Под вакуумметром понимается устройство, предназначенное для замера давления газов или вакуума, находящихся в вакуумной среде. Часто вакуумметр называют вакуумным манометром. Сегодня производители предлагают потребителю огромное количество разновидностей вакуумметров, которые позволяют измерять размер вакуума, как точечным способом, так и обобщенно. Кроме того, имеется возможность определить абсолютное значение вакуума либо определить разницу между давлением в технологической схеме и атмосферным давлением.
Содержание
- Устройство и принцип работы вакуумметра
- Образцовые вакуумметры
- Цифровой вакуумметр ВИТ
- Стрелочный вакуумметр Пирани
Устройство и принцип работы вакуумметра
Устройства вакуумметра представляет собой два основных рабочих элемента. Первый элемент позволяет получать и преобразовывать исходные сигналы от технологической схемы. Второй элемент производит перерасчет полученной информации в необходимые единицы измерения и передает результат потребителю. Самый простой вакуумметр - механический, который позволяет непосредственно считывать и передавать информацию потребителю без каких-либо преобразований. Современный вакуумметр представляет собой компактное устройство, содержащее внутри все необходимые элементы. Для удобства восприятия сигналов вся информация выводится на циферблат или дисплей.
Устройство и принцип работы вакуумметра
Если рассматривать физический свойства вакуумметра, то его показание можно охарактеризовать как давление молекул газа на единицу площади. Такой способ получения информации используется во многих областях промышленности и науки. Часто возникают ситуации, что размер вакуума настолько мал, что прибор не может зарегистрировать такое значение. В таком случае измерение значений вакуума проводят при помощи ионизации. Метод ионизации заключается в придании молекулам газа в вакууме электризации и их воздействия на электроды прибора. В таком случае имеется возможность измерить даже самые маленькие значения вакуума.
Сегодня вакуумметры делятся на приборы для измерения абсолютного и относительного давления. По принципу действия вакуумметры подразделяют на тепловые, пьезорезестивные и ионизационные. Чаще всего в промышленности используются тепловые вакуумметры. Принцип работы теплового вакуумметра заключается в измерении разности температур газа до начала измерения и после его завершения. Самый точный тип вакуумметра - пьезорезестивный, который позволяет производить измерения с погрешностью до 1 миллиметра ртутного столба. Особо точные пьезорезестивные вакуумметры позволяют производить измерения с погрешностью до одной десятой единицы миллиметра ртутного столба.
Самый принципиально простой по конструкции и принципу действия - стрелочный вакуумметр. Главный элемент стрелочного вакуумметра - трубка Бурдона. Изначально трубка изогнута в дугу. При воздействии давления на трубку происходит изменение ее формы. Трубка выпрямляется и оказывает механическое воздействие на стрелку циферблата, который показывает измеряемое значение. Стрелочный вакуумметр позволяет указывать значения без их преобразования.
Образцовые вакуумметры
Образцовый вакуумметр предназначен для проведения поверочных испытаний других вакуумметров. Чаще всего шкала данного вакуумметра имеет две зоны - МО и ВО.
Образцовые вакуумметры
Основные технические характеристики образцового вакуумметра:
- Измерительный прибор изготавливается при обязательном выполнении требований технических условий;
- За единицу измерения принимается условная величина;
- Класс точности составляет от 0.4 до 250 условных единиц;
- Диапазон рабочих температур составляет от 5 до 40 градусов;
- При средней температуре рабочей среды +25 градусов относительная влажность не превышает 80%;
- Масса прибора напрямую зависит от класса точности. При классе точности 0.4 условные единицы масса прибора составляет 1.8 килограмма;
- По желанию заказчика возможно изготовление вакуумметра для использования в любой климатической зоне.
Цифровой вакуумметр ВИТ
Цифровой вакуумметр ВИТ
Сегодня производители предлагают потребителю вакуумметры, которые имеют возможность отображения информации в режиме реального времени с помощью дисплея или монитора. Чаще всего для изготовления такого вакуумметра используется металл, реже корпус прибора изготавливается из стекла. Среди всех типов вакуумметров цифровые вакуумметры ВИТ обладают лучшим соотношением цены и качества, имеют высокие показатели точности измерений. Сегодня наиболее популярные следующие типы вакуумметров ВИТ:
- Ионизационно-термопарный вакуумметр ВИТ-2;
- Вакуумметр ВИТ-3 Мерадат;
- Термопарный вакуумметр ВИТ-1а.
Вакуумметр ВИТ-2 состоит из металлического корпуса и помещенного в него датчика, который принимает сигнал от технологической линии и преобразует его в цифровую информацию. Для регистрации колебаний, возникающих в вакуумной среде, вакуумметр оснащается двумя дополнительными манометрами. Принцип работы вакуумметра ВИТ-2 заключается в регистрации поступающего на центральный датчик импульса, его преобразовании и отображении информации на цифровом экране. Главный недостаток данного типа оборудования - сложность в поиске запасных частей.
Принцип работы вакуумметра ВИТ-3 Мерадат основан на измерении показателей теплопроводности газа. С помощью датчика вакуумметр регистрирует колебания теплопроводности газообразных веществ в технологической линии. ВИТ-3 имеет сложное конструктивное строение, но позволяет получать точные результаты измерений. Даже в сложных промышленных условиях работы вакуумметр позволяет снимать точные показания.
Вакуумметр ВИТ-3 Мерадат привередлив в измеряемой среде. Перед его использованием рабочая газовая среда должна быть очищена от посторонних примесей. Прибор не работает в условиях повышенного давления. Среди положительных качеств прибора стоит отметить наличие двух автономных переключателей, которые могут работать независимо один от другого. При помощи звукового или светового сигнала прибор может оповещать пользователя о достижении определенного уровня давления. Информация предоставляется не только в виде цифровых значений, но и в виде графиков и диаграмм. В случае внезапной аварийной остановки оборудования вакуумметр ВИТ-3 способен сохранить последние значения и рабочие настройки.
Вакуумметр ВИТ-1а предназначен для проведения измерений вакуумной среды огромных диапазонов. Такие свойства сделали его популярным в автомобильной промышленности, пищевой промышленности, металлургии, литейном производстве, при термической обработке металлов и сплавов. Возможность получения результатов высокой точности позволяет использовать ВИТ-1а при изготовлении кристаллов и ионов из термически неустойчивых веществ.
Стрелочный вакуумметр Пирани
Стрелочный вакуумметр Пирани представляет собой терморезисторный прибор, предназначенный для измерения размера давления в вакуумной системе. Впервые устройство данного прибора пришло в голову немецкому физику Пирани в ХХ веке. Принцип работы вакуумметра Пирани заключается в изменении сопротивления металла при изменении его температуры и сравнении этих результатов с давлением рабочей среды.
Стрелочный вакуумметр Пирани
Конструктивно вакуумметр Пирани представляет собой платиновую нить, которая размещена в стеклянной трубке, которая в свою очередь помещается в рабочую среду. При увеличении давления в технологической системе увеличивается температура нити, что приводит к изменению ее сопротивления. Датчик замеряет сопротивление платиновой нити и калибрует его в значение давления. Чем выше показатели вакуума в технологической схеме, тем ниже теплоотдача нити, следовательно, выше ее температура.
Кроме платиновой нити в вакуумметре Пирани моет быть использована никелевая нить для измерения агрессивных сред и вольфрамовая нить, для измерения других типов сред. Сегодня вакуумметр Пирани представлен в стрелочном и цифровом варианте.
Благодаря своей простоте наибольшую популярность получили стрелочные вакуумметры Пирани. Главные его плюсы - надежность, широкий диапазон измерений, возможность использования в различных типах газовой среды. Основным элементом для регистрации показаний выступает пружина, которая выступает в трубчатом, пластинчатом и коробчатом исполнении.
В трубчатом вакуумметре пружина представляет собой овальную трубку, которая при изменении размера давления выпрямляется и показывает соответствующее значение на циферблате.
В коробчатом вакуумметре элемент воздействия представляет собой округлую гофрированную мембрану. При изменении давления происходит воздействие на мембрану, которая отклоняет стрелку циферблата.
Самый простой вариант вакуумметра Пирани - пластинчатый, где используется две пластины, которые при изменении давления в системе оказывают воздействие на стрелку циферблата.