A vákuumnyomás mérése minden vákuumos alkalmazás alapvető eleme, de nincs olyan, mint egy univerzális vákuummérő.
Amikor a vákuumnyomás méréséről van szó, egyetlen nyomásmérő sem képes pontosan reagálni a teljes vákuumtartományban (a légköri nyomástól 10-12 mbar-ig). Ezért a mérőműszerek típusai közötti különbségek egyértelmű megértése elengedhetetlen ahhoz, hogy a megfelelő üzemeltetési környezethez lehessen igazítani őket.
Ebben a blogbejegyzésben értékeljük a közvetlen és a közvetett mérőműszereket, és kicsomagoljuk az egyes típusok alapvető jellemzőit, hogy könnyebben összehasonlíthassa őket.
Közvetlen vákuummérők: áttekintés
A közvetlen nyomásmérő a vákuumnyomást a gáz típusától függetlenül méri. A vákuumnyomás méréséhez négyféle közvetlen nyomásmérőt érdemes megfontolni.
Az alábbiakban áttekintjük, hogyan működik mindegyik:
Rugalmas elem vákuummérői
Az elasztikus elemes vákuummérők esetében a lezárt és kiürített vákuumkamrát egy membrán választja el a vákuumnyomást mérő kamrától.
Az előző minta referenciakamraként szolgál. Az evakuálás növekedésével csökken a mérendő nyomás és a referenciakamrában lévő nyomás közötti különbség. Ennek következtében a membrán - a „rugalmas elem” - meghajlik. Ezt a mozgást ezután elektromosan vagy mechanikusan átviszi egy tárcsára, és elektromos mérési jellé alakítja át.
Bourdon vákuummérők
Ez a mérőóra hozzávetőlegesen segít meghatározni a 10 mbar és a légköri nyomás közötti nyomást. A közvetlen nyomásmérők közül a legegyszerűbbnek és a leggyakoribbnak tekinthető.
Egy körív alakú cső belsejéből származik, amely a vákuumrendszerhez csatlakozik. A légköri nyomás miatt a cső (többé-kevésbé) meghajlik az ürítési folyamat során. Ez a hajlítás működteti a csőhöz csatlakoztatott mutatószerelvényt, és a megfelelő nyomás leolvasható egy lineáris skálán.
Kapszula vákuummérői
Ez a nyomásmérő a légköri nyomás változásaitól függetlenül mér, és a nevét a belsejében lévő hermetikusan zárt, vákuumos, vékonyfalú membránkapszuláról kapta.
Ahogy a vákuumnyomás csökken, a kapszula kidudorodik. Ez a mozgás egy karrendszeren keresztül átkerül egy tárcsára, és ezután lineáris skálán nyomásként olvasható le.
Kapacitív membránmérő (CDG)
Kapacitív mérésre akkor kerül sor, ha egy lemezkondenzátort egy membrán hoz létre, mögötte egy rögzített elektróda.
Amikor ennek a kondenzátornak a két lemeze közötti távolság megváltozik, „kapacitásváltozást” rögzítünk. Ez a változás arányos a nyomásváltozással, és megfelelő elektromos mérési jellé alakul át. A mérések referenciaként evakuált referenciakamrát használnak.
A CDG-k 10-5 mbar nyomástól jóval a légköri nyomás feletti nyomásig képesek mérni. Attól függően, hogy milyen nyomástartományt kell mérni, a kapacitív mérőműszerek különböző vastagságú diafragmákkal rendelkeznek (és ezért érzékenységgel is).
Kapcsolódó: A vákuum minőségét a rendszerben maradt gázmolekulák mennyisége jelzi, és a kiváló minőségű vákuum viszonylag kevés molekulával rendelkezik. A mérőműszereket abszolút nyomásuk (és ezáltal a vákuum minőségének) meghatározására használják, ami alapvető fontosságúvá teszi a közvetlen és az indirekt mérőműszerek jobb ismeretét, de miközben megfontoljuk, hogy milyen típusú mérőműszert kell használni, gondoljon a vákuumrendszer karbantartására és biztonságára is
Közvetett vákuummérők: áttekintés
A közvetett nyomásmérők a vákuumnyomással arányos fizikai hatást mérnek; 3 fő közvetett nyomásmérőről van szó.
Pirani nyomásmérők
Ez a nyomásmérő a gázok hővezetőképességét használja a 10-4 mbar és légköri nyomás közötti nyomás mérésére.
Az alábbi képen látható, hogy a mérőfejben lévő fűtőszál egy Wheatstone-híd karját alkotja. Az egyik üzemmódban a hídra kapcsolt feszültséget úgy szabályozzák, hogy a fűtőszál ellenállása (és így a hőmérséklete) állandó maradjon, függetlenül attól, hogy mennyi hőt bocsát ki. Mivel a fűtőszálból a gázba történő hőátadás nagyobb nyomással nő, a hídon átmenő feszültség a nyomás mértéke.
Forrókatód ionizációs vákuummérők
Ez a nyomásmérő elektronokat bocsát ki a katódból, amelyeket egy pozitívan töltött anódhoz vonzanak, ionizálva a gázmolekulákat átvitelük során.
A létrehozott ionáram arányos a mért gáznyomással. A ma használt forrókatód szenzorok többnyire a Bayard-Alpert (BA) elven alapulnak. Ezek a BA mérőműszerek ugyanezeket az elveket követik, és 1950-ben találták fel őket, hogy leküzdjék a ~10-8 mbar-os triód nyomásmérővel történő vákuummérés korlátozását.
Hidegkatód ionizációs mérőműszerek
Ezekben a mérőműszerekben a katódok általában fordított magnetron elven működnek.
A gázkibocsátás nagyfeszültség hatására begyullad, és az ebből eredő áram az uralkodó nyomással arányos jelként kerül kiadásra. Eközben a gázkibocsátás alacsony nyomáson tartható egy alkalmazott mágneses mező segítségével.
Ez a rendszer legfeljebb 3,5 kV DC nagy gyújtófeszültséget igényel. Ez a nagy gyorsulási feszültség miatt az elektronok a legrövidebb úton jutnak el a pozitív anódgyűrűhöz vagy érintkezőhöz. Az állandó mágneses mező szűk spirális útvonalra kényszeríti őket, ami megnöveli a „tartózkodási” idejüket és a gázatomok ionizációjának valószínűségét. Ezáltal a vákuumnyomással arányos állandó ionáram jön létre.
͏͏ ͏͏
Tudjon meg még többet
Termékeink
