Типы вакуумных датчиков давления и возможности их применения

Технологические процессы и операции, которые протекают в разряженном пространстве, должны контролироваться соответствующими измерительными приборами. Для измерения давления существуют специальные датчики, которые способны определить значение характеристики в определенном диапазоне. На сегодняшний день не существует датчика, который способен измерять давление в различных системах, поскольку вакуумное оборудование значительно отличается друг от друга по принципу действия, техническим характеристикам.

Навигация:

  1. Вакуумный датчик давления
  2. Датчики вакуумного насоса
  3. Вакуумный датчик Пирани
  4. Датчики вакуумной системы
  5. Термопарные датчики
  6. Ионизационные датчики
  7. Тензорезистоные датчики
  8. Конвекционные датчики
  9. Мембранно-емкостные датчики
  10. Где купить вакуумный датчик

Вакуумный датчик является составной частью измерительных приборов. Он является основным, так как осуществляет измерение давления, но датчик идет в составе вакуумметра.

Вакуумный датчик давления

Вакуумные датчики так же, как вакуумное оборудование, отличаются по принципу действия. Можно выделить три основных типа вакуумных датчиков:

  • деформационные;
  • тепловые;
  • ионизационные.

Деформационные датчики или датчики давления производят измерение силы воздействия газовой смести на чувствительную часть датчика. С их помощью можно производить изменение давления, которое охватывает диапазон от атмосферного до 1 мбар. Производители производят изготовление стрелочных, тензорезисторных, мембранно-емкостных датчиков, которые относятся к деформационному типу. Датчики этой категории способны измерять газы любого рода, поскольку для измерения необходимо наличие давления, которое не зависит от их свойств.

вакуумный датчик давления

Тепловые датчики работают по другому принципу, в котором, в отличие от принципа работы деформационных датчиков, важно, какой газ используется в системе. Измерение происходит за счет качеств тепловой проводимости, изменяющейся при повышении или понижении уровня давления. Изготовители вакуумного оборудования производят изготовление термопарных, конвекционных, а также датчиков Пирани, работающих по этому принципу. Тепловые датчики эффективно измеряют давление, которое находится в диапазоне от атмосферного до 10-4 мбар. Ограничением по использованию является высокое содержание паров воды.

В ионизационных вакуумметрах используются датчики, которые имеют холодный катод или накаленный катод. Измерительный прибор данного типа производят ионизацию газа, которая позволяет измерять ионный ток. Как правило, датчики данного типа применяются для вакуумных систем, способных создать давление в системе в диапазоне от 10-2 до 5х10-12 мбар.

вакуумный датчик давления

Тепловые и ионизационные вакуумметры имеют части, которые разогреваются в процессе работы. Именно поэтому производители запрещают их использовать при измерении давления в системах с взрывоопасными газами. Косвенное измерение давления ионизационных и тепловых датчиков приводят к большим погрешностям. Кром этого показатель давления может изменяться в зависимости от используемого газа.

Существуют так же широкодиапазонные измерительные приборы и датчики, которые способны измерять от атмосферного давления до 10-10 мбар. Они, как правило, составляются из датчиков различного типа и представляются собой единый прибор.

Для удобного измерения давления в вакуумной камере в широком диапазоне от атмосферы до

Датчики вакуумного насоса

Датчик вакуумного насоса позволяет производить измерение давления в конкретный момент времени насоса. Это позволяет точно рассчитывать возможности установки в системе. Принцип работы такого датчика отличается в зависимости от типа насоса. Существуют вакуумные насосы, которые самостоятельно создают низкий, средний, высокий и сверхвысокий вакуум. Проводить измерение параметров одинаковыми средствами нет смысла, поскольку они не дадут нужного результата.

датчики вакуумного насоса

Вакуумный датчик Пирани

В основе работы датчика Пиране лежит зависимость теплопередачи, которая изменяется при повышении или понижении давления. Тепло передается посредствам нити к трубке.Нагрев металлической нити происходит при пропускании электрического тока. Чтобы вычислить величину давления необходимо учитывать тепловой баланс протекающего процесса. Датчик Пирани оснащен резистивным измерителем температуры. Значение уровня температуры говорит о величине передаваемого тепла спирали и трубки. Снижение давления приводит к снижению теплопередачи, которая, в свою очередь, влияет на меньшую отдачу тепла от спирали.

Измеряя давления датчиком данного типа, необходимо учитывать тип газа. Различные разы имеют отличающуюся теплопроводность, которая значительно искажает показания. Калибровать устройство необходимо по воздуху.

Датчики вакуумной системы

Самыми распространенными датчиками для измерения давления в различных диапазонах являются:

  • термопарные;
  • ионизационные;
  • тензореристорные;
  • конвекционные;
  • мембранно-емкостные.

Термопарные датчики

Термопарные датчики используются в системах, которые способны работать с газами различного типа. Основным элементом датчика является нить накала, которая улавливает значение теплопроводности среды. Изменение давления приводит к тому, что различные газы начинают изменять свою теплопроводность. Измерение температуры происходит за счет термопары, которая имеется в датчике.

термопарные датчики

Ионизационные датчики

Ионизационные датчики, имеющие холодный катод, осуществляют ионизацию газа, которая происходит за счет разряда Пеннинга. Он, в свою очередь, возникает за счет напряжения происходящего между катодом и анодом. Ток, который возникает в ходе данного процесса, говорит о наличии в системе определенного давления. Датчики способны измерять давление в вакуумной системе в диапазоне 10-9 – 10-2 мбар.

Тензорезистоные датчики

В тензорезисторных датчиках имеется мембрана, которая разделяет датчик на два составных элемента. Один элемент подключен к камере, другой изолирован и используется на низких значениях давления. Измерение давления происходит за счет деформации мембраны, на которой находится тензорезистор. Он улавливает измнение сопротивления и передает на вакуумметр. Тензорезисторные датчики являются одними из самых точных и измеряют давление в широком диапазоне. Их можно исопользовать в вакуумной системе с давлением от 1 до 2000 мбар. Устройство данного типа применяемо с различными типами газов, поскольку не содержит нагревающихся элементов.

Конвекционные датчики

Конвекционные датчики значительно отличаются от других принципом теплопередачи. Благодаря своей конструкции, он отводит тепло за счет естественной конвекции. Это позволяет значительно увеличить скорость и теплового переноса. Как правило, производители создают их таким образом, чтобы обеспечивать вертикальное положение. В этом случае фланец находится внизу.

Мембранно-емкостные датчики

Принцип работы мембранно емкостного датчика достаточно прост. Диафрагма, имеющаяся в устройстве, регистрирует амплитуду прогиба при воздействии давления газа на входе. Давление мембранно емкостным датчиком осуществляется следующим образом: помещенная между пластинами диафрагма, во время вмещения в одну из сторон изменяет электрическую емкость, которая влияет на появление переменного тока, зависящего от величины давления.

мембранно-емкостные датчики

Где купить вакуумный датчик

Вакуумные датчики реализуются различными производителями вакуумного оборудования. Самыми крупными проектами данной области в стране являются «Актан Вакуум» и «Росвакуум». Кроме этого широкий выбор инструментов проверки давления есть в компании «Интек Аналитика». Вышеперечисленные предприятия производят термопарные, ионизационные, тензорезисторные, конвекционные, мембранно-емкостные датчики.

Компания Intech осуществляет выпуск всех видов датчиков. При этом один тип датчика не ограничивается выбором одной установки. ООО «ЭРСТВАК» – это еще один представитель, выпускает вакуумные датчики различных типов. Компания Tako line выпускает широкий спектр вакуумного оборудования, среди которого есть измерительные приборы, типа датчиков, вакуумметров, течеискателей. Продукция данной компании отчается тем, что ее можно использовать в широком диапазоне. В состав одной установки может входить сразу несколько датчиков, которые обеспечивают возможность измерять низкий, средний и высокий вакуум.