ვაკუუმის სენსორები: მუშაობის პრინციპი

2024 ავტორი: Erin Ralphs | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-02-19 17:08

სენსორული მტვერსასრუტი - ასევე არის წნევის ჩვენების მოწყობილობა. ამ სტატიაში განვიხილავთ მათ ტიპებს, მოქმედების პრინციპს. არსებობს ასეთი ტიპები: კომპრესიული, მექანიკური, მემბრანული.

მას სხვაგვარად „ვაკუუმზომსაც“უწოდებენ. ადამიანებისთვის ეს არის ვაკუუმის და გაზების წნევის დონის საზომი მოწყობილობა, რომლებიც, თავის მხრივ, ვაკუუმურ გარემოშია. ზოგადად, სახელის გაგება შეიძლება.

ლეონარდო და ვინჩიმ ჩაუყარა საფუძველი ამ მოწყობილობებს. მან დაამზადა რაიმე სახის ფუნქციური მოწყობილობა, რომლითაც მან წყლის მილში წნევის გაზომვა შეძლო. ეს გამოგონება გახდა ძალიან პოპულარული და აუცილებელი იმ წლებში, როდესაც და ვინჩი ცხოვრობდა (1400).

მისი გამოგონება გააუმჯობესა ევანგელისტა ტორიჩელის მიერ, რომელმაც ამ მოწყობილობის პატენტი შეიტანა. ეს გაკეთდა 1643 წელს, თავად და ვინჩის გარდაცვალებიდან ასზე მეტი წლის შემდეგ. ვაკუუმის სენსორს U-ის ფორმა ჰქონდა და მთავარი ელემენტი, რომელზეც ის მუშაობდა, იყო ვერცხლისწყალი. სამწუხაროდ, მილში მისი შეზღუდული რაოდენობის გამო, შეუძლებელი იყო 9 pA-ზე მაღალი წნევის დადგენა. ყველაფერმა შეცვალა ციფრული ვაკუუმის სენსორის გარეგნობა (მისი ფოტო წარმოდგენილია ქვემოთ მასალაში).

გაზომვების ტიპები

მექანიკური ლიანდაგი.

ეს არის მოწყობილობა, რომელიც არ იყენებს დენის წყაროებს და მას შეუძლია განსაზღვროს დონე 0,4-დან 7000 ბარამდე დიაპაზონში. მისი მოქმედების მექანიზმი მდგომარეობს იმაში, რომ არსებობს გარკვეული რგოლი, რომელიც მოთავსებულია მილში ოვალური მონაკვეთით, რომელიც თავის მხრივ მოხრილია 240 გრადუსიანი კუთხით.

ის არის ღარში და მისი ბოლოები არ არის დამაგრებული, და ეს საშუალებას აძლევს წნევას მისი გაზომვის პროცესში აძვროს მილის შიგნით, რიგრიგობით დააყენოს იგი მოძრაობაში. ის ასოცირდება მექანიზმთან, რომელიც აჩვენებს ზუსტ კითხვებს უკვე მოწყობილობის მასშტაბით. ჩვეულებრივ, მოწყობილობა ზომავს წნევას 65 ბარამდე, მაგრამ არის მოწყობილობები უფრო მაღალი მაჩვენებლისთვის, დაახლოებით 7100 ბარი.

ვაკუუმის სენსორის უფრო აგრესიულ გარემოში გამოსაყენებლად, მისი კორპუსი ივსება წყალგაუმტარი აგენტით, რომელიც ატენიანებს მექანიზმს და ამით ხელს უშლის კოროზიას. როგორც ამ მექანიზმის დაცვა, მილის რღვევისგან დასაცავად, ლიანდაგის კორპუსი აღჭურვილია აფეთქებული კედლით, რომელიც ხსნის ზედმეტ წნევას.

ბურდონის მილის გამოგონება

მილაკი არის U- ფორმის და ეწოდება ჰიდროსტატიკური ლიანდაგი.

ეს გვიჩვენებს ზეწოლის შედეგებს სითხეზე, რომელიც ამ მილმა აღმოაჩინა. ამ ორი მილის სხვადასხვა ბოლოების პარამეტრები განსხვავებულია და მოწყობილობის ისარი აჩვენებს მათ შორის განსხვავებას. დღეს ასეთი მოწყობილობა აღარ გამოიყენება, რადგან წნევის დიაპაზონი შეიცვალა და მოწყობილობა სრულიად არასაჭირო გახდა.

შეკუმშვის ლიანდაგი.

ესმანომეტრი, მხოლოდ ძალიან მოწინავე. შესაძლებლობების გასაფართოვებლად ის ისე იყო შექმნილი, რომ გაზომვამდე აკუმშავს სითხეს მილში და სასწორი აჩვენებს წნევის დონეს. ყოველდღიურ ცხოვრებაში, იგი გამოიყენება როგორც კალიბრაციის მოწყობილობა.

დეფორმაციის ლიანდაგი, მექანიკური

ეს წნევის საზომი ჩვეულებრივ განკუთვნილია დაბალი ვაკუუმის გაზომვებისთვის. მილის წნევით მასში არსებული ზამბარა იკუმშება და ახდენს სამუშაო ადგილის დეფორმაციას და ის თავის მხრივ დატვირთვას გადააქვს მაჩვენებელ მექანიზმზე, რომელსაც ჩვენების სკალა ეწოდება..

ვაკუუმური დიაფრაგმის წნევის სენსორი.

ეს არის მოძრაობის ყველაზე ხელმისაწვდომი ვერსია. მოქმედების პრინციპი: ვაკუუმი აჭერს მემბრანას და აჭერს სენსორს. ასეთი მოწყობილობები ყოველთვის დამოუკიდებელნი არიან საშუალებისგან და იღებენ მაჩვენებლებს ნებისმიერ აირის ნარევში.

თერმული მექანიზმები

თერმული ვაკუუმის საზომი სენსორები ითვლება ყველაზე მოთხოვნად, ისინი კითხულობენ როგორც საშუალო, ასევე დაბალ ვაკუუმ სიხშირეზე. სწორედ ამ მოწყობილობებშია გაერთიანებული ისეთი ინდიკატორები, რომლებიც ადამიანებისთვის მნიშვნელოვანია, როგორც ხარისხი და დაბალი ფასი. მათი გამოყენება შესაძლებელია მხოლოდ აბსოლუტურ ვაკუუმში გაზომვისთვის. მოქმედების პრინციპი ასეთია: ვაკუუმმეტრის რეაქცია გაზის სითბოს მილის ცვლილებაზე წნევის ცვლილებით.

ინსტრუმენტები განსხვავდება თავად გაზის ტიპის მიხედვით და კითხულობს მხოლოდ გარკვეულ ნარევებს. ყველაზე გავრცელებული მოდიფიკაცია არის თერმოწყვილების ვაკუუმის ლიანდაგი, ასევე არის Pirani მოწყობილობები და კონვექციის მექანიზმები.

თერმოწყვილი მოწყობილობა.

ასეთიტემპერატურის სენსორი ვაკუუმში გავლენას ახდენს მექანიზმის შიგნით თერმოწყვილის გათბობაზე, რაც იწვევს ძაბვის ცვლილებას თერმოწყვილების ბოლოებში. სითბოს გადაცემა თავად სენსორის გახურებიდან მის ბოლოებამდე განპირობებულია ზეწოლით თერმოწყვილის გარშემო. რაც უფრო მაღალია ის, მით მეტია მისი ძაბვა. ასეთი ვაკუუმმეტრი ძალიან საბიუჯეტოა სხვა მსგავსთა ჯგუფში.

პირანის სენსორი

ეს მექანიზმი და მუშაობის პრინციპი ჰგავს თერმოწყვილს. ის იყენებს არხის ძაფს და გარდაქმნის თერმულ ენერგიას ძაბვად. Pirani მექანიზმი ბევრად უფრო ზუსტია, ვიდრე სხვები, მექანიზმში შედუღებული ელექტრული წრედის გამო.

კონვექციის სენსორი.

ის ასევე, მსგავსი მოწყობილობების მსგავსად, იყენებს თერმოწყვილს. მაგრამ ამ კონკრეტული მოწყობილობის მექანიზმს აქვს საკუთარი გაგრილება. საქმე ხომ სპეციალური ძაფით არის შემოხვეული და ანალოგებთან შედარებით უფრო ფართოა. და ის, თავის მხრივ, საშუალებას აძლევს სენსორში არსებულ გაზს სწორად და ეფექტურად მიმოქცევაში, და ეს საშუალებას აძლევს მთელ კონვექციურ მოწყობილობას უკეთ იმუშაოს მთლიანობაში. და ის ასევე იძლევა ბევრად უფრო სწრაფ კითხვებს სასწორზე თერმოწყვილის სწრაფი გაგრილების გამო.

პიეზორეზისტული მექანიზმები

მასალაში ზემოთ მოცემულ ფოტოზე ნაჩვენებია ელექტრონული ვაკუუმის სენსორი.

გაზის ხარისხისა და თვისებებისგან დამოუკიდებლობის გამო, ისინი უზრუნველყოფენ ყველაზე ზუსტ კითხვას. მოწყობილობას აქვს მრავალფეროვნება წნევის სიხშირეების ნებისმიერ დიაპაზონში, რადგან ამ უკანასკნელის გავლენა მიიღწევა პიეზორეზისტული სენსორის პირდაპირი მოქმედებით. მისი გაზომვის დიაპაზონი არის 0.1 მმ-დან. ტოიოტას ვაკუუმის სენსორი, მაგალითად,მუშაობს იგივენაირად.

იონიზაციაზე დაფუძნებული ვაკუუმის სენსორები

ამ მოდელის ვაკუუმის სენსორის მუშაობის პრინციპი აღწერილია ქვემოთ.

ვაკუუმში არსებულ ნებისმიერ გაზს, ფაქტობრივად, აქვს იონების გარკვეული რაოდენობა. მათზე მოქმედი მაგნიტური ველი ან ელექტრული გამონადენი აჩქარებს მათ. და ეს სიჩქარე, მათ მიერ აკრეფილი, დამოკიდებულია ვაკუუმის შეკუმშვის ხარისხზე. ამ პრინციპის მიხედვით, იონიზაციის ლიანდაგები მუშაობს.

მოდიფიკაციის მიხედვით, ლიანდაგები იყენებენ მრავალფეროვან და დახვეწილ ხერხებს იონების დასაჩქარებლად. ეს მოწყობილობები, როგორც წესი, განკუთვნილია გაზომვისთვის მაღალი ვაკუუმის დიაპაზონში. ვინაიდან ისინი გაზზე არიან დამოკიდებული და თითოეულ გაზს აქვს განსხვავებული სიმკვრივე, ეს გავლენას ახდენს იონების სიჩქარეზე.

მოწყობილობა, რომელსაც ყოველთვის აქვს ცივი კათოდი

ეს არის სენსორი, რომელიც ქმნის ელექტრულ ველს. მისი მაგნიტები განლაგებულია ისე, რომ იონების მოძრაობა ხდება სპირალის ტრაექტორიის გასწვრივ. ეს არის ის, ვინც აძლევს ამ ნაწილაკებს უფრო დიდხანს "იცოცხლოს" და, შესაბამისად, უფრო ეფექტურად იმუშაოს. გამომდინარე იქიდან, რომ სწორედ ეს კათოდი ყოველთვის ცივია, ამ მოწყობილობის ანალოგებისგან განსხვავებით მისი სკალის წაკითხვები უფრო ბუნდოვანია. მაგრამ ამავდროულად, სწორედ ამ მოწყობილობის გარანტია ძალიან გრძელია და ის ხშირად არ იშლება მისი გამძლე ნაწილების გამო, რომლებიც ვერ ქმნიან ხახუნს ერთმანეთზე.

პროდიუსერები

ამ სტატიაში წარმოდგენილი ვაკუუმმეტრის პირველი მწარმოებელი არის "მეტა-ქრომი". ეს არის ადგილობრივი კომპანია, რომელიც აწარმოებს არა მხოლოდ ამ მოწყობილობებს, არამედ ქრომატოგრაფიულ აღჭურვილობას და საზომ მოწყობილობას. ეს რუსული კომპანია ბაზარზე შემოვიდა1994 წელს და მას შემდეგ ის ავითარებს და აწარმოებს აღჭურვილობას ვაკუუმის ინდუსტრიისთვის. მისი პროდუქციის მიწოდება ხდება არა მხოლოდ რუსეთში, არამედ მის ფარგლებს გარეთაც. Meta-Chrom საწარმო ყოველთვის აწარმოებს მაღალი ხარისხის პროდუქტს, იონიზაციისა და თერმოწყვილების ვაკუუმ ლიანდაგს ქორწინების გარეშე და მუშაობს ავარიის გარეშე. ეს დასტურდება 90%-ში ამ მწარმოებლის პროდუქციის მომხმარებლებისა და მყიდველების დადებითი გამოხმაურებით.

მეორე კომპანია, რომელიც აწარმოებს ვაკუუმ ლიანდაგებს, არის MKS Incorporated, საწარმო ამერიკის შეერთებული შტატებიდან. მათ დააარსეს თავიანთი კომპანია სენსორებისა და სხვა საზომი მოწყობილობების გაყიდვით ბევრად უფრო ადრე, ვიდრე მათი რუსი კოლეგები, ჯერ კიდევ 1962 წელს. მაგრამ მერე ეს ძალიან ზედაპირულად გააკეთეს. და მთლიანად, როგორც ასეთი აღჭურვილობის მწარმოებელმა, მან დაიწყო პოზიციონირება მხოლოდ 1998 წლიდან. MKS აწარმოებს ვაკუუმზომებს თავისი ქვეყნისთვის, მაგრამ ჩვენი შიდა კომპანიის მსგავსად, მათ შეუძლიათ თავიანთი პროდუქციის სხვა ქვეყნებში გაგზავნა მცირე გადაზიდვის საფასურად.

სტატიაში წარმოდგენილი მესამე მწარმოებელი არის Ulvac Technologies. ის ასევე არის ამერიკული მწარმოებელი სხვადასხვა საზომი ხელსაწყოების წარმოებისთვის, როგორიცაა ვაკუუმ ლიანდაგი. ეს კომპანია დაარსდა 1991 წელს. მათ ბაზარს ყოველთვის ჰქონდა უამრავი ციფრული ვაკუუმომეტრი და სხვა პროდუქტები, რომლებსაც ისინი აწვდიან როგორც მათ ქვეყანაში (ამერიკის შეერთებული შტატები) ასევე მსოფლიოს სხვა ქვეყნებში.

დასკვნა

ვაკუუმომეტრი არის ძალიან რთული რამ, რომელიც უნდა ისწავლოთ როგორ გაუმკლავდეთ და სწორად განსაზღვროთ წნევა. ამ სტატიამ ყველაფერი აჩვენაამ სენსორების ტიპები, მათგან მხოლოდ 10-ია. ეს არის ძალიან მნიშვნელოვანი ელემენტი მძღოლებისა და მანქანების შემკეთებლების საბარგულში.