Вакуумный датчик – использование и виды приборов
Все технологические операции в вакуумном пространстве требуют высокой точности выставляемых параметров. От этого зависит чистота проводимых процедур, а также качество итогового продукта. Для контроля давления и регулировки показателей используются специальные вакуумные датчики.
Существует множество видов датчиков, отличающихся своими эксплуатационными показателями и назначением. Не существует универсальных приборов, подходящих сразу всем перекачивающим системам без ограничений. Поэтому важно рассматривать все ключевые характеристики и подбирать то устройство, которое будет полностью отвечать конкретным требованиям решаемых задач.
Датчики вакуумной системы
Датчики в вакуумных системах устанавливаются повсеместно. Они стали неотъемлемой1 частью любой установки, в которой необходимо постоянно отслеживать уровень создаваемого вакуума. С их помощью пользователь может регулировать технологические процессы и обеспечивать идеальные условия в каждом конкретном случае.
Во время стабильной работы вакуумной установки наличие датчика практически никак не влияет на функционирование. Однако стоит произойти какому-либо сбою, элемент сразу же даст о себе знать. Именно он фиксирует даже малейшие несоответствия выбранным условиям и вовремя оповещает об этом оператора. Таким образом, появляется возможность нейтрализовать еще только зарождающуюся проблему и избежать внушительных вложений в будущем. По этой причине основными критериями подбора датчиков является скорость и безотказность.
Во многих современных вакуумных системах уже предусмотрен набор устройств для отслеживания условий. Но есть и те модели, в которых датчики не установлены. В этом случае желательно самостоятельно озаботиться этим вопросом и в кратчайшие сроки оснастить агрегат необходимыми компонентами. Подобное вложение полностью оправдано, так как позволяет экономить в дальнейшем на дорогостоящем ремонте.
Разновидности датчиков
Сейчас на рынке представлено множество видов датчиков, среди которых существуют следующие виды устройств:
- термопарные;
- ионизационные;
- тензореристорные;
- конвекционные;
- мембранно-емкостные.
Каждый тип обладает своими специфическими особенностями, которые необходимо учитывать при установке в вакуумную систему.
Одними из самых распространенных являются термопарные датчики, которые отличаются своей долговечностью и функциональностью. Такие элементы способны стабильно функционировать с любыми газовыми смесями. Определение давления осуществляется за счет отслеживания теплопроводности среды нитью накала. Теплопроводность находится в зависимости от образовавшегося внутри системы давления. Способ относительный, так что перед каждым измерением необходимо калибровать агрегат при помощи дополнительных приборов.
В ионизационных датчиках все функции связаны со свойствами ионов некоторого газа. Проходящий между анодом и катодом ток меняется в зависимости от давления в системе. По нему прибор определяет показатель вакуума и передает соответствующие данные на пульт управления.
Тензорезисторные датчики работают при помощи специальной мембраны, разделяющей элемент на две части. Первая часть выходит непосредственно в камеру, тогда как вторая полностью изолирована и функционирует в области низких давлений. Под действием давления мембрана деформируется, что вызывает изменение сопротивления. Прибор фиксирует эти изменения и передает их на вакуумметр. Такие датчики отличаются высокой точностью, надежностью и эффективностью в области низких давлений. Отсутствие нагревающихся деталей в конструкции делает такой прибор применимым практически с любыми газами, включая взрывоопасные смеси.
В конвекционных элементах теплопередача происходит за счет естественной конвекции. За счет этого повышается скорость срабатывания, эффективность теплового переноса, а также снижаются затраты на изготовление. Подобные модели в большинстве случаев используются в вертикальном положении, так что производители стараются применять именно такую конфигурацию. Фланец для соединения располагается в нижней части.
Мембранно-емкостные датчики характеризуются простым принципом определения давления. Он заключается в использовании чувствительной диафрагмы, которая на входе фиксирует силу прогиба под действием давления. Смещаясь в определенную сторону, эта диафрагма меняет электрическую емкость и способствует появлению переменного тока. Ток передается на измерительный прибор, который затем преобразует его в соответствующие значения давления и передает на экран.
Широкодиапазонные вакуумные датчики
Даже самые современные вакуумметры не могут стабильно функционировать во всем диапазоне существующих давлений. Это стало причиной появления на рынке так называемых широкодиапазонных датчиков, включающих в себя сразу несколько способов определения давления.
Объединенные в одном корпусе механизмы управляются при помощи специального контроллера. При превышении определенных границ, отключается один из методов оценки вакуума и включается другой. Таким образом, обеспечивается непрерывное регулирование давления на всем диапазоне.
Переключение между режимами чаще всего осуществляется в автоматическом режиме и не требует вмешательства человека. таки приборы значительно упрощают работу с многофункциональными вакуумными системами, но и обойдутся значительно дороже.