Вакуумметры - это устройства для измерения уровня разрежения. Сфера применения этих измерительных приборов достаточно велика, они используются в нефтедобыче, в судостроении, в научных исследованиях, в медицине и во многих видах промышленности. Каждая вакуумная система требует контроля разряжения, поэтому потребность в вакуумметрах очень высока.
Существуют стрелочные вакуумметры и электроприборы с цифровым индексированием. Эти устройства имеют лишь внешние отличия, нет никакой разницы в точности измерения. Когда существует риск высокого и низкого давления в системе, используется комбинированное устройство, называемое манометр-вакуумметр.
Содержание:
- Виды вакуумметров и вакуумных датчиков
- Подробнее о ионизационных приборах
- Трубка Бурдона
- Вакуумметр Пирани
- Тепловой вакуумметр
- U-образные гидростатические и компрессорные вакуумметры
- Мембранный вакуумметр
- Производители вакуумметров
Виды вакуумметров и вакуумных датчиков
В зависимости от применения, измерительные устройства могут быть разными. Существует три главных вида этих устройств:
- Ионизационный. Он делятся на 2 типа (с использованием нитей и магнитного заряда);
- Механический. Он делятся на 4 типа (Жидкостные, мембранные, пружинные и компрессионные);
- Тепловой.
Виды вакуумметров
Все из этих измерительных приборов используется для определенных целей, все они имеют отличия в точности измерений. Механические измерительные приборы с пружинным механизмом меряют вакуум путем изменения расположения рабочей части. Пружина здесь в роли компенсирующего деформацию механизма.
Ионизационные устройства функционируют благодаря измерения тока, передача которого осуществляется с помощью атомов. Этот прибор предлагает высочайшую точность в измерениях. Используется при взаимодействии с глубоким вакуумом и средним вакуумом.
Подробнее о ионизационных приборах
По точности измерений все остальные вакуумметры уступают ионизационному устройству. И благодаря его надежности можно с уверенностью сказать, что это самый лучший прибор, предназначенный для измерения давления. Принцип работы таких аппаратов заключается в нагревании катода испускания им стабильные отрицательно заряженные частицы, которые двигаются в сторону решодки. Из-за того, что сетка имеет достаточно большие (по отношению к электронам) ячейки, через нее проходит много отрицательно заряженных частиц.
Внимание! Частицы могут колебаться в течение некоторого времени, прежде чем достичь сетки. Процесс ионизации начинается, когда отрицательно заряженные частицы вступают в контакт с газами. Ионы перемещаются к катоду и генерируют ток. Соответственно, чем выше газовая концентрация, тем сильнее ток. Измеряя ток, устройство выдают точные значения давления. Такие устройства часто используют в лабораторных условиях. Самой востребованной моделью можно смело назвать «Ионизационный термопарный вакуумметр ВИТ 2».
Ионизационные
Трубка Бурдона
Трубка Бурдона является механическим аппаратом. Принцип действия заключается в том, что трубка деформируется и один из ее концов находится в контакте с измеряемой средой под давлением. Давление может постоянно колебаться, поэтому трубка Бурдона не всегда выдает правильные показания.
Внимание! Материалы, которые являются нейтральными по отношению к измерительной среде, используются для изготовления трубки Бурдона. Это необходимо для того, чтобы свойства окружающей среды не влияли на точность измеренных значений. Эти трубки выпускают многие компании. У фирмы "Wika" есть много всяческих трубок Бурдона, отличающихся по размеру, материалу и диаметру отверстий. Таким образом, можно эксплуатировать устройство в любой среде (нейтральной, агрессивной).
Трубка Бурдона
Вакуумметр Пирани
Такие вакуумметры работают за счет отбора тепловой энергии, ударяя молекулы газа об накалённую нить. Следовательно, чем больше молекул ударится в нить, тем ниже температура нити. Сопротивление металла увеличивается при нагревании. Можно определить давление путем измерения сопротивления. Нить находится в корпусе агрегата, который подключен к среде измерения. Поэтому температура воздуха не отражается на точности измеренных значений. Наиболее распространенным материалом для нити является вольфрам, никель или платина. Каждый из материалов используется в разных сферах деятельности. Вольфрамовые нити хорошо работают в номинальной газовой среде. Никель хорошо подходит для агрессивной среды. А платиновые нити чаще всего используются лабораторных испытаний, где важна высокая точность показаний.
Вакуумметр Пирани
Тепловой вакуумметр
Принцип работы тепловых вакуумметров заключается в том, что теплопроводность зависит от разных уровней давления. Нить и теплоприемник, который представляет собой корпус устройства, используются для измерения разреженности. Для того чтобы добиться высокой точности, требуется одноуровневое напряжение, передающаяся на нить. Если напряжение будет скакать нить будет очень горячей или холодной, что влияет на точность измеренных значений. Недостаток тепловых датчиков заключается в том, что рано или поздно нить выгорит, что также повлияет на точность показаний.
Тепловой вакуумметр
У термовакуумметры нет надежной защиты от окружающей среды. Когда температура воздуха высокая, корпус нагревается, и нить соответствующим образом будет греться, что, в свою очередь, влияет на точность показаний.
U-образные гидростатические и компрессорные вакуумметры
U-образный вакуумметр функционирует благодаря влиянию избыточного вакуума на жидкость в трубе. Давление на концах труб отличается, и разницу между ними показывает стрелка. Из-за небольшого диапазона измерений такие устройства практически никогда не эксплуатируются в современных системах.
Для того чтобы работать с глубокой средой есть специальные компрессорные устройства. Фактически это модифицированная версия U-образного устройства. Разница между ними заключается в том, что компрессорном устройстве жидкость сжимается в трубке, что положительно сказывается на диапазоне измерений. Эти аппараты можно даже использовать при работе с самым глубоким вакуумом. Однако это измерительный прибор чаще всего используют как устройство калибровки.
Компрессорные вакуумметры
Мембранный вакуумметр
Мембранные вакуумметры работают по следующему принципу: атмосферное давление оказывает нагрузку на мембрану, с одной стороны, а с другой стороны воздействует вакуум, что способствует ее деформации. Степень деформации мембраны измеряется механически (иногда электронным) методом, и результат отображается на экран измерительного устройства.
Внимание! Мембрана достаточно эластична, поэтому она восстанавливается после того, как выравниваться давления. Простота использования и высокая степень надежности сделали такие вакуумметры очень востребованными. Но есть и недостатки. Основным минусом мембранных вакуумметров является то, что их нельзя использовать в глубоком вакууме, поскольку диапазон возможных измеряемых давлений устройства небольшой.
Мембранный вакуумметр
Производители вакуумметров
Вакуумметры чаще всего производятся компаниями, которые имеют в ассортименте вакуумные системы. Есть частые случаи, когда производители кладут в комплект с основным оборудованием измерительные приборы. Есть небольшие компании, которые непосредственно занимаются производством самих измерительных приборов. Большинство этих представителей производят датчики, которые были заказаны более крупными компаниями. Одна из самых популярных компаний - Tirakont. Эта баварская марка выпускает вакуумметры, вакуумные системы, вакуумные фитинги и многое другое. Все оборудование этой фирмы сделано по стандартам качества и поэтому очень востребована.
ЮМАС хорошо зарекомендовал себя на российском рынке. Эта компания производит различные вакуумные приборы. Один из самых известных товаров компании — это вакуумметр MVP 100. Существует вариант этого устройства в корпусе с пылевлагозащитным покрытием. Ассортимент компании также включает запорную арматуру, манометры и прочие устройства для вакуумных установок. Все, что производит ЮМАС, отвечает всем требованиям государственного стандарта качества. Устройства этой компании пользуются спросом не только в России, но даже в Европе и на западе.
Производители вакуумметров
Немецкую компанию Ebro Electronic стоит относить к узконаправленным компаниям, занимающихся производством измерительных приборов. Компания производит манометры, термометры, датчики влажности и вакуумметры и многие другие виды приборов для измерения. Самая популярная модель электронного вакуумметра Ebro - VAM-320. Абсолютно все приборы этой фирмы отличаются высоким качеством исполнения и точностью измерений. Поэтому вакуумметры Ebro Electronic используются в лабораторных исследованиях.