เซ็นเซอร์สูญญากาศ: หลักการทำงาน

2024 ผู้เขียน: Erin Ralphs | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-02-19 19:27

Sensor Vacuummeter - เป็นอุปกรณ์แสดงผลแรงดันด้วย ในบทความนี้เราจะพิจารณาประเภทหลักการทำงาน มีประเภทดังกล่าว: การบีบอัด, กลไก, เมมเบรน

เรียกอีกอย่างว่า "เกจสูญญากาศ" ในอีกทางหนึ่ง เป็นอุปกรณ์สำหรับวัดระดับความดันของสุญญากาศและก๊าซ ซึ่งในทางกลับกัน อยู่ในสภาพแวดล้อมสุญญากาศ โดยทั่วไปสามารถเข้าใจชื่อได้

ลีโอนาร์โด ดาวินชี วางรากฐานสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้ เขาทำอุปกรณ์การทำงานบางอย่างซึ่งเขาสามารถวัดแรงดันในท่อน้ำได้ สิ่งประดิษฐ์นี้ได้รับความนิยมอย่างมากและจำเป็นสำหรับปีเหล่านั้นเมื่อดาวินชีมีชีวิตอยู่ (ยุค 1400)

การประดิษฐ์ของเขาได้รับการปรับปรุงโดย Evangelista Torricelli ผู้ยื่นสิทธิบัตรสำหรับอุปกรณ์นี้ สิ่งนี้ทำในปี 1643 มากกว่าหนึ่งร้อยปีหลังจากการตายของดาวินชีเอง เซ็นเซอร์สูญญากาศมีรูปร่างเหมือน U และองค์ประกอบหลักที่เซ็นเซอร์ทำงานคือปรอท น่าเสียดาย เนื่องจากตัวหลอดมีปริมาณจำกัด จึงเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุความดันที่สูงกว่า 9 pA ทุกอย่างเปลี่ยนรูปลักษณ์ของเซ็นเซอร์สูญญากาศแบบดิจิทัล (รูปภาพแสดงอยู่ด้านล่างในเนื้อหา)

ประเภทเกจ

เกจเครื่องกล

นี่คืออุปกรณ์ที่ไม่ใช้แหล่งพลังงาน และสามารถกำหนดระดับในช่วง 0.4 ถึง 7000 บาร์ กลไกการทำงานของมันอยู่ที่วงแหวนบางอันซึ่งอยู่ในท่อที่มีส่วนวงรีซึ่งจะงอเป็นมุม 240 องศา

มันอยู่ในร่องและปลายไม่คงที่ ซึ่งช่วยให้แรงดันในกระบวนการวัดดันเข้าไปในท่อ ตั้งค่าให้เคลื่อนที่ได้ มันเชื่อมโยงกับกลไกที่แสดงการอ่านที่แม่นยำบนมาตราส่วนของอุปกรณ์แล้ว โดยปกติอุปกรณ์จะวัดแรงดันสูงสุด 65 บาร์ แต่มีอุปกรณ์สำหรับการอ่านที่สูงขึ้นประมาณ 7100 บาร์

ในการใช้เซ็นเซอร์สูญญากาศในสภาพแวดล้อมที่ก้าวร้าวมากขึ้น ร่างกายของเซ็นเซอร์จะเต็มไปด้วยสารกันน้ำซึ่งหล่อลื่นกลไกและป้องกันการกัดกร่อน เพื่อป้องกันกลไกนี้ เพื่อป้องกันท่อจากการแตก ตัวเกจจึงติดตั้งผนังเป่าเพื่อบรรเทาแรงดันส่วนเกิน

ประดิษฐ์หลอด Bourdon

หลอดรูปตัวยูเรียกว่าเครื่องวัดอุทกสถิต

แสดงผลการกดทับของเหลวที่หลอดนี้ตรวจพบ พารามิเตอร์ที่ปลายท่อทั้งสองนี้ต่างกัน และลูกศรของอุปกรณ์จะแสดงความแตกต่างระหว่างทั้งสองท่อ วันนี้อุปกรณ์ดังกล่าวเลิกใช้แล้วเนื่องจากช่วงความดันเปลี่ยนไปและอุปกรณ์ไม่จำเป็นอย่างสมบูรณ์

เกจบีบอัด

นี่manometer ขั้นสูงมากเท่านั้น เพื่อเพิ่มขีดความสามารถ ได้รับการออกแบบในลักษณะที่ก่อนที่จะวัดจะบีบอัดของเหลวในท่อและมาตราส่วนจะแสดงระดับความดัน ในชีวิตประจำวัน มันถูกใช้เป็นอุปกรณ์สอบเทียบอย่างง่าย

เกจวัดการเสียรูป, เครื่องกล

เกจวัดแรงดันนี้มีไว้สำหรับการวัดสุญญากาศในระดับต่ำ ภายใต้แรงดันของท่อ สปริงในนั้นจะถูกบีบอัดและทำให้สถานที่ทำงานเสียรูป ในทางกลับกัน โหลดจะถ่ายโอนไปยังกลไกของตัวชี้ ซึ่งเรียกว่ามาตราส่วนบ่งชี้

เซ็นเซอร์ความดันไดอะแฟรมสูญญากาศ

นี่คือการเคลื่อนไหวที่ประหยัดที่สุด หลักการทำงาน: สุญญากาศกดบนเมมเบรน และกดบนเซ็นเซอร์ อุปกรณ์ดังกล่าวมักไม่ขึ้นกับสื่อและอ่านค่าส่วนผสมของแก๊สใดๆ

กลไกการระบายความร้อน

เซ็นเซอร์วัดความร้อนสุญญากาศถือเป็นความต้องการสูงสุด โดยจะอ่านค่าในความถี่สุญญากาศระดับกลางและต่ำ มันอยู่ในอุปกรณ์เหล่านี้ที่ตัวบ่งชี้ดังกล่าวมีความสำคัญต่อผู้คนเนื่องจากคุณภาพและราคาต่ำถูกรวมเข้าด้วยกัน สามารถใช้สำหรับการวัดในสุญญากาศสัมบูรณ์เท่านั้น หลักการทำงานมีดังนี้: ปฏิกิริยาของเกจสุญญากาศต่อการเปลี่ยนแปลงในท่อความร้อนแก๊สด้วยแรงดันที่เปลี่ยนแปลง

เครื่องมือจะแตกต่างกันไปตามประเภทของก๊าซและอ่านเฉพาะสารผสมบางชนิดเท่านั้น การดัดแปลงที่พบบ่อยที่สุดคือเกจสุญญากาศเทอร์โมคัปเปิล และยังมีอุปกรณ์ปิรานีและกลไกการพาความร้อนด้วย

อุปกรณ์เทอร์โมคัปเปิล

แบบนี้เซ็นเซอร์อุณหภูมิในสุญญากาศส่งผลต่อความร้อนของเทอร์โมคัปเปิลภายในกลไก ซึ่งกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่ปลายเทอร์โมคัปเปิล การถ่ายเทความร้อนจากการให้ความร้อนตัวเซ็นเซอร์เองไปยังปลายเกิดจากแรงดันรอบเทอร์โมคัปเปิล ยิ่งสูงเท่าไหร่ แรงดันไฟก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น เกจสูญญากาศดังกล่าวมีงบประมาณมากเมื่อเทียบกับกลุ่มอื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน

ปิรานีเซนเซอร์

กลไกและหลักการทำงานนี้คล้ายกับเทอร์โมคัปเปิล ใช้เส้นใยแชนเนลและแปลงพลังงานความร้อนเป็นแรงดันไฟฟ้า กลไกของปิรานีนั้นแม่นยำกว่ากลไกอื่นๆ มาก เนื่องจากวงจรไฟฟ้าที่บัดกรีเข้าไปในกลไก

เซ็นเซอร์การพาความร้อน

เขาเองก็ใช้เทอร์โมคัปเปิลเหมือนกับอุปกรณ์ที่คล้ายกัน แต่กลไกของอุปกรณ์นี้มีการระบายความร้อนของตัวเอง ท้ายที่สุด ตัวเรือนหุ้มด้วยเกลียวพิเศษ และกว้างกว่าตัวเรือนอะนาล็อก และในทางกลับกันก็ช่วยให้ก๊าซในเซ็นเซอร์ไหลเวียนได้อย่างถูกต้องและมีประสิทธิภาพ และทำให้อุปกรณ์พาความร้อนทั้งหมดทำงานได้ดีขึ้นในภาพรวม และยังให้ค่าที่อ่านได้เร็วกว่ามากเนื่องจากการระบายความร้อนอย่างรวดเร็วของเทอร์โมคัปเปิล

กลไกการสลาย

ภาพด้านบนเป็นภาพเซ็นเซอร์สูญญากาศแบบอิเล็กทรอนิกส์

เนื่องจากความเป็นอิสระจากคุณภาพและคุณสมบัติของก๊าซ พวกเขาจึงให้การอ่านที่แม่นยำที่สุด อุปกรณ์มีความเก่งกาจในช่วงความถี่แรงดันใด ๆ เนื่องจากอิทธิพลของช่วงหลังเกิดขึ้นได้จากการกระทำโดยตรงของเซ็นเซอร์แบบเพียโซรีซิสทีฟ ช่วงการวัดตั้งแต่ 0.1 มม. เซ็นเซอร์สูญญากาศของโตโยต้า เช่นทำงานแบบเดียวกัน

เซ็นเซอร์สูญญากาศแบบไอออไนซ์

หลักการทำงานของเซ็นเซอร์สูญญากาศของรุ่นนี้มีอธิบายไว้ด้านล่าง

ก๊าซใด ๆ ในสุญญากาศมีอิออนจำนวนหนึ่ง สนามแม่เหล็กหรือการคายประจุไฟฟ้าที่กระทำต่อพวกมันจะเร่งความเร็วให้พวกมัน และความเร็วที่พิมพ์โดยพวกเขานั้นขึ้นอยู่กับระดับการบีบอัดของสุญญากาศ ตามหลักการนี้ เกจไอออไนซ์จะทำงาน

ขึ้นอยู่กับการดัดแปลง เกจใช้วิธีการเร่งความเร็วไอออนที่หลากหลายและซับซ้อน อุปกรณ์เหล่านี้มักจะออกแบบมาสำหรับการวัดในช่วงสุญญากาศสูง เนื่องจากขึ้นอยู่กับแก๊ส และก๊าซแต่ละชนิดมีความหนาแน่นต่างกัน จึงส่งผลต่อความเร็วของไอออน

อุปกรณ์ที่มีแคโทดเย็นตลอดเวลา

นี่คือเซ็นเซอร์ที่สร้างสนามไฟฟ้า แม่เหล็กของมันถูกวางตำแหน่งเพื่อให้ไอออนเคลื่อนที่ไปตามวิถีของเกลียว เธอเป็นผู้ให้อนุภาคเหล่านี้ "อยู่" ได้นานขึ้นและทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เนื่องจากแคโทดนี้เย็นอยู่เสมอ การอ่านบนมาตราส่วนจึงคลุมเครือมากกว่า ไม่เหมือนแอนะล็อกของอุปกรณ์นี้ แต่ในขณะเดียวกัน การรับประกันของอุปกรณ์ตัวนี้ก็ยาวนานมาก และมักจะไม่พังเพราะชิ้นส่วนที่ทนทานซึ่งไม่สามารถสร้างการเสียดสีซึ่งกันและกันได้

โปรดิวเซอร์

ผู้ผลิตเกจสุญญากาศรายแรกที่นำเสนอในบทความนี้คือ "Meta-Chrome" นี่คือบริษัทในประเทศที่ผลิตอุปกรณ์เหล่านี้ไม่เพียงเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุปกรณ์โครมาโตกราฟีและอุปกรณ์การวัดด้วย บริษัท รัสเซียนี้เข้าสู่ตลาดในพ.ศ. 2537 และนับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ได้มีการพัฒนาและผลิตอุปกรณ์สำหรับอุตสาหกรรมสูญญากาศ ผลิตภัณฑ์ของ บริษัท จัดจำหน่ายไม่เพียง แต่ในรัสเซียเท่านั้น แต่ยังรวมถึงต่างประเทศด้วย องค์กร Meta-Chrom มักจะผลิตผลิตภัณฑ์คุณภาพสูง เครื่องวัดค่าไอออนไนซ์และเทอร์โมคัปเปิลสูญญากาศโดยไม่ต้องแต่งงานและทำงานโดยไม่มีการขัดข้อง สิ่งนี้ได้รับการยืนยันใน 90% ของกรณีโดยการตอบรับเชิงบวกจากลูกค้าและผู้ซื้อผลิตภัณฑ์ของผู้ผลิตรายนี้

บริษัทที่สองที่ผลิตเกจวัดสุญญากาศคือ MKS Incorporated ซึ่งเป็นองค์กรจากประเทศสหรัฐอเมริกา พวกเขาก่อตั้งบริษัทขายเซ็นเซอร์และอุปกรณ์วัดอื่น ๆ ที่เร็วกว่าคู่แข่งในรัสเซียมาก ย้อนหลังไปถึงปีพ.ศ. 2505 แต่แล้วพวกเขาก็ทำมันอย่างเผินๆ และโดยสมบูรณ์ในฐานะผู้ผลิตอุปกรณ์ดังกล่าว เริ่มวางตำแหน่งตัวเองตั้งแต่ปี 2541 เท่านั้น MKS ผลิตเครื่องวัดสุญญากาศสำหรับประเทศของตน แต่เช่นเดียวกับบริษัทในประเทศของเรา พวกเขาสามารถส่งสินค้าไปยังประเทศอื่นด้วยค่าขนส่งเพียงเล็กน้อย

ผู้ผลิตรายที่สามในบทความคือ Ulvac Technologies นอกจากนี้ยังเป็นผู้ผลิตของอเมริกาสำหรับการผลิตเครื่องมือวัดต่างๆ เช่น เกจวัดสุญญากาศ บริษัทนี้ก่อตั้งขึ้นในปี 1991 ตลาดของพวกเขามีเครื่องวัดสูญญากาศแบบดิจิทัลและผลิตภัณฑ์อื่น ๆ มากมายที่พวกเขาจัดหาทั้งในประเทศของพวกเขา (สหรัฐอเมริกา) และในประเทศอื่น ๆ ของโลก

สรุป

เครื่องวัดสูญญากาศเป็นสิ่งที่ซับซ้อนมากที่คุณต้องเรียนรู้วิธีจัดการและกำหนดความดันอย่างถูกต้อง บทความนี้ได้แสดงทั้งหมดเซนเซอร์ประเภทนี้มีประมาณ 10 ตัวเท่านั้น ถือเป็นไอเทมสำคัญติดท้ายรถของผู้ขับขี่และช่างซ่อมรถ