Sensor vakum: prinsip operasi

2024 Pengarang: Erin Ralphs | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-02-19 17:04

Sensor Vacuummeter - ini juga merupakan perangkat tampilan tekanan. Pada artikel ini kami akan mempertimbangkan jenisnya, prinsip operasinya. Ada jenis seperti: kompresi, mekanik, membran.

Ini juga disebut "pengukur vakum" dengan cara lain. Ini adalah untuk orang-orang perangkat untuk mengukur tingkat tekanan vakum dan gas, yang, pada gilirannya, berada di lingkungan vakum. Secara umum, orang bisa mengerti dengan namanya.

Leonardo Da Vinci meletakkan dasar untuk perangkat ini. Dia membuat semacam alat fungsional yang dengannya dia bisa mengukur tekanan dalam pipa air. Penemuan ini menjadi sangat populer dan diperlukan pada tahun-tahun ketika Da Vinci hidup (1400-an).

Penemuannya disempurnakan oleh Evangelista Torricelli, yang mengajukan paten untuk perangkat ini. Ini dilakukan pada tahun 1643, lebih dari seratus tahun setelah kematian Da Vinci sendiri. Sensor vakum berbentuk seperti U dan elemen utama yang bekerja adalah merkuri. Sayangnya, karena jumlahnya yang terbatas di dalam tabung itu sendiri, tidak mungkin untuk menentukan tekanan yang lebih tinggi dari 9 pA. Semuanya mengubah tampilan sensor vakum digital (fotonya disajikan di bawah dalam materi).

Jenis pengukur

Pengukur mekanis.

Ini adalah perangkat yang tidak menggunakan sumber daya, dan dapat menentukan level dalam kisaran 0,4 hingga 7000 bar. Mekanisme operasinya terletak pada kenyataan bahwa ada cincin tertentu, yang terletak di pipa dengan bagian oval, yang pada gilirannya ditekuk pada sudut 240 derajat.

Itu ada di dalam alur dan ujungnya tidak tetap, dan ini memungkinkan tekanan dalam proses pengukuran untuk mendorong ke dalam tabung, mengaturnya secara bergantian. Ini terkait dengan mekanisme yang menampilkan pembacaan akurat pada skala perangkat. Biasanya perangkat mengukur tekanan hingga 65 bar, tetapi ada perangkat untuk pembacaan yang lebih tinggi, sekitar 7100 bar.

Untuk menggunakan sensor vakum di lingkungan yang lebih agresif, bodinya diisi dengan zat anti air, yang melumasi mekanisme dan dengan demikian mencegah korosi. Sebagai perlindungan mekanisme ini, untuk melindungi tabung dari pecah, badan pengukur dilengkapi dengan dinding tiup yang mengurangi tekanan berlebih.

Penemuan tabung Bourdon

Tabung berbentuk U dan disebut pengukur hidrostatik.

Ini menunjukkan hasil tekanan pada cairan yang dideteksi tabung ini. Parameter pada ujung yang berbeda dari kedua tabung ini berbeda, dan panah perangkat menunjukkan perbedaan di antara keduanya. Hari ini, perangkat seperti itu tidak lagi digunakan, karena rentang tekanan telah berubah dan perangkat menjadi sama sekali tidak diperlukan.

Pengukur kompresi.

Inimanometer, hanya sangat canggih. Untuk memperluas kemampuannya, itu dirancang sedemikian rupa sehingga sebelum pengukuran itu memampatkan cairan di dalam tabung, dan skala menunjukkan tingkat tekanan. Dalam kehidupan sehari-hari, ini hanya digunakan sebagai alat kalibrasi.

Pengukur deformasi, mekanis

Pengukur tekanan ini biasanya ditujukan untuk pengukuran vakum rendah. Di bawah tekanan tabung, pegas di dalamnya dikompresi dan merusak tempat kerja, dan, pada gilirannya, mentransfer beban ke mekanisme penunjuk, yang disebut skala indikasi.

Sensor tekanan diafragma vakum.

Ini adalah versi gerakan yang paling terjangkau. Prinsip operasi: menekan vakum pada membran, dan menekan sensor. Perangkat semacam itu selalu tidak bergantung pada medium dan melakukan pembacaan dalam campuran gas apa pun.

Mekanisme termal

Sensor pengukuran vakum termal dianggap yang paling diminati, sensor ini melakukan pembacaan pada frekuensi vakum sedang dan rendah. Di perangkat inilah indikator-indikator yang penting bagi orang-orang seperti kualitas dan harga rendah digabungkan. Mereka hanya dapat digunakan untuk pengukuran dalam ruang hampa mutlak. Prinsip operasinya adalah sebagai berikut: reaksi pengukur vakum terhadap perubahan pipa panas gas dengan perubahan tekanan.

Instrumen bervariasi tergantung pada jenis gas itu sendiri dan hanya membaca campuran tertentu. Modifikasi yang paling umum adalah pengukur vakum termokopel, dan ada juga perangkat Pirani dan mekanisme konveksi.

Perangkat termokopel.

Sepertisensor suhu dalam ruang hampa mempengaruhi pemanasan termokopel di dalam mekanisme, yang memicu perubahan tegangan di ujung termokopel. Perpindahan panas dari pemanasan sensor itu sendiri ke ujungnya disebabkan oleh tekanan di sekitar termokopel. Semakin tinggi, semakin besar tegangannya. Pengukur vakum semacam itu sangat murah di antara sekelompok alat serupa lainnya.

Pirani Sensor

Mekanisme dan prinsip operasi ini mirip dengan termokopel. Ini menggunakan filamen saluran dan mengubah energi panas menjadi tegangan. Mekanisme Pirani jauh lebih presisi daripada yang lain, karena sirkuit listrik disolder ke dalam mekanisme.

Sensor konveksi.

Dia juga, seperti perangkat serupa, menggunakan termokopel. Tetapi mekanisme perangkat khusus ini memiliki pendinginan sendiri. Bagaimanapun, kasing dililit dengan utas khusus, dan lebih lebar dari pada analog. Dan itu, pada gilirannya, memungkinkan gas di sensor bersirkulasi dengan benar dan efisien, dan ini memungkinkan seluruh perangkat konveksi bekerja lebih baik secara keseluruhan. Dan juga memberikan pembacaan yang lebih cepat pada skala karena pendinginan termokopel yang cepat.

Mekanisme piezoresistif

Foto di atas dalam materi menunjukkan sensor vakum elektronik.

Karena tidak bergantung pada kualitas dan sifat gas, mereka memberikan pembacaan yang paling akurat. Perangkat ini memiliki keserbagunaan dalam rentang frekuensi tekanan apa pun, karena pengaruh yang terakhir dicapai dengan aksi langsung dari sensor piezoresistif. Rentang pengukurannya adalah dari 0,1 mm. Sensor vakum Toyota, misalnya,bekerja dengan cara yang sama.

Sensor vakum berbasis ionisasi

Prinsip kerja sensor vakum model ini dijelaskan di bawah ini.

Setiap gas dalam ruang hampa, pada kenyataannya, memiliki sejumlah ion. Medan magnet atau pelepasan listrik yang bekerja pada mereka mempercepat mereka. Dan kecepatan ini, yang diketik oleh mereka, tergantung pada tingkat kompresi ruang hampa. Menurut prinsip ini, pengukur ionisasi tersebut bekerja.

Tergantung pada modifikasinya, pengukur menggunakan berbagai cara yang canggih untuk mempercepat ion. Perangkat ini biasanya dirancang untuk pengukuran dalam rentang vakum tinggi. Karena mereka bergantung pada gas, dan setiap gas memiliki kerapatan yang berbeda, hal ini mempengaruhi kecepatan ion.

Perangkat yang selalu memiliki katoda dingin

Ini adalah sensor yang menciptakan medan listrik. Magnetnya diposisikan sedemikian rupa sehingga pergerakan ion terjadi di sepanjang lintasan spiral. Dialah yang memberikan partikel-partikel ini untuk "hidup" lebih lama, dan, karenanya, bekerja lebih efisien. Karena fakta bahwa katoda ini selalu dingin, pembacaannya pada skala lebih kabur, tidak seperti analog perangkat ini. Tetapi pada saat yang sama, jaminan perangkat ini sangat lama, dan tidak sering rusak karena bagian-bagiannya yang tahan lama yang tidak dapat menimbulkan gesekan satu sama lain.

Produser

Produsen pengukur vakum pertama yang disajikan dalam artikel ini adalah "Meta-Chrome". Ini adalah perusahaan domestik yang tidak hanya memproduksi perangkat ini, tetapi juga peralatan kromatografi dan alat ukur. Perusahaan Rusia ini memasuki pasar di1994, dan sejak saat itu telah mengembangkan dan memproduksi peralatan untuk industri vakum. Produknya dipasok tidak hanya di Rusia, tetapi juga di luar negeri. Perusahaan Meta-Chrom selalu menghasilkan produk berkualitas tinggi, pengukur vakum ionisasi dan termokopel tanpa perkawinan dan bekerja tanpa kerusakan. Ini dikonfirmasi dalam 90% kasus dengan umpan balik positif dari pelanggan dan pembeli produk pabrikan ini.

Perusahaan kedua yang memproduksi vacuum gauge adalah MKS Incorporated, sebuah perusahaan asal Amerika Serikat. Mereka mendirikan perusahaan mereka yang menjual sensor dan alat pengukur lainnya jauh lebih awal dari rekan-rekan mereka di Rusia, sejak tahun 1962. Tapi kemudian mereka melakukannya dengan sangat dangkal. Dan sepenuhnya, sebagai produsen peralatan seperti itu, ia mulai memposisikan dirinya hanya sejak tahun 1998. MKS membuat pengukur vakum untuk negara mereka, tetapi seperti perusahaan domestik kami, mereka dapat mengirimkan produk mereka ke negara lain dengan biaya pengiriman yang kecil.

Produsen ketiga yang ditampilkan dalam artikel ini adalah Ulvac Technologies. Ini juga merupakan produsen Amerika untuk produksi berbagai alat ukur, seperti pengukur vakum. Perusahaan ini didirikan pada tahun 1991. Pasar mereka selalu memiliki banyak alat pengukur vakum digital dan produk lain yang mereka suplai baik di negara mereka (Amerika Serikat) dan di negara lain di dunia.

Kesimpulan

Pengukur vakum adalah hal yang sangat kompleks yang perlu Anda pelajari cara menangani dan menentukan tekanan dengan benar. Artikel ini telah menunjukkan semuanyajenis sensor ini hanya ada sekitar 10. Ini adalah barang yang sangat penting di bagasi pengendara dan tukang reparasi mobil.