Vakuum datchiklari: ishlash printsipi

2024 Muallif: Erin Ralphs | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-02-19 19:58

Sensorli vakuummetr - bu bosimni ko'rsatuvchi qurilma. Ushbu maqolada biz ularning turlarini, ishlash printsipini ko'rib chiqamiz. Bunday turlari mavjud: siqish, mexanik, membrana.

U boshqa ma'noda "vakuum o'lchagich" deb ham ataladi. Bu odamlar uchun, o'z navbatida, vakuum muhitida bo'lgan vakuum va gazlarning bosim darajasini o'lchash uchun qurilma. Umuman olganda, ism bilan tushunish mumkin.

Leonardo Da Vinchi ushbu qurilmalarga asos solgan. U suv quvuridagi bosimni o'lchashga qodir bo'lgan qandaydir funktsional qurilma yasadi. Bu ixtiro juda mashhur bo'lib, Da Vinchi yashagan (1400-yillar) yillari uchun zarur bo'lgan.

Uning ixtirosini Evangelista Torricelli takomillashtirgan va u ushbu qurilmaga patent bergan. Bu 1643 yilda, Da Vinchining o'limidan yuz yildan ko'proq vaqt o'tgach amalga oshirildi. Vakuum sensori U shaklida bo'lgan va u ishlaydigan asosiy element simob edi. Afsuski, trubaning o'zida cheklangan miqdori tufayli 9 pA dan yuqori bosimni aniqlash mumkin emas edi. Hammasi raqamli vakuum sensori ko'rinishini o'zgartirdi (uning fotosurati quyida materialda keltirilgan).

Oʻlchovlar turlari

Mexanik oʻlchagich.

Bu quvvat manbalaridan foydalanmaydigan qurilma va u 0,4 dan 7000 bar oralig'idagi darajani aniqlashga qodir. Uning ishlash mexanizmi shundan iboratki, oval qismli quvurda joylashgan ma'lum bir halqa mavjud bo'lib, u o'z navbatida 240 daraja burchak ostida egiladi.

U truba ichida va uning uchlari mahkamlanmagan va bu uni o'lchash jarayonida bosimni kolba ichiga surish, uni navbat bilan harakatga keltirish imkonini beradi. Bu qurilma shkalasida allaqachon aniq o'qishlarni ko'rsatadigan mexanizm bilan bog'liq. Odatda qurilma 65 bargacha bosimni o'lchaydi, lekin yuqoriroq ko'rsatkichlar uchun qurilmalar mavjud, taxminan 7100 bar.

Vakuum datchigini tajovuzkorroq muhitda ishlatish uchun uning tanasi gidroizolyatsiya vositasi bilan to'ldirilgan bo'lib, u mexanizmni moylaydi va shu bilan korroziyaning oldini oladi. Ushbu mexanizmning himoyasi sifatida, trubkani yorilishdan himoya qilish uchun o'lchagich tanasi ortiqcha bosimni bartaraf etadigan puflangan devor bilan jihozlangan.

Bourdon naychasining ixtirosi

Turba U shaklida va gidrostatik oʻlchagich deb ataladi.

Bu trubka aniqlagan suyuqlikdagi bosim natijalarini ko'rsatadi. Ushbu ikki trubaning turli uchlaridagi parametrlar boshqacha bo'lib, qurilmaning o'qi ular orasidagi farqni ko'rsatadi. Bugungi kunda bunday qurilma endi ishlatilmaydi, chunki bosim diapazoni o'zgardi va qurilma mutlaqo keraksiz bo'lib qoldi.

siqish o'lchagich.

Bumanometr, faqat juda rivojlangan. O'z imkoniyatlarini kengaytirish uchun u o'lchovdan oldin suyuqlikni trubadagi siqishni va shkalada bosim darajasini ko'rsatadigan tarzda ishlab chiqilgan. Kundalik hayotda u oddiygina kalibrlash moslamasi sifatida ishlatiladi.

Deformatsiya oʻlchagich, mexanik

Bu bosim oʻlchagich odatda past vakuumli oʻlchovlar uchun moʻljallangan. Naychaning bosimi ostida undagi kamon siqiladi va ish joyini deformatsiya qiladi va u o'z navbatida yukni ko'rsatkich shkalasi deb ataladigan ko'rsatkich mexanizmiga o'tkazadi.

Vakuumli diafragma bosim sensori.

Bu harakatning eng arzon versiyasi. Ishlash printsipi: vakuum membranani bosadi va u sensorni bosadi. Bunday qurilmalar har doim muhitdan mustaqil va har qanday gaz aralashmasida ko'rsatkichlarni oladi.

Issiqlik mexanizmlari

Termal vakuumni o'lchash datchiklari eng ko'p talab qilinadigan hisoblanadi, ular o'rtacha va past vakuum chastotalarida o'qishni oladi. Aynan shu qurilmalarda sifat va arzon narx kabi odamlar uchun muhim bo'lgan ko'rsatkichlar birlashtirilgan. Ular faqat mutlaq vakuumdagi o'lchovlar uchun ishlatilishi mumkin. Ishlash printsipi quyidagicha: vakuum o'lchagichning bosim o'zgarishi bilan gaz issiqlik trubkasi o'zgarishiga reaktsiyasi.

Asboblar gaz turiga qarab farqlanadi va faqat ma'lum aralashmalarni o'qiydi. Eng keng tarqalgan modifikatsiya termojuftli vakuum o'lchagich bo'lib, Pirani qurilmalari va konveksiya mexanizmlari ham mavjud.

Termojuft qurilma.

Shundayvakuumdagi harorat sensori mexanizm ichidagi termojuftning isishiga ta'sir qiladi, bu termojuftlarning uchlarida kuchlanishning o'zgarishiga olib keladi. Sensorning o'zini isitishdan uning uchlariga issiqlik o'tkazilishi termojuft atrofidagi bosimga bog'liq. U qanchalik baland bo'lsa, uning kuchlanishi shunchalik katta bo'ladi. Bunday vakuum o'lchagichlar boshqa shunga o'xshashlar orasida juda arzon.

Pirani sensori

Bu mexanizm va ishlash printsipi termojuftga o'xshaydi. U kanal filamentidan foydalanadi va issiqlik energiyasini kuchlanishga aylantiradi. Pirani mexanizmi mexanizmga lehimlangan elektr zanjiri tufayli boshqalarga qaraganda ancha aniqroq.

Konveksiya sensori.

U ham xuddi shunday qurilmalar kabi termojuftdan foydalanadi. Ammo ushbu qurilmaning mexanizmi o'z sovutishiga ega. Axir, ish maxsus ip bilan o'ralgan va u analoglardan ko'ra kengroqdir. Va u, o'z navbatida, sensordagi gazning to'g'ri va samarali aylanishiga imkon beradi va bu butun konveksiya qurilmasining bir butun sifatida yaxshiroq ishlashiga imkon beradi. Shuningdek, u termojuftning tez sovishi tufayli shkala bo‘yicha ancha tez ko‘rsatkichlarni beradi.

Piezorezistiv mexanizmlar

Materialdagi yuqoridagi rasmda elektron vakuum sensori koʻrsatilgan.

Gaz sifati va xususiyatlaridan mustaqilligi tufayli ular eng aniq ko'rsatkichlarni ta'minlaydi. Qurilma bosim chastotalarining har qanday diapazonida ko'p qirrali xususiyatga ega, chunki ikkinchisining ta'siri piezorezistiv sensorning bevosita harakati bilan amalga oshiriladi. Uning o'lchov diapazoni 0,1 mm dan. Masalan, Toyota vakuum sensorixuddi shunday ishlaydi.

Ionizatsiyaga asoslangan vakuum datchiklari

Ushbu modeldagi vakuum sensorining ishlash printsipi quyida tasvirlangan.

Vakuumdagi har qanday gaz, aslida, ma'lum miqdordagi ionlarga ega. Ularga ta'sir qiluvchi magnit maydon yoki elektr razryad ularni tezlashtiradi. Va ular tomonidan yozilgan bu tezlik vakuumning siqilish darajasiga bog'liq. Ushbu printsipga ko'ra, bunday ionlash o'lchagichlari ishlaydi.

Modifikasiyaga qarab, oʻlchagichlar ionlarni tezlashtirishning turli va murakkab usullaridan foydalanadi. Ushbu qurilmalar odatda yuqori vakuum diapazonida o'lchash uchun mo'ljallangan. Ular gazga bog'liq va har bir gaz har xil zichlikka ega bo'lgani uchun bu ionlarning tezligiga ta'sir qiladi.

Har doim sovuq katodga ega qurilma

Bu elektr maydonini yaratuvchi sensor. Uning magnitlari ionlarning harakati spiralning traektoriyasi bo'ylab sodir bo'ladigan tarzda joylashtirilgan. Aynan u bu zarralarni uzoqroq "yashashga" va shuning uchun samaraliroq ishlashga imkon beradi. Ushbu katod har doim sovuq bo'lganligi sababli, uning shkaladagi ko'rsatkichlari ushbu qurilmaning analoglaridan farqli o'laroq, noaniqroqdir. Ammo shu bilan birga, aynan shu qurilmaning kafolati juda uzoq va u bir-biriga ishqalanish hosil qila olmaydigan mustahkam qismlari tufayli tez-tez buzilmaydi.

Prodyuserlar

Ushbu maqolada keltirilgan vakuum o'lchagichlarning birinchi ishlab chiqaruvchisi "Meta-Chrome" hisoblanadi. Bu nafaqat ushbu qurilmalarni, balki xromatografiya uskunalari va o'lchash uskunalarini ham ishlab chiqaradigan mahalliy kompaniya. Ushbu rus kompaniyasi bozorga kirdi1994 yildan beri vakuum sanoati uchun asbob-uskunalar ishlab chiqish va ishlab chiqarish bilan shug'ullanadi. Mahsulotlari nafaqat Rossiyada, balki xorijda ham yetkazib beriladi. Meta-Chrom korxonasi doimo yuqori sifatli mahsulot ishlab chiqaradi, ionlashtiruvchi va termojuftli vakuum o'lchagichlar nikohsiz va buzilishsiz ishlaydi. Bu 90% hollarda ushbu ishlab chiqaruvchining mahsulotlari xaridorlari va xaridorlarining ijobiy fikrlari bilan tasdiqlanadi.

Vakuum o'lchagichlarni ishlab chiqaruvchi ikkinchi kompaniya - Amerika Qo'shma Shtatlaridagi MKS Incorporated korxonasi. Ular rossiyalik hamkasblariga qaraganda ancha oldin, 1962 yilda sensorlar va boshqa o'lchash asboblarini sotadigan o'z kompaniyasiga asos solgan. Ammo keyin ular buni juda yuzaki qilishdi. Va butunlay, bunday uskunani ishlab chiqaruvchi sifatida, u faqat 1998 yildan beri o'zini namoyon qila boshladi. MKS o'z mamlakatlari uchun vakuum o'lchagichlar ishlab chiqaradi, ammo bizning mahalliy kompaniyamiz kabi ular o'z mahsulotlarini boshqa mamlakatlarga kichik yuk to'lovi evaziga jo'natishlari mumkin.

Maqolada keltirilgan uchinchi ishlab chiqaruvchi - Ulvac Technologies. Bundan tashqari, vakuum o'lchagich kabi turli xil o'lchash asboblarini ishlab chiqarish bo'yicha Amerika ishlab chiqaruvchisi. Bu kompaniya 1991-yilda tashkil etilgan. Ularning bozorida har doim oʻz mamlakatlarida (Amerika Qoʻshma Shtatlari) va dunyoning boshqa mamlakatlarida yetkazib beriladigan raqamli vakuum oʻlchagichlar va boshqa mahsulotlar koʻp boʻlgan.

Xulosa

Vakuum o'lchagich juda murakkab narsa bo'lib, siz bosimni qanday boshqarishni va to'g'ri aniqlashni o'rganishingiz kerak. Ushbu maqolada hamma narsa ko'rsatilganbu datchiklarning atigi 10 tasi bor. Bu avtoulovchilar va avtomobil taʼmirlash ustalari yukxonasidagi juda muhim element.