Αισθητήρες κενού: αρχή λειτουργίας

2024 Συγγραφέας: Erin Ralphs | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-02-19 14:10

Αισθητήρας ηλεκτρικής σκούπας - είναι επίσης μια συσκευή ένδειξης πίεσης. Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τους τύπους τους, την αρχή της λειτουργίας. Υπάρχουν τέτοιοι τύποι: συμπίεση, μηχανική, μεμβράνη.

Ονομάζεται επίσης "μετρητής κενού" με άλλο τρόπο. Είναι για τους ανθρώπους μια συσκευή για τη μέτρηση του επιπέδου πίεσης του κενού και των αερίων, τα οποία, με τη σειρά τους, βρίσκονται σε περιβάλλον κενού. Γενικά, θα μπορούσε κανείς να καταλάβει από το όνομα.

Ο Λεονάρντο Ντα Βίντσι έθεσε τα θεμέλια για αυτές τις συσκευές. Κατασκεύασε κάποιου είδους λειτουργική συσκευή με την οποία μπορούσε να μετρήσει την πίεση σε ένα σωλήνα νερού. Αυτή η εφεύρεση έγινε πολύ δημοφιλής και απαραίτητη για εκείνα τα χρόνια που ζούσε ο Ντα Βίντσι (δεκαετία 1400).

Η εφεύρεσή του βελτιώθηκε από την Evangelista Torricelli, η οποία κατέθεσε δίπλωμα ευρεσιτεχνίας για αυτήν τη συσκευή. Αυτό έγινε το 1643, περισσότερα από εκατό χρόνια μετά τον θάνατο του ίδιου του Ντα Βίντσι. Ο αισθητήρας κενού είχε σχήμα U και το κύριο στοιχείο στο οποίο δούλευε ήταν ο υδράργυρος. Δυστυχώς, λόγω της περιορισμένης ποσότητας του στον ίδιο τον σωλήνα, ήταν αδύνατο να προσδιοριστεί μια πίεση μεγαλύτερη από 9 pA. Όλα άλλαξαν την εμφάνιση ενός ψηφιακού αισθητήρα κενού (η φωτογραφία του παρουσιάζεται παρακάτω στο υλικό).

Τύποι μετρητών

Μηχανικός μετρητής.

Πρόκειται για μια συσκευή που δεν χρησιμοποιεί πηγές ενέργειας και μπορεί να προσδιορίσει το επίπεδο στην περιοχή από 0,4 έως 7000 bar. Ο μηχανισμός λειτουργίας του έγκειται στο γεγονός ότι υπάρχει ένας συγκεκριμένος δακτύλιος, ο οποίος βρίσκεται σε έναν σωλήνα με οβάλ τμήμα, ο οποίος με τη σειρά του κάμπτεται υπό γωνία 240 μοιρών.

Βρίσκεται στην αυλάκωση και τα άκρα του δεν είναι σταθερά, και αυτό επιτρέπει στην πίεση κατά τη διαδικασία μέτρησής του να πιέζεται μέσα στο σωλήνα, θέτοντάς τον με τη σειρά του σε κίνηση. Συνδέεται με έναν μηχανισμό που εμφανίζει ακριβείς μετρήσεις ήδη στην κλίμακα της συσκευής. Συνήθως η συσκευή μετρά πίεση έως και 65 bar, αλλά υπάρχουν συσκευές για υψηλότερες μετρήσεις, περίπου 7100 bar.

Για να χρησιμοποιήσετε τον αισθητήρα κενού σε πιο επιθετικό περιβάλλον, το σώμα του γεμίζει με στεγανωτικό, το οποίο λιπαίνει τον μηχανισμό και έτσι αποτρέπει τη διάβρωση. Ως προστασία αυτού του μηχανισμού, για την προστασία του σωλήνα από ρήξη, το σώμα του μετρητή είναι εξοπλισμένο με ένα φυσητό τοίχωμα που ανακουφίζει από την υπερβολική πίεση.

Εφεύρεση του σωλήνα Bourdon

Ο σωλήνας έχει σχήμα U και ονομάζεται υδροστατικός μετρητής.

Δείχνει τα αποτελέσματα της πίεσης στο υγρό που έχει ανιχνεύσει αυτός ο σωλήνας. Οι παράμετροι στα διαφορετικά άκρα αυτών των δύο σωλήνων είναι διαφορετικές και το βέλος της συσκευής δείχνει τη διαφορά μεταξύ τους. Σήμερα, μια τέτοια συσκευή δεν χρησιμοποιείται πλέον, επειδή το εύρος πίεσης έχει αλλάξει και η συσκευή έχει καταστεί εντελώς περιττή.

Μετρητής συμπίεσης.

Αυτόμανόμετρο, μόνο πολύ προηγμένο. Για να επεκτείνει τις δυνατότητές του, σχεδιάστηκε με τέτοιο τρόπο ώστε πριν από τη μέτρηση να συμπιέζει το υγρό στο σωλήνα και η ζυγαριά να δείχνει το επίπεδο πίεσης. Στην καθημερινή ζωή, χρησιμοποιείται απλώς ως συσκευή βαθμονόμησης.

Μετρητής παραμόρφωσης, μηχανικός

Αυτό το μανόμετρο προορίζεται συνήθως για μετρήσεις χαμηλής υποπίεσης. Κάτω από την πίεση του σωλήνα, το ελατήριο σε αυτόν συμπιέζεται και παραμορφώνει το χώρο εργασίας και, με τη σειρά του, μεταφέρει το φορτίο στον μηχανισμό δείκτη, που ονομάζεται κλίμακα ένδειξης.

Αισθητήρας πίεσης διαφράγματος κενού.

Αυτή είναι η πιο προσιτή εκδοχή του κινήματος. Αρχή λειτουργίας: πιέζει το κενό στη μεμβράνη και πιέζει τον αισθητήρα. Τέτοιες συσκευές είναι πάντα ανεξάρτητες από το μέσο και λαμβάνουν μετρήσεις σε οποιοδήποτε μείγμα αερίων.

Θερμικοί μηχανισμοί

Οι αισθητήρες μέτρησης θερμικού κενού θεωρούνται οι πιο περιζήτητοι, λαμβάνουν μετρήσεις τόσο σε μεσαίες όσο και σε χαμηλές συχνότητες κενού. Σε αυτές τις συσκευές συνδυάζονται τέτοιοι δείκτες που είναι σημαντικοί για τους ανθρώπους, όπως η ποιότητα και η χαμηλή τιμή. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο για μετρήσεις σε απόλυτο κενό. Η αρχή λειτουργίας είναι η εξής: η αντίδραση του μετρητή κενού σε μια αλλαγή στο σωλήνα θερμότητας αερίου με αλλαγή της πίεσης.

Τα όργανα ποικίλλουν ανάλογα με τον τύπο του ίδιου του αερίου και διαβάζουν μόνο ορισμένα μείγματα. Η πιο συνηθισμένη τροποποίηση είναι ένας μετρητής κενού θερμοστοιχείου, ενώ υπάρχουν επίσης συσκευές Pirani και μηχανισμοί μεταφοράς.

Συσκευή θερμοστοιχείου.

Τέτοιαο αισθητήρας θερμοκρασίας στο κενό επηρεάζει τη θέρμανση του θερμοστοιχείου μέσα στο μηχανισμό, γεγονός που προκαλεί αλλαγή τάσης στα άκρα των θερμοστοιχείων. Η μεταφορά θερμότητας από τη θέρμανση του ίδιου του αισθητήρα στα άκρα του οφείλεται στην πίεση γύρω από το θερμοστοιχείο. Όσο υψηλότερο είναι, τόσο μεγαλύτερη είναι η τάση του. Τέτοιοι μετρητές κενού είναι πολύ οικονομικά μεταξύ μιας ομάδας άλλων παρόμοιων.

Αισθητήρας Pirani

Αυτός ο μηχανισμός και η αρχή λειτουργίας είναι παρόμοια με το θερμοστοιχείο. Χρησιμοποιεί ένα νήμα καναλιού και μετατρέπει τη θερμική ενέργεια σε τάση. Ο μηχανισμός Pirani είναι πολύ πιο ακριβής από άλλους, λόγω του ηλεκτρικού κυκλώματος που είναι συγκολλημένος στον μηχανισμό.

Αισθητήρας μεταφοράς.

Επίσης, όπως παρόμοιες συσκευές, χρησιμοποιεί θερμοστοιχείο. Όμως ο μηχανισμός της συγκεκριμένης συσκευής έχει τη δική του ψύξη. Μετά από όλα, η θήκη είναι τυλιγμένη με ένα ειδικό νήμα και είναι ευρύτερο από αυτό των αναλόγων. Και, με τη σειρά του, επιτρέπει στο αέριο στον αισθητήρα να κυκλοφορεί σωστά και αποτελεσματικά, και αυτό επιτρέπει σε ολόκληρη τη συσκευή μεταφοράς να λειτουργεί καλύτερα ως σύνολο. Και επίσης δίνει πολύ πιο γρήγορες μετρήσεις στην κλίμακα λόγω της γρήγορης ψύξης του θερμοστοιχείου.

Πιεζοαντιστικοί μηχανισμοί

Η παραπάνω φωτογραφία στο υλικό δείχνει έναν ηλεκτρονικό αισθητήρα κενού.

Λόγω της ανεξαρτησίας τους από την ποιότητα και τις ιδιότητες του αερίου, παρέχουν τις πιο ακριβείς μετρήσεις. Η συσκευή έχει ευελιξία σε οποιοδήποτε εύρος συχνοτήτων πίεσης, επειδή η επίδραση της τελευταίας επιτυγχάνεται με την άμεση δράση ενός πιεζοαντιστικού αισθητήρα. Το εύρος μέτρησής του είναι από 0,1 mm. Αισθητήρας κενού Toyota, για παράδειγμα,λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο.

Αισθητήρες κενού με βάση ιονισμό

Η αρχή λειτουργίας του αισθητήρα κενού αυτού του μοντέλου περιγράφεται παρακάτω.

Οποιοδήποτε αέριο στο κενό έχει, στην πραγματικότητα, έναν ορισμένο αριθμό ιόντων. Ένα μαγνητικό πεδίο ή ηλεκτρική εκκένωση που ενεργεί πάνω τους τα επιταχύνει. Και αυτή η ταχύτητα, πληκτρολογημένη από αυτούς, εξαρτάται από τον βαθμό συμπίεσης του κενού. Σύμφωνα με αυτή την αρχή, τέτοιοι μετρητές ιονισμού λειτουργούν.

Ανάλογα με την τροποποίηση, οι μετρητές χρησιμοποιούν ποικίλους και εξελιγμένους τρόπους για να επιταχύνουν τα ιόντα. Αυτές οι συσκευές είναι συνήθως σχεδιασμένες για μετρήσεις σε εύρος υψηλού κενού. Δεδομένου ότι εξαρτώνται από αέριο και κάθε αέριο έχει διαφορετική πυκνότητα, αυτό επηρεάζει την ταχύτητα των ιόντων.

Μια συσκευή που έχει πάντα ψυχρή κάθοδο

Αυτός είναι ένας αισθητήρας που δημιουργεί ηλεκτρικό πεδίο. Οι μαγνήτες του είναι τοποθετημένοι έτσι ώστε η κίνηση των ιόντων να συμβαίνει κατά μήκος της τροχιάς μιας σπείρας. Είναι αυτή που δίνει σε αυτά τα σωματίδια να «ζήσουν» περισσότερο και, επομένως, να λειτουργήσουν πιο αποτελεσματικά. Λόγω του γεγονότος ότι αυτή η κάθοδος είναι πάντα κρύα, οι ενδείξεις της στην κλίμακα είναι πιο ασαφείς, σε αντίθεση με τα ανάλογα αυτής της συσκευής. Αλλά ταυτόχρονα, η εγγύηση αυτής της συσκευής είναι πολύ μεγάλη και δεν χαλάει συχνά λόγω των ανθεκτικών εξαρτημάτων της που δεν μπορούν να δημιουργήσουν τριβές μεταξύ τους.

Producers

Ο πρώτος κατασκευαστής μετρητών κενού που παρουσιάζεται σε αυτό το άρθρο είναι το "Meta-Chrome". Πρόκειται για μια εγχώρια εταιρεία που παράγει όχι μόνο αυτές τις συσκευές, αλλά και εξοπλισμό χρωματογραφίας και εξοπλισμό μέτρησης. Αυτή η ρωσική εταιρεία εισήλθε στην αγορά1994, και από τότε αναπτύσσει και παράγει εξοπλισμό για τη βιομηχανία κενού. Τα προϊόντα της παρέχονται όχι μόνο στη Ρωσία, αλλά και στο εξωτερικό. Η επιχείρηση Meta-Chrom παράγει πάντα προϊόν υψηλής ποιότητας, μετρητές κενού ιονισμού και θερμοστοιχείου χωρίς γάμο και εργασία χωρίς βλάβες. Αυτό επιβεβαιώνεται στο 90% των περιπτώσεων από θετικά σχόλια από πελάτες και αγοραστές των προϊόντων αυτού του κατασκευαστή.

Η δεύτερη εταιρεία που παράγει μετρητές κενού είναι η MKS Incorporated, μια επιχείρηση από τις Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής. Ίδρυσαν την εταιρεία τους πουλώντας αισθητήρες και άλλες συσκευές μέτρησης πολύ νωρίτερα από τους Ρώσους ομολόγους τους, ήδη από το 1962. Μετά όμως το έκαναν πολύ επιφανειακά. Και εντελώς, ως κατασκευαστής τέτοιου εξοπλισμού, άρχισε να τοποθετείται μόνο από το 1998. Η MKS κατασκευάζει μετρητές κενού για τη χώρα της, αλλά όπως η εγχώρια εταιρεία μας, μπορεί να στείλει τα προϊόντα της σε άλλες χώρες με μικρή χρέωση αποστολής.

Ο τρίτος κατασκευαστής που παρουσιάζεται στο άρθρο είναι η Ulvac Technologies. Είναι επίσης Αμερικανός κατασκευαστής για την παραγωγή διαφόρων οργάνων μέτρησης, όπως μετρητή κενού. Αυτή η εταιρεία ιδρύθηκε το 1991. Η αγορά της είχε πάντα πολλά ψηφιακά μετρητές κενού και άλλα προϊόντα που προμηθεύουν τόσο στη χώρα τους (Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής) όσο και σε άλλες χώρες του κόσμου.

Συμπέρασμα

Ο μετρητής κενού είναι ένα πολύ περίπλοκο πράγμα που πρέπει να μάθετε πώς να χειρίζεστε και να προσδιορίζετε σωστά την πίεση. Αυτό το άρθρο έχει δείξει όλατύπους αυτών των αισθητήρων, υπάρχουν μόνο περίπου 10 από αυτούς. Αυτό είναι ένα πολύ σημαντικό στοιχείο στο πορτμπαγκάζ των αυτοκινητιστών και των επισκευαστών αυτοκινήτων.