Tehnik-ast.ru

Электро Техник
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что измеряет манометр и какое давление показывает

Что измеряет манометр и какое давление показывает

Прибор манометр

Ни одно современное здание не обходится без отопительной системы. А для ее стабильной и безопасной эксплуатации требуется точный контроль давления теплоносителя. Если давление в пределах гидравлического графика стабильное, то отопительная система работает нормально. Однако при ее повышении появляется риск разрыва трубопровода.

Понижение давления также может привести к таким негативным последствиям, как, например, образование кавитации, то есть в трубопроводе образуются пузырьки воздуха, которые, в свою очередь, могут вызвать коррозию. Поэтому поддерживать нормальное давление крайне необходимо, и благодаря манометру это становиться возможным. Помимо отопительных систем такие приборы применяются в самых различных областях.

Описание и назначение манометра

Как используется манометр

Манометр представляет собой прибор, измеряющий уровень давления. Существуют такие виды манометров, которые применяются в самых разных отраслях, и, разумеется, для каждой из них предназначен свой манометр. Для примера можно взять барометр — прибор, предназначенный для измерения давления атмосферы. Они широко применяются в машиностроении, в сельском хозяйстве, в строительстве, в промышленности и в других сферах.

Эти приборы измеряют давление, и это понятие растяжимое, по крайней мере, и у этой величины также есть свои разновидности. Чтобы ответить на вопрос о том, какое давление показывает манометр, стоит рассмотреть этот показатель в целом. Это величина, определяющая отношение силы, действующей на единицу площади поверхности, перпендикулярно этой поверхности. Практически любой технологический процесс сопровождается этой величиной.

Виды давления:

Как измеряется прибором

  • атмосферное — давление атмосферы земли, которое создается массой воздушного столба;
  • абсолютное давление —это показатель, отсчет которого с учетом атмосферного, начинается с нуля;
  • избыточное — под избыточным подразумевают разность двух показателей атмосферного и абсолютного;
  • вакуум или, другими словами, разряженное — наоборот, представляет собой разницу абсолютного и атмосферной или барометрической величины;
  • дифференциальное — это разность между двумя измеряемыми показателями, которые не имеют отношения к природным показателям.

Для измерения каждого из перечисленных выше видов показателей существуют определенные типы манометров.

Классификация приборов

Типы манометров различаются по двум признакам: по виду измеряемого ими показателя и по принципу действия.

По первому признаку они подразделяются на:

Как пользоваться манометром

  • приборы, предназначенные для измерения атмосферного давления, иначе они называются барометры;
  • приборы, измеряющие избыточное и абсолютное;
  • вакуумметры, призваны измерять разность атмосферного и абсолютного давлений;
  • напорометры, измеряют малое (до 40 кПа) избыточное давление;
  • тагометры, вид вакуумметра, которое измеряет избыточное давление верхнего предела 40 кПа;
  • дифференциальные манометры, измеряют разность давлений.

Они работают по принципу уравновешивания разницы давлений определенной силой. Поэтому устройство манометров разное, в зависимости от того, как именно происходит это уравновешивание.

По принципу действия они делятся на:

Правила выбора манометра

  • жидкостные, уравновешивание разницы давлений в таких приборах происходит за счет гидростатического давления столба жидкости, в устройстве используется принцип сообщающихся сосудов;
  • пружинные имеют простую конструкцию, и широко применяются для измерения давления среды в широких диапазонах;
  • мембранные, основаны на пневматической компенсации, уравновешивание давления происходит за счет силы упругости мембранной коробки;
  • электроконтактные, применяются в автоматических системах контроля и сигнализации, поскольку с их помощью можно регулировать измеряемую среду благодаря встроенному в корпус электроконтактному механизму;
  • дифференциальные используются для измерения уровня жидкостей под напором расхода жидкости, пара и газа с помощью диафрагм.

По назначению существуют такие виды манометров, как:

Как используется манометр

  • общетехнические приборы применяются для измерения напора жидкостей, газов и паров, химически нейтральных к сплавам меди;
  • кислородные, они производятся в корпусах голубого цвета с указанием О2 на циферблате, применяются для измерения кислородного давления в баллонах или вакуумах;
  • ацетиленовые применяются для контроля избыточного давления ацетилена;
  • эталонные применяются в целях проверки других приборов, поскольку они обладают большой точностью;
  • судовые применяются в судах и морском транспорте;
  • железнодорожные используются на железнодорожном транспорте;
  • самопишущие имеют встроенный механизм, который позволяет воспроизводить на бумаге результат работы.

Устройство и принцип действия

Жидкостный манометр

Устройство манометра может иметь различную конструкцию в зависимости от вида и предназначения. Так, например, устройство, измеряющее напор воды, имеет довольно простую и понятную конструкцию. Она состоит из корпуса и шкалы с циферблатом, которая отображает значение. В корпусе имеется встроенная пружина трубчатая либо мембрана с держателем, трипко-секторным механизмом и упругий элемент. Прибор функционирует по принципу уравнивания давления за счет силы изменения формы (деформации) мембраны либо пружины. А деформация, в свою очередь, приводит в движение чувствительный упругий элемент, действие которого отображается на шкале с помощью стрелки.

Жидкостные манометры состоят из длинной трубки, которую наполняют жидкостью. В трубке с жидкостью находится подвижная пробка, на которую влияет рабочая среда, измерять силу напора следует в зависимости от перемещения уровня жидкости. Манометры могут предназначаться для измерения разницы, такие устройства состоят из двух трубок.

Поршневые — состоят из цилиндра и поршня, расположенного внутри. Рабочая среда, в которой измеряется давление воздействует на поршень и уравновешивается грузом некоторой величины. Когда показатель изменяется, поршень перемешается и приводит в действие стрелку, которая показывает значение давления.

Термопроводные состоят из нити накаливания, которые нагреваются, когда через них пропускается электрический разряд. Принцип работы таких приборов основан на снижении теплопроводности газа с давлением.

Жидкостной манометр для измерения давления

Манометр Пирани назван так в честь Марчелло Пирани, который впервые сконструировал устройство. В отличие от термопроводных, состоит из металлической проводки, которая также нагревается во время прохождения через нее тока и охлаждается под воздействием рабочей среды, а именно газа. При уменьшении давления газа снижается и эффект охлаждения, а температура проводки возрастает. Величина измеряется посредством измерения напряжения в проводе во время прохождения через нее тока.

Читайте так же:
Как измерить диаметр проволоки

Ионизационные являются самыми чувствительными устройствами, которые используются для вычисления малых давлений. Как следует из названия устройства, его принцип работы основывается на измерении ионов, которые образуются под воздействием электронов на газ. Количество ионов зависит от плотности газа. Однако ионы имеют очень нестабильную природу, которая напрямую зависит от рабочей среды газа или пара. Поэтому для уточнения применяются другой вид манометра Мак Леода. Уточнение происходит за счет сравнения показателей ионизационного манометра, с показаниями прибора Мак Леода.

Существует два вида ионизационных устройств: с горячим и холодным катодом.

Первый вид был сконструирован Баярдом Аллертом, состоит из электродов, которые работают в режиме триода, а в качестве катода выступает нить накала. Самый распространённый вид горячего катода — ионный манометр, в конструкции которого помимо коллектора, нити и сетки встроен небольшой ионный коллектор. Такие приборы очень уязвимы, они могут легко потерять калибровку, в зависимости от условий работы. Поэтому показания этих приборов всегда логарифмичны.

Холодный катод также имеет свои разновидности: интегрированный магнетрон и манометр Пеннинга. Их главное отличие заключается в положении анода и катода. В конструкции этих приборов нет нити накалывания, поэтому им для работы им требуется напряжение до 0,4 кВт. Использовать такие устройства не эффективно при низком уровне давления. Поскольку они могут просто не заработать и не включиться. Принцип их работы основан на выработке тока, что невозможно при полном отсутствии газа, особенно для манометра Пеннинга. Так как устройство работает только в определенном магнитном поле. Оно необходимо для создания нужной траектории движения ионов.

Маркировка по цвету

Где используется манометр

Манометры, измеряющие давление газа, имеют цветные корпуса, их специально окрашивают в различные цвета. Существует несколько основных цветов, которые используются для окрашивания корпуса. Как, например, манометры, которые измеряют давление кислорода, имеют корпус голубого цвета с условным обозначением О2, аммиачные манометры имеют корпус, окрашенный в желтый цвет, ацетиленовые — белого цвета, водородные — темно-зеленого, хлорные — серого. Приборы, измеряющие давление горючих газов, окрашиваются в красный цвет, а негорючих —черный.

Преимущества использования

В первую очередь, стоит отметить универсальность манометра, который заключается в возможности контролировать давление и поддерживать ее на определенном уровне. Во-вторых, устройство позволяет получить точные показатели нормы, так и отклонение от них. В-третьих, доступность практически любо человек может себе позволить приобрести данный прибор. В-четвертых, устройство способно работать стабильно и бесперебойно на протяжении длительного времени, и не требует специальных условий или навыков.

Использование таких устройств в таких областях, как медицина, химическая промышленность, машино- и автомобилестроение, морской транспорт и других требующих точного контроля давления, значительно облегчает работу.

Класс точности прибора

Особенности прибора

Манометров очень много, и каждому виду присваивается определенный класс точности согласно предписаниям ГОСТ, под которым понимается допустимая погрешность, выражающаяся в процентном отношении к диапазону измерений.

Существует 6 классов точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4. У каждого типа манометра они также различаются. Приведенный выше список относится к рабочим манометрам. Для пружинных устройств, к примеру, соответствуют следующие показатели 0,16; 0,25 и 0,4. Для поршневых — 0,05 и 0,2 и так далее.

Класс точности имеет обратно пропорциональную зависимость от диаметра шкалы прибора и от типа прибора. То есть, если диаметр шкалы больше, то точность и погрешность манометра уменьшается. Класс точности условно принято обозначать следующими латинскими буквами KL также можно встретить и CL, которая указывается на шкале прибора.

Значение погрешности можно вычислить. Для этого используется два показателя: класс точности или KL и диапазон измерений. Если класс точности (KL) равен 4, то диапазон измерений составит 2,5 МПа (Мегапаскаль), а погрешность будет равна 0,1 МПа. Вычисляется по формуле произведение класса точности и диапазона измерений, деленное на 100. Поскольку погрешность выражается в процентах, результат нужно переводить в проценты путем деления на 100.

Помимо основного вида, существует и дополнительная погрешность. Если для вычисления первого вида используются идеальные условия или натуральные величины, влияющие на особенности конструкции прибора, то второй вид напрямую зависит от условий. Например, от температуры и вибрации или других условий.

Как работает вакуумметр — принцип работы и область применения

Для измерения давления пара или разреженного газа используются специальные приборы — вакуумметры. Они применяются как в быту, так и в промышленности для определения степени разряженности технологических полостей и маслопроводов, контроля функционирования вакуумных насосов, при обслуживании кондиционеров, в автомобильном сервисе.

Что такое вакуумметр

Вакуумный манометр – это аппарат для измерения давления разреженных газов. Он состоит из двух основных элементов. Первый предназначен для преобразования определенных состояний датчика в электрические сигналы, второй – для перевода этих сигналов в цифровую величину, понятную пользователю.

Измерительный блок состоит из блока питания, электрических цепей и узла, который трансформирует и отображает информацию. В современных вакуумметрах прослеживается тенденция к объединению преобразователя давления и измерительного механизма в одном эргономичном корпусе. Такие приборы относятся к моноблочному вакуумному измерительному оборудованию. Показатели давления отображаются на жидкокристаллическом дисплее или циферблате. Стрелочные вакуумметры для измерений в низком вакууме представлены на сайте www.msht.ru. Это точные приборы от известного немецкого производителя вакуумно-компрессорного оборудования. Техника предназначена для промышленных и лабораторных нужд.

Читайте так же:
Как варить нержавейку полуавтоматом в углекислоте

Принцип действия

Под давлением понимают воздействие газовых частиц на конкретную площадь. В тех или иных отраслях промышленности, а также научных исследованиях произвести измерения прямым методом невозможно из-за очень малых величин давления.

Стрелочные вакуумметрыСуществуют так называемые высокий и сверхвысокий вакуум, где частицы газа имеют большой свободный пробег. В этом случае, давление определяется при помощи ионизации, когда заряженные частички электрическим полем направляются на электроды. Тот или иной показатель величины тока является количественной характеристикой давления.

Существуют приборы для измерения относительного и абсолютного давления. По принципу действия они также подразделяются на тепловые, пьезорезистивные и ионизационные.

Тепловые вакуумметры являются самыми распространенными. С их помощью производятся измерения в низком и среднем вакууме. Приборы имеют приемлемую точность и отличаются невысокой стоимостью. Принцип действия теплового вакуумметра заключается в измерении разности первоначальной и конечной теплопроводности газа.

Пьезорезистивные вакуумные измерители имеют более высокую (в сравнении с тепловыми) точность. Такие вакуумметры позволяют производить замеры в диапазоне от 1 атмосферы до 1 мм ртутного столба. В более точных моделях – до 0,1 мм. рт. ст.

Ионизационные вакуумметры предназначены для измерения давления в высоком вакууме. Для этого атомы сильно разреженного газа предварительно ионизируются, для чего используются мощные электромагнитные или электрические поля. После этого измеряется ток. Для ионизации иногда используются СВЧ-излучение и радиоактивные вещества.

Самыми распространенными видами вакуумметров, представленных на рынке, являются магниторазрядный и высоковакуумный. Первый работает по принципу ионизации атомов ускоренными электронами, движущимися по спирали, что существенно увеличивает их жизненный цикл, соответственно – ионизационную способность. Вакуумметры с холодным катодом отличаются высокой надежностью и способны выдавать точные результаты на протяжении многих лет.

Высоковакуумные датчики с нитью накала для образования потока электронов используют принцип термоэлектронной эмиссии. Электроны ионизируют атомы, которые в свою очередь приводят к появлению электрического тока. Его значение прямо пропорционально величине давления газа. Величина тока регистрируется, после чего происходит пересчет в давление.

Применение вакуумметра

Промышленные вакуумметрыПрибор имеет широкую сферу применения. Например, в промышленности вакуумные датчики используются для контроля вентиляции помещений, выбросов в атмосферу продуктов производства, контроля многих технологических процессов, связанных с давлением.

Такая техника необходима для предприятий химической и пищевой промышленности, производства фармацевтических средств. Без вакуумметра невозможно проведение определенных работ в специализированных лабораториях и учреждениях тепло-водоснабжения.

Помимо традиционных приборов, существуют так называемые мановакуумметры, предназначенные для одновременного измерения избыточного давления (манометрического) и давления разреженного газа (вакуумметрического). Этот комбинированный прибор с успехом применяется в пищевой промышленности. Его корпус и внутренняя начинка изготовлены из нержавеющей стали (защита от коррозии), что позволяет ему работать в среде с повышенной влажностью.

Вакуумметр

ВАКУУММЕТР (от вакуум и . метр), вакуумный манометр, прибор для измерения давления разреженного газа (от 10 5 до 10 -12 Па). Универсального вакуумметра для измерений во всей области низких давлений не существует. В зависимости от устройства и принципа действия вакуумметры разделяются на жидкостные, механические, тепловые, ионизационные, магнитные электроразрядные, вязкостные, радиометрические и др. Для измерений в широком диапазоне давлений применяют несколько вакуумметров различных типов (рис. 1).

Вакуумметр

Вакуумметр обычно состоит из преобразователя (датчика) давления в другую физическую величину (сигнал) и измерительного блока, непосредственно измеряющего этот сигнал с выдачей результата на отсчётное устройство, выполненное чаще всего в виде шкалы, проградуированной в единицах давления.

В жидкостных (гидростатических) вакуумметрах (рис. 2) преобразователем давления служит столб жидкости (ртути или масла с низкой упругостью пара), уравновешивающий измеряемое давление газа и известное (опорное) давление. Основные недостатки таких вакуумметров — проникновение паров жидкости в вакуумную систему, а также небольшой диапазон измеряемых давлений (нижний предел до 10 -1 Па).

Реклама

Вакуумметр

В механических (деформационных) вакуумметрах давление газа воспринимает чувствительный (упругий) элемент (сильфон, мембрана и тому подобное). В мембранном вакуумметре деформация мембраны, пропорциональная разности опорного и измеряемого давлений, действующих на её противоположные стороны, передаётся стрелочному указателю. Опорное давление в таких вакуумметрах поддерживается постоянным и обычно на 2-3 порядка ниже измеряемого. Для повышения чувствительности механического вакуумметра упругий элемент соединяют с вторичным преобразователем (ёмкостным, индуктивным и др.), что позволяет расширить диапазон измерений до 10 -4 Па (рис. 3).

В тепловых вакуумметрах используется зависимость теплопроводности разреженных газов от давления. Чувствительным элементом преобразователя давлений является проводник (обычно металлическая нить), нагреваемый электрическим током. Давление определяют либо по изменению электрической мощности, необходимой для поддержания постоянной температуры нити, либо по изменению её температуры при постоянном токе через нить. Температура нити оценивается по её электрическому сопротивлению (термоэлектрические вакуумметры сопротивления) или с помощью термопары, присоединённой к нити (термопарные вакуумметры). Тепловые вакуумметры широко применяются для измерения предварительного разрежения (форвакуум) в вакуумных установках.

В электронных ионизационных вакуумметрах (рис. 4) электроны, испускаемые накалённым катодом, на пути к аноду ускоряются и ионизируют молекулы газа; образовавшиеся ионы создают в цепи коллектора ток, пропорциональный давлению.

С помощью ионизационного вакуумметра можно измерять вакуум в широких пределах. При измерении давлений порядка 100 Па для уменьшения влияния рекомбинации ионов используют вакуумметры с короткими траекториями электронов. Работа при низких давлениях газа (менее 10 -7 Па) требует, наоборот, удлинения путей электронов в рабочем пространстве (например, за счёт включения магнитного поля). В этом случае необходимо также уменьшать поверхность коллектора ионов, чтобы снизить паразитные токи, обусловленные рентгеновским излучением анода. Чувствительность ионизационного вакуумметра зависит от величины электронного тока; ионные токи в таких вакуумметрах малы, поэтому в их схему обычно включают блок стабилизации эмиссии электронов и усилитель ионного тока. Ионизационные вакуумметры служат главным образом для измерения высокого и сверхвысокого вакуума.

Читайте так же:
Измельчитель садовый своими руками чертежи размеры

В магнитных электроразрядных вакуумметрах давление определяют по току электрического разряда, возникающего в сильно разреженных газах при совместном действии электрических и магнитных полей. Преобразователь давления такого вакуумметра обычно содержит две плоскопараллельные катодные пластины и расположенный между ними кольцевой анод; электроды помещены в магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом (рис. 5). Современные вакуумметры этого класса могут измерять сверхвысокий вакуум (до 10 -11 Па).

В вязкостных вакуумметрах используется зависимость внутреннего трения разреженных газов от давления. Мерой давления служит декремент или время затухания свободных колебаний тела (вибратора), движущегося в сосуде, содержащем газ при измеряемом давлении. Для элементных газов градуировочная характеристика вязкостных вакуумметров может быть точно рассчитана, благодаря чему некоторые вакуумметры этого типа применяются в качестве образцовых.

Действие радиометрических вакуумметров основано на проявлении радиометрического эффекта — взаимном отталкивании двух пластин, поддерживаемых при различных температурах и помещённых в разреженную газовую среду. Отклонение пластин пропорционально давлению газа, если расстояние между ними меньше длины свободного пробега молекул. Диапазон измеряемых давлений от единиц до 10 -6 Па.

С помощью вакуумметра измеряют полное давление газа. Показания жидкостных, механических и радиометрических вакуумметров не зависят от природы газа и могут быть рассчитаны по конструкционным размерам вакуумметра. Остальные вакуумметры требуют градуировки по эталонному абсолютному вакуумметру для каждого заданного (конкретного) состава газа. Для измерения парциальных давлений компонентов газа обычно пользуются масс-спектрометрами; диапазон измерения парциальных давлений 10 3 — 10 -10 Па.

Лит.: Востров Г. А., Розанов Л. Н. Вакуумметры. М., 1967; Горшковский Я. Техника высокого вакуума. М., 1975; Кузьмин В. В., Левина Л. Е., Творогов И. В. Вакуумметрическая аппаратура техники высокого вакуума и течеискания. М., 1984.

Вакуумметры. Термопарные вакуумметры, вакуумметр Бурдона, манометры, тепловые и мембранные вакуумметры, вакуумметры Пирани

Для того чтобы измерить давление разряженных газов, существует специальный прибор — вакуумметр. Бывают мембранные, классические, емкостные, терморезисторные, термопарные, иозационные и вакуумметры Пирани.

Виды вакуумметров и вакуумных датчиков

Вакуумметры абсолютного и относительного типа, производят измерение разности между атмосферным давлением и давлением в системе. Масс-спектрометрический метод измерения подходит для установления пропорционального соотношения определенных элементов в смеси технологического газа. Вакуумметр ВТТ-18-2 измеряет, контролирует и регулирует абсолютное давление воздуха, а так же азота. Имеет широкое применение в вакуумных установках, отличающихся по предназначению. Активно используется промышленными предприятиями и лабораториями.

виды вакуумметров и вакуумных датчиков

Жидкостные манометры производят измерение давления на поверхности жидкости. Для этого используется трубка в U-образной форме. Использование гидростатических манометров, на сегодняшний день, практически остановлено.

Компрессионный манометр, является разновидностью гидростатических манометров. Он, в отличие от жидкостных моделей, способен измерять более широкий диапазон. Используются в качестве образцовых вакуумметров, поскольку не отличаются удобством в применении.

Вакуумметр ОБВ 100 способен измерять избыточное давление неагрессивных газов, которые не кристаллизируются по отношению к пару, газу, ацетилену и медным справам жидкостей. На данный момент не имеет широкого применения, но его можно встретить в различных учреждениях с лабораториями.

виды вакуумметров

Для того чтобы измерить низкий вакуум, имеющий деформационный принцип действия, существуют соответствующие вакуумметры. Они так и называются – деформационные механические вакуумметры. Недорогим вакуумметром, который может измерить низкий вакуум, является пружинный или мембранный образец. Циферблат таких моделей, как правило, стрелочной индикации. Их показания не зависят от проверяемого типа газа.

Диафрагменный вакуумметр является очень точным, поэтому имеет высокую стоимость. Он относится к типу мембранных вакуумметров. Обложки конденсатора, одной которых является изгибаемая мембрана, передвигаясь между собой, действуют на изменение объема емкости конденсатора. Точность измерения достигается благодаря сильному изменению изгиба данной диафрагмы.

Тепловые вакуумметры предназначены для измерения низких и средних вакуумов. Они достаточно популярны в различных сферах благодаря высокой точности и низкой цене. С помощью теплового вакуумметра можно измерить абсолютное давление. Принцип его работы основан на амплитуде давления и теплопроводности газов.

Термопарный вакуумный датчик необходим для измерения низких и средних значений давления, поэтому отличается невысокой стоимостью. Температура термопары влияет на выдаваемое напряжение. На термопару оказывает давление газов, которые их окружают. Соответственно от повышения давления происходит увеличение отведения тепла, и наоборот.

Виды вакуумметров

Вакуумметр впз уу2, вит 2, вп2, вп 100, vg200 – это манометры избыточного давления.

Вакуумметр (трубка) Бурдона

При измерении давления трубкой Бурдона, происходит ее деформация. Изменение данного параметра и берется за основу показаний. Манометры, которые устанавливаются на компрессоры, работают по принципу измерения давления, которое создается установкой и превышает атмосферное. Они способны измерять с точностью до тысячи паскалей. Данный показатель считается невысоким, по сравнению с другими вакуумными манометрами. Вакуумметр Бурдона сделан в виде трубки, которая свернута в круг и ее конец подсоединен к вакуумной емкости. Под действием атмосферного давления, трубка деформируется, подавая сигнал на линейный индикатор. Некоторые модели манометров, этого типа, способны измерить давление до 1 мм.рт.ст. Недостаток трубки Бурдона – погрешность в показаниях, которая может возникнуть при изменении атмосферного давления. Все трубчатые вакуумметры просты в эксплуатации и имеют невысокую стоимость. Производители современных моделей смогли избавиться от основного недостатка и увеличили точность показателя устройства.

Читайте так же:
Живой объект в опытах вольта

Одним из современных представителей данного типа вакууметров, является модель Leybold Bourdonvac. Она имеет невысокую стоимость, долговечна и неприхотлива в использовании. Трубки изготавливаются из антикоррозийных металлов и не подвергаются воздействию паров воды. Манометр производит измерения в диапазоне 1 – 1020 мбар. Корпус изготовлен из нержавеющей стали. Его показания остаются достоверными в любых условиях.

Мембранные вакуумметры

Мембранные вакуумметры способны измерять избыточное давление агрессивных газообразных и кристаллизирующихся сред. Чувствительный элемент – это мембрана, которая встроена во фланец. Деформационный вакуумметр может показывать увеличенную эффективность и точность при сочетании его механизмов и компенсированных капсул с измерительными цепями. Гибкая мембрана с фиксированным щупом образуют пластину конденсатора. При изменении давления, гибкая мембрана деформируется, тем самым передавая показания давления на экран. В противном случае, вакуумметр обладает чувствительностью к изменению температуры, а значит, может совершать ошибки. Вакуумметр 13ВТ3-003 работает вкупе с преобразователем ПМТ-6 и может измерять давление в широком диапазоне: от 1х10-1 до 1х105Па. Данная установка имеет 2 канала блокировки и один аналоговый выход для подключения прибора для измерения. Для его работы необходимо наличие сети переменного тока в 50 ГЦ.

мембранные вакуумметры

Тепловые вакуумметры

Тепловые вакуумметры улавливают зависимость теплопроводности от концентрации газов. Принцип таких вакуумметров основан на изменении температуры нагревателя, который пропускает ток. Существуют термопарные вакуумметры, и вакуумметры сопротивления. Термопарные вакуумметры оснащены термо-ЭДС термопарой, которая и производит измерение давления. Второй тепловой вакуумметр для измерения давления использует зависимость изменения температуры электрического сопротивления нагревателя. Тепловые вакуумметры могут иметь погрешность при работе с различными газами. Эта погрешность может увеличиваться, если давление превышает 100 Па. Температура воздуха так же может повлиять на показания данного прибора. Нормальной температурой для их работы является +20 градусов. При данной температуре, термопарные вакуумметры показывают достоверную информацию. Одним из представителей тепловых вакуумметров, является модель Vacuubrand. Она производится в Гремании, и является одной из лучших моделей в своей категории. Осуществляет очень точные измерения в средних вакуумных системах .Тепловой датчик работает в диапазоне 1100 – 0,1 мбар. Отличатся надежностью и долговечностью. Vacuubrand способен измерять давление агрессивных химических веществ и газов. Имеет высокую производительность и точность.

Вакуумметры Пирани

Работа вакуумметров Пирани основана на изменении сопротивления металлов. Такой вакуумметр состоит из металлической нити, подвешенной в трубе и соединенной с системой, которая подвергается измерению. Давление снимается с нити накала, которая, в свою очередь подсоединена к электрической цепи. Нить накала помещена в вакууме с газом. При ударении молекул газа с нитью, она начинает остывать. Данная установка способна измерять в диапазоне 05,5 – 10-5 Торр.

Ионизационные вакуумметры

В основе работы таких вакуумметров лежит ионизация газа. На анод вакуумного диода подается положительное напряжение, а на электрод отрицательное. Если давление газа уменьшается, значит, уменьшилось и число атомов, которые подвергаются ионизации. Следовательно, ток коллектора, который протекает между электродами, тоже уменьшается. Может применяться в диапазоне от 10-12 до 10-1 Торр.

ионизационные вакуумметры

ВИТ-2 – это один из самых распространённых вакуумметров ионизационно-термопарного типа. В его конструкцию входят термопарный и ионизационный манометрические преобразователи, которые обеспечивают измерение давления в большом диапазоне. Ионизационный преобразователь измеряет давление в диапазоне 10-3 – 10-7 торр, а термопарный преобразователь от 2х10-1 до 1х10-1 Торр.

Вакуумметр и вакуумные датчики: трубка Бурдона, мембранные вакуумметры, тепловые и вакуумметры Пирани, а также ионизационные вакуумметры и анализ основных производителей

Вакуумметр

Приборы, предназначенные для измерения степени разрежения получили название вакуумметров. Сфера применения вакуумных устройств очень широка, это может быть судостроение, машиностроение, нефтехимическая промышленность, лабораторные исследования, целлюлозно-бумажная промышленность, электроника и электротехника, медицина, фармацевтика. Практически все вакуумные системы требуют контроля за степенью разрежения, что приводит к необходимости использования вакуумметров.

В данной статье мы рассмотрим:

  • манометр вакуумметр
  • вакуумметры цифровые
  • вакуумметр вит 2
  • вакуумметр принцип действия
  • вакуумметр вп4 у
  • вакуумметр стрелочный
  • вакуумметр пирани
  • термопарный вакуумметр
  • ионизационный вакуумметр принцип работы
  • вакуумметр vam 320
  • вакуумметр экв 1у
  • вакуумметр втп 160
  • вакуумметр 13вт3 003
  • вакуумметр втт 18 2
  • тепловой вакуумметр
  • вакуумметр обв1 100
  • вакуумметр механический
  • вакуумметр vg200
  • вакуумные датчики и вакуумметры
  • вакуумметр busch
  • производители вакуумметров
  • вакуумметр ионизационно термопарный
  • вакуумметр давления
  • деформационные вакуумметры
  • мембранный вакуумметр
  • вакуумметры мановакуумметры

Навигация по разделу:

  1. Вакуумметр
  2. Виды вакуумметров и вакуумных датчиков
  3. Вакуумметр (трубка) Бурдона
  4. Мембранные вакуумметры
  5. Тепловые вакуумметры
  6. Вакуумметры Пирани
  7. Ионизационные вакуумметры
  8. Производители вакуумметров

Приборы различаются индикацией:

  • вакуумметр стрелочный;
  • с цифровой индикацией.

Кроме визуальных отличий типа индикации, никаких отличий в точности измерений или применимости они не имеют. Большое сходство между собой имеют манометр и вакуумметр, но манометры предназначены для измерения повышенного давления, а вакуумметры пониженного. В случаях, когда в одной системе бывает повышенное и пониженное давление, применяют совмещенные приборы, получившие название мановакуумметров.

Вакуумметр

Фотография стрелочного вакуумметра

Виды вакуумметров и вакуумных датчиков

Были разработаны и применяются разные виды вакуумметров и вакуумных датчиков в промышленности и научных исследованиях, значительно отличающихся конструкциями:

  • механические, разделяющиеся на несколько подвидов (компрессионные, жидкостные, пружинные и мембранные);
  • тепловые;
  • ионизационные (основными разновидностями являются магниторазрядные и использующие нить накала).

В зависимости от требующейся точности измерения и степени разрежения, используют соответствующие вакуумметры. Например, механические пружинные вакуумметры производят измерение степени разрежения за счет деформации рабочего органа. При этом пружина обеспечивает компенсацию деформации, благодаря чему происходит смещение указателя.

Ионизационный вакуумметр, принцип работы которого основан на измерении силы тока, передаваемого заряженными ионами (атомами газа), является прибором, обеспечивающим высокую точность измерения и применяемого в условиях глубокого и среднего вакуума.

Читайте так же:
Коронка для мебельных петель

Виды вакуумметров и вакуумных датчиков

Мановакуумметр

Вакуумметр (трубка) Бурдона

Вакуумметр (трубка) Бурдона относится к механическому типу. Измерение степени разрежения происходит за счет деформации кольцеобразной трубки, один из концов которой присоединен к измеряемой среде, под воздействием атмосферного давления. При измерении могут возникать неточности в связи с изменением атмосферного давления, поэтому применяются компенсационные устройства.

Следует использовать нейтральные к измеряемой среде материалы для изготовления трубки. Характеристики рабочей среды, нейтральной по отношению к трубке, не влияют на точность измерения.

К таким мановакуумметрам и вакуумметрам относятся некоторые модели Wika, Vam, MVS, МС, MPS, MFS, MX, MTX, МF, MG, ВП-100М. Основными их отличиями являются присоединительные размеры, диаметр и материал трубки, что позволяет применять их как в агрессивных, так и нейтральных рабочих средах.

Вакуумметр (трубка) Бурдона

Трубка Бурдона

Мембранные вакуумметры

Принцип действия мембранных вакуумметров состоит в воздействии на мембрану вакуума с одной стороны и атмосферного давления с другой, после чего она деформируется. Степень деформации определяется оптическим, электрическим или механическим методом, обеспечивая передачу показаний на шкалу прибора. При выравнивании давлений мембрана полностью восстанавливает исходное положение за счет своей упругости.

Простейшая конструкция и высокая надежность обеспечили мембранным вакуумметрам широкое распространение. К недостаткам можно отнести небольшой диапазон измеряемых давлений, не позволяющий измерять давление в глубоком вакууме.

Тепловые вакуумметры

Конструкция тепловых вакуумметров основана на изменении теплопроводности газа при различном давлении. Для измерения степени разрежения используется источник тепла (обычно нить накала) и теплоприемник большой емкости (корпус датчика).

Для того, чтобы обеспечить точность измерений, необходимо стабильное напряжение, подаваемое на нить накала (при изменении напряжения произойдет больший или меньший нагрев нити, что вызовет не соответствующий давлению нагрев корпуса и отразится на показаниях). Точность приборов, основанных на этом принципе, изменяется со временем, так как происходит постепенное выгорание нити накала, соответственно произойдет изменение степени нагрева нити, не соответствуя давлению газовой среды.

Еще одним фактором, влияющим на точность показаний тепловых вакуумметров, является изменение температуры окружающей среды. При повышении или понижении температуры корпуса от воздействия внешней среды, тепловая энергия, передаваемая от нити накала, вызовет соответственно больший или меньший нагрев, в результате чего показания прибора будут отличаться от фактических.

Вакуумметры Пирани

Вакуумметры Пирани работают за счет того, что во время нагрева химически нейтральной по отношению к газу металлической нити происходит отбор тепловой энергии ударяющимися молекулами газа. Чем выше разрежение газа, тем меньше молекул ударяется о нить, соответственно температура нити повышается. В идеальном вакууме нить сможет терять тепло только за счет теплового излучения. Так как электрическое сопротивление металлов повышается при нагреве, то измерение его позволяет вычислить давление рабочей среды.

Нагреваемая металлическая нить находится в корпусе, который присоединяется к вакуумной системе. Изменение температуры корпуса или окружающего воздуха не оказывает влияния на точность измерений. В качестве материала для изготовления нагреваемой нити используют:

  • платину для наибольшей точности (лабораторных исследований);
  • никель для измерения давления агрессивных сред;
  • вольфрам при нормальной газовой среде.

Ионизационные вакуумметры

По стабильности и точности показаний измерения давления глубокого вакуума, ионизационные вакуумметры являются одними из лучших. Принцип их действия основан на том, что при нагреве током катода, он излучает электроны, которые двигаются в сторону анодной решетки. Так как решетка имеет значительные для электронов размеры ячеек, то часть электронов свободно пролетает сквозь нее, но под действием магнитного поля возвращается. Электроны могут совершить несколько колебательных движений, прежде чем попадут на анодную решетку.

При столкновении электронов с молекулами газов, происходит ионизация. Заряженные ионы начинают двигаться в сторону катода, создавая ионный ток. Таким образом, чем выше концентрация газов, тем чаще происходят столкновения и больше ионный ток. Замер силы ионного тока дает точные данные о концентрации молекул в вакууме, что позволяет довольно точно определить давление. Они получили широкое распространение в лабораториях и производствах, требующих глубокого вакуума.

Ионизационные вакуумметры

Ионизационный вакуумметр ВИТ-2

Производители вакуумметров

Производство вакуумметров в качестве дополнительного обычно осваивают компании, занимающиеся изготовлением и поставками вакуумных систем. Это позволяет комплектовать системы датчиками собственного производства, увеличивая прибыль предприятий. Однако существуют и небольшие компании, которые имеют узкую специализацию. Такие предприятия обычно поставляют свое оборудование другим, более крупным компаниям.

Немецкая компания «Тираконт» производит ионные вакуумметры ВИТ-1, ВИТ-2, ВИТ-3, ВД-81, ВД-85, датчики к ним, вакуумные системы, запорную арматуру, сильфоны и другое вакуумное оборудование. Вся продукция обладает традиционным немецким качеством, поэтому пользуется спросом во многих странах.

НПО «ЮМАС» является одним из известнейших российских производителей вакуумметров марок ВП4у, ВП2у, ВП 100, ВП3уу2, мановакуумметров МВПЗу, МВП 100, имеющих как обычное исполнение, так и защищенное от воздействия агрессивных сред. Помимо вакуумметров и манометров, компания производит запорную арматуру, напоромеры и другую измерительную аппаратуру. Вся продукция выполняется в строгом соответствии с требованиями ГОСТ, что обеспечивает высокое качество и надежность приборов.

Небольшая немецкая компания «Ebro Electronic» занимается производством различных измерительных приборов, таких как цифровой вакуумметр VAM-320, термометры, манометры, регистраторы давления, влажности. Благодаря узкой специализации оборудование компании отличается высочайшим качеством и часто применяется для высокоточных измерений в исследовательских лабораториях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector