os medidores de vácuo são dispositivos para medir pressões de vácuo ou sub-atmosféricas. Um vácuo é um espaço no qual a pressão de um gás é baixa em comparação com a pressão atmosférica. A medida do vácuo está associada à pressão. Medidores e instrumentos de vácuo são usados em conjunto com sensores de vácuo para monitorar e controlar a pressão de vácuo em um sistema.
como os manômetros são feitos. Crédito De Vídeo: Instrumento Wika, LP / CC BY 3.0
as tecnologias do calibre de vácuo
os calibres de vácuo usam diversas tecnologias diferentes para medir o vácuo em um ambiente.
baixo vácuo
baixo vácuo pode ser medido com dispositivos usando deflexão mecânica.
a tecnologia de pistão usa um pistão/cilindro selado para medir mudanças na pressão.
a deflexão mecânica usa um elemento elástico ou flexível para desviar mecanicamente com uma mudança na pressão, por exemplo, um diafragma, tubo de Bourdon ou fole.
sensores de pressão piezoelétricos medem pressões dinâmicas e quase estáticas. Os transdutores bidirecionais
consistem em quartzo metalizado ou materiais cerâmicos que têm propriedades elétricas que ocorrem naturalmente. Eles são capazes de converter o estresse em um potencial elétrico e vice-versa. Eles são muito robustos, mas requerem circuitos de amplificação que podem ser suscetíveis a choques e vibrações.
os sistemas Microeletromecânicos (MEMS) são tipicamente sistemas micro fabricados por micromachining de superfície de silício para uso em sistemas industriais ou biológicos muito pequenos.
elementos vibratórios (ressonância de silício) usam uma tecnologia de elemento vibratório, como ressonância de silício.
Instrumentos de pressão de capacitância variável usam os resultados de mudança de capacitância do movimento de um elemento de diafragma para medir a pressão. O dispositivo usa um diafragma fino como uma placa de um capacitor. A pressão aplicada faz com que o diafragma se desvie e a capacitância mude. A deflexão do diafragma causa uma mudança na capacitância que é detectada por um circuito de Ponte.Os Strain gauges (resistores variáveis sensíveis à tensão) são ligados a partes da estrutura que se deformam à medida que a pressão muda. Quatro strain gages são normalmente usados em série em um circuito de Ponte de Wheatstone, que é usado para fazer a medição. Quando a tensão é aplicada a dois cantos opostos da ponte, um sinal de saída elétrica é desenvolvido proporcional à pressão aplicada. O sinal de saída é coletado nos dois cantos restantes da ponte.Os manômetros são geralmente feitos de um tubo transparente em forma de U e são parcialmente preenchidos com um líquido como água, mercúrio ou óleo. A quantidade relativa de deslocamento líquido entre as pernas do U indica o excesso de pressão exercida de um lado ou de outro. Uma vantagem de usar manômetro tipo medidores de vácuo é que as leituras de pressão são independentes do tipo de gás.
os medidores de vácuo Bourdon são compostos por um tubo que é dobrado em um arco circular. O interior do tubo é conectado ao sistema de vácuo e a extremidade do tubo se dobra à medida que a pressão externa muda. A extremidade do tubo também é conectada a um ponteiro que se move em um mostrador indicador conforme a pressão muda, semelhante a uma tira bimetálica
Bourdon tube. Crédito da imagem: efunda.com
vácuo médio-alto
Aspiradores médios a altos precisam ser medidos usando dispositivos térmicos e moleculares.
os calibres do Par termoelétrico medem mudanças na condutibilidade térmica de um gás residual dentro de um tubo do calibre. As leituras de pressão para este dispositivo dependem do tipo de gás. Os medidores de termopar incluem um filamento, fonte de alimentação para o filamento e medidor de bobina móvel para exibir a pressão. A quantidade de calor perdida depende da pressão do gás. Existem vários projetos do medidor Pirani. Um design inclui o uso de duas placas com temperaturas diferentes. A quantidade de energia gasta para aquecimento é a medida da pressão do gás. Outro projeto usa uma única placa para medir a condutividade térmica do gás por perda de calor para a área circundante.
Medidor de termopar. Crédito da imagem: National Instruments
os calibres quentes da ionização do cátodo iniciam um fluxo constante do elétron da fonte do cátodo ou do elétron ao dreno do ânodo ou do elétron. Esses elétrons atingem uma quantidade dependente da pressão de moléculas de gás, que se tornam íons positivos e causam uma corrente relacionada à pressão no coletor de íons.
os calibres frios da ionização do cátodo estão igualmente disponíveis. Porque não têm componentes ativos tais como filamentos quentes, os calibres frios do cátodo podem suportar a exposição repentina ou prolongada aos gás de alta pressão. Os dispositivos de cátodo Frio extraem os elétrons da superfície do eletrodo por um campo de alto potencial.
para obter mais informações, leia o Guia do Engineering 360 sobre como selecionar Sensores De Vácuo.
tipo de exibição
os medidores de vácuo têm uma tela para permitir que o usuário monitore a pressão de vácuo do sistema. Tipos de displays incluem:
- Analog — os medidores analógicos são indicadores visuais simples usando um mostrador.
- medidores digitais-os medidores digitais são indicadores visuais com válvulas numéricas.
- Tubo de raios catódicos ( CRT) – CRTs são comumente encontrados em monitores de computador.
- Display de cristal líquido (LCD) – LCDs são fontes de luz semicondutora usando elétrons que se recombinam com orifícios de elétrons dentro do dispositivo e liberam energia na forma de fótons.
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Display de vídeo multi-linha-os monitores de vídeo permitem que o usuário assista e grave feeds ao vivo de mudanças de pressão no sistema.
tipo de escala
- dispositivos de escala única exibem pressão em apenas um conjunto de unidades.
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dispositivos de balanças Duplas exibem pressão em dois conjuntos de unidades na mesma face de discagem.
especificações de desempenho
as especificações para calibres do vácuo incluem:
a escala do vácuo é o período das pressões da mais baixa pressão do vácuo à pressão a mais alta do vácuo.
faixas de Pressão De Vácuo. Crédito Da Imagem: Oerlikon Leybold, Inc.
a temperatura de funcionamento é a escala completo-exigida de temperaturas de funcionamento ambientais. A temperatura e a pressão em um sistema estão diretamente relacionadas entre si. Se a temperatura do ambiente operacional fechado aumentar, a pressão no sistema aumentará. Para evitar danos ao equipamento, é importante conhecer as faixas extremas de temperatura da área.
a precisão é a diferença entre o valor verdadeiro e a indicação expressa como uma porcentagem do intervalo. Inclui os efeitos combinados do método, observador, aparelho e ambiente.
mídia é o termo usado para descrever o material que envolve a área de vácuo. Alguns medidores de vácuo medem as pressões dos líquidos. Outros medem as pressões dos sólidos. Os dispositivos estão igualmente disponíveis que são avaliados para o dever perigoso ou para materiais não listados, especializados ou proprietários.
padrões de Medidor de vácuo
Normalmente, os medidores de vácuo usam graus de precisão da Sociedade Americana de Engenheiros Mecânicos (ASME) e do Deutsches Institut für Normung (DIN), uma organização nacional alemã de padronização. Os exemplos incluem os graus A, B, C E D, bem como o grau 1A (escala completa de 1%), 2A (escala completa de 0,5%), 3A (escala completa de 0,25%) e 4a (escala completa de 0,1%).
vacuum Gauge and Instrument Application
os aspiradores são usados em muitas aplicações industriais, como automotiva, náutica, pesquisa e desenvolvimento e fabricação. Eles podem ser usados para manter os materiais em movimento através do sistema, ou para manter a área de trabalho limpa de poluentes. Medidores e instrumentos, como sensores, são um componente importante para garantir a função e a segurança adequadas do sistema e do equipamento.