Приборы, которые специально сконструированы для замеров параметров разряжения, получили название вакуумметры. Сфера их применения довольно широкая и охватывает такие промышленности: тяжелое машиностроение, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная, производство электроники, судостроение и авиакосмическая индустрия и многие другие.
Любая вакуумная установка или система требует контроля над параметрами создаваемого разряжения, поэтому при их эксплуатации обязательно применяются вакуумметры.
Содержание:
- Механические изделия
- Тепловые измерители вакуума
- Пьезорезистивные вакуумметры
- Электронные вакуумметры
- Принцип действия
- Производители вакуумметров
Механические изделия
Первыми в списки значатся жидкостные изделия, где основным элементом является трубка, имеющая форму латинской литеры U. Ранее они были основными измерительными приборами, но с появлением новых моделей отошли на задний план и в настоящее время практически не используются.
Компрессионные аналоги позволяют значительно расширить диапазоны измерений, основное преимущество этих приборов в том, что они могут создавать сжатие нужной силы, чтобы повысить точность измерения. Они неудобны при постоянном использовании, поэтому служат эталоном при калибровке других вакуумметров.
Механические вакуумметры
Деформационные — способны измерять низкие параметры разряжения, их работа основана на деформации сенсора, роль которого играет пружина или эластичная диафрагма. Пружинные изделия состоят только из механических частей, индикация производится посредством перемещения стрелки по градуированной шкале.
Диафрагменные изделия являются довольно точными в своем классе, встроенный конденсатор за счет изменения емкости перемещает стрелку.
Тепловые измерители вакуума
Измерительные приборы этой группы являются наиболее распространенными, они измеряют низкие и средние параметры вакуума. Существуют три варианта таких манометров:
- Термопарные — довольно точно измеряют давление, основным элементом является термопара;
- Изделия Пирани работают за счет изменения сопротивления нагреваемой нити в среде газа;
- Конвекционные — принцип действия основан на циркуляции тепловой энергии, отличаются высокой точностью замеров.
Тепловые измерители вакуума
Такие вакуумметры часто применяются на производственных предприятиях, где используют искусственный вакуум в больших объемах, поэтому нужны точные приборы для замера давления.
Пьезорезистивные вакуумметры
Такие приборы подразделяются на следующие классы:
- Ионизационные, которые измеряют ток, который создают ионы атомов газа;
- Магиторазрядные — работают за счет ионизации атомов газа, при этом для ее создания используются электромагнитное или электрическое поле. При этом электроны двигаются по спирали намного быстрее, что увеличивает срок их непродолжительной жизни.
Пьезорезистивные вакуумметры
Датчик оборудован нитью накала, работает по принципу электронной эмиссии. Вначале регистрируется количество ионов, а затем уже измеряется давление. Основное преимущество аналогичных устройств в их исключительной надежности и высокой точности по сравнению с тепловыми аналогами.
Электронные вакуумметры
В таких приборах встроены преобразователи, где осуществляется процесс ионизации газовых молекул при помощи хаотически двигающихся электронов.
Электронные приборы выпускаются следующей комплектации:
- С наличием осевого коллектора;
- С возможностью создания магнитного поля;
- Экстракторный вариант.
Электронные вакуумметры
Первый вариант отличается наличием в качестве коллектора тонкой проволоки, которая установлена на одной оси с цилиндрической сеткой, с помощью такой конструкции уменьшается давление. Катод изделия прикрепляется снаружи сетки. Второй вид оборудован магнетроном, который создает магнитное поле, чтобы увеличить траектории движения электронов, за счет чего резко увеличивается количество образованных электронов.
Электронный вакуумметр третьего вида основан на уменьшении фонового тока за счет применения тонкой проволоки, расположенной вне полости ионизации на оси анода. Ярким примером может служить вакуумметр модели VG200, спроектированный американскими инженерами, он обеспечивает довольно точные показания при замерах давления разряжения. Глубину вакуума замеряют в различных единицах, переключение на которые можно производить в любое время, что зависит от желания пользователя.
Рабочий диапазон температур:
- Компенсируемый — 0-50° С;
- Некомпенсируемый с ошибкой ± 5% на каждый градус — +70—-30° С;
- Срок службы батарейки — 20 ч непрерывной работы.
Такие приборы могут отключаться автоматически, если они не используются в течение 5 минут.
Принцип действия
Кроме специфического функционирования, вакуумметры различаются по способу вывода показаний, например: аналоговый — при помощи стрелочного механизма, который перемещает стрелку вдоль градуированной шкалы или цифровой, когда все данные выводятся на дисплей.
Первый вариант не такой точный, оценка давления происходит визуально, поэтому такие приборы применяются для считывания показаний средней точности.
Принцип действия
Для цифровых аналогов ограничением считается зависимость их показаний от степени заряда батареи, поэтому его необходимо постоянно контролировать. Принцип действия прибора рассмотрим на примере наиболее точных и прогрессивных изделий, которые реализуют ионизационные принципы проведения замеров параметров разряжения. Внутри прибора искусственно создается разность потенциалов за счет ионизации газа при помощи электромагнитного поля, с применение электрического разряда или повышением температуры катода. В любом варианте равновесие состояния молекул нарушается, что и приводит к изменению потока электронов на направленное перемещение от одного полюса к другому. При этом появляется ионный ток, что и регистрируется, затем усиливается и отображается на экране воспроизводящего устройства.
Ограничения только в зависимости от рода газового потока, потому что с изменением плотности газа интенсивность ионного тока меняется, что сразу регистрирует чувствительный прибор. По этой причине производители приборов указывают в технической документации внешние условия, при которых целесообразно применение вакуумметров: температура и плотность газового потока.
Эксплуатационные достоинства аналогичных приборов в том, что внутри нет трущихся и изнашивающихся деталей, поэтому срок службы неограниченный, хотя ничего вечного в технике не встречается. Каждый механизм, собранный руками человека, через какое-то время требует, пусть не капитального, но профилактического ремонта.
Производители вакуумметров
Многие компании, которые специализируются на выпуске вакуумного оборудования, дополнительно разрабатывают и вводят в строй собственные приборы контроля над искусственными параметрами разряжения. Системы, сходящие с конвейера, оборудуются датчиками контроля собственного производства, что повышает прибыль компании.
Существуют и небольшие фирмы, которые осуществляют выпуск надежного измерительного оборудования:
- Немецкая компания THYRACONT производит надежные приборы, что отмечено высшей оценкой в соответствии с классификацией Базельского соглашения, такие вакуумметры пользуются повышенным спросом;
- НПО ЮМАС — российская компания, которая производит качественные изделия серии ВП, а также мановакуумметры МВПЗу и МВП 100, они выпускаются в обычном или защищенном от воздействия агрессивных сред варианте;
- Компания Ebro Electronic, Германия выпускает различные измерительные аналоги, в том числе и цифровые вакуумметры серии VAM-320.
Производители вакуумметров
Благодаря узкой специализации аналогичные компании могут все свои производственные мощности использовать для постоянного совершенствования приборов, использовать только экологически чистые материалы и новейшие разработки, чтобы выпускать самую надежную измерительную аппаратуру.
Прежде чем выбрать измерительный прибор для точного определения параметров создаваемого вакуума нужно проанализировать отзывы пользователей, проштудировать рекомендации дипломированных специалистов, которые являются признанными аналитиками в этих вопросах.
Производители вакуумметров обязательно указывают в сопроводительных технических документах рекомендации по правильной эксплуатации, в первую очередь обращайте внимание на диапазоны измерения выбранной вами модели.