Манометр для вакуума


Самодельный вакуумметр — DRIVE2

Возникла потребность измерять вакуум в цифрах. Для чего из подручных материалов был изготовлен вакуумметр с нужным пределом измерений.

В качестве индикатора использовал манометр от старого советского тонометра. Он идеально подходит для этой цели — нужный предел измерений (от 60 до 200 мм рт.ст.) как раз находится в средней части его шкалы.

Принцип простой — манометр я поместил в герметичный корпус, а выход вывел наружу. Из корпуса откачивается воздух — манометр вместо давления показывает разрежение.

_____________

Порылся в железяках — нашел корпус от волговского реле-регулятора. Отпилил уши крепления и выровнял плоскость. Манометр отлично туда поместился.

Штуцер манометра герметично вывел наружу через резиновую трубку.

Лишние отверстия заглушил резиновой пробкой и винтами с резиновыми шайбами.

Полный размер

Верхний винт также служит для выпуска вакуума в атмосферу. Интересно, не наврежу ли я экологии, выпуская много вакуума в атмосферу?

С другой стороны два штуцера — один для подключения проверяемого устройства, другой — для откачки воздуха.

Сверху герметично приклеил кусок оргстекла — прибор готов!

Для создания вакуума использую насос (из комплекта армейской химлаборатории, купил как-то на распродаже).

Он универсальный — из одного штуцера дует, а в другой втягивает. Раньше использовал его для прокачки тормозов, только через другой штуцер.

_________

Теоретически я понимал, что прибор должен показывать правильно, но хотелось убедиться практически. Поэтому я решил устроить поверку доступным способом.

Ртутного столба для этого, к сожалению, у меня не нашлось, поэтому пришлось воспользовался водяным, пересчитав значения по таблице.

Подвесил прибор под потолком, к нему — прозрачную трубку, конец которой опустил в банку с водой в подвале.

На уровне воды закрепил ноль рулетки, и создавая вакуум, сверял высоту подъема воды с показаниями прибора.

Поверка прошла успешно.

___________

Всё это затевалось для проверки и настройки вакуумных корректоров зажигания.

Это делается таким образом:

На площадке трамблера закрепляю стрелку из проволоки, ставлю специальную крышку со шкалой, подключаю прибор, создаю вакуум, смотрю отклонение стрелки.

Всё очень просто и наглядно.

www.drive2.ru

Вакуумметр – виды вакуумметров и принцип их работы. Вакуумметры Бурдона, компрессионные, механические, мембранные вакуумметры

Этот прибор ещё называют вакуумным манометром, он служит для измерения уровня давления вакуума и газов, находящихся в вакуумной среде. Впервые, вакуумметры понадобились после мирового признания о существовании вакуума. Начало вакуумных измерений было положено венецианским изобретателем Леонардо Да Винчи. Он создал пьезометрическую трубу, с помощью которой смог измерить давление водопроводной трубе. Но более предусмотрительней был его коллега Эванджелиста Торричелли, который запатентовал вакуумметр для измерения давления жидкостей и их движения в 1643 году. В U-образном вакуумметре главным элементом является ртуть, но из-за ограничения её количества в приборной трубке, определить давление ниже 10 Па невозможно.

Навигация:

Вакуумметры

Виды вакуумметров и вакуумных датчиков

Ввиду того что газ бывает парциальным, многокомпонентным или однородным, применяются разные типы вакуумметров. Ими можно мерить как абсолютное давление в вакууме, так и разность давления внутри системы с атмосферным. А также имеет значение, где именно будет происходить снятие показаний, точечно или обобщенно.

Механические вакуумметры

Вакуумметр (трубка) Бурдона

Это механический прибор, не использующий источники питания, который способен определить уровень избыточного давления в диапазоне от 0,5 до 7500 бар. Механизм устройства заключается в кольце из трубки с овальным сечением, которая изогнута под углом 250о. Эта трубка находится в желобе и её концы никак не закреплены, что позволяет избыточному давлению в процессе измерений давить на внутренние стенки трубки, приводя её в движение. Трубочка синхронно связана со стрелочным механизмом, который и выводит точные показания на шкалу прибора. В классическом исполнении трубка Бурдона может измерить давление до 60 бар, а для более высоких показателей устройство оснащают дополнительными спиральными витками на трубке. Таким образом, прибор становится менее чувствительным к малому уровню давления, что позволяет проводить измерения при избытке в 7000 бар.

Для использования вакуумметра в агрессивной среде, его корпус обеспечивают гидрозаполнением. Жидкость смазывает все механизмы и предотвращает коррозийные процессы. В качестве предохранителя от разрыва трубки Бурдона, его корпус оснащают выдуваемой задней стенкой для сброса избыточного давления, которое превышает максимальное значение измерительной шкалы.

Трубка Бурдона

U-образный гидростатический вакуумметр

Выдаёт показания по воздействию избыточного давления на жидкость внутри трубки. Давление на разных концах такой трубки отличается, и стрелка прибора показывает разницу между ними. В современных системах такие приборы практически не используются, причиной тому стал маленький диапазон измерений.

Компрессионный вакуумметр

Это усовершенствованный U-образный манометр. Для увеличения возможностей прибора, перед измерением жидкость внутри трубки сжимается под давлением, и устройство может показывать более высокий уровень давления. Применяется в основном как калибровочный прибор.

Компрессионный вакуумметр

Механический деформационный вакуумметр

Манометр предназначен для измерений среды низкого вакуума. Под действием давления, специальная пружина, расположенная внутри механизма, сжимается и деформирует рабочий сенсор, который передаёт свою нагрузку стрелочному механизму со шкалой показаний.

Деформационный вакуумметр

Мембранный вакуумметр

Самый бюджетный вариант среди механических манометров. На мембрану давит вакуум, а она в свою очередь давит на сенсор. Такие приборы являются газонезависимыми, и могут снимать показания в любой газовой смеси.

Мембранный вакуумметр

Тепловые вакуумметры

Такие приборы считаются самыми востребованными для снятия показаний в средних и низких вакуумах. В них сочетаются приемлемые показатели и доступная цена. Пользоваться такими устройствами можно только для измерений в абсолютном вакууме. Принцип действия заключается в реакции вакуумметра на изменение теплопроводимости газа при смене давления. Тепловые вакуумметры разнятся в зависимости от типа газа, и могут считывать только определённые смеси. Самыми распространёнными модификациями являются термопарные вакуумные датчики, датчики Пирани и конвекционные датчики.

Термопарный датчик

Температура в вакууме влияет на нагрев термопары внутри механизма, что провоцирует изменение напряжения на концах термопары. Передача тепла от нагревательного датчика к его концам происходит за счёт давления, которое создаётся вокруг термопары. Чем давление выше, тем больше напряжение. Такие вакуумметры самые бюджетные среди аналогичных устройств для измерения среднего и низкого вакуума.

Термопарный датчик

Вакуумный датчик Пирани

Принцип действия датчика Пирани схож с работой термопарного датчика. Он тоже использует нить накала для перевода тепловой энергии в напряжение. Но такой датчик намного точнее, за счёт впаянной в механизм электрической схемы.

Вакуумный датчик Пирани

Конвекционный датчик

Также как и вышеописанные тепловые вакуумметры используют термопару, но механизм имеет конвекционный способ охлаждения. Корпус вокруг нити накала шире, чем у других датчиков, что позволяет газу циркулировать и эффективнее охлаждать всю систему. Чем быстрее остывает термопара, тем точнее показания уровня разряженного давления.

Конвекционный датчик

Пьезорезистивные датчики

Благодаря тому, что эти датчики являются газонезависимыми, они дают очень точные показатели. Универсальность измерения в любой среде достигается непосредственным влиянием давления на сам пьезорезистивный датчик. Диапазон измерения датчика достигает 1 мм рт. ст. (некоторые модели могут считывать показания до 0,1 торр).

Пьезорезистивные датчики

Ионизационные вакуумные датчики

Любой газ, который находится в вакууме, имеет определённое количество ионов. Под воздействием магнитного поля, электрического разряда или катодного влияния, эти ионы набирают скорость, а эта скорость зависит от степени сжатия вакуума. По такому принципу работают ионизационные вакуумметры. В зависимости от модификации, они используют разные способы разгона молекул ионов. Устройства предназначены для измерений в высоком вакууме, но являются газозависимыми, так как у каждого газа разная плотность, что влияет на скорость перемещения ионов при одном и том же воздействии вакуумметра. Основные разновидности таких аппаратов разделяются на датчик вакуумный Байард-Альперта и вакуумметр с холодным катодом.

Датчик с холодным катодом

Это магниторазрядный датчик, который создаёт мощное электрическое поле. Магниты расположены таким образом, чтобы движение ионов было спиральным. Такая структура продлевает жизнь заряженных частиц, что увеличивает их ионизационную способность. Из-за того, что рабочий катод постоянно холодный, показания вакуумметра немного расплывчатей, нежели у пьезорезистивных датчиков. Зато срок службы подобных устройств очень велик, так как весь механизм вакуумметра не имеет трений своих деталей и не нагревается.

Датчик с холодным катодом

Вакуумметр Байард-Альперта

Датчик имеет нить накала, которая использует термоэлектрическую эмиссию. Эта эмиссия создаёт поток электронов, ионизирующих атомы измерительных газов. В результате создаётся ток, сила которого пропорциональна уровню вакуума. Прибор считывает эту силу и преобразовывает в показатель давления.

Вакуумметр Байард-Альперта

Производители вакуумметров

Российский производитель вспомогательных устройств для вакуумных установок, оборудования для хроматографии и измерительной техники. Компания вышла на отечественный рынок в 1995 году и с тех пор активно развивается в вакуумной индустрии. Предприятие выпускает ионизационные и термопарные вакуумметры высокого качества (это подтверждают положительные отзывы клиентов на официальном сайте производителя).

  1. MKS Instruments, Inc

Выходцы из США, которые основали свой бизнес ещё в далёком 1963 году. Но вплотную, выпуском измерительных устройств для вакуумных систем компания занялась в 1999 году. Производитель изготавливает вакуумметры практически для всех отраслей промышленности, что придало популярности во всех странах мира.

Американский производитель вакуумной техники и измерительных приборов для неё. Компания была основана в 1992 году. На отечественном рынке широко представлены цифровые вакуумметры данного производителя, а также вакуумные насосы и запорная арматура.

cialis20.ru

Манометры, вакуумметры, мановакуумметры

Манометры предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления жидкости, газа и пара.

Делятся на манометры давления и напоромеры, вакуумметры и тягомеры, мановакуумметры и тягонапоромеры.

kipia.vgs.ru

Вакуумметр: виды и технические характеристики

Вакуумметр — это специальный прибор, который способен измерять давление. Он используется во многих отраслях, таких как:

  • строительство,
  • морское дело,
  • транспортная сфера.

За многие годы развития технологий, было создано множество разнообразных конструкций вакуумметров, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. В итоге мы получили разветвлённую классификацию.

Виды вакуумметров и их технические особенности

Если смотреть в суть вакуумметра, как технического прибора, то он представляет собой классический манометр с некоторыми техническими особенностями. Устройство служит для того, чтобы измерять давление жидкости или газа.

Вакуумметры показывают общее или полное давление. Второй параметр представляет собой сумму нескольких парциальных давлений. Для того чтобы измерить последний показатель применяются спектрометрические методики.

В зависимости от технологических особенностей конструкции и применяемых методик измерения — все вакуумметры можно поделить на несколько групп. В каждой из них будет насчитываться по несколько уникальных модификаций.

Механические вакуумметры

Открывают данную группу жидкостные манометры. Они способны измерить разность давлений поверхности жидкости. Основным элементом конструкции является трубка в форме буквы U. На данный момент такие вакуумметры практически не используются.

Компрессионный манометр позволяет увеличить диапазон измерений. Главная особенность этого вакуумметра заключается в том, что он сам создаёт сжатие нужной силы для точности измерений. К сожалению, эти приборы не особенно удобны. Но их точность вызывает восхищение. Поэтому их часто используют для калибровки других подобных устройств.

Деформационные манометры позволяют измерить так называемый низкий вакуум. Они работают за счёт деформации сенсора. В роли последнего выступает пружина или мембрана.

Пружинный вакуумметр в своей конструкции имеет исключительно механические части. Поэтому он обладает наименьшей ценой. Индикация происходит посредством обычной стрелки. Устройство может работать с любым газом.

Диафрагменный вакуумметр. Он считается одним из самых точных в своём классе. В конструкции этого манометра мембрана служит обложкой конденсатора, ёмкость которого способна меняться в зависимости от расстояния между обложками.

Тепловые вакуумметры

Манометры этой группы считаются наиболее распространёнными. Они способны измерять как низкий, так и средний вакуум. Устройства отличаются хорошей точностью и относительно небольшой стоимостью.

Важно! В основе работы этого вакуумметра манометра лежит принцип изменения теплопроводности газа вместе с давлением.

Естественно, что такие манометры являются зависимыми от газа. Мало того, показываемое этими вакуумметрами давление во многом зависит от типа газовой субстанции. Сейчас на рынке можно отыскать три основных разновидности данного манометра:

  • Термопарный вакуумметр. Этот манометр считается самым дешёвым в своей группе. Несмотря на это он способен довольно точно измерять низкое и среднее давление. Особую роль в конструкции играет термопара.
  • Вакуумметр Пирани — это датчик фиксирующий сопротивление. Манометр фиксирует зависимость температуры нити и давления газа. В конструкции используется мостовая схема, работающая за счёт электрических импульсов.
  • Конвекционный вакуумметр. Подобный манометр осуществляет свою работу за счёт конвекции. Тепло переносится благодаря перемешиванию газа. Главным отличием таких устройств является то, что датчик имеет гораздо большие размеры. Благодаря этому обеспечивается качественное охлаждение. Также стоит отметить высокую точность прибора.

Манометры данного типа очень часто используются в промышленных целях, помогая делать максимально точные измерения.

Пьезорезистивные вакуумметры

Пожалуй, именно эти манометры, без всякого сомнения, можно назвать наиболее точными. Они способны измерять вакуум в действительно широком диапазоне. Сейчас он составляет от 1 атмосферы до 1 миллиметра ртутного столбика. Наиболее продвинутые модели способны определить давление даже 0,1 торр.

Важно! Пьезорезистивные вакуумметры являются полностью газонезависимыми.

Манометры из данной группы делятся на такие классы:

  • Ионизационные вакуумметры. Манометры измеряют именно ток, который создаётся ионизованными атомами газа. При этом для ионизации применяются электромагнитные или электрические поля.
  • Магниторазрядный вакуумметр. Данное устройство работает за счёт ионизации атомов газа. Манометр использует мощное электрическое поле. Благодаря ему ионизация проходит за счёт ускоренных электронов быстрыми темпами. Электроны движутся по спирали. Это в значительной мере увеличивает их срок жизни. Главным преимуществом устройств такого типа является их надёжность.
  • Датчик с нитью накала. Данное высоковакуумное устройство работает на принципе термоэлектронной эмиссии. Оно позволяет образовывать поток электронов. Они ионизируют атомы газа. Как результат электрический ток атомов образуется в результате протекания данного процесса. Значение тока напрямую зависит от давления газа. Вначале система регистрирует количество положительных ионов, после чего фиксирует давление.

Пьезорезистивные датчики считаются одними из самых надёжных. К тому же они обладают более высокой точностью, нежели тепловые.

Описание и технические свойства цифрового вакуумметра

Данный тип устройств всё чаще используется в промышленном производстве. Стоит признать, что эти датчики обладают высокой точностью, а также дают широкий спектр возможностей для долгосрочного мониторинга показаний.

В качестве примера рассмотрим устройство «Мета-хром». Аппарат относится к редкому субклассу ионизационно-термопарных устройств. Он способен измерять давление в непрерывном режиме.

В конструкции задействована автоматическая схема переключения датчиков. За управление током отвечает программная часть. Полученные в результате мониторинга данные отображаются на встроенном дисплее.

Внимание! Устройством можно управлять как со встроенной клавиатуры, так и при помощи удалённого компьютера.

«Мета-хром» даёт возможность всегда знать давление внутри вакуумной системы. Теперь абсолютно неважно, где вы находитесь. Рабочий интерфейс RS-485 предоставляет широкие возможности для удалённого мониторинга.

Аппарат имеет следующие технические параметры:

  • Предел измерения от 0,8 до 10 миллиметров ртутного столбика.
  • Два канала для измерения.
  • В конструкции есть две лампы ионизационная и термопарная.
  • В наличии возможность работы с преобразователями разных классов.
  • Время отклика 0,1 с.

При всех этих характеристиках вес прибора составляет три килограмма.

Итоги

Сейчас на рынке существует множество видов вакуумметров. Стоит признать, что каждый из них имеет свои преимущества и конструкционные особенности. Мало того, в современных приборах производители часто соединяют несколько классов, чтобы добиться наибольшей производительности, нивелировав недостатки и сделав ударение на достоинства каждого аппарата.

bouw.ru


Смотрите также