются датчики вакуума Пирани. Они измеряют теплопередачу, которая изменяется во время повышения или понижения давления в системе. Все датчики Пирани оснащены измерителями температуры резистивного типа. При использовании датчиков вакуума системы Пирани, нужно обязательно учитывать тип газа в системе. Так как датчики данного типа измеряют температуру, а газы различного типа имеют разную теплопроводность, систему Пирани нужно калибровать по воздуху.

В настоящее время чаще всего всистемах используются датчики вакуума следующих типов:

  1. Термопарные;
  2. Конвекционные;
  3. Ионизационные;
  4. Тензорезисторные;
  5. Мембранно-ёмкостные.

Термопарные вакуумметры достаточно универсальные устройства. Они позволяют работать с различными типами газов. В датчиках такого типа имеется нить накала, способная улавливать значения теплопроводности газовой среды. В процессе изменения параметров давления, газы в системе начинают менять свойства теплопроводности. Данные датчики измеряют температуру за счёт термопары, от которой они и получили своё название.

Ионизационные датчики способны осуществлять ионизацию газа. Это происходит за счёт разряда Пеннинга, который вызван напряжением между холодным катодом и анодом ионизационного датчика. Во время данного процесса возникает ток, который и показывает наличие определённого давления в системе.

Читайте так же:
Выключатель dx standart сертификат

Датчики тензорезисторного типа имеют специальную мембрану, которая делит датчик на два элемента. Один из них изолирован, другой подключён к камере. На самой мембране находится тензорезистор, который улавливает сопротивления, происходящие во время деформации мембраны. Тензорезистор передаёт изменения сопротивления на вакуумметр. Датчики такого типа считаются одними из самых точных, так как они в состоянии улавливать изменение давления в диапазоне от 1 до 2 000 мбар. Вакуумметры тензорезисторного типа можно использовать даже в устройствах с агрессивными газами, так как там нет нагревающихся элементов.

Конвекционные датчики вакуума по принципу работы значительно отличаются от других типов датчиков. Их особая конструкция обеспечивает отвод тепла за счёт естественной конвенции. Эта особенность сильно влияет на скорость определения параметров вакуума. Чаще всего их делают таким образом, чтобы при установке они находились в вертикальном положении.

Мембранно-ёмкостные датчики вакуума работают за счёт диафрагмы, имеющейся в устройстве. Когда на неё воздействует газ, она регистрирует амплитуду прогиба. Во время процесса диафрагма выгибается между пластинами, тем самым изменяя электрическую ёмкость в одну из сторон. За счёт этого появляется переменный ток, который показывает величину давления.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector