Vacuum gauges are devices for measuring tyhjiö or sub-atmosphere pressures. Tyhjiö on tila, jossa kaasun paine on alhainen verrattuna ilmanpaineeseen. Tyhjiön mitta liittyy paineeseen. Alipainemittareita ja-mittareita käytetään yhdessä tyhjiöantureiden kanssa tarkkailemaan ja ohjaamaan alipainetta järjestelmässä.
miten painemittarit tehdään. Videohyvitys: Wika Instrument, LP / CC BY 3.0
Tyhjömittaritekniikat
Tyhjömittarit käyttävät useita eri tekniikoita mitatakseen tyhjiötä ympäristössä.
matala tyhjiö
matala tyhjiö voidaan mitata mekaanista taipumaa käyttävillä laitteilla.
Mäntätekniikka käyttää tiivistettyä mäntää/sylinteriä paineen muutosten mittaamiseen.
mekaanisessa taipumisessa käytetään kimmoista tai joustavaa elementtiä, joka taipuu mekaanisesti paineen muuttuessa, esimerkiksi kalvoa, Bourdonin putkea tai palkeita.
Pietsosähköiset paineanturit mittaavat dynaamisia ja kvasistaattisia paineita. Kaksisuuntaiset muuntimet 
koostuvat metalloidusta kvartsista tai keraamisista materiaaleista, joilla on luonnossa esiintyviä sähköisiä ominaisuuksia. Ne kykenevät muuntamaan stressin sähköiseksi potentiaaliksi ja päinvastoin. Ne ovat erittäin kestäviä, mutta vaativat vahvistuspiirejä, jotka voivat olla alttiita iskuille ja tärinälle.
Mikroelektromekaaniset järjestelmät (MEMS) ovat tyypillisesti piipinnanmikromakinoinnilla valmistettuja mikrojärjestelmiä käytettäväksi hyvin pienissä teollisissa tai biologisissa järjestelmissä.
värähtelevät elementit (piiresonanssi) käyttävät värähtelevää elementtitekniikkaa, kuten piiresonanssi.
muuttuvan kapasitanssin painelaitteissa käytetään kalvoelementin liikkeestä saatavia kapasitanssin muutoksia paineen mittaamiseen. Laite käyttää ohutta kalvoa yhtenä kondensaattorin levynä. Sovellettu paine aiheuttaa kalvon taipumisen ja kapasitanssin muuttumisen. Kalvon taipuminen aiheuttaa kapasitanssin muutoksen, jonka siltapiiri havaitsee.
venymäanturit (venymäherkät muuttuvastukset) on sidottu rakenteen osiin, jotka muuttuvat paineen muuttuessa. Wheatstone bridge Circuitissa käytetään tyypillisesti sarjana neljää venymägagea, joita käytetään mittauksen tekemiseen. Kun jännitettä kohdistetaan sillan kahteen vastakkaiseen kulmaan, syntyy kohdistettuun paineeseen verrannollinen sähköinen lähtösignaali. Lähtösignaali kerätään sillan kahdesta jäljellä olevasta kulmasta.
manometrit on yleensä valmistettu läpinäkyvästä U: n muotoisesta putkesta ja ne on osittain täytetty nesteellä, kuten vedellä, elohopealla tai öljyllä. Nesteen suhteellinen Siirtymä U: n jalkojen välillä ilmaisee toiselle puolelle tai toiselle kohdistuvan paineen ylityksen. Manometrityyppisten tyhjiömittareiden käytön etuna on, että painelukemat ovat riippumattomia kaasutyypistä.
Bourdonin tyhjiömittarit koostuvat putkesta, joka on taivutettu pyöreäksi kaareksi. Putken sisäpuoli on kytketty tyhjiöjärjestelmään ja putken pää taipuu ulkoisen paineen muuttuessa. Putken päähän on liitetty myös osoitin, joka liikkuu ilmaisimen kellotaululla paineen muuttuessa, samaan tapaan kuin bimetalliliuska
Bourdonin putki. Kuvahyvitys: efunda.com
Medium-High-Imurit
Medium-high-imurit on mitattava lämpö-ja molekyylilaitteilla.
Termoparimittarit mittaavat jäännöskaasun lämmönjohtavuuden muutoksia Mittaputken sisällä. Laitteen painelukemat riippuvat kaasun tyypistä. Termoparimittareita ovat hehkulanka, hehkulangan virtalähde ja liikkuva kelamittari paineen näyttämiseksi. Menetetyn lämmön määrä riippuu kaasun paineesta. Pirani-mittarista on olemassa useita malleja. Yksi malli sisältää kaksi levyä eri lämpötiloissa. Lämmitykseen käytetyn tehon määrä on kaasun paineen mitta. Toinen malli käyttää yhtä levyä kaasun lämmönjohtavuuden mittaamiseen lämpöhäviöllä ympäröivälle alueelle.
Termoparimittari. Image Credit: kansalliset instrumentit
Kuumakatodi-ionisaatiomittarit käynnistävät katodi-tai elektronilähteestä jatkuvan elektronivirran anodille tai elektroniviemärille. Nämä elektronit osuvat paineesta riippuvaiseen määrään kaasumolekyylejä, jotka muuttuvat positiivisiksi ioneiksi ja aiheuttavat paineeseen liittyvän virran ionikerääjään.
Kylmäkatodi-ionisaatiomittareita on myös saatavilla. Koska niissä ei ole aktiivisia komponentteja, kuten kuumia filamentteja, kylmäkatodimittarit kestävät äkillisen tai pitkäaikaisen altistumisen korkeapaineisille kaasuille. Kylmäkatodilaitteet vetävät elektronit elektrodin pinnalta suuren potentiaalikentän avulla.
lisätietoja on Engineering 360: n oppaassa Tyhjiöantureiden valitsemisesta.
Näyttötyyppi
tyhjiömittareissa on näyttö, jonka avulla käyttäjä voi seurata järjestelmän tyhjiöpainetta. Näyttötyyppejä ovat:
- analogiset — analogiset mittarit ovat yksinkertaisia visuaalisia mittareita, joissa käytetään kellotaulua.
- Digitaalimittarit — Digitaalimittarit ovat visuaalisia osoittimia, joissa on numeeriset venttiilit.
- katodisädeputki ( CRT) — CRT: tä esiintyy yleisesti tietokonenäytöissä.
- nestekidenäyttö (LCD) — nestekidenäyttö on puolijohdevalonlähde, jossa käytetään elektroneja, jotka rekombinoituvat laitteen elektronireikien kanssa ja vapauttavat energiaa fotonien muodossa.
-
monirivinen videonäyttö — Videonäytöillä käyttäjä voi katsella ja tallentaa suoraa kuvaa järjestelmän painemuutoksista.
mittakaava
- yhden mittakaavan laitteet näyttävät paineen vain yhdessä yksikössä.
-
Kaksivaakalaitteet näyttävät paineen kahtena yksikkönä samalla kellotaululla.
suorituskykyvaatimuksia
tyhjiömittareita koskevia eritelmiä ovat:
Tyhjiöalue on paineiden väli alimmasta tyhjiöpaineesta korkeimpaan tyhjiöpaineeseen.
Alipainealueet. Kuvan Luotto:Oerlikon Leybold, Inc.
käyttölämpötila on ympäristön käyttölämpötilojen täydellinen vaadittu vaihteluväli. Systeemin lämpötila ja paine liittyvät suoraan toisiinsa. Jos suljetun toimintaympäristön lämpötila nousee, järjestelmän paine kasvaa. Laitevaurioiden estämiseksi on tärkeää tietää alueen äärimmäiset lämpötila-alueet.
tarkkuus on todellisen arvon ja indikaation välinen ero ilmaistuna prosentteina span arvosta. Se sisältää menetelmän, tarkkailijan, laitteen ja ympäristön yhteisvaikutukset.
Media on termi, jota käytetään kuvaamaan tyhjiön aluetta ympäröivää materiaalia. Jotkin tyhjiömittarit mittaavat nesteiden paineita. Toiset mittaavat kiinteiden aineiden paineita. Saatavilla on myös laitteita, jotka on mitoitettu vaarallisiksi tai luetteloimattomille, erikoistuneille tai suljetuille materiaaleille.
Tyhjiömittaristandardit
tyypillisesti tyhjiömittareissa käytetään American Society of Mechanical Engineersin (ASME) ja Deutsches Institut für Normung (DIN) – järjestön laatimia tarkkuusluokkia. Esimerkkejä ovat luokat A, B, C ja D sekä Luokka 1A (1% täysi asteikko), 2A (0,5% täysi asteikko), 3A (0,25% täysi asteikko) ja 4A (0,1% täysi asteikko).
Tyhjiömittari ja Instrumenttisovellus
tyhjiöitä käytetään monissa teollisissa sovelluksissa, kuten auto -, merenkulku -, tutkimus-ja kehitystyössä sekä valmistuksessa. Niitä voidaan käyttää pitämään materiaalit liikkuvat järjestelmässä, tai pitää työalue puhtaana epäpuhtauksista. Mittarit ja mittarit, kuten anturit, ovat tärkeä osa järjestelmän ja laitteiden moitteettoman toiminnan ja turvallisuuden varmistamista.