Sensori di vuoto: principio di funzionamento

2024 Autore: Erin Ralphs | [email protected]. Ultima modifica: 2024-02-19 17:05

Sensor Vacuometro - è anche un dispositivo di visualizzazione della pressione. In questo articolo considereremo i loro tipi, il principio di funzionamento. Ci sono questi tipi: compressione, meccanica, membrana.

Si chiama anche "vacuometro" in un altro modo. È per le persone un dispositivo per misurare il livello di pressione del vuoto e dei gas, che, a loro volta, si trovano in un ambiente sotto vuoto. In generale, si può capire dal nome.

Leonardo Da Vinci ha gettato le basi per questi dispositivi. Ha realizzato una specie di dispositivo funzionale con il quale è stato in grado di misurare la pressione in un tubo dell'acqua. Questa invenzione divenne molto popolare e necessaria per quegli anni in cui visse Da Vinci (1400).

La sua invenzione è stata migliorata da Evangelista Torricelli, che ha depositato un brevetto per questo dispositivo. Ciò avvenne nel 1643, più di cento anni dopo la morte dello stesso Da Vinci. Il sensore di vuoto aveva la forma di una U e l'elemento principale su cui funzionava era il mercurio. Purtroppo, a causa della sua limitata quantità nel tubo stesso, non era possibile determinare una pressione superiore a 9 pA. Tutto ha cambiato l'aspetto di un sensore di vuoto digitale (la sua foto è presentata sotto nel materiale).

Tipi di indicatori

Manometro meccanico.

Questo è un dispositivo che non utilizza fonti di alimentazione ed è in grado di determinare il livello nell'intervallo da 0,4 a 7000 bar. Il suo meccanismo di funzionamento sta nel fatto che c'è un certo anello, che si trova in un tubo a sezione ovale, che a sua volta è piegato con un angolo di 240 gradi.

È nella scanalatura e le sue estremità non sono fissate, e questo consente alla pressione durante il processo di misurazione di spingersi all'interno del tubo, mettendolo a sua volta in movimento. È associato a un meccanismo che visualizza letture accurate già sulla scala del dispositivo. Solitamente il dispositivo misura pressioni fino a 65 bar, ma esistono dispositivi per letture più elevate, circa 7100 bar.

Per utilizzare il sensore di vuoto in un ambiente più aggressivo, il suo corpo è riempito con un agente impermeabilizzante, che lubrifica il meccanismo e quindi previene la corrosione. A protezione di questo meccanismo, per proteggere il tubo dalla rottura, il corpo del manometro è dotato di una parete soffiata che scarica la pressione in eccesso.

Invenzione del tubo Bourdon

Il tubo è a forma di U ed è chiamato manometro idrostatico.

Mostra i risultati della pressione sul liquido che questo tubo ha rilevato. I parametri alle diverse estremità di questi due tubi sono diversi e la freccia del dispositivo mostra la differenza tra di loro. Oggi un dispositivo del genere non viene più utilizzato, perché il campo di pressione è cambiato e il dispositivo è diventato completamente inutile.

Manometro di compressione.

Questomanometro, solo molto avanzato. Per espandere le sue capacità, è stato progettato in modo tale che prima della misurazione comprima il liquido nel tubo e la scala mostri il livello di pressione. Nella vita di tutti i giorni, viene utilizzato semplicemente come dispositivo di calibrazione.

Indicatore di deformazione, meccanico

Questo manometro è solitamente destinato alle misurazioni di basso vuoto. Sotto la pressione del tubo, la molla al suo interno viene compressa e deforma il posto di lavoro e, a sua volta, trasferisce il carico al meccanismo di indicazione, chiamato scala di indicazione.

Sensore di pressione a membrana sottovuoto.

Questa è la versione più economica del movimento. Principio di funzionamento: il vuoto preme sulla membrana e preme sul sensore. Tali dispositivi sono sempre indipendenti dal mezzo ed effettuano letture in qualsiasi miscela di gas.

Meccanismi termici

I sensori di misurazione del vuoto termico sono considerati i più richiesti, rilevano letture sia a frequenze medie che basse di vuoto. È in questi dispositivi che si combinano tali indicatori che sono importanti per le persone in quanto qualità e prezzo basso. Possono essere utilizzati solo per misurazioni nel vuoto assoluto. Il principio di funzionamento è il seguente: la reazione del vacuometro a una variazione del condotto termico del gas con una variazione di pressione.

Gli strumenti variano a seconda del tipo di gas stesso e leggono solo determinate miscele. La modifica più comune è un vacuometro a termocoppia, e ci sono anche dispositivi Pirani e meccanismi di convezione.

Dispositivo termocoppia.

Taleil sensore di temperatura in vuoto agisce sul riscaldamento della termocoppia all'interno del meccanismo, che provoca una variazione di tensione ai capi delle termocoppie. Il trasferimento di calore dal riscaldamento del sensore stesso alle sue estremità è dovuto alla pressione attorno alla termocoppia. Più è alto, maggiore è la sua tensione. Tali vacuometri sono molto economici tra un gruppo di altri simili.

Sensore Pirani

Questo meccanismo e principio di funzionamento è simile alla termocoppia. Utilizza un filamento di canale e converte l'energia termica in tensione. Il meccanismo Pirani è molto più preciso di altri, grazie al circuito elettrico saldato nel meccanismo.

Sensore di convezione.

Anche lui, come dispositivi simili, usa una termocoppia. Ma il meccanismo di questo particolare dispositivo ha il suo raffreddamento. Dopotutto, la custodia è avvolta con un filo speciale ed è più larga di quella degli analoghi. E, a sua volta, consente al gas nel sensore di circolare in modo corretto ed efficiente, e questo consente all'intero dispositivo di convezione di funzionare meglio nel suo insieme. E fornisce anche letture molto più veloci sulla scala grazie al rapido raffreddamento della termocoppia.

Meccanismi piezoresistivi

La foto sopra nel materiale mostra un sensore di vuoto elettronico.

Grazie alla loro indipendenza dalla qualità e dalle proprietà del gas, forniscono letture più accurate. Il dispositivo ha versatilità in qualsiasi gamma di frequenze di pressione, perché l'influenza di queste ultime è ottenuta dall'azione diretta di un sensore piezoresistivo. Il suo campo di misura è da 0,1 mm. Sensore di vuoto Toyota, ad esempio,funziona allo stesso modo.

Sensori di vuoto basati su ionizzazione

Il principio di funzionamento del sensore di vuoto di questo modello è descritto di seguito.

Qualsiasi gas nel vuoto ha, infatti, un certo numero di ioni. Un campo magnetico o una scarica elettrica che agisce su di essi li accelera. E questa velocità, da loro digitata, dipende dal grado di compressione del vuoto. Secondo questo principio, tali indicatori di ionizzazione funzionano.

A seconda della modifica, gli indicatori utilizzano una varietà di modi sofisticati per accelerare gli ioni. Questi dispositivi sono generalmente progettati per misurazioni in un intervallo di alto vuoto. Poiché dipendono dal gas e ogni gas ha una densità diversa, ciò influisce sulla velocità degli ioni.

Un dispositivo che ha sempre un catodo freddo

Questo è un sensore che crea un campo elettrico. I suoi magneti sono posizionati in modo che il movimento degli ioni avvenga lungo la traiettoria di una spirale. È lei che dà a queste particelle di "vivere" più a lungo e, quindi, di lavorare in modo più efficiente. A causa del fatto che questo stesso catodo è sempre freddo, le sue letture sulla scala sono più vaghe, a differenza degli analoghi di questo dispositivo. Ma allo stesso tempo, la garanzia di questo stesso dispositivo è molto lunga e spesso non si rompe a causa delle sue parti durevoli che non possono creare attrito l'una contro l' altra.

Produttori

Il primo produttore di vacuometri presentato in questo articolo è "Meta-Chrome". Questa è un'azienda nazionale che produce non solo questi dispositivi, ma anche apparecchiature per cromatografia e apparecchiature di misurazione. Questa azienda russa è entrata nel mercato1994, e da allora sviluppa e produce apparecchiature per l'industria del vuoto. I suoi prodotti sono forniti non solo in Russia, ma anche all'estero. L'impresa Meta-Chrom produce sempre un prodotto di alta qualità, vacuometri a ionizzazione e termocoppie senza matrimonio e funzionano senza guasti. Ciò è confermato nel 90% dei casi dal feedback positivo di clienti e acquirenti dei prodotti di questo produttore.

La seconda azienda produttrice di vacuometri è MKS Incorporated, un'impresa degli Stati Uniti d'America. Hanno fondato la loro azienda vendendo sensori e altri dispositivi di misurazione molto prima delle loro controparti russe, già nel 1962. Ma poi lo hanno fatto in modo molto superficiale. E completamente, come produttore di tali apparecchiature, ha iniziato a posizionarsi solo dal 1998. MKS produce vacuometri per il loro paese, ma come la nostra azienda nazionale, possono spedire i loro prodotti in altri paesi con una piccola tassa di spedizione.

Il terzo produttore descritto nell'articolo è Ulvac Technologies. È anche un produttore americano per la produzione di vari strumenti di misura, come un vacuometro. Questa azienda è stata fondata nel 1991. Il loro mercato ha sempre avuto molti vacuometri digitali e altri prodotti che forniscono sia nel loro paese (Stati Uniti d'America) che in altri paesi del mondo.

Conclusione

Il vacuometro è una cosa molto complessa che devi imparare a gestire e determinare correttamente la pressione. Questo articolo ha mostrato tuttotipi di questi sensori, ce ne sono solo circa 10. Questo è un elemento molto importante nel bagagliaio degli automobilisti e dei riparatori di automobili.