Vakuumsensoren: Funktionsprinzip

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-02-19 13:40

Sensor-Vakuummeter - es ist auch ein Druckanzeigegerät. In diesem Artikel werden wir ihre Typen und das Funktionsprinzip betrachten. Es gibt solche Typen: Kompression, mechanisch, Membran.

Man nennt es auch "Vakuummeter". Es ist für Menschen ein Gerät zur Messung des Druckniveaus von Vakuum und Gasen, die sich wiederum in einer Vakuumumgebung befinden. Im Allgemeinen könnte man es unter dem Namen verstehen.

Leonardo Da Vinci legte den Grundstein für diese Geräte. Er baute eine Art Funktionsgerät, mit dem er den Druck in einer Wasserleitung messen konnte. Diese Erfindung wurde sehr beliebt und notwendig für jene Jahre, als Da Vinci lebte (1400).

Seine Erfindung wurde von Evangelista Torricelli verbessert, die ein Patent für dieses Gerät anmeldete. Dies geschah 1643, mehr als hundert Jahre nach dem Tod von Da Vinci selbst. Der Vakuumsensor war wie ein U geformt und das Hauptelement, an dem er arbeitete, war Quecksilber. Leider war es aufgrund seiner begrenzten Menge im Rohr selbst nicht möglich, einen höheren Druck als 9 pA zu bestimmen. Alles hat das Aussehen eines digitalen Vakuumsensors verändert (sein Foto ist unten im Material dargestellt).

Messgerätearten

Mechanisches Messgerät.

Dies ist ein Gerät, das keine Stromquellen verwendet und in der Lage ist, den Füllstand im Bereich von 0,4 bis 7000 bar zu bestimmen. Sein Funktionsmechanismus besteht darin, dass es einen bestimmten Ring gibt, der sich in einem Rohr mit ovalem Querschnitt befindet, das wiederum in einem Winkel von 240 Grad gebogen ist.

Es befindet sich in der Rille und seine Enden sind nicht fixiert, wodurch der Druck bei der Messung in das Rohr hineingedrückt wird und es wiederum in Bewegung setzt. Es ist mit einem Mechanismus verbunden, der genaue Messwerte bereits auf der Skala des Geräts anzeigt. Üblicherweise misst das Gerät Drücke bis 65 bar, es gibt aber auch Geräte für höhere Werte, etwa 7100 bar.

Um den Vakuumsensor in einer aggressiveren Umgebung einzusetzen, ist sein Körper mit einem Imprägniermittel gefüllt, das den Mechanismus schmiert und somit Korrosion verhindert. Als Schutz dieses Mechanismus, um das Rohr vor Bruch zu schützen, ist der Manometerkörper mit einer geblasenen Wand ausgestattet, die Überdruck entlastet.

Erfindung der Rohrfeder

Das Rohr ist U-förmig und wird hydrostatisches Messgerät genannt.

Es zeigt die Ergebnisse des Drucks auf die Flüssigkeit, die dieses Röhrchen erkannt hat. Die Parameter an verschiedenen Enden dieser beiden Röhren sind unterschiedlich, und der Pfeil des Geräts zeigt den Unterschied zwischen ihnen. Heute wird ein solches Gerät nicht mehr verwendet, da sich der Druckbereich geändert hat und das Gerät völlig überflüssig geworden ist.

Kompressionsmesser.

DiesManometer, nur sehr fortgeschritten. Um seine Fähigkeiten zu erweitern, wurde es so konstruiert, dass es vor der Messung die Flüssigkeit im Rohr komprimiert und die Skala das Druckniveau anzeigt. Im Alltag dient es lediglich als Kalibriergerät.

Verformungsmesser, mechanisch

Dieses Manometer ist normalerweise für Niedervakuummessungen vorgesehen. Unter dem Druck des Rohrs wird die darin enth altene Feder zusammengedrückt und verformt den Arbeitsplatz und überträgt die Last wiederum auf den Zeigermechanismus, die sogenannte Anzeigeskala.

Vakuum-Membrandrucksensor.

Dies ist die günstigste Version des Uhrwerks. Funktionsprinzip: Vakuum drückt auf die Membran und es drückt auf den Sensor. Solche Geräte sind immer unabhängig vom Medium und messen in jedem Gasgemisch.

Thermische Mechanismen

Sensoren zur thermischen Vakuummessung gelten als die gefragtesten, sie messen sowohl bei mittleren als auch bei niedrigen Vakuumfrequenzen. In diesen Geräten werden solche Indikatoren kombiniert, die für Menschen wichtig sind, wie Qualität und niedriger Preis. Sie können nur für Messungen im absoluten Vakuum verwendet werden. Das Funktionsprinzip ist wie folgt: Die Reaktion des Vakuummeters auf eine Änderung des Gaswärmerohrs mit einer Druckänderung.

Instrumente variieren je nach Art des Gases selbst und zeigen nur bestimmte Gemische an. Die häufigste Modifikation ist ein Thermoelement-Vakuummeter, und es gibt auch Pirani-Geräte und Konvektionsmechanismen.

Thermoelement.

SoDer Temperatursensor im Vakuum beeinflusst die Erwärmung des Thermoelements im Inneren des Mechanismus, was eine Spannungsänderung an den Enden der Thermoelemente hervorruft. Die Wärmeübertragung von der Erwärmung des Sensors selbst zu seinen Enden erfolgt aufgrund des Drucks um das Thermoelement herum. Je höher es ist, desto größer ist seine Spannung. Solche Vakuummeter sind unter einer Gruppe anderer ähnlicher sehr preisgünstig.

Pirani-Sensor

Dieser Mechanismus und das Funktionsprinzip ähneln dem Thermoelement. Es verwendet ein Kanalfilament und wandelt thermische Energie in Spannung um. Der Pirani-Mechanismus ist aufgrund des in den Mechanismus eingelöteten Stromkreises viel präziser als andere.

Konvektionssensor.

Er verwendet auch, wie ähnliche Geräte, ein Thermoelement. Aber der Mechanismus dieses speziellen Geräts hat seine eigene Kühlung. Immerhin ist das Gehäuse mit einem speziellen Faden umwickelt und breiter als das von Analoga. Und es wiederum ermöglicht eine korrekte und effiziente Zirkulation des Gases im Sensor, wodurch die gesamte Konvektionsvorrichtung als Ganzes besser funktioniert. Und es liefert auch viel schnellere Messwerte auf der Skala aufgrund der schnellen Abkühlung des Thermoelements.

Piezoresistive Mechanismen

Das Foto oben im Material zeigt einen elektronischen Vakuumsensor.

Aufgrund ihrer Unabhängigkeit von Gasqualität und -eigenschaften liefern sie die genauesten Messwerte. Die Vorrichtung ist in jedem Bereich von Druckfrequenzen vielseitig einsetzbar, da die Beeinflussung der letzteren durch die direkte Wirkung eines piezoresistiven Sensors erreicht wird. Sein Messbereich liegt bei 0,1 mm. Toyota-Vakuumsensor, zum Beispiel,funktioniert genauso.

Vakuumsensoren auf Ionisationsbasis

Das Funktionsprinzip des Vakuumsensors dieses Modells wird unten beschrieben.

Jedes Gas im Vakuum hat tatsächlich eine bestimmte Anzahl von Ionen. Ein auf sie einwirkendes Magnetfeld oder eine elektrische Entladung beschleunigen sie. Und diese von ihnen eingegebene Geschwindigkeit hängt vom Kompressionsgrad des Vakuums ab. Nach diesem Prinzip arbeiten solche Ionisationsmessgeräte.

Abhängig von der Modifikation verwenden Messgeräte verschiedene und ausgeklügelte Methoden, um Ionen zu beschleunigen. Diese Geräte sind in der Regel für Messungen im Hochvakuumbereich ausgelegt. Da sie gasabhängig sind und jedes Gas eine andere Dichte hat, wirkt sich dies auf die Geschwindigkeit der Ionen aus.

Ein Gerät, das immer eine K altkathode hat

Das ist ein Sensor, der ein elektrisches Feld erzeugt. Seine Magnete sind so positioniert, dass die Bewegung der Ionen entlang einer Spiralbahn erfolgt. Sie ist es, die diesen Partikeln ermöglicht, länger zu "leben" und daher effizienter zu arbeiten. Aufgrund der Tatsache, dass genau diese Kathode immer k alt ist, sind ihre Messwerte auf der Skala im Gegensatz zu den Analoga dieses Geräts vager. Gleichzeitig ist die Garantie dieses Geräts sehr lang und es fällt aufgrund seiner langlebigen Teile, die keine Reibung aneinander erzeugen können, nicht oft aus.

Produzenten

Der erste in diesem Artikel vorgestellte Hersteller von Vakuummetern ist "Meta-Chrome". Dies ist ein inländisches Unternehmen, das nicht nur diese Geräte herstellt, sondern auch Chromatographiegeräte und Messgeräte. Dieses russische Unternehmen trat in den Markt ein1994 gegründet und entwickelt und produziert seitdem Geräte für die Vakuumindustrie. Seine Produkte werden nicht nur in Russland, sondern auch im Ausland geliefert. Das Unternehmen Meta-Chrom produziert immer ein qualitativ hochwertiges Produkt, Ionisations- und Thermoelement-Vakuummeter ohne Ehe und Arbeit ohne Ausfälle. Dies wird in 90% der Fälle durch positive Rückmeldungen von Kunden und Käufern der Produkte dieses Herstellers bestätigt.

Das zweite Unternehmen, das Vakuummeter herstellt, ist MKS Incorporated, ein Unternehmen aus den Vereinigten Staaten von Amerika. Sie gründeten ihr Unternehmen, das Sensoren und andere Messgeräte verkaufte, viel früher als ihre russischen Kollegen, nämlich bereits 1962. Aber dann haben sie es sehr oberflächlich gemacht. Und als Hersteller solcher Geräte begann es sich erst seit 1998 zu positionieren. MKS stellt Vakuummeter für ihr Land her, aber wie unser inländisches Unternehmen können sie ihre Produkte gegen eine geringe Versandgebühr in andere Länder versenden.

Der dritte im Artikel erwähnte Hersteller ist Ulvac Technologies. Es ist auch ein amerikanischer Hersteller für die Herstellung verschiedener Messgeräte, wie z. B. eines Vakuummeters. Dieses Unternehmen wurde 1991 gegründet. Ihr Markt hatte schon immer viele digitale Vakuummeter und andere Produkte, die sie sowohl in ihrem Land (Vereinigte Staaten von Amerika) als auch in anderen Ländern der Welt liefern.

Schlussfolgerung

Das Vakuummeter ist eine sehr komplexe Sache, mit der Sie lernen müssen, wie man damit umgeht und den Druck richtig bestimmt. Dieser Artikel hat alle gezeigtArten dieser Sensoren gibt es nur etwa 10. Dies ist ein sehr wichtiger Gegenstand im Kofferraum von Autofahrern und Autowerkstätten.