Vakum sensörleri: çalışma prensibi

2024 Yazar: Erin Ralphs | [email protected]. Son düzenleme: 2024-02-19 19:56

Sensör Vakum Ölçer - aynı zamanda bir basınç görüntüleme cihazıdır. Bu yazıda türlerini, çalışma prensibini ele alacağız. Bu türler vardır: sıkıştırma, mekanik, membran.

Başka bir şekilde "vakum ölçer" olarak da adlandırılır. İnsanlar için, sırayla bir vakum ortamında bulunan vakum ve gazların basınç seviyesini ölçmek için bir cihazdır. Genel olarak adından anlayabilirsiniz.

Leonardo Da Vinci bu cihazların temelini attı. Bir su borusundaki basıncı ölçebildiği bir tür işlevsel cihaz yaptı. Bu buluş, Da Vinci'nin yaşadığı (1400'ler) yıllar için çok popüler ve gerekli hale geldi.

Buluş, bu cihaz için patent başvurusunda bulunan Evangelista Torricelli tarafından geliştirildi. Bu, Da Vinci'nin kendisinin ölümünden yüz yıldan fazla bir süre sonra, 1643'te yapıldı. Vakum sensörü U şeklindeydi ve üzerinde çalıştığı ana eleman cıvaydı. Ne yazık ki, tüpün kendi içindeki sınırlı miktarı nedeniyle 9 pA'dan daha yüksek bir basınç belirlemek imkansızdı. Her şey bir dijital vakum sensörünün görünümünü değiştirdi (fotoğrafı aşağıda materyalde sunulmuştur).

Gösterge türleri

Mekanik gösterge.

Güç kaynakları kullanmayan bir cihazdır ve 0,4 ile 7000 bar aralığında seviye belirleme özelliğine sahiptir. Çalışma mekanizması, oval kesitli bir borunun içine yerleştirilmiş ve sırayla 240 derecelik bir açıyla bükülmüş belirli bir halkanın bulunması gerçeğinde yatmaktadır.

Yiv içindedir ve uçları sabit değildir ve bu, ölçme sürecindeki basıncın tüpün içine itmesine ve sırayla harekete geçmesine olanak tanır. Cihaz ölçeğinde zaten doğru okumaları gösteren bir mekanizma ile ilişkilidir. Genellikle cihaz basıncı 65 bara kadar ölçer, ancak daha yüksek okumalar için yaklaşık 7100 bar olan cihazlar vardır.

Vakum sensörünü daha agresif bir ortamda kullanmak için gövdesi, mekanizmayı yağlayan ve böylece korozyonu önleyen su geçirmez bir madde ile doldurulur. Bu mekanizmanın bir koruması olarak, boruyu yırtılmaya karşı korumak için gösterge gövdesi aşırı basıncı tahliye eden üflemeli bir duvarla donatılmıştır.

Bourdon tüpünün icadı

Tüp U şeklindedir ve hidrostatik gösterge olarak adlandırılır.

Bu tüpün algıladığı sıvı üzerindeki basıncın sonuçlarını gösterir. Bu iki tüpün farklı uçlarındaki parametreler farklıdır ve cihazın oku aralarındaki farkı gösterir. Günümüzde böyle bir cihaz artık kullanılmıyor çünkü basınç aralığı değişti ve cihaz tamamen gereksiz hale geldi.

Sıkıştırma ölçer.

Bumanometre, sadece çok gelişmiş. Yeteneklerini genişletmek için, ölçümden önce tüpteki sıvıyı sıkıştıracak ve ölçek basınç seviyesini gösterecek şekilde tasarlanmıştır. Günlük hayatta sadece bir kalibrasyon cihazı olarak kullanılır.

Deformasyon ölçer, mekanik

Bu basınç göstergesi genellikle düşük vakum ölçümleri için tasarlanmıştır. Tüpün basıncı altında içindeki yay sıkışır ve çalışma alanını deforme eder ve sırayla yükü gösterge ölçeği adı verilen işaretçi mekanizmasına aktarır.

Vakum diyafram basınç sensörü.

Bu, hareketin en uygun fiyatlı versiyonudur. Çalışma prensibi: Membran üzerine vakum presler ve sensöre basar. Bu tür cihazlar her zaman ortamdan bağımsızdır ve herhangi bir gaz karışımında okuma alır.

Termal mekanizmalar

Termal vakum ölçüm sensörleri en çok talep görenler olarak kabul edilir, hem orta hem de düşük vakum frekanslarında okuma alırlar. Kalite ve düşük fiyat gibi insanlar için önemli olan bu tür göstergelerin birleştirilmesi bu cihazlardadır. Yalnızca mutlak vakumda ölçümler için kullanılabilirler. Çalışma prensibi şu şekildedir: vakum ölçerin gaz ısı borusundaki bir değişikliğe basınçtaki bir değişiklikle tepkimesi.

Aletler gazın türüne göre değişir ve yalnızca belirli karışımları okur. En yaygın değişiklik bir termokupl vakum ölçerdir ve ayrıca Pirani cihazları ve konveksiyon mekanizmaları da vardır.

Termokupl cihazı.

Öylevakumdaki sıcaklık sensörü, termokuplların uçlarında voltajda bir değişikliğe neden olan mekanizma içindeki termokuplun ısınmasını etkiler. Sensörün ısınmasından uçlarına ısı transferi, termokupl etrafındaki basınçtan kaynaklanmaktadır. Ne kadar yüksekse, voltajı o kadar büyük olur. Bu tür vakum ölçerler, bir grup diğer benzerleri arasında çok bütçelidir.

Pirani Sensörü

Bu mekanizma ve çalışma prensibi termokupl ile benzerdir. Bir kanal filamanı kullanır ve termal enerjiyi voltaja dönüştürür. Pirani mekanizması, mekanizmaya lehimlenen elektrik devresi nedeniyle diğerlerinden çok daha hassastır.

Konveksiyon sensörü.

Ayrıca, benzer cihazlar gibi bir termokupl kullanıyor. Ancak bu özel cihazın mekanizmasının kendi soğutması vardır. Sonuçta, kasa özel bir iplikle sarılmış ve analoglardan daha geniş. Ve sırayla, sensördeki gazın doğru ve verimli bir şekilde dolaşmasına izin verir ve bu, tüm konveksiyon cihazının bir bütün olarak daha iyi çalışmasına izin verir. Ayrıca termokuplun hızlı soğuması nedeniyle ölçekte çok daha hızlı okumalar sağlar.

Piezorezistif mekanizmalar

Malzemedeki yukarıdaki fotoğraf bir elektronik vakum sensörünü göstermektedir.

Gaz kalitesi ve özelliklerinden bağımsız oldukları için en doğru okumaları sağlarlar. Cihaz, herhangi bir basınç frekansı aralığında çok yönlülüğe sahiptir, çünkü ikincisinin etkisi, bir piezodirençli sensörün doğrudan hareketi ile elde edilir. Ölçüm aralığı 0,1 mm'dir. Toyota vakum sensörü, örneğin,aynı şekilde çalışır.

İyonizasyon tabanlı vakum sensörleri

Bu modelin vakum sensörünün çalışma prensibi aşağıda açıklanmıştır.

Vakumdaki herhangi bir gazın aslında belirli sayıda iyonu vardır. Onlara etki eden bir manyetik alan veya elektrik boşalması onları hızlandırır. Ve onlar tarafından yazılan bu hız, vakumun sıkıştırma derecesine bağlıdır. Bu prensibe göre, bu tür iyonizasyon göstergeleri çalışır.

Değişikliğe bağlı olarak, göstergeler iyonları hızlandırmak için çeşitli ve karmaşık yollar kullanır. Bu cihazlar genellikle yüksek vakum aralığındaki ölçümler için tasarlanmıştır. Gaza bağımlı olduklarından ve her gazın yoğunluğu farklı olduğundan, bu iyonların hızını etkiler.

Her zaman soğuk katoda sahip bir cihaz

Bu, elektrik alanı oluşturan bir sensördür. Mıknatısları, iyonların hareketi bir spiralin yörüngesi boyunca meydana gelecek şekilde konumlandırılmıştır. Bu parçacıkların daha uzun süre "yaşamasını" ve dolayısıyla daha verimli çalışmasını sağlayan kişidir. Bu katodun her zaman soğuk olması nedeniyle, bu cihazın analoglarının aksine, ölçekteki okumaları daha belirsizdir. Ama aynı zamanda bu cihazın garantisi çok uzundur ve birbirine karşı sürtünme oluşturamayan dayanıklı parçaları nedeniyle çoğu zaman bozulmaz.

Yapımcılar

Bu makalede sunulan ilk vakum ölçer üreticisi "Meta-Krom" dur. Sadece bu cihazları değil aynı zamanda kromatografi ekipmanlarını ve ölçüm ekipmanlarını da üreten yerli bir firmadır. Bu Rus şirketi pazara girdi.1994 ve o zamandan beri vakum endüstrisi için ekipman geliştirmekte ve üretmektedir. Ürünleri sadece Rusya'da değil, yurtdışında da tedarik edilmektedir. Meta-Chrom işletmesi her zaman yüksek kaliteli bir ürün, iyonizasyon ve termokupl vakum ölçerleri evlenmeden ve arızasız çalışır. Bu, vakaların %90'ında müşterilerden ve bu üreticinin ürünlerinin alıcılarından gelen olumlu geri bildirimlerle doğrulanır.

Vakum ölçer üreten ikinci şirket, Amerika Birleşik Devletleri'nden bir kuruluş olan MKS Incorporated'dir. Sensörler ve diğer ölçüm cihazları satan şirketlerini Rus meslektaşlarından çok daha önce, yani 1962'de kurdular. Ama sonra bunu çok yüzeysel yaptılar. Ve tamamen, bu tür ekipmanların üreticisi olarak, kendisini sadece 1998'den beri konumlandırmaya başladı. MKS kendi ülkesi için vakum ölçer yapıyor ama yerli şirketimiz gibi ürünlerini cüzi bir kargo ücreti karşılığında diğer ülkelere de gönderebiliyorlar.

Makalede yer alan üçüncü üretici Ulvac Technologies'dir. Aynı zamanda, vakum ölçer gibi çeşitli ölçüm aletlerinin üretimi için bir Amerikan üreticisidir. Bu şirket 1991 yılında kuruldu. Pazarlarında her zaman hem ülkelerinde (Amerika Birleşik Devletleri) hem de dünyanın diğer ülkelerinde tedarik ettikleri çok sayıda dijital vakum ölçer ve diğer ürünler vardı.

Sonuç

Vakum ölçer, basıncı nasıl kullanacağınızı ve doğru şekilde belirleyeceğinizi öğrenmeniz gereken çok karmaşık bir şeydir. Bu makale hepsini gösterdibu sensörlerin türleri, sadece 10 tane var. Bu, sürücülerin ve araba tamircilerinin bagajında çok önemli bir öğedir.