Вакуумные датчики используются для измерения вакуума или давления ниже атмосферного. Измерения давления могут быть проведены для определения диапазона различных значений и различных типов давления в зависимости от того, выполняется ли измерение давления относительно атмосферы, условий вакуума или других контрольных уровней давления.
Датчики давления - приборы, которые могут быть спроектированы и сконфигурированы для определения давления в этих переменных. Датчики абсолютного давления предназначены для измерения давления относительно вакуума, и они разработаны с контрольным вакуумом, заключенным внутри самого датчика. Эти датчики также могут измерять атмосферное давление. Точно так же датчик манометрического давления определяет значения относительно атмосферного давления, и часть устройства обычно подвергается воздействию условий окружающей среды. Это устройство может быть использовано для измерения артериального давления.
Содержание:
- Для чего нужны датчики давления вакуумного насоса
- Виды и принцип работы датчиков вакуума для вакуумного насоса низкого давления
- Виды и принцип работы датчиков для среднего и высокого вакуума
Для чего нужны датчики давления вакуумного насоса
Вакуумное давление ниже уровня атмосферного давления, и его может быть сложно обнаружить с помощью механических методов. Датчики Пирани обычно используются для измерений в диапазоне низкого вакуума. Эти датчики опираются на нагретый провод с электрическим сопротивлением, соответствующим температуре. Когда вакуумное давление увеличивается, конвекция уменьшается, а температура проволоки повышается. Электрическое сопротивление увеличивается пропорционально и калибруется по давлению, чтобы обеспечить эффективное измерение вакуума.
Для чего нужны датчики давления вакуумного насоса
Датчики с ионным или холодным катодом обычно используются для применений с более высоким вакуумом. Эти инструменты основаны на нити, которая генерирует электронные выбросы. Электроны попадают на решетку, где они могут сталкиваться с молекулами газа, вызывая их ионизацию. Заряженное устройство для сбора привлекает заряженные ионы, и количество ионов, которые оно накапливает, непосредственно соответствует количеству молекул в вакууме, обеспечивая тем самым точное считывание давления в вакууме.
Виды и принцип работы датчиков вакуума для вакуумного насоса низкого давления
Виды и принцип работы датчиков вакуума для вакуумного насоса низкого давления
- Поршневые датчики
Поршневая технология использует герметичный поршень / цилиндр для измерения изменений давления. Механическое отклонение использует упругий или гибкий элемент для механического отклонения при изменении давления, например, диафрагму, трубку Бурдона или сильфон.
- Пьезоэлектрические вакуумные датчики давления
Пьезоэлектрические датчики давления измеряют динамическое и квазистатическое давление. Двунаправленные преобразователи состоят из металлизированного кварца или керамических материалов, которые имеют естественные электрические свойства. Они способны преобразовывать напряжение в электрический потенциал и наоборот.
- Микроэлектромеханические датчики
Микроэлектромеханические системы (МЭМС) - это, как правило, микросистемы, изготавливаемые с помощью кремниевой поверхностной микрообработки для использования в очень небольших промышленных или биологических системах.
- Вибрирующие датчики
Вибрирующие элементы используют технологию вибрирующих элементов, например кремниевый резонанс.
- Емкостные датчики абсолютного давления
Приборы с переменным емкостным давлением используют результаты изменения емкостного сопротивления в результате перемещения мембранного элемента для измерения давления. Устройство использует тонкую диафрагму в качестве одной пластины конденсатора. Приложенное давление вызывает отклонение диафрагмы и изменение емкости. Отклонение диафрагмы вызывает изменение емкости, которое обнаруживается мостовой схемой. Емкостные датчики абсолютного давления с вакуумом между пластинами идеально подходят для предотвращения погрешности путем поддержания диэлектрической проницаемости материала постоянной.
- Тензометры
Тензометры (переменные резисторы, чувствительные к деформации) связаны с частями конструкции, которые деформируются при изменении давления. Тензодатчики прочные, точные и стабильные, они могут работать в условиях сильных ударов и вибрации, а также в различных средах под давлением. Датчики давления тензометрического датчика бывают нескольких различных типов: тензометрический датчик сцепления, тензометрический датчик напыления и тензометрический датчик полупроводника.
- Полупроводниковые пьезорезистивные датчики
Полупроводниковые пьезорезистивные датчики основаны на полупроводниковой технологии. Изменение сопротивления происходит не только из-за изменения длины и ширины (как это происходит с тензодатчиком), но и из-за смещения электрических зарядов в резисторе. В области диаграммы на датчике, подключенном к элементному мосту, находятся четыре пьезорезистора. Когда диафрагма отклоняется, два резистора подвергаются касательному напряжению, а два - радиальному.
Виды и принцип работы датчиков для среднего и высокого вакуума
Виды и принцип работы датчиков для среднего и высокого вакуума
- Вакуумные датчики Пирани
Эти датчики измеряют теплопроводность газа. Это простые устройства, которые содержат нагретую пластину и измеряют количество тепла, потерянного пластиной. Количество потерянного тепла зависит от давления газа.
Есть несколько конструкций датчика Пирани. Один дизайн включает в себя использование двух пластин с разными температурами. Количество энергии, расходуемой на нагрев, является мерой давления газа. В другой конструкции используется одна пластина для измерения теплопроводности газа по тепловым потерям в окружающей области.
Некоторые датчики используют технику теплового баланса, разделяя чувствительную камеру на две секции и заполняя одну газом при эталонном давлении, а другая связана с измеряемым вакуумом. Каждая из камер имеет одинаковый размер, форму и конструкцию и содержит одну нагреваемую пластину. Измерение температуры осуществляется с помощью термопары.
- Ионизационные датчики
Вакуумметры, в которых используются ионы, аналогичны вакуумным трубкам. Соотношение между ионным током и филаментом является почти линейной функцией молекулярной плотности (давления). Принцип действия такой же, как у вакуумметра. Однако пластина заменяется проволокой, окруженной сеткой, а катодная нить находится снаружи. Есть два типа доступных устройств: горячий катод и холодный катод. Основным отличием между этими двумя типами является их метод производства электронов. Устройства с холодным катодом вытягивают электроны с поверхности электрода под высоким потенциальным полем.