Vakuum sensorları: iş prinsipi

2024 Müəllif: Erin Ralphs | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-02-19 12:21

Sensor Vakuummetr - o, həm də təzyiq göstərən cihazdır. Bu yazıda onların növlərini, iş prinsipini nəzərdən keçirəcəyik. Belə növləri var: sıxılma, mexaniki, membran.

Ona başqa bir şəkildə "vakuumölçən" də deyilir. İnsanlar üçün bu, öz növbəsində vakuum mühitində olan vakuum və qazların təzyiq səviyyəsini ölçmək üçün bir cihazdır. Ümumiyyətlə, adla başa düşmək olar.

Leonardo Da Vinci bu cihazların əsasını qoyub. O, su borusundakı təzyiqi ölçə bildiyi bir növ funksional cihaz hazırladı. Bu ixtira çox populyarlaşdı və Da Vinçinin yaşadığı illərdə (1400-cü illər) lazım oldu.

Onun ixtirası bu cihaz üçün patent verən Evangelista Torricelli tərəfindən təkmilləşdirilmişdir. Bu, 1643-cü ildə, Da Vinçinin ölümündən yüz ildən çox sonra edildi. Vakuum sensoru U şəklində idi və onun üzərində işlədiyi əsas element civə idi. Təəssüf ki, borunun özündə məhdud miqdarda olduğuna görə 9 pA-dan yuxarı təzyiqi müəyyən etmək mümkün olmadı. Hər şey rəqəmsal vakuum sensorunun görünüşünü dəyişdi (onun şəkli materialda aşağıda təqdim olunur).

Ölçü növləri

Mexaniki ölçü.

Bu, enerji mənbələrindən istifadə etməyən bir cihazdır və 0,4 ilə 7000 bar diapazonunda səviyyəni təyin edə bilir. Onun fəaliyyət mexanizmi ondan ibarətdir ki, oval kəsikli bir boruda yerləşən müəyyən bir üzük var və bu da öz növbəsində 240 dərəcə bucaq altında əyilir.

Yivdədir və ucları sabit deyil və bu, ölçmə prosesində təzyiqin borunun içərisinə itələməsinə, onu növbə ilə hərəkətə gətirməsinə imkan verir. Bu, cihazın miqyasında artıq dəqiq oxunuşları göstərən bir mexanizm ilə əlaqələndirilir. Adətən cihaz 65 bara qədər təzyiq ölçür, lakin daha yüksək oxumaq üçün cihazlar var, təxminən 7100 bar.

Vakuum sensorunu daha aqressiv mühitdə istifadə etmək üçün onun gövdəsi mexanizmi yağlayan və bununla da korroziyanın qarşısını alan hidroizolyasiya maddəsi ilə doldurulur. Bu mexanizmin müdafiəsi olaraq borunu qırılmadan qorumaq üçün ölçü cihazının gövdəsi artıq təzyiqi aradan qaldıran üfürülən divarla təchiz edilmişdir.

Bourdon borusunun ixtirası

Boru U şəkillidir və ona hidrostatik ölçmə deyilir.

Bu borunun aşkar etdiyi maye üzərində təzyiqin nəticələrini göstərir. Bu iki borunun müxtəlif uclarında olan parametrlər fərqlidir və cihazın oxu onların arasındakı fərqi göstərir. Bu gün belə bir cihaz artıq istifadə edilmir, çünki təzyiq diapazonu dəyişib və cihaz tamamilə lazımsız hala düşüb.

Sıxılma ölçeri.

Bumanometr, yalnız çox inkişaf etmiş. Onun imkanlarını genişləndirmək üçün o, ölçüdən əvvəl borudakı mayeni sıxışdıracaq şəkildə hazırlanmışdır və miqyasda təzyiq səviyyəsi göstərilir. Gündəlik həyatda o, sadəcə kalibrləmə cihazı kimi istifadə olunur.

Deformasiya ölçmə cihazı, mexaniki

Bu təzyiqölçən adətən aşağı vakuum ölçmələri üçün nəzərdə tutulub. Borunun təzyiqi altında içindəki yay sıxılır və iş yerini deformasiya edir və o, öz növbəsində yükü göstərici şkalası adlanan göstərici mexanizminə ötürür.

Vakuum diafraqma təzyiq sensoru.

Bu, hərəkətin ən sərfəli versiyasıdır. İş prinsipi: vakuum membrana, o isə sensora basır. Bu cür cihazlar həmişə mühitdən müstəqildir və istənilən qaz qarışığında oxuyur.

Termal mexanizmlər

Termal vakuum ölçmə sensorları ən çox tələb olunan hesab olunur, onlar həm orta, həm də aşağı vakuum tezliklərində oxuyurlar. Məhz bu cihazlarda keyfiyyət və aşağı qiymət kimi insanlar üçün vacib olan bu cür göstəricilər birləşdirilir. Onlar yalnız mütləq vakuumda ölçmələr üçün istifadə edilə bilər. İş prinsipi aşağıdakı kimidir: təzyiq dəyişikliyi ilə qaz istilik borusunun dəyişməsinə vakuumölçən reaksiyası.

Alətlər qazın növündən asılı olaraq dəyişir və yalnız müəyyən qarışıqları oxuyur. Ən çox yayılmış modifikasiya termocüt vakuumölçəndir və Pirani cihazları və konveksiya mexanizmləri də var.

Termocüt cihazı.

Beləvakuumdakı temperatur sensoru, termocütlərin uclarında gərginliyin dəyişməsinə səbəb olan mexanizmin içərisində termocütün istiləşməsinə təsir göstərir. Sensorun özünü qızdırmaqdan onun uclarına istilik ötürülməsi termocüt ətrafındakı təzyiqlə bağlıdır. Nə qədər yüksəkdirsə, onun gərginliyi bir o qədər yüksəkdir. Bu cür vakuumölçənlər digər oxşar cihazlar arasında çox büdcəlidir.

Pirani Sensor

Bu mexanizm və iş prinsipi termocütlə oxşardır. Bir kanal filamentindən istifadə edir və istilik enerjisini gərginliyə çevirir. Pirani mexanizmi mexanizmə lehimlənmiş elektrik dövrəsinə görə digərlərindən daha dəqiqdir.

Konveksiya sensoru.

O da oxşar cihazlar kimi termocütdən istifadə edir. Ancaq bu xüsusi cihazın mexanizmində öz soyutma var. Axı, iş xüsusi bir iplə bükülür və analoqlardan daha genişdir. Və bu, öz növbəsində, sensordakı qazın düzgün və səmərəli dövriyyəsinə imkan verir və bu, bütün konveksiya cihazının bütövlükdə daha yaxşı işləməsinə imkan verir. Həm də termocütün sürətli soyuması sayəsində miqyasda daha sürətli oxunuşlar verir.

Piezorrezistiv mexanizmlər

Materialdakı yuxarıdakı fotoşəkil elektron vakuum sensorunu göstərir.

Qazın keyfiyyətindən və xassələrindən müstəqil olduqları üçün onlar ən dəqiq oxunuşları təmin edirlər. Cihaz istənilən təzyiq tezlik diapazonunda çox yönlüdür, çünki sonuncunun təsiri piezorezistiv sensorun birbaşa təsiri ilə əldə edilir. Onun ölçü diapazonu 0,1 mm-dir. Toyota vakuum sensoru, məsələn,eyni şəkildə işləyir.

İonlaşma əsaslı vakuum sensorları

Bu modelin vakuum sensorunun iş prinsipi aşağıda təsvir edilmişdir.

Vakuumda olan istənilən qazın əslində müəyyən sayda ionları var. Onlara təsir edən maqnit sahəsi və ya elektrik boşalması onları sürətləndirir. Və onların yazdıqları bu sürət vakuumun sıxılma dərəcəsindən asılıdır. Bu prinsipə əsasən, belə ionlaşma ölçmə cihazları işləyir.

Modifikasiyadan asılı olaraq ölçü cihazları ionları sürətləndirmək üçün müxtəlif və mürəkkəb üsullardan istifadə edir. Bu cihazlar adətən yüksək vakuum diapazonunda ölçmələr üçün nəzərdə tutulub. Onlar qazdan asılı olduğundan və hər qazın fərqli sıxlığı olduğundan, bu, ionların sürətinə təsir edir.

Hər zaman soyuq katodu olan cihaz

Bu elektrik sahəsi yaradan sensordur. Onun maqnitləri elə yerləşdirilib ki, ionların hərəkəti spiralın trayektoriyası boyunca baş versin. Bu hissəciklərə daha uzun müddət "yaşamağa" və buna görə də daha səmərəli işləməyə imkan verən odur. Bu katodun həmişə soyuq olması səbəbindən, bu cihazın analoqlarından fərqli olaraq, miqyasda oxunuşları daha qeyri-müəyyəndir. Ancaq eyni zamanda, bu cihazın zəmanəti çox uzundur və bir-birinə sürtünmə yarada bilməyən davamlı hissələrinə görə tez-tez xarab olmur.

İstehsalçılar

Bu məqalədə təqdim olunan vakuumölçənlərin ilk istehsalçısı "Meta-Chrome"dur. Bu, təkcə bu cihazları deyil, həm də xromatoqrafiya avadanlıqları və ölçmə avadanlıqlarını istehsal edən yerli şirkətdir. Bu rus şirkəti bazara daxil oldu1994-cü ildən fəaliyyət göstərir və o vaxtdan vakuum sənayesi üçün avadanlıqlar hazırlayır və istehsal edir. Onun məhsulları təkcə Rusiyada deyil, xaricdə də tədarük edilir. Meta-Chrom müəssisəsi həmişə yüksək keyfiyyətli məhsul istehsal edir, ionlaşdırıcı və termocüt vakuumölçənləri nikahsız və xarab olmadan işləyir. Bu, 90% hallarda bu istehsalçının məhsullarının müştəriləri və alıcılarının müsbət rəyi ilə təsdiqlənir.

Vakuumölçənlər istehsal edən ikinci şirkət Amerika Birləşmiş Ştatlarından olan MKS Incorporated şirkətidir. Onlar sensorlar və digər ölçü cihazları satan şirkətlərini rusiyalı həmkarlarından xeyli əvvəl, hələ 1962-ci ildə qurmuşdular. Amma sonra bunu çox səthi etdilər. Və tamamilə, bu cür avadanlıq istehsalçısı olaraq, yalnız 1998-ci ildən bəri özünü göstərməyə başladı. MKS öz ölkələri üçün vakuumölçənlər istehsal edir, lakin yerli şirkətimiz kimi onlar da öz məhsullarını kiçik bir göndərmə haqqı qarşılığında başqa ölkələrə göndərə bilərlər.

Məqalədə göstərilən üçüncü istehsalçı Ulvac Technologies şirkətidir. O, həmçinin vakuumölçən kimi müxtəlif ölçmə vasitələrinin istehsalı üzrə Amerika istehsalçısıdır. Bu şirkət 1991-ci ildə yaradılıb. Onların bazarında həmişə həm öz ölkələrində (Amerika Birləşmiş Ştatları) həm də dünyanın digər ölkələrində çoxlu sayda rəqəmsal vakuumölçənlər və digər məhsullar var idi.

Nəticə

Vakuumölçən çox mürəkkəb bir şeydir, onu idarə etməyi və təzyiqi düzgün təyin etməyi öyrənmək lazımdır. Bu məqalə hər şeyi göstərdibu sensorların yalnız 10-u var. Bu, avtomobil sürücülərinin və avtomobil təmirçilərinin baqajında çox vacib elementdir.