Многое производственное оборудование оснащается вакуумными камерами или в процессе работы в его отдельных частях создаётся разрежение. Для его контроля были придуманы специальные устройства − вакуумные датчики. С их помощью можно фиксировать разные значения разрежения давления в рабочей среде, тем самым обеспечивая оптимальные условия для производственного процесса. Именно благодаря чёткому соблюдению и поддержанию вакуума удается получать сверхчистые сплавы и производить много других не менее важных и технологически сложных вещей.
Содержание:
- Вакуумные датчики и вакуумметры – принцип работы
- Вакуумметры – виды
- Датчик вакуума для вакуумного насоса – для чего предназначаются
- Вакуумные датчики Пирани – особенности устройства
- Вакуумные датчики Edwards и других производителей
Вакуумные датчики и вакуумметры – принцип работы
Вакуумные датчики и вакуумметры – принцип работы
Чтобы понять, за что отвечает вакуумный датчик, достаточно изучить его принцип действия. При этом он не однозначен, и можно описать только в общем понимании, если охватывать все разновидности:
- Имеется среда с разряженным давлением;
- При изменении состояния вакуума меняются показания прибора;
- Последние могут быть непосредственными и косвенными, то есть, снимаются не напрямую, а через другие характеристики. Например, определение состояния вакуума по величине тока при постоянной температуре или наоборот.
Вакуумметры – виды
Вакуумным датчиком давления называется устройство, которое может иметь разную конструкцию и принцип действия, но все выполняют единую функцию. Все зависит от того, какие характеристики имеет измеряемая камера, и что необходимо получить в результате проведения анализа среды.
Вакуумметры – виды
Существует несколько видов вакуумных датчиков, которые также могут быть комбинированными. Их классификацию определяют следующие особенности:
- Вакуум представляет собой среду, в которой нет ничего, то есть, из нее откачивается воздух, который содержит огромное количество примесей и посторонних частиц. Они-то, собственно, и являются именно тем веществом, благодаря которому разрежение стало возможным измерить;
- Существует несколько технологий, с помощью которых можно получать разные данные. Например, мембранные датчики способны фиксировать вакуум в небольших пределах и больше именно в верхнюю сторону. Все же этот тип является самым распространенным и применяется во многом оборудовании. Может быть также несколько подкатегорий в зависимости от способа фиксации данных: пьезоэлектрические, механические, ёмкостные (в таких используется два канала получения данных) и др.
Подробнее о видах измерительных элементов
- Термопарные, то есть в измерительной части находится термостат, который фиксирует температуру, передаваемую от нагревательного элемента. Чем качественнее вакуум, тем меньше его тепловая передающая способность. К таким относятся датчики ПМТ-2, ПМТ-4М;
- Терморезисторные: в конструкции измерительной части находится терморезистор, сопротивление которого напрямую зависит от состояния вакуума. Если в качестве терморезистора используется платиновая нить, то этот датчик работает по принципу Пирани. К такому датчику относится отечественный ПМТ-6-3;
- Ёмкостные датчики. Это достаточно точные устройства, но применимы только в условиях измерения давления выше 1 Па. В измерительной части находятся 2 пластины: одна зафиксирована стационарно, другая − на мембране;
- Ионизационные. Такие датчики со стороны измерительной головки оснащаются двумя электродами. При подаче на них напряжения среда между катодом и анодом начинает ионизироваться. Чем меньше число примесей, тем меньший по величине ток протекает в цепи. Такие датчики являются самыми чувствительными и предназначены для измерения состояния глубокого вакуума.
Наиболее часто применяют именно сенсоры мембранного ёмкостного типа и терморезисторные.
Датчик вакуума для вакуумного насоса – для чего предназначаются
Вакуумные датчики и вакууметры являются неотъемлемыми компонентами в любом вакуумном оборудовании. Нередко они монтируются непосредственно на насосы, чтобы сформировать единый функциональный модуль. Настроив необходимое значение рабочей среды, больше ничего делать не придется, потому что насос автоматически будет включаться для поддержания заданного разрежения.
Датчик вакуума для вакуумного насоса – для чего предназначаются
Чаще всего датчик вакуума для вакуумного насоса является мембранным или ионизационным, так как ими можно покрыть необходимый диапазон. Все же в более дешёвых моделях применены именно мембранные электронные или механические. С его помощью можно контролировать состояние вакуума на фактический момент, но выходы для отключения отсутствуют. Тогда лучше использовать более автоматизированные измерители вакуума с выходами реле. Таковыми являются все современные манометрические преобразователи МПТ, МПИ. У них имеется последовательный порт для подключения к внешним устройствам и несколько выходов для управления электрическими цепями.
Вакуумные датчики Пирани – особенности устройства
Вакуумные датчики Пирани – особенности устройства
Там, где требуется измерить вакуум в пределах от 0,001 до 760 Torr, применяются вакуумные датчики Пирани. Это терморезисторные устройства, с помощью которых можно фиксировать изменение вакуума. В самых простых приборах подобного типа процесс реализован следующим образом:
- Имеется тонкая платиновая нить;
- Она подключена в высокоточный сбалансированный измерительный мост;
- К ней подводится ток, что приводит к нагреву до определенной температуры. Она является константой;
- Когда разрежение увеличивается, то есть в среде уменьшается количество частиц, способных отбирать тепло, то для поддержания температуры требуется больше мощности. Эта разница и является требуемым значением, переведенным к соответствующему виду.
Вакуумные датчики Пирани используются очень часто в виду своей высокой надёжности и точности измерений. Таковыми являются: VSP521 Thyracont (Германия), Leybold, Agilent и др.
Вакуумные датчики Edwards и других производителей
На рынке существует не так много производителей, которые выпускают качественные датчики вакуума и полноценные вакуумметры. И самыми известными, пожалуй, являются вакуумные датчики марки Edwards. Она выпускает, по меньшей мере, 6 серий устройств, среди которых имеются термопарные Пирани, ионизационные и мембранные. С помощью этих устройств можно контролировать разрежение в широком диапазоне: от 0,66 миллиардных долей до 2000 мбар. Возможность контроля таких сверхмалых значений давлений удалось достичь благодаря применению инновационной технологии в датчике Пирани серии AIGX, в котором использовано совершенно новое оксидное итрииевое ирридиевое покрытие нитей.
Вакуумные датчики Edwards и других производителей
Также известными брендами подобного рода устройства вакуумных датчиков являются:
- Agilent;
- Televac;
- Vacuumbrand и др.
Использование вакуумных датчиков позволило решить массу производственных задач, связанных с плохим качеством продукции.