Вакуумные датчики

Вакуумные датчики - справочная информация

Разряженное пространство требует непрерывного контроля. При нарушении технологических ограничений, связанных с пониженным давлением, неизбежны аварийные ситуации и порча оборудования. Для измерения вакуума в емкостях применяются вакуумные датчики или вакуумметры. Они позволяют с высокой точностью определить состояние среды и передать эту информацию обслуживающему персоналу. Купить вакуумные датчики от производителя можно в нашей компании, где представлены ведущие мировые бренды.

Некоторые бренды присутствуют на мировом рынке больше 100 лет. В каталоге большой выбор вакуумных датчиков от производителей:

• Edwards;
• ERSTEVAK;
• Inficon;
• Preiffer;
• Thyracont;
• Leybold;
• ULVAC.

Принцип действия и применение вакуумных датчиков

Вакуумметры измеряют полное давление (или сумму парциальных давлений газов). Вне зависимости от принятых технических решений в конструкции устройства есть два основных элемента: измерительный блок, блок обработки. Чувствительная часть воспринимает воздействие вакуума на себе с физическим проявлением. Далее полученное отклонение сравнивается с эталонным, отображается в удобном для персонала или автоматики виде. Например, оцифровывается, передается на компьютер. Датчик может связываться с общей системой контроля, формировать аварийные, предупредительные сигналы в зависимости от установленных границ.

Сферы применения вакуумных датчиков

• машиностроение;
• судостроение;
• медицина;
• фармацевтика;
• производство электроники;
• целлюлозно-бумажная промышленность;
• лабораторные исследования, научные эксперименты.

Без контроля давления не обходятся такие технологические процессы, как вакуумная упаковка, дистилляция, сушка материалов, напыление. Вакуумметры используются при производстве проводников, аккумуляторных батарей, нанесении износостойких покрытий.

Особенности конструкции вакуумного датчика

За многовековую историю вакуумметры неоднократно меняли конструкцию. Существуют десятки видов, среди которых выделяют три большие категории – механические, тепловые, ионизационные. Менее распространены пьезорезистивные.

Механические датчики

Наиболее понятные, наглядные устройства. Принцип действия базируется на механических изменениях чувствительного органа. Подвиды:

• гидростатические (измеряют разность давлений на поверхности жидкости, залитой в U-образную трубку);
• компрессорные (похожи по принципу на гидростатические, но здесь для расширения рабочего диапазона происходит сжатие жидкости компрессором);
• деформационные (фиксируют степень деформации пружины или другого подобного элемента под действием вакуума);
• мембранные (схожи с деформационными, но с мембраной вместо пружины).

Гидростатические или компрессорные используются редко, поскольку неудобны. Популярностью пользуются традиционные мембранные за счет низкой цены, приемлемой точности.

Тепловые датчики

Тепловые приборы основаны на простом физическом законе: теплопроводность газов меняется в зависимости от давления.  Они, в отличие от механических, напрямую зависят от газовой среды, поскольку разные вещества имеют разную теплопроводность. Самый простой подвид – термопарный. Здесь, соответственно, используется термопара, у которой в зависимости от давления меняется степень отвода тепла. Другой вариант конструкции – датчик Пирани. Основной чувствительный элемент – нить, электрическая проводимость которой корректируется вместе с температурой и давлением газа. Точность такого решения выше.

Ионизационные датчики

Когда технологическому процессу нужна высокая степень разряжения среды, механические и тепловые датчики не подойдут. Проще всего взять на вооружение ионизацию. Эндотермический эффект возникает в газе за счет воздействия на него сильных электрических и электромагнитных полей, потоков электронов, радиации, СВЧ-излучения.

Наибольшее распространение получили магниторазрядные вакуумметры (магнитное поле) и датчики Байард-Альперта (термоэлектронная эмиссия, нить накала). Они эффективны и долговечны. 

Пьезорезистивные датчики

Пьезорезистивный эффект – это изменение электрической проводимости элемента в результате физического воздействия. Высокое давление в полупроводниках вызывает определенные деформации, которые влияют на количество пропускаемых электронов. Это изменение впоследствии фиксируется чувствительным органом. Пьезорезистивные датчики отличаются высокой точностью.

Как выбрать вакуумный датчик

Свойства, на которые следует обратить внимание:

• Диапазон допустимых давлений. Основная характеристика, определяющая применимость устройства. Зависит от технологического процесса на производстве. Выделяют следующие степени вакуума: низкий (от 10 до 10³ Мбар), средний (от 10^-3 до 10 Мбар), высокий (от 10^-9 до 10^-3 Мбар), сверхвысокий (от 10^-15 до 10^-9 Мбар). И для каждого уровня давления применимы определенные виды датчиков. Также существуют широкодиапазонные варианты.
• Сборка и размеры. Качество сборки определяется путем визуального осмотра и проверки соединений. Размеры и вес влияют на возможность установки датчика.
• Дополнительные функции. Современные модели имеют цифровой экран для отображения статистики, модуль Wi-Fi, USB-интерфейс, разъемы для подключения аппаратуры и т. д.
• Цена вакуумного датчика. В зависимости от технологии, страны производства и функциональных характеристик.