mierniki są urządzeniami do pomiaru podciśnienia lub ciśnienia pod ciśnieniem atmosferycznym. Próżnia to przestrzeń, w której ciśnienie gazu jest niskie w porównaniu z ciśnieniem atmosferycznym. Miara próżni jest związana z ciśnieniem. Mierniki próżni i przyrządy są używane w połączeniu z czujnikami próżni do monitorowania i kontroli ciśnienia podciśnienia w systemie.
sposób wykonania manometrów. Kredyt Wideo: Wika Instrument, LP / CC BY 3.0
technologie mierników próżni
Mierniki próżni wykorzystują kilka różnych technologii do pomiaru próżni w środowisku.
niskie podciśnienie
niskie podciśnienie można zmierzyć za pomocą urządzeń wykorzystujących ugięcie mechaniczne.
Technologia tłoka wykorzystuje uszczelniony tłok / Cylinder do pomiaru zmian ciśnienia.
ugięcie mechaniczne wykorzystuje elastyczny lub elastyczny element do mechanicznego ugięcia ze zmianą ciśnienia, na przykład membranę, rurkę Bourdona lub mieszek.
piezoelektryczne czujniki ciśnienia mierzą ciśnienia dynamiczne i quasi-statyczne. Dwukierunkowe przetworniki 
składają się z metalizowanych materiałów kwarcowych lub ceramicznych, które mają naturalnie występujące właściwości elektryczne. Są zdolne do przekształcania stresu w potencjał elektryczny i odwrotnie. Są bardzo wytrzymałe, ale wymagają obwodów wzmacniających, które mogą być podatne na wstrząsy i wibracje.
systemy Mikroelektromechaniczne (MEMS) to zazwyczaj mikro systemy wytwarzane przez mikroobróbkę powierzchni krzemu do stosowania w bardzo małych systemach przemysłowych lub biologicznych.
elementy wibracyjne (rezonans krzemowy) wykorzystują technologię elementów wibracyjnych, takich jak rezonans krzemowy.
Przyrządy do pomiaru ciśnienia o zmiennej pojemności wykorzystują zmiany pojemności wynikające z ruchu elementu membranowego do pomiaru ciśnienia. Urządzenie wykorzystuje cienką membranę jako jedną płytkę kondensatora. Przyłożone ciśnienie powoduje odchylenie membrany i zmianę pojemności. Ugięcie membrany powoduje zmianę pojemności, która jest wykrywana przez obwód mostkowy.
tensometry (rezystory zmienne wrażliwe na odkształcenia) są połączone z częściami konstrukcji, które odkształcają się wraz ze zmianą ciśnienia. Cztery naprężacze są zwykle używane szeregowo w obwodzie mostu Wheatstone ’ a, który jest używany do pomiaru. Gdy napięcie jest przyłożone do dwóch przeciwległych narożników mostu, elektryczny sygnał wyjściowy jest rozwijany proporcjonalnie do przyłożonego ciśnienia. Sygnał wyjściowy jest zbierany w pozostałych dwóch rogach mostu.
Manometry są zwykle wykonane z przezroczystej rurki w kształcie litery U i są częściowo wypełnione cieczą, taką jak woda, rtęć lub olej. Względna ilość przepływu cieczy między nogami U wskazuje na nadmiar ciśnienia wywieranego na jedną lub drugą stronę. Zaletą stosowania manometrów jest to, że odczyty ciśnienia są niezależne od rodzaju gazu.
mierniki próżniowe Bourdon składają się z rury, która jest wygięta w łuk kołowy. Wnętrze rury jest podłączone do systemu próżniowego, a koniec rury wygina się wraz ze zmianą ciśnienia zewnętrznego. Koniec rury jest również połączony ze wskaźnikiem, który porusza się na tarczy wskaźnika wraz ze zmianą ciśnienia, podobnie jak pasek bimetaliczny
rurka Bourdon. Kredyt wizerunkowy: efunda.com
średnie i wysokie podciśnienie
średnie i wysokie podciśnienie należy mierzyć za pomocą urządzeń termicznych i molekularnych.
mierniki termopary mierzą zmiany przewodności cieplnej resztkowego gazu w rurze miernika. Odczyty ciśnienia dla tego urządzenia zależą od rodzaju gazu. Mierniki termopary zawierają żarnik, zasilanie żarnika i miernik cewki ruchomej do wyświetlania ciśnienia. Ilość utraconego ciepła zależy od ciśnienia gazu. Istnieje kilka wzorów Pirani gauge. Jedna konstrukcja obejmuje użycie dwóch płyt o różnych temperaturach. Ilość energii przeznaczonej na ogrzewanie jest miarą ciśnienia gazu. Inna konstrukcja wykorzystuje pojedynczą płytkę do pomiaru przewodności cieplnej gazu przez straty ciepła do otaczającego obszaru.
miernik termopary. Kredyt na zdjęcie: National Instruments
Mierniki jonizacji gorącej katody inicjują stały przepływ elektronów z katody lub źródła elektronów do anody lub odpływu elektronów. Elektrony te uderzają w zależną od ciśnienia ilość cząsteczek gazu, które stają się jonami dodatnimi i powodują związany z ciśnieniem prąd na kolektorze jonów.
dostępne są również mierniki jonizacji zimnej katody. Ponieważ nie mają aktywnych składników, takich jak gorące włókna, wskaźniki zimnej katody mogą wytrzymać nagłe lub długotrwałe narażenie na działanie gazów pod wysokim ciśnieniem. Urządzenia z Zimną Katodą pobierają elektrony z powierzchni elektrody przez pole o wysokim potencjale.
aby uzyskać więcej informacji, przeczytaj przewodnik Engineering 360 dotyczący wyboru czujników próżni.
Typ wyświetlacza
Próżniomierze mają wyświetlacz umożliwiający użytkownikowi monitorowanie ciśnienia podciśnienia w systemie. Rodzaje wyświetlaczy obejmują:
- Analog — mierniki analogowe to proste wskaźniki wizualne za pomocą pokrętła.
- mierniki cyfrowe — mierniki cyfrowe są wskaźnikami wizualnymi z zaworami numerycznymi.
- lampa kineskopowa (CRT) — CRT są powszechnie spotykane w monitorach komputerowych.
- Wyświetlacz ciekłokrystaliczny (LCD) — LCD są półprzewodnikowymi źródłami światła wykorzystującymi elektrony, które rekombinują z otworami elektronowymi w urządzeniu i uwalniają energię w postaci fotonów.
-
wieloliniowy wyświetlacz wideo-wyświetlacze wideo umożliwiają użytkownikowi oglądanie i rejestrowanie NA ŻYWO zmian ciśnienia w systemie.
Typ wagi
- Urządzenia z pojedynczą wagą wyświetlają ciśnienie tylko w jednym zestawie jednostek.
-
Urządzenia z podwójną wagą wyświetlają ciśnienie w dwóch zestawach jednostek na tej samej tarczy.
specyfikacje wydajności
specyfikacje dla próżniomierzy obejmują:
zakres próżni to zakres ciśnień od najniższego ciśnienia próżni do najwyższego ciśnienia próżni.
zakresy ciśnienia próżni. Zdjęcie Kredyt: Oerlikon Leybold, Inc.
temperatura robocza jest pełnym wymaganym zakresem temperatur roboczych otoczenia. Temperatura i ciśnienie w układzie są ze sobą bezpośrednio powiązane. Jeśli temperatura zamkniętego środowiska pracy wzrośnie, ciśnienie w systemie wzrośnie. Aby zapobiec uszkodzeniom sprzętu, ważne jest, aby znać skrajne zakresy temperatur w tym obszarze.
dokładność jest różnicą między rzeczywistą wartością a wskazaniem wyrażoną jako procent zakresu. Obejmuje on połączone efekty metody, obserwatora, aparatu i środowiska.
Media to termin używany do opisania materiału, który otacza obszar próżni. Niektóre mierniki próżniowe mierzą ciśnienie cieczy. Inne mierzą ciśnienie ciał stałych. Dostępne są również urządzenia, które są przystosowane do zadań niebezpiecznych lub do materiałów niepublicznych, specjalistycznych lub zastrzeżonych.
normy Próżniomierza
zazwyczaj próżniomierze wykorzystują stopnie dokładności od Amerykańskiego Towarzystwa inżynierów mechaników (ASME) i Deutsches Institut für Normung (DIN), Niemieckiej Krajowej Organizacji Normalizacyjnej. Przykłady obejmują stopnie A, B, C i D, a także stopień 1A (pełna skala 1%), 2A (pełna skala 0,5%), 3A (pełna skala 0,25%) i 4A (pełna skala 0,1%).
miernik próżni i zastosowanie przyrządu
odkurzacze są używane w wielu zastosowaniach przemysłowych, takich jak motoryzacja, żeglarstwo, badania i rozwój oraz produkcja. Mogą być używane do utrzymywania materiałów w ruchu przez system lub do utrzymywania obszaru roboczego w czystości zanieczyszczeń. Mierniki i przyrządy, takie jak czujniki, są ważnym elementem zapewniającym prawidłowe działanie i bezpieczeństwo systemu i sprzętu.