Домой Инструменты и материалы Вакуумметр. Измерение давления разрежённых газов

Вакуумметр. Измерение давления разрежённых газов

236
0

вакуумметрИзмерение вакуума (разницы между атмосферным и фактическим давлением внутри какой-либо изолированной системы) требуется для оценки работоспособности электронных ламп или при фильтровании жидкостей от нерастворимых осадков. На животноводческих фермах вакууммирование используется для работы доильных аппаратов. Во всех этих, и иных подобных случаях применяются вакуумметры различных конструкций и принципа действия.

Основы работы вакуумметров и конструкции

На практике измеряют не чистый вакуум (его в земных условиях создают лишь для исследований глубокого космоса), а разность давлений. Тем не менее, определить такую разницу напрямую довольно сложно. Поэтому чаще используют так называемый косвенный метод, когда измеряют какое-либо характерное свойство газа, а затем сравнивают его с эталонным. Соответственно этому классифицируют и вакуумметры. Известны следующие типы:

  • Ионизационный, в котором степень разрежения оценивается по длине свободного пробега молекул: чем давление ниже, чем больше эта длина, и тем больше энергии будет выделено в результате состоявшегося столкновения молекул.
  • Тепловой, использующий принцип, подобный предыдущему, но определяется не энергия столкновения ионизированных частиц газа, а выделяющаяся при этом тепло. Поскольку в тепловых вакуумметрах измерение теплоты проводится при помощи измерительных мостов Томсона, которые собираются из термопар, то такие вакуумметры иногда называют термопарными.
  • Ёмкостной, оценивающий степень разрежения по деформациям эластичных мембран. В этом случае, правда, измеряется не сам вакуум, а разница давлений до и после местонахождения измерительной мембраны.
  • стрелочный вакуумметр

  • Механический или стрелочный, в котором измерительный механизм связан с тонкостенной трубкой, изгибающейся при самых незначительных перепадах давления. По принципу действия эти приборы (вакуумметры Бурдона) более всего напоминают манометры, из-за чего их именуют мановакуумметрами.
  • Если дополнительно сжать измеряемый газ избыточным давлением, то диапазон показаний прибора, подобного рассмотренному выше, увеличится. Следовательно, обычный манометр можно превратить в вакуумметр компрессионного типа. Такие приборы используют в качестве автомобильных вакуумметров.
  • Датчиковый, который использует для регистрации фактического давления газа показания первичных узлов слежения. Датчики могут быть конвекционного, пьезорезистивного, электроконтактного, магнитострикционного и электронного типа. По физическому принципу такие вакуумметры не отличаются от перечисленных ранее, однако используют показания от промежуточных устройств, что повышает точность их работы.
  • электроконтактный вакуумметр

    Принцип действия вакуумметра

    Кроме физических основ работы вакуумметры различаются по способу вывода показаний: он может быть аналоговым, при помощи стрелочного механизма, либо цифровым, путём вывода результатов на дисплей. Стрелочная индикация менее точна, и оценивается визуально, поэтому такие вакуумметры могут использоваться для замеров средней степени точности. Ограничением цифровых вакуумметров считается зависимость их показаний от степени зарядки батареи, питающей аналого-цифровой преобразователь.

    Рассмотрим его на примере наиболее прогрессивных и точных вакуумметров, реализующих ионизационный принцип определения степени вакуума. В приборе искусственным образом создаётся разность потенциалов, т. е. газ, находящийся внутри, ионизируется любым из способов: электромагнитным полем, электрическим разрядом, повышением температуры на одном из катодов и т. п. В любом случае равновесное состояние молекул нарушается, что приводит к направленному потоку заряженных частиц от одного полюса к другому. Излучение сопровождается появлением ионного тока, который регистрируется, усиливается и преображается в показания контрольно-воспроизводящего устройства.

    Ограничения таких приборов – зависимость показаний от рода газа: с изменением плотности газа интенсивность ионного потока изменяется, что скажется на конечном результате измерения. Поэтому производители подобной техники всегда указывают внешние условия, при которых целесообразна эксплуатация вакуумметра – внешняя температура, плотность газа и т. д. Эксплуатационные достоинства – практически вечный срок службы, поскольку в цифровых вакуумметрах нет трущихся и изнашивающихся узлов.

    В противоположность цифровым, аналоговые вакуумметры используют показания определённых физических характеристик воздуха или газа. Например, в стрелочных вакуумметрах измерение положения стрелки происходит вследствие разности давлений – эталонного, на который настроен прибор, и фактического. Использование таких вакуумметров намного проще, но необходимость частой тарировки усложняет их эксплуатацию.

    Оптимальным является применение вакуумметров комбинированного действия, к которым относят термопарные. Там в результате нагрева термопарами воздуха внутри прибора изменяется его плотность и теплопроводность. Соответственно изменение плотности вызовет отклонение стрелки от начального положения, а изменение теплопроводности сопровождается появлением термоэмиссионного тока, значения которого отображаются на дисплее. В результате пользователь может сравнивать оба из показаний.

    цифровой вакуумметр

    Выбираем подходящий вакуумметр

    Обычно используют четыре основных критерия – цена, размеры, точность и воспроизводимость результатов измерения.

    Для измерения низкого и среднего вакуума оптимальным сочетанием таких характеристик обладают комбинированные тепловые вакуумметры с термопарными датчиками 2А и 2С (отечественного производства) и АТС Edwards — импортного. Они не имеют трущихся механических частей и нечувствительны к внешним условиям применения и весьма компактны. При вполне приемлемой цене (7…8 тыс. руб.) могут фиксировать давления от 10-6 мм. рт. ст.

    вакуумметры вит

    К лабораторному типу рассматриваемых приборов относятся электронные манометрические приборы серии ВИТ от компании Мерадат: ВИТ-1А, ВИТ-2, ВИТ-3, ВМБ и ряд других. Такая техника способна определить степень вакуума в широких пределах, но отличается сложностью и трудоёмкостью предварительной калибровки, для чего необходим вакуумный насос, тарировочный манометр и манометрический преобразователь. Цена приборов – от 8 тыс. руб. для ВИТ- 2, до 15 тыс. руб. для ВИТ-3. Приборы линейки ВИТ способны определить вакуум при давлениях от 10-7 до 1 мм рт. ст.

    Для автомобилистов подходящим выбором является вакуумметр ADD622, при помощи которого возможна оперативная диагностика некоторых узлов автомашин. Точность прибора – 0…70 мм. рт. ст., цена – до 2000 руб.

    Опубликовано в Точность превыше всего

    Нажмите, чтобы отменить ответ.

    Оставить комментарий при помощи Вконтакте
    Оставить комментарий

    Имя (Обязательно)

    E-mail (Обязательно, не будет виден другим)

    Сайт

    Комментарий

    Лента комментариев

    Оповещать о новых комментариях по e-mail.

    • Свежие записи

      • Ручной лобзик по дереву. Правила выбора и работы
      • Вакуумметр. Измерение давления разрежённых газов
      • Пневмонагнетатель. Быстрая транспортировка строительных растворов
      • Краскотёрка. Готовим малярные составы
      • Браслет-мультитул. Украшение с большими возможностями
    • Источник