Под вакуумметром понимается устройство для измерения давления. Сегодня вакуумметр применяется практически во всех сферах промышленности. За многие годы эксплуатации прибора он претерпел множество изменений. Сегодня можно встретить большое количество разновидностей вакуумметров, каждый из которых имеет свои недостатки и преимущества.
Содержание:
- Вакуумметры - виды, как устроены
- Термопарные вакуумметры
- Образцовые вакуумметры – назначение
- Вакуумметры цифровые Мерадат-ВИТ
- Стрелочные вакуумметры Пирани - ТВ
Вакуумметры - виды, как устроены
Вакуумметры получили широкое применение во многих областях промышленности. Разнообразие специфики технологических процессор обуславливает множество разновидностей вакуумметров – классические, емкостные, терморезисторные, термопарные, ионизационные, альфатрон. Каждый из видов имеет свои особенности, применимые для конкретных отраслей промышленности.
Классические вакуумметры представляют собой обыкновенный манометр для измерения величины давления. Различают жидкостные вакуумметры и анероиды. В качестве жидкости в жидкостном вакуумметре применяется масло определенной плотности. Давление пара по возможности выбирается предельно малых значений с целью не нарушить вакуум. От остальных элементов оборудования вакуумметр изолируется азотной заглушкой, которая вымораживает пары рабочего вещества. Применение классических вакуумметров – системы с давлением от 10 до 100000 Па.
Вакуумметры - виды, как устроены
Емкостные вакуумметры устроены за счет изменения расстояния между прокладками, что приводит к изменению емкости конденсатора. Одна из двух прокладок изготовлена в форме гибкой мембраны. Изменение давления в системе воздействует на мембрану и изгибает ее, что приводит к изменению емкости. Измерив и проведя градуировку значений, определяют размер давления в системе. Применяется в системах с максимальным давлением 1000 Па. Основа терморезисторных вакуумметров – мостовые системы, которые стремятся поддержать постоянство температуры терморезистора, который открыт для измерения давления. Величина мощности, подводимой к терморезистору, напрямую зависит от величины давления газа. Классический вариант терморезисторного вакуумметра – манометр Пирани, где в качестве терморезистора выступает платиновая нить.
Термопарные вакуумметры основаны на принципе охлаждения, которое происходит в результате изменения термопроводности термопары, которая находится в постоянном контакте с проводом. При увеличении вакуума в системе уменьшается термопроводность газа, что приводит к увеличению температуры проводника. Проведя градуировку значения температуры проводника можно определить величину давления в системе.
Устройство ионизационного вакуумметра основано на ионизации газов. Такое устройство представляет собой анод. На анод подается положительный электрический заряд, а на электрод – отрицательный. Пониженное давление приводит к уменьшению количества атомов, которые подвергаются ионизации, что приводит к снижению силы тока, который проходит между электродами. Ионизационные вакуумметры делятся на устройства с накаливаемым и холодным катодом.
Альфатрон устроен аналогично ионизационному вакуумметру. Отличие заключается лишь в том, что вместе электрона используется альфа-частица, которая испускается плутонием или радием. Альфатроны имеют более сложную конструкцию, более чувствительны к внешним воздействиям и требуют более сложной схемы включения в технологическую линию. Альфатрон способен принимать более точные значения, но из-за своей чувствительности и сложности не получили широкого применения в промышленности. Диапазон измеряемого давления аналогичен диапазону измерений термопарного вакуумметра.
Термопарные вакуумметры
Принцип работы термопарного вакуумметра основан на зависимости теплопроводности газа от его давления. Внешне он представляет собой стеклянную и металлическую колбу, где в специальной выемке располагается подогреватель и термопара. В качестве подогревателя выступает никель или платина. В качестве термопары выступает хромель-алюмель или хромель-копель. Измерение значения давления происходит через подогреватель в условиях постоянного тока. В самых простейших термопарных вакуумметрах не предусмотрена автоматическая градуировка значений. Для получения значения давления необходимо измерить термическую электродвижущую силу, а затем по градуировочной таблице определяется значение давления.
Если в технологической схеме происходит понижение давления, это приводит к уменьшению теплопроводности в газовом преобразователе, а температура нагревателя повышается, что приводит к увеличению значения термической электродвижущей силы. Точность конечных измерений в термопарном вакуумметре зависит от правильного выбора тока накаливания. Для того чтобы определить оптимальное значение силы тока, необходимо создать вакуум в манометрическом преобразователе со значением не менее -100 Па. Затем необходимо подобрать значение силы тока таким образом, чтобы в цепи милливольтметра стрелка термопары отклонилась в крайнее правое положение.
Термопарные вакуумметры
Преимуществом термопарного вакуумметра заключается в возможности работать в условиях постоянного накала и постоянной температуры нити. Это позволяет быстро разогреть ее и произвести оперативный запуск технологической линии вакуумного оборудования. Среди недостатков отмечают низкие диапазоны измеряемого давления. При выборе того или иного типа вакуумметров именно этот параметр является решающим.
Образцовые вакуумметры – назначение
Среди всего разнообразия вакуумметров отдельную группу занимают образцовые, которые отличаются от других своей сферой применения. Они не предназначены для измерения величины давления в технологической схеме. Назначение образцовых вакуумметров – проведение калибровки и проверки рабочих манометров, датчиков и преобразователей давления. Различают образцовый манометр со шкалой типа ВО и МО. Образцовые устройства могут работать в любых условиях нормированного климатического исполнения. Точность показаний прибора признана уникальной, а сам прибор находится в государственном реестре средств измерений.
Основные технические характеристики образцовых вакуумметров:
- Диапазон измерений: -0.1…60 МПа;
- Шкала приборов для класса точности 0.4: 250 делений;
- Шкала приборов для класса точности 0.15 и 0.25: 400 делений;
- Цена деления: 1 условная единица;
- Температурный диапазон: 5-40 град.;
- Относительная влажность воздуха: 80%;
Образцовые вакуумметры
В зависимости от класса точности образцового вакуумметра его масса составляет от 1.8 до 5.5 кг. Назначенный срок эксплуатации – не менее 36 месяцев.
Вакуумметры цифровые Мерадат-ВИТ
Цифровой вакуумметр Мерадат-ВИТ устанавливается на приборах лабораторного и промышленного оборудования для измерения азота или сухого воздуха в вакуумных системах. Прибор имеет цифровой дисплей, что позволяет быстро получить информацию о рабочем давлении. При необходимости рабочие параметры могут быть переданы на монитор компьютера. Благодаря простоте меню и наличию русского языка в настройках пользователю упрощается настройка рабочих параметров прибора. Часто цифровой вакуумметр Мерадат-ВИТ используется как электронный регистратор давления.
В зависимости от характеристик вакуумной системы вакуумметры имеют различные значения измеряемого давления. Для получения достоверной информации о рабочем давлении в системе необходимо воспользоваться значением относительной погрешности, устанавливаемым для каждого отдельного прибора в технической документации.
Вакуумметры цифровые Мерадат-ВИТ
В процессе эксплуатации электронная система прибора отправляет запрос на датчики, получает цифровую информацию, обрабатывает ее и отображает в текстовом виде на мониторе или дисплее. Дополнительно имеется возможность выдачи управляющего сигнала на релейном или аналоговом выходе. Основной особенностью цифровых вакуумметров Мерадат-ВИТ является возможность управления работой преобразователя в автоматическом режиме. В случае, когда рабочее давление в системе превышает заданные параметры, имеется возможность вручную отключить преобразователи и тем самым не допустить преждевременной его преждевременной поломки.
Цифровые вакуумметры Мерадат-ВИТ имеют возможность работать с двумя видами преобразователя - ионизационным и тепловым. Оба преобразователя включаются одновременно в одинаковом объеме. В том случае, когда ионизационный преобразователь работает в автоматическом режиме, устройство считывает информацию с теплового преобразователя. Если же давление в технологической системе, измеренное ионизационным преобразователем, находится в пределах рабочих параметров, то информация начинает считываться тепловым преобразователем. Выключается ионизационный преобразователь в том случае, когда данные обоих датчиков покажут превышение фактического давления рабочих параметров.
Цифровые вакуумметры Мерадат-ВИТ имеет три режима отображения информации - графический, комбинированный и текстовый. При графическом режиме отображения информации на дисплей выводится график технологического процесса на весь экран и мелким шрифтом текущее значение давления. При комбинированном режиме одну половину дисплея занимает график технологического процесса, а другую - измеренное текущее значение рабочих параметров. В текстовом режиме проводится настройка, наладка и проверка работы системы. Управление параметрами осуществляется с помощью семи кнопок, расположенных на панели управления.
Стрелочные вакуумметры Пирани-ТВ
Стрелочный вакуумметр Пирани - агрегат для измерения размеров давления в вакуумной технологической линии. Принцип действия основывается на увеличении теплоотдачи металла при уменьшении давления, а также увеличении сопротивления при увеличении температуры. Представляет собой металлическую нить, которая подвешена в стеклянной или металлической трубке, подключенной к технологической схеме. Нить соединяется с электроцепью, откуда и берутся показатели давления после их предварительной калибровки. Чаще всего встречаются модели стрелочных вакуумметров Пирани и ТВ.
Стрелочные вакуумметры Пирани и ТВ нашли свое применение практически во всех областях промышленности - водоснабжении, теплоснабжении, машиностроении, вентиляции и других. Такие устройства являются незаменимыми составляющими частями вакуумных технологических линий. Такой тип устройств позволяет проводить измерения давления в диапазоне от -0.1 до 0 МПа. В большинстве случаев температура вакуумной среды может превышать 150 градусов. Стрелочные вакуумметры Пирани/ТВ способны выдержать самые высокие значения температуры.
Стрелочные вакуумметры Пирани-ТВ-610
Сегодня популярность получили следующие модели стрелочных вакуумметров Пирани:
- ТВ-110;
- ТВ-310;
- ТВ-5;
- ТВ-320;
- ТВ-510;
- ТВ-610.
Большинство промышленных организаций использует модели ТВ-510 и ТВ-610, так как они способны проводить измерение давления в технологических схемах с невязкими и жидкими средами с высокими температурами. Чувствительный элемент устройства при изменении давления в системе отображает его значение с помощью циферблата. Подбор той или иной модели стрелочного вакуумметра Пирани в расчет берется максимально допустимое значение давление, предел точности измерений, размеры устройства, особенности крепежа на оборудовании.
Преимущества стрелочных вакуумметров Пирани - ТВ:
- Возможность использования в различных жидких и газообразных средах;
- Точность полученных результатов;
- Простая конструкция;
- На выводимое значение не влияет размер давления;
- Долговечность;
- Надежность.