Sensors de buit: principi de funcionament

2024 Autora: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificació: 2024-02-19 12:58

Aspirador amb sensor: també és un dispositiu de visualització de pressió. En aquest article considerarem els seus tipus, el principi de funcionament. N'hi ha d'aquests tipus: compressió, mecànic, de membrana.

També s'anomena "vacuòmetre" d'una altra manera. És per a les persones un dispositiu per mesurar el nivell de pressió del buit i dels gasos, que, al seu torn, es troben en un ambient de buit. En general, es podria entendre pel nom.

Leonardo Da Vinci va posar les bases d'aquests dispositius. Va fer una mena d'aparell funcional amb el qual era capaç de mesurar la pressió en una canonada d'aigua. Aquest invent es va fer molt popular i necessari per als anys en què va viure Da Vinci (1400).

El seu invent va ser millorat per Evangelista Torricelli, que va presentar una patent per a aquest dispositiu. Això es va fer l'any 1643, més de cent anys després de la mort del mateix Da Vinci. El sensor de buit tenia forma d'U i l'element principal sobre el qual treballava era el mercuri. Malauradament, a causa de la seva quantitat limitada en el propi tub, era impossible determinar una pressió superior a 9 pA. Tot va canviar l'aspecte d'un sensor de buit digital (la seva foto es presenta a continuació al material).

Tipus d'indicadors

Calibre mecànic.

Aquest és un dispositiu que no utilitza fonts d'alimentació, i és capaç de determinar el nivell en el rang de 0,4 a 7000 bar. El seu mecanisme de funcionament rau en el fet que hi ha un cert anell, que es troba en una canonada de secció ovalada, que al seu torn es doblega en un angle de 240 graus.

És a la ranura i els seus extrems no estan fixats, i això permet que la pressió en el procés de mesurar-la empènyer a l'interior del tub, posant-lo al seu torn en moviment. S'associa a un mecanisme que mostra lectures precises ja a l'escala del dispositiu. Normalment el dispositiu mesura una pressió de fins a 65 bar, però hi ha dispositius per a lectures més altes, uns 7100 bar.

Per utilitzar el sensor de buit en un entorn més agressiu, el seu cos s'omple d'un agent impermeabilitzant, que lubrica el mecanisme i evita així la corrosió. Com a protecció d'aquest mecanisme, per tal de protegir el tub de la ruptura, el cos del manòmetre està equipat amb una paret bufada que alleuja l'excés de pressió.

Invenció del tub de Bourdon

El tub té forma d'U i s'anomena manòmetre hidrostàtic.

Mostra els resultats de la pressió sobre el líquid que aquest tub ha detectat. Els paràmetres als diferents extrems d'aquests dos tubs són diferents i la fletxa del dispositiu mostra la diferència entre ells. Avui dia, aquest dispositiu ja no s'utilitza perquè el rang de pressió ha canviat i el dispositiu s'ha tornat completament innecessari.

Manòmetre de compressió.

Aixòmanòmetre, només molt avançat. Per ampliar les seves capacitats, s'ha dissenyat de manera que abans del mesurament comprimeix el líquid del tub, i l'escala mostra el nivell de pressió. A la vida quotidiana, s'utilitza simplement com a dispositiu de calibratge.

Calibre de deformació, mecànic

Aquest manòmetre normalment està pensat per a mesures de baix buit. Sota la pressió del tub, la molla que hi ha es comprimeix i deforma el lloc de treball i, al seu torn, transfereix la càrrega al mecanisme del punter, anomenat escala d'indicació.

Sensor de pressió de diafragma de buit.

Aquesta és la versió més assequible del moviment. Principi de funcionament: premses al buit sobre la membrana, i pressions sobre el sensor. Aquests dispositius són sempre independents del medi i prenen lectures en qualsevol mescla de gasos.

Mecanismes tèrmics

Els sensors de mesura de buit tèrmic es consideren els més demandats, fan lectures tant en freqüències de buit mitjana com baixa. És en aquests dispositius on es combinen aquests indicadors que són importants per a les persones com la qualitat i el preu baix. Només es poden utilitzar per a mesures en buit absolut. El principi de funcionament és el següent: la reacció del vacuòmetre davant un canvi en el tub de calor del gas amb un canvi de pressió.

Els instruments varien segons el tipus de gas en si i només llegeixen determinades mescles. La modificació més habitual és un vacuòmetre de termopar, i també hi ha dispositius Pirani i mecanismes de convecció.

Dispositiu de termoparell.

Aixíel sensor de temperatura al buit afecta l'escalfament del termoparell dins del mecanisme, la qual cosa provoca un canvi de tensió als extrems dels termoparells. La transferència de calor de l'escalfament del propi sensor als seus extrems es deu a la pressió al voltant del termopar. Com més alt sigui, més gran és la seva tensió. Aquests indicadors de buit són molt econòmics entre un grup d' altres similars.

Sensor Pirani

Aquest mecanisme i principi de funcionament és similar al termoparell. Utilitza un filament de canal i converteix l'energia tèrmica en voltatge. El mecanisme Pirani és molt més precís que altres, a causa del circuit elèctric soldat al mecanisme.

Sensor de convecció.

També, com els dispositius similars, utilitza un termoparell. Però el mecanisme d'aquest dispositiu en particular té el seu propi refredament. Després de tot, el cas s'embolica amb un fil especial i és més ample que el dels anàlegs. I, al seu torn, permet que el gas del sensor circuli correctament i eficientment, i això permet que tot el dispositiu de convecció funcioni millor en el seu conjunt. I també ofereix lectures molt més ràpides a l'escala a causa del ràpid refredament del termopar.

Mecanismes piezoresistius

La foto de d alt del material mostra un sensor de buit electrònic.

A causa de la seva independència de la qualitat i les propietats del gas, proporcionen les lectures més precises. El dispositiu té versatilitat en qualsevol rang de freqüències de pressió, perquè la influència d'aquesta última s'aconsegueix per l'acció directa d'un sensor piezoresistiu. El seu rang de mesura és de 0,1 mm. sensor de buit de Toyota, per exemple,funciona de la mateixa manera.

Sensors de buit basats en ionització

El principi de funcionament del sensor de buit d'aquest model es descriu a continuació.

Qualsevol gas al buit té, de fet, un cert nombre d'ions. Un camp magnètic o una descàrrega elèctrica que actua sobre ells els accelera. I aquesta velocitat, mecanografiada per ells, depèn del grau de compressió del buit. Segons aquest principi, aquests mesuradors d'ionització funcionen.

Depenent de la modificació, els mesuradors utilitzen una varietat de maneres sofisticades d'accelerar els ions. Aquests dispositius solen estar dissenyats per a mesures en un rang de buit elevat. Com que depenen dels gasos i que cada gas té una densitat diferent, això afecta la velocitat dels ions.

Un dispositiu que sempre té un càtode fred

Aquest és un sensor que crea un camp elèctric. Els seus imants estan posicionats de manera que el moviment dels ions es produeix al llarg de la trajectòria d'una espiral. És ella qui fa que aquestes partícules "visquin" més temps i, per tant, funcionin de manera més eficient. A causa del fet que aquest càtode és sempre fred, les seves lectures a l'escala són més vagues, a diferència dels anàlegs d'aquest dispositiu. Però, al mateix temps, la garantia d'aquest mateix dispositiu és molt llarga i sovint no es trenca a causa de les seves peces duradores que no poden crear fricció entre elles.

Productors

El primer fabricant de manòmetres de buit presentat en aquest article és "Meta-Chrome". Aquesta és una empresa nacional que produeix no només aquests dispositius, sinó també equips de cromatografia i equips de mesura. Aquesta empresa russa va entrar al mercat a1994, i des d'aleshores desenvolupa i produeix equips per a la indústria del buit. Els seus productes es subministren no només a Rússia, sinó també a l'estranger. L'empresa Meta-Chrom sempre produeix un producte d' alta qualitat, manòmetres de buit d'ionització i termopar sense casament i funciona sense avaries. Això es confirma en el 90% dels casos per comentaris positius dels clients i compradors dels productes d'aquest fabricant.

La segona empresa que produeix manòmetres de buit és MKS Incorporated, una empresa dels Estats Units d'Amèrica. Van fundar la seva empresa venent sensors i altres dispositius de mesura molt abans que els seus homòlegs russos, ja el 1962. Però després ho van fer molt superficialment. I completament, com a fabricant d'aquests equips, va començar a posicionar-se només des de 1998. MKS fabrica vacuòmetres per al seu país, però com la nostra empresa nacional, poden enviar els seus productes a altres països per una petita tarifa d'enviament.

El tercer fabricant que apareix a l'article és Ulvac Technologies. També és un fabricant nord-americà per a la producció de diversos instruments de mesura, com ara un vacuòmetre. Aquesta empresa es va fundar l'any 1991. El seu mercat sempre ha comptat amb una gran quantitat de vacuòmetres digitals i altres productes que subministren tant al seu país (Estats Units d'Amèrica) com a altres països del món.

Conclusió

El vacuòmetre és una cosa molt complexa que cal aprendre a manejar i determinar correctament la pressió. Aquest article ho ha mostrat tottipus d'aquests sensors, només n'hi ha uns 10. Aquest és un element molt important al maleter dels motoristes i reparadors d'automòbils.