Vacuümsensoren: werkingsprincipe

2024 Auteur: Erin Ralphs | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-02-19 18:14

Sensor Vacuümmeter - het is ook een drukweergave-apparaat. In dit artikel zullen we hun typen, het werkingsprincipe, beschouwen. Er zijn dergelijke typen: compressie, mechanisch, membraan.

Het wordt ook wel op een andere manier "vacuümmeter" genoemd. Het is voor mensen een apparaat voor het meten van het drukniveau van vacuüm en gassen, die zich op hun beurt in een vacuümomgeving bevinden. Over het algemeen zou men de naam kunnen begrijpen.

Leonardo Da Vinci legde de basis voor deze apparaten. Hij maakte een soort functioneel apparaat waarmee hij de druk in een waterleiding kon meten. Deze uitvinding werd erg populair en noodzakelijk in de jaren dat Da Vinci leefde (1400).

Zijn uitvinding is verbeterd door Evangelista Torricelli, die een patent heeft aangevraagd voor dit apparaat. Dit gebeurde in 1643, meer dan honderd jaar na de dood van Da Vinci zelf. De vacuümsensor had de vorm van een U en het belangrijkste element waarop hij werkte was kwik. Helaas was het vanwege de beperkte hoeveelheid in de buis zelf onmogelijk om een druk hoger dan 9 pA te bepalen. Alles veranderde het uiterlijk van een digitale vacuümsensor (de foto wordt hieronder in het materiaal weergegeven).

Soorten meters

Mechanische meter.

Dit is een apparaat dat geen stroombronnen gebruikt en het kan het niveau bepalen in het bereik van 0,4 tot 7000 bar. Het werkingsmechanisme ligt in het feit dat er een bepaalde ring is, die zich in een buis met een ovale sectie bevindt, die op zijn beurt in een hoek van 240 graden is gebogen.

Het zit in de groef en de uiteinden zijn niet vast, en hierdoor kan de druk tijdens het meten in de buis duwen, waardoor het op zijn beurt in beweging komt. Het is gekoppeld aan een mechanisme dat al nauwkeurige metingen weergeeft op de schaal van het apparaat. Gewoonlijk meet het apparaat een druk tot 65 bar, maar er zijn apparaten voor hogere meetwaarden, ongeveer 7100 bar.

Om de vacuümsensor in een agressievere omgeving te gebruiken, is de behuizing gevuld met een waterdichtingsmiddel, dat het mechanisme smeert en zo corrosie voorkomt. Ter bescherming van dit mechanisme, om de buis te beschermen tegen scheuren, is het lichaam van de meter uitgerust met een geblazen wand die overtollige druk ontlast.

Uitvinding van de Bourdonbuis

De buis is U-vormig en wordt een hydrostatische meter genoemd.

Het toont de resultaten van de druk op de vloeistof die deze buis heeft gedetecteerd. De parameters aan de verschillende uiteinden van deze twee buizen zijn verschillend en de pijl van het apparaat geeft het verschil aan. Tegenwoordig wordt zo'n apparaat niet meer gebruikt, omdat het drukbereik is veranderd en het apparaat volledig overbodig is geworden.

Compressiemeter.

Ditmanometer, alleen zeer geavanceerd. Om zijn mogelijkheden uit te breiden, is het zo ontworpen dat het vóór de meting de vloeistof in de buis comprimeert en de schaal het drukniveau aangeeft. In het dagelijks leven wordt het gewoon als kalibratieapparaat gebruikt.

Vervormingsmeter, mechanisch

Deze manometer is meestal bedoeld voor laagvacuümmetingen. Onder de druk van de buis wordt de veer erin samengedrukt en vervormt de werkplek, en deze draagt op zijn beurt de belasting over op het aanwijsmechanisme, de indicatieschaal genaamd.

Vacuümmembraandruksensor.

Dit is de meest betaalbare versie van het uurwerk. Werkingsprincipe: vacuüm drukt op het membraan en drukt op de sensor. Dergelijke apparaten zijn altijd onafhankelijk van het medium en nemen metingen in elk gasmengsel.

Thermische mechanismen

Thermische vacuümmeetsensoren worden als de meest gevraagde beschouwd, ze nemen metingen in zowel gemiddelde als lage vacuümfrequenties. Het is in deze apparaten dat indicatoren die belangrijk zijn voor mensen als kwaliteit en lage prijs worden gecombineerd. Ze kunnen alleen worden gebruikt voor metingen in absoluut vacuüm. Het werkingsprincipe is als volgt: de reactie van de vacuümmeter op een verandering in de gaswarmtepijp met een verandering in druk.

Instrumenten variëren afhankelijk van het type gas zelf en lezen alleen bepaalde mengsels. De meest voorkomende modificatie is een thermokoppel-vacuümmeter, en er zijn ook Pirani-apparaten en convectiemechanismen.

Thermokoppel apparaat.

Zode temperatuursensor in vacuüm beïnvloedt de verwarming van het thermokoppel in het mechanisme, wat een verandering in spanning veroorzaakt aan de uiteinden van de thermokoppels. De overdracht van warmte van het verwarmen van de sensor zelf naar de uiteinden is te wijten aan de druk rond het thermokoppel. Hoe hoger het is, hoe groter de spanning. Dergelijke vacuümmeters zijn zeer budgettair onder een groep andere soortgelijke.

Pirani-sensor

Dit mechanisme en werkingsprincipe is vergelijkbaar met thermokoppel. Het maakt gebruik van een kanaalfilament en zet thermische energie om in spanning. Het Pirani-mechanisme is veel nauwkeuriger dan andere, dankzij het elektrische circuit dat in het mechanisme is gesoldeerd.

Convectiesensor.

Hij gebruikt ook, net als soortgelijke apparaten, een thermokoppel. Maar het mechanisme van dit specifieke apparaat heeft zijn eigen koeling. De behuizing is immers omwikkeld met een speciale draad en is breder dan die van analogen. En het zorgt er op zijn beurt voor dat het gas in de sensor correct en efficiënt kan circuleren, waardoor het hele convectie-apparaat als geheel beter kan werken. En het geeft ook veel snellere metingen op de schaal door de snelle afkoeling van het thermokoppel.

Piëzoresistieve mechanismen

De foto hierboven in het materiaal toont een elektronische vacuümsensor.

Vanwege hun onafhankelijkheid van gaskwaliteit en eigenschappen, bieden ze de meest nauwkeurige metingen. Het apparaat is veelzijdig in elk bereik van drukfrequenties, omdat de invloed van deze laatste wordt bereikt door de directe actie van een piëzoresistieve sensor. Het meetbereik is van 0,1 mm. Toyota vacuümsensor, bijvoorbeeld,werkt op dezelfde manier.

Op ionisatie gebaseerde vacuümsensoren

Het werkingsprincipe van de vacuümsensor van dit model wordt hieronder beschreven.

Elk gas in een vacuüm heeft in feite een bepaald aantal ionen. Een magnetisch veld of elektrische ontlading die erop inwerkt, versnelt ze. En deze snelheid, door hen getypt, hangt af van de mate van compressie van het vacuüm. Volgens dit principe werken dergelijke ionisatiemeters.

Afhankelijk van de modificatie gebruiken meters een verscheidenheid aan en geavanceerde manieren om ionen te versnellen. Deze apparaten zijn meestal ontworpen voor metingen in een hoog vacuümbereik. Omdat ze gasafhankelijk zijn en elk gas een andere dichtheid heeft, beïnvloedt dit de snelheid van de ionen.

Een apparaat dat altijd een koude kathode heeft

Dit is een sensor die een elektrisch veld creëert. De magneten zijn zo geplaatst dat de beweging van ionen plaatsvindt langs de baan van een spiraal. Zij is het die ervoor zorgt dat deze deeltjes langer "leven", en dus efficiënter werken. Vanwege het feit dat deze kathode altijd koud is, zijn de metingen op de schaal vager, in tegenstelling tot de analogen van dit apparaat. Maar tegelijkertijd is de garantie van dit apparaat erg lang en gaat het niet vaak kapot vanwege de duurzame onderdelen die geen wrijving met elkaar kunnen veroorzaken.

Producenten

De eerste fabrikant van vacuümmeters die in dit artikel wordt gepresenteerd, is "Meta-Chrome". Dit is een binnenlands bedrijf dat niet alleen deze apparaten produceert, maar ook chromatografieapparatuur en meetapparatuur. Dit Russische bedrijf betrad de markt in1994, en sinds die tijd ontwikkelt en produceert het apparatuur voor de vacuümindustrie. Haar producten worden niet alleen in Rusland geleverd, maar ook in het buitenland. De onderneming Meta-Chrom produceert altijd een hoogwaardig product, ionisatie- en thermokoppel-vacuümmeters zonder huwelijk en werk zonder storingen. Dit wordt in 90% van de gevallen bevestigd door positieve feedback van klanten en kopers van de producten van deze fabrikant.

Het tweede bedrijf dat vacuümmeters produceert, is MKS Incorporated, een onderneming uit de Verenigde Staten van Amerika. Ze richtten hun bedrijf in de verkoop van sensoren en andere meetapparatuur veel eerder op dan hun Russische tegenhangers, al in 1962. Maar dan deden ze het heel oppervlakkig. En volledig, als fabrikant van dergelijke apparatuur begon het zich pas sinds 1998 te positioneren. MKS maakt vacuümmeters voor hun land, maar net als ons binnenlandse bedrijf kunnen ze hun producten tegen een kleine verzendkosten naar andere landen verzenden.

De derde fabrikant die in het artikel wordt genoemd, is Ulvac Technologies. Het is ook een Amerikaanse fabrikant voor de productie van verschillende meetinstrumenten, zoals een vacuümmeter. Dit bedrijf is opgericht in 1991. Hun markt heeft altijd veel digitale vacuümmeters en andere producten gehad die ze zowel in hun land (Verenigde Staten van Amerika) als in andere landen van de wereld leveren.

Conclusie

De vacuümmeter is een zeer complex iets dat u moet leren hanteren en correct bepalen van de druk. Dit artikel heeft alles getoondsoorten van deze sensoren, er zijn er slechts ongeveer 10. Dit is een zeer belangrijk item in de kofferbak van automobilisten en autoreparateurs.