Mengukur tekanan vakum adalah elemen asas dalam semua aplikasi vakum, tetapi tidak ada alat pengukur vakum yang bersifat universal.
Apabila bercakap tentang pengukuran tekanan vakum, tiada satu pun pengukur yang akan memberikan respons yang tepat di seluruh julat vakum (dari tekanan atmosfera hingga 10-12 mbar). Itulah sebabnya pemahaman yang jelas tentang perbezaan antara jenis-jenis pengukur adalah penting untuk memadankannya dengan konteks operasi yang tepat.
Dalam catatan blog ini, kami menilai pengukur langsung vs tidak langsung dan menguraikan ciri-ciri utama setiap jenis agar anda dapat membandingkannya dengan lebih mudah.
Pengukur vakum langsung: satu gambaran keseluruhan
Pengukur langsung mengukur tekanan vakum secara bebas daripada spesies gas. Terdapat empat jenis pengukur langsung yang patut dipertimbangkan untuk mengukur tekanan vakum.
Berikut adalah gambaran keseluruhan tentang bagaimana setiap satu berfungsi:
Pengukur vakum elemen elastik
Dalam pengukur vakum elemen elastik, sebuah ruang vakum yang tertutup dan dikosongkan dipisahkan oleh diafragma dari ruang di mana tekanan vakum diukur.
Yang pertama berfungsi sebagai bilik rujukan. Dengan peningkatan pengosongan, perbezaan antara tekanan yang akan diukur dan tekanan dalam ruang rujukan semakin berkurang. Ini menyebabkan diafragma melentur — ‘elemen elastik’. Gerakan ini kemudian dipindahkan ke dail, secara elektrik atau mekanikal, dan ditukarkan menjadi isyarat pengukuran elektrik.
Pengukur vakum Bourdon
Pengukur dial ini membantu menentukan tekanan secara kasar antara 10 mbar dan tekanan atmosfera. Ia dianggap yang paling mudah dan paling biasa di antara pengukur langsung.
Ia berasal dari bahagian dalam tiub yang dibengkokkan menjadi lengkung bulat dan disambungkan ke sistem vakum. Tiub itu membengkok (lebih kurang) semasa proses pengosongan kerana tekanan atmosfera. Pelepasan ini menggerakkan susunan penunjuk yang terpasang pada tiub, dan tekanan yang sepadan dibaca pada skala linear.
Pengukur vakum kapsul
Alat pengukur ini memberikan bacaan yang bebas daripada perubahan tekanan atmosfera dan mendapat namanya daripada kapsul diafragma yang tertutup hermetik, dikosongkan, dan dinding nipis di dalamnya.
Apabila tekanan vakum menurun, kapsul akan membonjol. Gerakan ini dipindahkan ke dail melalui sistem tuas dan kemudian boleh dibaca sebagai tekanan pada skala linear.
Pengukur Diafragma Kapasitans (CDG)
Pengukuran kapasitif diambil apabila sebuah kapasitor plat dicipta oleh diafragma dengan elektrod tetap di belakangnya.
Apabila jarak antara dua plat kapasitor ini berubah, kami merekodkan "perubahan dalam kapasitans". Perubahan ini adalah sebanding dengan perubahan dalam tekanan dan ditukarkan kepada isyarat pengukuran elektrik yang sepadan. Kamar rujukan yang dievakuasi digunakan sebagai rujukan untuk pengukuran.
CDG boleh mengukur tekanan dari 10-5 mbar hingga jauh melebihi tekanan atmosfera. Bergantung kepada julat tekanan yang perlu diukur, pengukur kapasitans mempunyai diafragma dengan ketebalan yang berbeza (dan oleh itu, kepekaan).
Berkenaan: Kualiti vakum ditunjukkan oleh jumlah molekul gas yang tinggal dalam sistem, dan vakum berkualiti tinggi adalah yang mempunyai relatif sedikit molekul di dalamnya. Alat pengukur digunakan untuk menentukan tekanan mutlak mereka (dan dengan itu, kualiti vakum), — yang menjadikan pengetahuan lebih lanjut tentang alat pengukur langsung vs tidak langsung sangat penting — tetapi semasa mempertimbangkan jenis alat pengukur yang hendak digunakan, anda juga harus memikirkan tentang penyelenggaraan dan keselamatan sistem vakum.
Pengukur vakum tidak langsung: gambaran keseluruhan
Pengukur tidak langsung mengukur kesan fizikal yang sebanding dengan tekanan vakum; terdapat 3 pengukur tidak langsung utama yang perlu diketahui.
Pengukur Pirani
Pengukur ini menggunakan konduktiviti terma gas untuk mengukur tekanan yang berkisar dari 10-4 mbar hingga tekanan atmosfera.
Dalam imej di bawah, anda dapat melihat bahawa filamen dalam kepala pengukur membentuk satu lengan jambatan Wheatstone. Dalam satu mod operasi, voltan yang dikenakan pada jambatan dikawal sedemikian rupa agar rintangan filamen (dan oleh itu, suhu) kekal tetap tanpa mengira jumlah haba yang dikeluarkannya. Oleh kerana pemindahan haba dari filamen ke gas meningkat dengan tekanan yang lebih tinggi, voltan merentasi jambatan adalah ukuran bagi tekanan.
Pengukur vakum ionisasi katod panas
Alat pengukur ini mengeluarkan elektron dari katod yang tertarik kepada anod bercas positif, mengionkan molekul gas semasa pemindahan mereka.
Arus ion yang dihasilkan adalah sebanding dengan tekanan gas yang diukur. Sensor katod panas yang paling banyak digunakan hari ini adalah berdasarkan prinsip Bayard-Alpert (BA). Pengukur BA ini mengikuti prinsip yang sama, dan dicipta pada tahun 1950 untuk mengatasi batasan dalam pengukuran tekanan vakum oleh pengukur triode sekitar ~10-8 mbar.
Pengukur ionisasi katod sejuk
Dalam pengukur ini, katod biasanya beroperasi berdasarkan prinsip magnetron terbalik.
Pelepasan gas dinyalakan dengan mengenakan voltan tinggi, dan arus yang terhasil dikeluarkan sebagai isyarat yang sebanding dengan tekanan semasa. Sementara itu, pelepasan gas dikekalkan pada tekanan rendah dengan bantuan medan magnet yang dikenakan.
Sistem ini memerlukan voltan pencucuhan tinggi sehingga 3,5 kV DC. Voltan pecutan tinggi ini menyebabkan elektron mengambil laluan terpendek ke cincin anoda positif atau pin. Medan magnet kekal memaksa mereka bergerak dalam laluan spiral yang ketat, yang meningkatkan masa ‘kediaman’ mereka dan kebarangkalian pengionan atom gas. Ini menghasilkan arus ion tetap yang sebanding dengan tekanan vakum.
͏͏ ͏͏
Produk kami
