Вакуумметр Пирани используется в разнообразных сферах промышленности и лабораториях для измерения уровня давления в вакуумных установках. Использовать прибор начали больше сотни лет назад. Это одно из самых старых устройств, которое обеспечивает косвенные измерения. Особенность устройства в теплоотдаче металлов и увеличении их сопротивления пропорционально температуре. Уникальная конструкция прибора позволяет получить точные результаты, если соблюдать правила измерения, так как устройство чувствительно к роду газа.
Содержание:
Особенности конструкции устройства
Главным элементом прибора выступает нить, обладающая высокой чувствительностью. Она является одной из частей моста Уинстона, который обеспечивает поддержку равновесия за счет изменения напряжения. Нить изготовлена из металла. Обычно, в производстве пользуются платиной. Это элемент подвешивают в трубе, присоединенной к вакуумной системе. К нити накала подведена электрическая цепь. Давление с ней снимают, выполнив предварительную калибровку перед повторным использованием устройства. Это терморезисторный вакуумметр, позволяющий получить точные результаты.
Особенности конструкции устройства
Принцип работы прибора
Процесс измерения осуществляется способом постоянной температуры. Такая методика самая быстрая, чувствительная и точная. Чувствительный элемент прибора находится внутри измеряемого газа. При сталкивании молекул с нитью они отбирают ее тепло. Чем показатели вакуума глубже, тем температура нити выше и увеличивается ее сопротивление.
Функционировать такие датчики могут в показателях от 0,5 до 10-4торр. Чтобы сократить температуру окружающей среды, нить помещают в ответвление, расположенное рядом с регистрирующей нитью. Она работает, как уравновешивающий резистор. Чаще всего нить выполнены из вольфрама. Этот материал обладает высокой чувствительностью и теплопроводимостью, поэтому дает точные результаты. За счет изменений теплопроводности газов колеблются и показатели вакуумметра. Важно предварительно ознакомиться с составом газа. Это предоставит возможность использовать калибровочные кривые для настройки, которые обычно предлагают производители вакуумметров. Такими устройствами не желательно пользоваться, если давление органических веществ повышено.
Принцип работы прибора
Во время работы устройства с тонкой нити из вольфрама передается тепло к трубке, имеющей фланец на конце. Эта трубка находится в условиях комнатной температуры. Под влиянием вакуума осуществляется прогревание металлической нити благодаря ее способности пропускать электрический ток. Величина давления определяется за счет уравнения баланса температур данного типа оснащен резистивным измерителем температуры. По температуре спирали судят о параметрах передачи тепла между нитью и трубкой. Если давление газа низкое, то падают и показатели теплоотдачи, за счет чего в окружающую среду поступает меньшее количество тепла. Постоянная мощность способствует сильному разогреву нити, в результате вычислений, происходящих внутри прибора, можно определить уровень давления.
Главные преимущества вакуумметра
Устройством пользуются в разных сферах промышленности благодаря широкому диапазону измерений. С его помощью можно определить показатели до 10-4мбар. Оборудование выпускают в небольших размерах, чтобы его можно было интегрировать в любую систему. Оно отлично функционирует со всеми контроллерами, поэтому пользуется популярностью в приложениях, где нужно определить размер вакуума.
Если пользоваться датчиком Пирани, необходимо сначала определиться с типом газа, так как важную роль играет теплопроводность. Если она отличается, то результаты будут искажены. Чаще всего калибровка устройств осуществляется по чистому воздуху. Перед эксплуатацией важно произвести пересчет для сред разного вида. Более эффективно будет использовать датчик в сочетании с контроллером. В его настройках достаточно указать, какой тип газа используется, и можно наблюдать автоматический пересчет показаний давления.
Главные преимущества вакуумметра
Среди главных преимуществ оборудования следует выделить:
- Способность быстро реагировать на изменение показателей давления;
- Возможность получать стабильные результаты благодаря наличию функции компенсации температурного воздействия;
- Оптимальные возможности воспроизводимости результатов;
- Повышенная надежность и экономичность;
- Наличие в современных моделях металлического изолированного сенсора;
- Легко регулируется от атмосферы до нуля;
- Легко соединяется с другими контроллерами;
- Подходит для применения в промышленности;
- Изготовляется из высокопрочных и устойчивых к коррозии материалов.
Вакууметры Пирани обладают множеством достоинств. Среди недостатков пользователи выделяют необходимость определять перед эксплуатацией род газа и проводить расчеты в соответствии с данными. Благодаря уникальной конструкции датчиками пользуются уже более ста лет.