Датчик вакуумный, разновидности и особенности

0
60

За счет стремительного развития современного производства и увеличения количества разнообразных технологических обстоятельств при изготовлении либо обработке разных материалов и веществ, активно внедряются специальные контролирующие приспособления, для фиксации точного уровня давления, температуры, влажности, содержания различных веществ в обрабатываемой среде и прочего. Такими механизмами являются вакуумные датчики, имеющие огромное количество разновидностей и технических параметров. В силу того, что протекающие физиологические процессы внутри вакуумной среды нельзя определять визуально, подобные устройства встраиваются во все узлы вакуумных систем и отдельных агрегатов. Отталкиваясь от вышесказанного можно обозначить, что для абсолютно любого вида обстоятельства, образующегося в процессе работы вакуумных аппаратов, существует свой тип датчика для полноценного считывания, корректировки и фиксации показателей.

Емкостной вакуумный датчик

Датчик вакуумный

Такого рода устройства изготавливаются в качестве инструмента для измерения показателей степени вакуума, который может детектироваться в пределах от практически атмосферного давления, до абсолютной степени. Различные модификации подобных механизмов имеют свою характерную способность фиксировать показания. Существуют как модели способные определить значение при любом диапазоне, а также те, которые предназначены для конкретного зазора колебаний давления, но обладающие более точным графиком считывания.

Что касаемо процесса монтажа вакуумного датчика на любой агрегат либо вакуумную систему, то его нельзя назвать технически сложным, так как вся процедура заключается лишь в надежной и герметичной фиксации данного элемента. Все гораздо сложнее, когда датчик имеет электронное управление либо передает свои данные на процессор для обработки. Здесь имеет место не только сама установка, но и правильное подключение электрической схемы, для обеспечения функциональности датчика. Размеры оборудования и количество функциональных возможностей того или иного типа агрегатов не влияют на необходимость установки вакуумных датчиков. Дело в том, что эти приспособления предназначены для определения конкретных условий, что формируются в определенном узле вакуумной системы либо отдельного устройства. Для более понятного определения работы датчиков, ниже приведены основные технологические задачи, для которых предусмотрены измерительные устройства:

  • Осуществление контроля за количеством вакуумного масла в разного типа агрегатах;
  • Уровень и стабильность работы охладительной системы;
  • Степень эффективности и работоспособности конкретного узла;
  • Выявление и сигнализация возникшей поломки либо сбоев в работе вакуумных установок.

Наличие в рабочих системах вакуумных датчиков играет очень большую роль, так как в случае их отсутствия, степень работоспособности, технологической производительности и прочих нюансов упадет до нескольких раз, что повлечет за собой увеличение расходов предприятия на обслуживание вакуумной техники. Наиболее распространенными категориями, которые обладают характеристиками для конкретного процесса и подходят в качестве контролирующих элементов к любому вакуумному агрегату являются:

  • Контрольный датчик работы вакуумного насоса;
  • Измеряющий давление датчик, которое имеется внутри рабочей области;
  • Механический датчик, именуемый манометром;
  • Общий тип датчиков для вакуумных систем.

Безусловно, названный список не представляется абсолютным, так как имеется еще большое число видов вакуумных измерителей, с целью наиболее узконаправленных типов вакуумных аппаратов и концепций. Однако, так как предоставленные виды контроллеров являются типовыми и более известными, их стоимость существенно ниже приборов, что заточены под более эксклюзивные виды изготовления и формирования обстоятельств в вакуумной сфере. Правда, цена подобных элементов для любого назначения не малая. Данное обуславливается сложностью их производства. На это условие указывает еще и то, что в основной массе ситуации измерители представлены комплексным оборудованием, идущим в наборе с уже готовой той или другой вакуумной концепцией. Следовательно, изготовление этих устройств по раздельности, представляется наиболее расходным и вызывает их высокую цену.

Датчик давления с аналоговым выходом P1A

Типы вакуумных датчиков и вакуумметров

В зависимости от сферы применения, воздействия обрабатываемых веществ, жидкостей и газов, вакуумные датчики выпускаются различной конструкции и способа установки. Таким образом, существуют следующие модификации данных устройств.

Вакуумметр механического типа

Жидкостные манометры (гидростатические). Они работают по принципу замера разности давлений, воздействующих на поверхность вещества, заполняющего u-образную трубку. В силу технологического прогресса, такие аппараты считаются устаревшими и практически не используются в современных вакуумных системах.

Манометры компрессионного действия. Работают по принципу гидростатических устройств, настроенных увеличить диапазон измеряемого давления, рабочая жидкость предварительно подвергается сжатию. В принципе, данные приборы достаточно неудобные в использовании, но за счет своей точности снятия показаний, являются калибровочными вакуумметрами, для большинства агрегатов, работающих с низким давлением.

Деформационные датчики. Это мембранные устройства, принцип которых основан на воздействии давления на рабочую пружину, деформация которой передает показатели на стрелочный индикатор и определяет точное значение. Особенность данных приспособлений заключается в газонезависимости и низкой цене. Это обусловлено простотой механизма и отсутствием разного рода микросхем и специальных конденсаторов.

Диафрагменный емкостной вакуумметр. Это более дорогостоящая разновидность мембранного устройства, которая намного точнее снимает показатели разряженной среды. Внутренний процесс происходит за счет сгибания мембраны, являющейся обложкой центрального конденсатора, в зависимости от емкости которого учитываются показатели давления. Сама же емкость изменяется, отталкиваясь от расстояния между подвижной и неподвижной мембранами на конденсаторе. Эти датчики, также независимы от рода газа, имеют наименьшую погрешность в сотых долях процентов от замера. Минусом данных диафрагменных вакуумметров является узкий диапазон измерений, которые варьируются от 1 до 110-3 Topр, а также их высокая стоимость.

Датчик теплового типа

Тепловые вакуумметры. Это наиболее распространенные устройства, которые применяются в вакуумных системах низкого и среднего давления. Такая популярность обусловлена достаточно хорошей точностью и относительно невысокой ценой прибора. Устройством замеряется значение абсолютного давления, что становится возможным в силу изменений теплопроводности газов, при смене их давления. Данный принцип делает эти приборы газозависимыми, так как разный тип газов имеет разную теплопроводность, на которую не влияет уровень существующего давления в системе. В продаже имеется два подвида тепловых вакуумметров, которые обладают своими технологическими особенностями:

  1. Термопарный датчик. Такой механизм считается бюджетным вариантом, за счет малого количества внутренних элементов и простаты их исполнения. Принцип действия заключается в считывании напряжения на кончиках термопары, напрямую зависящие от температуры, а та в свою очередь, варьируется в соответствии с давлением, которое окружает термопару;
  2. Датчик сопротивления Пирани. Роль термопары здесь выполняет нить нагрева, которая работает по тому же принципу. Отличие между ними заключается в том, что датчик Пирани более точно считает показатели и быстрее реагирует на изменение давления в системе, что соответственно, увеличивает его стоимость, по сравнению с термопарным датчиком.

Вакуумный датчик конвекционного действия. Суть прибора и его работы заключается в переносе тепловой энергии, при помощи смешивания газа. За счет того, что вокруг нити нагрева имеется большое пространство для тестируемого газа, обеспечивается хороший их поток и тем самым улучшается охлаждение, влекущее за собой увеличение точности.

Вакуумный термопарный датчик ATC

Вакуумный пьезорезистивный датчик

Они применяются для считывания более точных показателей (лучше, чем тепловые) в вакуумной среде, с давлением в диапазоне от 1 до 100 атмосфер. Эти приборы не имеют зависимости от типа газовой среды, так как замер показателей напрямую зависит от влияния давления на пьезорезистивный элемент внутри вакуумметра.

Пьезорезистивный вакуумный датчик

Ионизационный датчик

Приборы предназначены для снятия показателей в системах высокого вакуума, работающие по принципу замера силы тока, которая создается заранее ионизированными атомами газа. Для процесса ионизации атомов зачастую применяется электромагнитное либо электрическое поле, потоки разогнанных электронов, радиоактивные вещества, а также внешние источники излучаемых волн, к примеру СВЧ излучение либо поток элементарной частицы. В продаже существуют два основных вида ионизационных датчиков, для высокого давления: магниторазрядный датчик для вакуума, его еще называют датчиком с холодным катодом; вакуумный датчик с нитью накала, именуемый Байярд Альперта. Из-за того, что способность к ионизации у каждого вида газа разная, данные датчики являются газозависимыми, что приводит к погрешностям в снятых показаниях, в зависимости от типа газовой среды в вакуумной системе.

Магниторазрядные вакуумметры, предназначенные для снятия замеров в среде с высоким уровнем вакуума, работают по принципу ионизации атомов газов в условиях сильного электрического поля. Сам процесс ионизации создается с помощью ускоренных электронов, которые под воздействием магнитного поля передвигаются по траектории в виде спирали, такой процесс значительно продлевает жизненный цикл электронов и соответственно, увеличивается их способность к ионизации. Датчики, с рабочим органом в виде холодного катода, являются очень надежными и долговечными. Среди недостатков магниторазрядных датчиков, если сравнивать их с устройствами на базе нити накала, является менее точное определение показателей давления.

Электронный ионизационный датчик

Вакуумный датчик для температуры

В отличие от других типов датчиков, температурное устройство обладает техническими особенностями, при которых очень интенсивно колеблется форм-фактор зонда. Такое разнообразие подобных устройств связано с широким диапазоном обстоятельств, при которых используется температурный датчик, среди которых наиболее популярные это: глубина погружения, обстоятельства окружающего воздуха, разновидность среды в системе, уровень температуры и прочее.

Ассортимент температурных датчиков позволяет подобрать необходимое устройство практически для любой отрасли промышленности, активно применяющей вакуумное оборудование. Наиболее популярными считаются: предприятия, производящие пищевые процессы, заводы по производству емкостей и труб, промышленные организации, процессы которые обуславливают использование жидкостных, газовых и сыпучих сред в вакуумной среде и т.д.

В некоторых случаях, работа вакуумной системы не подразумевает отображение показателей температуры в процессе работы. Поэтому, здесь можно применять температурные датчики без отображения показателя, именуемые температурными преобразователями. Такие приборы обладают сверхскоростным временем срабатывания и имеют распространенный тип выходных сигналов либо интегрированный интерфейс AS-i.

Предприятия, которые занимаются производством и обработкой гигиенических средств и предметов, используют температурные преобразовательные модификации ТАD. Эти устройства не требует калибровки и обладают опцией самостоятельного контроля.

Датчик температуры с типом D коммутационной головки