Приборы для измерения давления и вакуума

Измерение давления и вакуума.

Измерение давлений широко используется в теплоэнергетике. Давление характеризует работоспособность отдельных агрегатов. а также ход термо и газодинамических процессов в энергетических установках. С помощью измерения давления определяется скорость и расход жидкости и газа в различных процессах.

По своему назначению приборы для измерения давления и вакуума делятся на:

— манометры избыточного или абсолютного давления;

— барометры — для измерения абсолютного давления атмосферного воздуха;

— вакуумметры — для измерения разности между барометрическим и абсолютным давлениями, когда значение абсолютного давления меньше

— мановакууметры — для измерения как избыточного давления, так и вакууметрического давления;

— дифференциальные манометры — для измерения разности давле­ний, когда ни одно из них не равно атмосферному;

— микроманометры — для измерения малых разностей давлений.

По принципу действия средства измерения давления делят на сле­дующие группы:

— жидкостные приборы давления, у которых измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости;

— грузопоршневые приборы, у которых измеряемое давление урав­новешивается массой груза и поршня;

— деформационные приборы, действие которых основано на исполь­зовании зависимости упругой деформации и усилия, создаваемого чувстви­тельным элементом, от давления;

— электрические приборы, действие которых основано на свойствах отдельных веществ изменять свои электрические параметры под действием давления;

-электроразрядные приборы, у которых используется зависимость ионного тока от давления;

— теплоэлектрические приборы, действие которых основано на за­висимости теплопроводности газового слоя от давления.

Для целей автоматизации экспериментальных исследований про­мышленностью выпускаются соответствующие измерительные средства и устройства на базе унифицированных электрических преобразователей давления и упругих чувствительных элементов.

За единицу давления в СИ принят 1 Па=1 Н/м 2 .

1мм рт. ст. = 133,32 Па; 1кг/м = 1мм вод. ст.= 9,81 Па.

6.1.1 Жидкостные и деформационные приборы давления.

По конструктивному признаку жидкостные манометры подразделяются на:

-U- образные манометры;

Эти манометры используются для определения избыточного давления воздуха и неагрессивных газов до 0,1 МПа, для измерения разности давлений неагрессивных газов в пределах от 0,1 МПа до 7 кПа, а также неагрессивных жидкостей и паров в пределах от 0,1 МПа до 0,4 кПа.

Жидкостные U-образные манометры изготавливаются из стеклянных трубок диаметром 6. 10 мм, заполненных наполовину рабочей жидкостью — ртутью, водой, спиртом, маслом.

Разность давлений DР в манометре определяется выражением

где р — плотность жидкости; g -ускорение свободного падения; h — высота

Погрешность отсчета давления по шкале U-образного и чашечного

манометров составляет 2 мм и 1 мм, соответственно.

Действие деформационных приборов давленияосновано на зависимости

деформации или изгибающего момента упругих чувствительных элементов от давления. Давление определяется в основном линейным перемещением

Деформационные приборы давления используют для измерения давления

в очень широком диапазоне измерений — от 50 Па до 1000 МПа. Их изготавливают в виде манометров избыточного давления, манометров абсолютного давления, вакуумметров, дифференциальных манометров.

Деформационные приборы давления можно разделить на две

1. Приборы давления прямого действия, у которых перемещение

упругого элемента, обусловленное воздействием измеряемого давления или

разности давлений, преобразуется в перемещение отсчетного устройства

для показания или показания и записи измеряемой величины, или измерения

и сигнализации, или только сигнализации об отклонении измеряемого

давления от заданного значения.

Эти приборы обладают простотой устройства и эксплуатации, имеют

невысокую стоимость и поэтому нашли широкое распространение в различных

Манометры и вакуумметры имеют чувствительные элементы, выполненные в форме сильфонов и одновитковых трубчатых пружин.

2. Приборы давления, имеющие передающие преобразователи с

унифицированным выходным сигналом. Выходными сигналами могут

быть сигналы переменного тока, постоянного тока или пневматические

сигналы. Эти приборы, именуемые датчиками,выпускаются как с отсчет-

ным устройством, так и без него. Датчики предназначены для работы с

взаимозаменяемыми вторичными показывающими приборами, самопишущими

приборами, регуляторами и информационно-измерительными системами.

Чувствительными элементами датчиков давления являются пластины,

мембраны, сильфоны и трубчатые пружины.

Приборы давления с сильфонамипредназначены для измерения и

записи вакуумметрических и небольших избыточных давлений до 0,4 МПа.

Выпускаются приборы классов точности 1,5 и 2,5.

Приборы давления с трубчатой пружинойиспользуются для измерения

вакуумметрического давления, а также избыточного давления от 0,1

до 1000 МПа. Они выпускаются в виде рабочих и образцовых приборов. В

свою очередь рабочие приборы бывают повышенной точности, контрольные

Приборы повышенной точностиизготавливаются классами точности

Контрольные приборыизготавливаются классом точности 0,6.

Технические приборыизготавливаются классами точности 1; 1,6;

Образцовые приборыимеют классы точности 0,16; 0,25 и 0,4.

6.1.2 Приборы для измерения вакуума.

Измерение вакуума, т.е. измерение давления разреженного газа, про­изводится с помощью вакуумметров. По принципу действия вакууммет­ры разделяются на следующие типы:

1. Жидкостные вакуумметры, включающие:

— U-образные приборы давления;

— компрессионные приборы давления.

2. Деформационные вакуумметры, включающие:

3. Теплоэлектрические вакуумметры, включающие:

4. Электроразрядные вакуумметры, включающие:

— магнетронные ионизационные вакуумметры;

— магнитные электроразрядные вакуумметры.

Жидкостные U-образные приборы давления используются для изме­рения давления от 0,1 МПа до 500 Па.

Теплоэлектрические вакуумметры применяются для измерения дав­ления в диапазоне от 70 до 0,13 Па. Их действие основано на зависимости теплопроводности ограниченного слоя разреженного газа от давления. Чувствительным элементом теплоэлектрического вакуумметра является тонкая металлическая нить накала, размещаемая в стеклянном баллоне, ку­да подводится измеряемое давление. Нить нагревается электрическим то­ком и охлаждается разреженной средой. Выделяемая нитью джоулева теп­лота частично отводится в результате теплопроводности материала через концы нити, частично рассеивается ее поверхностью в результа­те радиационного теплообмена, частично отводится газом. Тепловой поток отводимый газом прямо пропор­ционален давлению С уменьшением давления Р тепловой поток, отводимый газом, уменьшается и при Р 6 Па. Их действие основано на ис­пользовании зависимости ионного тока от давления. Достоинством электроразрядного вакуумметра является простая электрическая схема включения вакуумметрической лампы. Недостатками магнитного электроразрядного вакуумметра являются сравнительно узкий диапазон измеряемого давления и линейность разрядного тока и давления не во всем диапазоне измеряемо­го давления.

6.2. Измерение скорости и расхода жидкости и газа.

Для измерения скорости наиболее распространены два метода:

Пневмометрический метод измерения скоростей широко распро­странен в исследовательской практике ввиду своей простоты и доступно­сти.

Если скорости течения потока газа или жидкости достаточно малы, т.е. число Маха М

Термоанемометрический метод прибор,основан на зависимости между электрическим сопротивлением или температурой нагретого проводника, помещенного в поток, и скоростью его обтекания.

Чувствительным элементом термоанемометра является проволочный

или пленочный датчик, нагреваемый электрическим током. В проволочном датчике чувствительным элементом является нагреваемая тонкая проволока (нить), соединенная через поддерживающие стойки и корпус датчика с его выводами. Проволочный датчик используется при измерениях в изотермических условиях, а также при температурах потока до 500С. Пленочные датчики применяются в газовых потоках, имеющих температуру более 500С, и, как правило, являются охлаждаемыми. Материалом нити в проволочном датчике является вольфрам, платина или платиновые сплавы (платинородий, платиноиридий). Диаметр нити составляет 1-15 мкм, а длина между стойками 0,5-5 мм. Для обеспечения разности температур между потоком и нитью производится ее нагрев за счет пропускания электрического тока.

Существуют 2 основных режима работы термоанемометра:

— режим постоянного тока;

— режим постоянной температуры.

Режим постоянного тока характеризуется постоянным значением силы тока, протекающего через нить. При воздействии потока на нить происходит изменение температуры нити, вследствие изменения коэффициента теплоотдачи, что приводит к изменению ее сопротивления.

Режим постоянной температуры характеризуется постоянным значением температуры нити, обеспечиваемым изменением силы тока. В этом случае тепловая инерция нити очень мала, что обеспечивает более точные измерения по сравнению с режимом постоянного тока.

Для измерения расхода вещества, т.е. количества вещества, протекающего через сечение канала в единицу времени, служат следующие приборы:

— счетчики количества текучей среды.

Для измерения расхода жидкости или газа бразователя на­зывают наибольшую разность в показаниях прибора или наибольшую раз­ность между выходными сигналами преобразователя, соответствующими одному и тому же значению входного сигнала, но полученными в одном случае при плавном увеличении, а в другом — при плавном уменьшении значения измеряемой величины.

В исследовательской практике очень часто возникает необходимость в измерении величин, меняющихся во времени, т.е.в динамических усло­виях. Результаты таких измерений искажаются дополнительной погрешно­стью, обусловленной динамичностью условий. Эта составляющая погреш­ности называется динамической погрешностью и представляет собой разность между погрешностью средств измерений в динамических услови­ях и соответствующей погрешностью в статических условиях. Причиной появления динамической погрешности является инертность средств изме­рения. Вследствие этой инертности происходит запаздывание в показаниях при регистрации мгновенных значений измеряемой величины.

| следующая лекция ==>
Техника измерений. Виды, методы и средства измерений. |

Дата добавления: 2017-01-29 ; просмотров: 5397 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Приборы для измерения давления. Виды и работа. Применение

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м 2 . Применяют приборы для измерения давления.

Виды и работа

Приборы для измерения давления, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы.

Виды давления

  • Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
  • Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
  • Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
  • Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).
Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Читайте также  Прибор для измерения напряжения цепи

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Рис-1

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Рис-2

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления.

Деформационные манометры делятся на:
  • Пружинные.
  • Сильфонные.
  • Мембранные.

Рис-3

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров. Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером, для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры.

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности
Измерительные манометры разделяют на два класса:
  1. Образцовые.
  2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

Методы измерения вакуума — вакуумметры

Методы измерения вакуума — вакуумметры

Как уже было сказано выше, единицей давления является паскаль. Следует заметить, что само понятие «давление газа» для вакуумной техники утратило свой физический смысл, так как почти нет таких технологических процессов в вакууме, которые определялись бы давлением газа, как усилие на единицу поверхности. Так уже при давлении в сосуде 10 -1 Па сила, с которой молекулы воздействуют на 1 см 2 стенки сосуда, пренебрежимо мала.

Наиболее важной характеристикой газовой среды в вакуумной технике является плотность или молекулярная концентрация газа. Эта величина определяет теплоперенос, сорбционно-десорбционные процессы, воздействие газа на элементы электронных приборов и другие явления. Однако традиционно состояние газа оценивается давлением. Между давлением газа p и молекулярной концентрацией п существует связь: p-V = n ■ k — T

Приборы для измерения давления газа ниже атмосферного называются вакуумметрами. В условиях высокого вакуума показания практически всех приборов, применяемых для измерения давлений ниже 10 -3 Па, пропорциональны не давлению, а концентрации молекул газа.

По принципу действия вакуумметры можно свести в следующие классы:

1) жидкостные вакуумметры, действие которых основано на уравновешивании измеряемого давления гидростатическим давлением столба жидкости (ртути или вакуумного масла). Диапазон измеряемых давлений 10 5 -10 Па;

2) компрессионные вакуумметры, действие которых основано на законе изотермического сжатия газа и измерении его давления по высоте столба жидкости, уравновешивающего это давление. Диапазон измеряемых давлений — 10 3 -10 -2 Па;

3) деформационные вакуумметры, в которых измеряемое давление определяется по деформации упругого чувствительного элемента. Диапазон измеряемых давлений — 10 5 -10 -2 Па;

4) тепловые вакуумметры, использующие зависимость теплопроводности разреженного газа от давления. Диапазон измеряемых давлений — 10 2 -10 -1 Па;

5) ионизационные вакуумметры, в которых используются ионизация молекул газа. Диапазон измеряемых давлений — 10 -10 -10 Па.

По методу измерения вакуумметры могут быть разделены на абсолютные и относительные.

Абсолютные вакуумметры измеряют непосредственно давление газа, т.е. силу, действующую на единицу поверхности измерительного элемента. Показания абсолютных приборов не зависят от рода газа. К вакуумметрам прямого действия относятся жидкостные, компрессионные и деформационные. Эти приборы перекрывают диапазон от 10 5 до 10 ’2 Па.

Относительные вакуумметры измеряют не само давление, а используют зависимость параметров некоторых физических процессов, протекающих в вакууме, от давления. Они нуждаются в градуировке. Вакуумметры измеряют общее давление газов, присутствующих в вакуумной системе.

К вакуумметрам косвенного действия относят

ся тепловые и ионизационные, которые перекрывают диапазон измеряемых давлений от атмосферного до 10 ’ 10 Па. Большинство вакуумметров состоит из двух элементов: манометрического преобразователя сигнала давления в электрический сигнал и измерительного блока.

В производственных условиях преимущественно используются вакуумметры косвенного действия, которые практически безынерционны, охватывают широкий диапазон давлений и просты в эксплуатации.

Тепловые вакуумметры

Принцип действия термопарных вакуумметров основан на зависимости теплопроводности разреженных газов от молекулярной концентрации (или давления). Передача теплоты происходит от тонкой металлической нити к баллону, находящемуся при комнатной температуре. Металлическая нить нагревается в вакууме путем пропускания электрического тока.

Из курса молекулярной физики известно, что в плотном газе (высокое давление) теплопроводность не зависит от давления.

При понижении давления уменьшается теплопроводность газа, соответственно, возрастает температура подогревателя и увеличивается термо-э.д.с. При низких давлениях, когда средняя длина свободно пробега молекул больше среднего расстояния между нагретым телом и стенками вакуумметра ( А^ d), теплопроводность газа пропорциональна молекулярной концентрации (давлению).

Преобразователь (рис. 23) представляет собой стеклянный или металлический корпус, в котором на двух вводах смонтирован подогрева

тель, на двух других вводах крепится термопара, изготовленная из хро-мель-копеля или хромель-алюмеля. Термопара соединена с подогревателем, который нагревается током, его можно регулировать реостатом и измерять миллиамперметром. Спай термопары, нагреваемый подогревателем, является источником термо-э.д.с., значение которой показывает милливольтметр.

Читайте также  Прибор для определения вращения электродвигателя

Точность измерения давления термопарным вакуумметром существенно зависит от правильного подбора тока накала подогревателя. Калибровка термопарной лампы (установка тока подогревателя), подбирается таким образом, чтобы стрелка милливольтметра точно совпадала с последним делением шкалы. При этих условиях согласно градуировочной кривой термопарного манометрического преобразователя можно по показаниям милливольтметра определить давление в вакуумной системе.

Измерительное уравнение теплового преобразователя можно записать так:

Из уравнения (1.19) видно, что давление является функцией двух переменных: тока накала нити 1н и температуры нити ТН.

Преимуществом тепловых преобразователей является то, что они измеряют общее давление всех газов и паров, присутствующих в ваку-

умной системе, и обеспечивают непрерывность измерения давления. Диапазон рабочих давлений 5-10 3 -10 -1 Па.

Существенным недостатком тепловых вакуумметров является изменение тока накала нити с течением времени, что требует периодической проверки тока накала. Недостатком также можно считать и их относительную инерционность, т.е. задержку отсчета во времени при быстром изменении давления. Существенное влияние на погрешность измерения тепловыми вакуумметрами оказывает колебание температуры окружающей среды.

Электронные ионизационные вакуумметры.

Принцип действия электронных преобразователей основан на ионизации газа электронами и измерении ионного тока, по величине которого судят о давлении.

Ионизация молекул газа производится электронами, эмитируемыми термокатодом и ускоряемыми электрическим полем электрода, на который подается положительный потенциал относительно катода.

В стеклянном баллоне смонтирована трехэлектродная система, состоящая из коллектора ионов, анодной сетки и прямонакального катода. На анодную сетку подается напряжение +200 В относительно катода, а на цилиндрический коллектор -50 В. Анодная сетка выполнена из вольфрамовой проволоки в виде спирали. При прогреве преобразователя и его обезгаживании по спирали пропускается ток 3А. Вольфрамовый катод преобразователя испускает электроны, которые ускоряются электронным полем и движутся к анодной сетке.

носительно катода, электроны останавливаются и начинают движение обратно к анодной сетке. В результате у сетки колеблются электроны, причем, прежде чем попасть на нее, электроны совершают в среднем 5 колебаний. При столкновении электронов с молекулами газа происходит ионизация молекул. Образовавшиеся положительные ионы, попадая на коллектор, создают в его цепи электрический ток. Как показывает опыт, при достаточно низких давлениях (ниже 10 -3 мм.рт.ст.) ионный ток коллектора прямо пропорционален давлению газа, т.е. p

1 коллектора. Таким образом, для измерения давления достаточно при заданном электронном токе измерить ионный ток и разделить на постоянную преобразователя.

Ионный ток можно охарактеризовать: I <= K ■ Ie ■ p , где К — чувствительность манометрического преобразователя.

Чувствительность ионизационных вакуумметров зависит от свойств газа, его температуры, электрического режима и геометрии, то есть

Часть электронов пролетает в пространство между анодной сеткой и коллектором. Так как коллектор имеет отрицательный потенциал отУдельная ионизация зависит от рода газа. Поэтому вакуумметр должен градуироваться отдельно для каждого газа.

Основные недостатки термоэлектронных ионизационных вакуумметров связаны с применением в манометрических преобразователях горячего катода, являющего источником электронов. Горячий катод разрушается при резком повышении давления и имеет низкий срок службы при относительно высоких давлениях. Кроме того, наличие горячего катода ограничивает нижний предел измеряемых давлений. Например, ионизационный преобразователь ПМИ-2 измеряет в диапазоне давлений от 1 Па до 5-10 -6 Па.

Магнитные электроразрядные вакуумметры

Одним из путей, позволяющим сдвинуть границу измерения в сторону более низких давлений, может быть увеличение чувствительности манометра. Для этого необходимо, чтобы электроны проходили в пространстве ионизации по возможности большие расстояния до момента их попадания на коллектор электронов. Тогда вероятность ионизации молекул газа этими электронами значительно возрастает, что приведет к увеличению чувствительности манометра. Наиболее простым способом увеличения длины пути электронов в пространстве ионизации является использование магнитного поля, воздействующего на электроны.

Рассмотрим расположение электродов, предложенное Пеннингом. Принцип действия магнитных преобразователей основан на зависимости тока самостоятельного газового разряда в скрещенных магнитном и электрическом полях от давления. Электродные системы, обеспечивающие поддержание самостоятельного газового разряда при высоком и сверхвысоком вакууме, бывают нескольких видов.

Манометр имеет катод, которым является корпус 1, и анод в виде металлического кольца 2. Вдоль оси анода создается постоянным магнитом 3 магнитное поле с индукцией 0,05-0,2 Тл. Через балластный резистор на анод подается высокое положительное напряжение порядка 2,5-3 кВ.

Разряд поддерживается между анодом и катодами, соединенными электрически и расположенными по обе стороны от анода. Равномерное магнитное поле, параллельное оси системы, препятствует немедленному уходу на анод электронов. Из-за большой длины пути электрона сильно повышается вероятность ионизации даже при низких давлениях газа. Образующиеся в результате ионизации молекул электроны движутся, как и первичные электроны, тоже по спиральным траекториям и в конце концов после совершения актов ионизации попадают на анод. Вторичные электроны, выбиваемые из катода положительными ионами, также участвуют в поддержании разряда. Таким образом, благодаря магнитному полю и специальной конструкции электродов тлеющий разряд поддерживается даже тогда, когда средняя длина свободного пути электронов в газе во много раз превышает расстояние между анодом и катодом, что позволяет измерять низкие и сверхнизкие давления газа.

Данный вид вакуумметров позволяет измерять давления до 10 -10 Па.

Недостатки: данные вакуумметры имеют меньшую точность измерения давления, нуждаются в периодической чистке.

Достоинства — простота конструкции и отсутствие горячего катода. Из-за этого вакуумметры могут быть включены при любом давлении.

Вакуумметры

Найдено 18 товаров

Категория

  • 10
  • 20
  • 50

Измерение абсолютного давления: нет

Расчет барометрического давления воздуха: нет

Измерение барометрической высоты: нет

Габариты без упаковки: 140х50х290 мм

Вес нетто: 0,224 кг

Рабочая температура: -50. +40 °С

Температура хранения: -60. +60 °С

Измерение абсолютного давления: нет

Расчет барометрического давления воздуха: нет

Измерение барометрической высоты: нет

Габариты без упаковки: 53х53х43 мм

Вес нетто: 0,08 кг

Измерение абсолютного давления: нет

Расчет барометрического давления воздуха: нет

Измерение барометрической высоты: нет

Габариты без упаковки: 140х50х290 мм

Вес нетто: 0,222 кг

Рабочая температура: -50. +40 °С

Температура хранения: -60. +60 °С

Расчет барометрического давления воздуха: нет

Измерение барометрической высоты: нет

Габариты без упаковки: 290х250х95 мм

Вес нетто: 1,5 кг

Рабочая температура: от -10 до +50 °С

Температура хранения: 15-20 °С

Измерение абсолютного давления: нет

Расчет барометрического давления воздуха: нет

Измерение барометрической высоты: нет

Вес нетто: 2,25 кг

Вес нетто: 0,29 кг

Измерение абсолютного давления: нет

Расчет барометрического давления воздуха: нет

Измерение барометрической высоты: нет

Вес нетто: 1,4 кг

Измерение абсолютного давления: да

Расчет барометрического давления воздуха: нет

Измерение барометрической высоты: нет

Измерение абсолютного давления: нет

Расчет барометрического давления воздуха: нет

Измерение барометрической высоты: нет

Габариты без упаковки: 198х185х48 мм

Вес нетто: 0,51 кг

Вес нетто: 1,833 кг

Производители

  • Реквизиты
  • Франшиза
  • Социальная активность
  • Информация для инвесторов
  • Сертификаты
  • Производители
  • Правовая информация
  • Распродажа
  • Наши акции
  • Наборы
  • Поставщикам
  • Организациям
  • Франшиза
  • Доставка курьером
  • Доставка транспортной компанией
  • Самовывоз
  • Способы оплаты
  • Сервисный центр ВсеИнструменты.ру
  • Сопровождение обращений
  • Обратная связь

Работа у нас

Вы принимаете условия политики конфиденциальности и пользовательского соглашения каждый раз, когда оставляете свои данные
в любой форме обратной связи на сайте ВсеИнструменты.ру

Вакуумметры и манометры – их разнообразие и особенности

Раньше вакуумметры представляли собой простые механические приборы, показания которых можно было считывать по стрелке. В настоящее время появилось множество различных видов подобных приборов, некоторые из которых представляют собой сложные электронные устройства.

Вакуумметр, описание прибора

Вакуумметр служит для измерения давления. Подобные манометры нашли широкое применение в различных сферах:

  1. Строительстве;
  2. Различных транспортных сферах;
  3. Производстве;
  4. Строительной сфере.

Технологии не стоят на месте, поэтому сейчас все вакуумметры принято делить на несколько категорий. Каждая из них имеет ряд преимуществ и недостатков, поэтому при выборе нужно ориентироваться на характеристики приборов. Любой манометр имеет два основных узла: один из них занимается преобразованием в электрический сигнал состояние прибора или элемента, второй должен преобразовать данный сигнал в понятные пользователю единицы давления.

Самыми простыми являются механические приборы, их достаточно просто ввернуть, и сразу можно считывать показания по стрелке. Так как точность измерения таких манометров имеет определённую погрешность, на производстве для измерений чаще всего используют более сложные приборы – компактные моноблочные вакуумметры. Эти приборы объединяют в одном корпусе преобразователь давления и электронный измерительный блок.

Все манометры можно разделить на три большие группы:

  1. Непосредственно манометры, которые показывают только положительное давление. Измерение происходит за счёт работы трубки Бурдона в приборе. Данная трубка представляет собой трубчатую пружину;
  2. Вакуумметр представляет собой прибор, который так же работает за счёт деформации пружины. В отличие от манометра, он измеряет отрицательное давление;
  3. Мановакууммерт может измерять как положительное, так и отрицательное давление.

В сфере жилищно-комунального хозяйства и строительной сфере чаще всего используются простые приборы, оснащённые пружиной Бурдона. Они не отличаются высокой стоимостью и просты в эксплуатации. Хотя в Москве и других крупных городах России даже в сфере ЖКХ постепенно переходят на более точные электронные приборы.

Вакуумметр механический, виды и особенности

Все механические манометры можно разделить на несколько групп:

  1. Жидкостные манометры. Данные приборы работают за счёт трубки в форме буквы «U». Такой прибор способен измерить разность давления поверхности жидкости. В настоящее время такие манометры встречаются очень редко;
  2. Механические манометры компрессионного типа. Данный вакуумметр способен самостоятельно создать нужное сжатие для выполнения точности измерения. Такие устройства не слишком удобны в эксплуатации, но точность их измерений находится на высоком уровне. Именно поэтому они часто используются для калибровки вакуумметров различных типов;
  3. Манометры деформационного типа могут измерять низкий вакуум;
  4. Простые пружинные вакуумметры. Они работают без использования электроники, так как состоят только из механических частей. Имеют невысокую стоимость, и работают с газом любого типа;
  5. Диафрагменный манометр является одной из самых точных моделей своего класса.
Читайте также  Прибор для измерения давления твердого тела

Все механические приборы просты в эксплуатации и способны работать в самых сложных условиях.

Прибор вакуумметр, другие распространённые типы

Кроме механических манометров, существует ещё множество различных типов подобных приборов. Наиболее распространёнными являются тепловые вакуумметры. Они могут работать как с низким, так и со средним вакуумом. Отличаются точностью измерений и невысокой стоимостью. Все подобные приборы зависимы от газа. Причём их паоказания ещё и прямо зависят от типа газовой среды. В настоящее время в продаже можно встретить три типа тепловых манометров:

  1. Термопарный вакуумметр. Как следует из названия прибора, главную роль в измерениях играет термопара. Эти устройства обладают самой низкой ценой в классе, но при этом способны достаточно чётко измерять низкое и среднее давление;
  2. Вакуумметры Пирани. Данные манометры способны фиксировать сопротивления. В конструкции этого манометра используется схема мостового типа, которая работает за счёт электрических импульсов;
  3. Вакуумметры конвекционного типа. Эти приборы имеют большие размеры, благодаря которым осуществляется качественное охлаждение. Так как такие манометры обладают высокой точностью измерений, их часто используют в промышленности.

Следующая большая группа вакуумметров – это пьезорезисторные приборы. Они являются одними из самых точных. Современные модели способны определить давление 0,1 торр. Эта группа вакуумметров тоже делится на свои подгруппы:

  1. Ионизационные приборы. Измеряют ток, создаваемый атомами газа;
  2. Магниторазрядные устройства. Одни из самых надёжных приборов, так как ионизация атомов газа проходит быстрыми темпами;
  3. Датчики с нитью накала.

Так как датчики пьезорезистивного типа работают за счёт ионизации атомов газа, они значительно точнее и надёжнее тепловых устройств. С другой стороны, их стоимость велика.

Цифровые вакуумметры всё чаще используются в промышленности. Все новые линии оснащаются манометрами подобного типа. Даже большинство модернизаций, планово выполняющихся на предприятиях, включают в себя замену старых вакуумметров на электронные устройства. Так как современное производство компьютеризировано, только электронные манометры способны качественно работать в новейщих электронных системах.

Данные приборы часто обладают встроенными дисплеями, и управляются как с помощью встроенной клавиатуры, так и с удалённого компьютера. Многие современные электронные вакуумметры, обладая широким набором возможностей и функий, весят всего 2-3 кг.

Вакуумметр электронный купить

В настоящее время на отечественном рынке представлено множество моделей электронных манометров. Традиционно, самый широкий выбор в Москве. При покупке данного прибора не стоит приобретать дешёвые устройства неизвестного производителя. Только наша фирма в Москве обеспечит покупателей всеми необходимыми документами и гарантиями. Кроме того, мы занимаемся и сервисным обслуживанием приборов данного типа. Наши менеджеры проконсультируют Вас и помогут подобрать электронный вакуумметр с учётом конкретных задач.

Вакуумметр: описание, принцип работы, разновидности вакуумметров

Под вакуумметром понимается устройство, предназначенное для замера давления газов или вакуума, находящихся в вакуумной среде. Часто вакуумметр называют вакуумным манометром. Сегодня производители предлагают потребителю огромное количество разновидностей вакуумметров, которые позволяют измерять размер вакуума, как точечным способом, так и обобщенно. Кроме того, имеется возможность определить абсолютное значение вакуума либо определить разницу между давлением в технологической схеме и атмосферным давлением.

Устройство и принцип работы вакуумметра

Устройства вакуумметра представляет собой два основных рабочих элемента. Первый элемент позволяет получать и преобразовывать исходные сигналы от технологической схемы. Второй элемент производит перерасчет полученной информации в необходимые единицы измерения и передает результат потребителю. Самый простой вакуумметр — механический, который позволяет непосредственно считывать и передавать информацию потребителю без каких-либо преобразований. Современный вакуумметр представляет собой компактное устройство, содержащее внутри все необходимые элементы. Для удобства восприятия сигналов вся информация выводится на циферблат или дисплей.

Устройство и принцип работы вакуумметра

Если рассматривать физический свойства вакуумметра, то его показание можно охарактеризовать как давление молекул газа на единицу площади. Такой способ получения информации используется во многих областях промышленности и науки. Часто возникают ситуации, что размер вакуума настолько мал, что прибор не может зарегистрировать такое значение. В таком случае измерение значений вакуума проводят при помощи ионизации. Метод ионизации заключается в придании молекулам газа в вакууме электризации и их воздействия на электроды прибора. В таком случае имеется возможность измерить даже самые маленькие значения вакуума.

Сегодня вакуумметры делятся на приборы для измерения абсолютного и относительного давления. По принципу действия вакуумметры подразделяют на тепловые, пьезорезестивные и ионизационные. Чаще всего в промышленности используются тепловые вакуумметры. Принцип работы теплового вакуумметра заключается в измерении разности температур газа до начала измерения и после его завершения. Самый точный тип вакуумметра — пьезорезестивный, который позволяет производить измерения с погрешностью до 1 миллиметра ртутного столба. Особо точные пьезорезестивные вакуумметры позволяют производить измерения с погрешностью до одной десятой единицы миллиметра ртутного столба.

Самый принципиально простой по конструкции и принципу действия — стрелочный вакуумметр. Главный элемент стрелочного вакуумметра — трубка Бурдона. Изначально трубка изогнута в дугу. При воздействии давления на трубку происходит изменение ее формы. Трубка выпрямляется и оказывает механическое воздействие на стрелку циферблата, который показывает измеряемое значение. Стрелочный вакуумметр позволяет указывать значения без их преобразования.

Образцовые вакуумметры

Образцовый вакуумметр предназначен для проведения поверочных испытаний других вакуумметров. Чаще всего шкала данного вакуумметра имеет две зоны — МО и ВО.

Образцовые вакуумметры

Основные технические характеристики образцового вакуумметра:

  • Измерительный прибор изготавливается при обязательном выполнении требований технических условий;
  • За единицу измерения принимается условная величина;
  • Класс точности составляет от 0.4 до 250 условных единиц;
  • Диапазон рабочих температур составляет от 5 до 40 градусов;
  • При средней температуре рабочей среды +25 градусов относительная влажность не превышает 80%;
  • Масса прибора напрямую зависит от класса точности. При классе точности 0.4 условные единицы масса прибора составляет 1.8 килограмма;
  • По желанию заказчика возможно изготовление вакуумметра для использования в любой климатической зоне.

Цифровой вакуумметр ВИТ

Цифровой вакуумметр ВИТ

Сегодня производители предлагают потребителю вакуумметры, которые имеют возможность отображения информации в режиме реального времени с помощью дисплея или монитора. Чаще всего для изготовления такого вакуумметра используется металл, реже корпус прибора изготавливается из стекла. Среди всех типов вакуумметров цифровые вакуумметры ВИТ обладают лучшим соотношением цены и качества, имеют высокие показатели точности измерений. Сегодня наиболее популярные следующие типы вакуумметров ВИТ:

  • Ионизационно-термопарный вакуумметр ВИТ-2;
  • Вакуумметр ВИТ-3 Мерадат;
  • Термопарный вакуумметр ВИТ-1а.

Вакуумметр ВИТ-2 состоит из металлического корпуса и помещенного в него датчика, который принимает сигнал от технологической линии и преобразует его в цифровую информацию. Для регистрации колебаний, возникающих в вакуумной среде, вакуумметр оснащается двумя дополнительными манометрами. Принцип работы вакуумметра ВИТ-2 заключается в регистрации поступающего на центральный датчик импульса, его преобразовании и отображении информации на цифровом экране. Главный недостаток данного типа оборудования — сложность в поиске запасных частей.

Принцип работы вакуумметра ВИТ-3 Мерадат основан на измерении показателей теплопроводности газа. С помощью датчика вакуумметр регистрирует колебания теплопроводности газообразных веществ в технологической линии. ВИТ-3 имеет сложное конструктивное строение, но позволяет получать точные результаты измерений. Даже в сложных промышленных условиях работы вакуумметр позволяет снимать точные показания.

Вакуумметр ВИТ-3 Мерадат привередлив в измеряемой среде. Перед его использованием рабочая газовая среда должна быть очищена от посторонних примесей. Прибор не работает в условиях повышенного давления. Среди положительных качеств прибора стоит отметить наличие двух автономных переключателей, которые могут работать независимо один от другого. При помощи звукового или светового сигнала прибор может оповещать пользователя о достижении определенного уровня давления. Информация предоставляется не только в виде цифровых значений, но и в виде графиков и диаграмм. В случае внезапной аварийной остановки оборудования вакуумметр ВИТ-3 способен сохранить последние значения и рабочие настройки.

Вакуумметр ВИТ-1а предназначен для проведения измерений вакуумной среды огромных диапазонов. Такие свойства сделали его популярным в автомобильной промышленности, пищевой промышленности, металлургии, литейном производстве, при термической обработке металлов и сплавов. Возможность получения результатов высокой точности позволяет использовать ВИТ-1а при изготовлении кристаллов и ионов из термически неустойчивых веществ.

Стрелочный вакуумметр Пирани

Стрелочный вакуумметр Пирани представляет собой терморезисторный прибор, предназначенный для измерения размера давления в вакуумной системе. Впервые устройство данного прибора пришло в голову немецкому физику Пирани в ХХ веке. Принцип работы вакуумметра Пирани заключается в изменении сопротивления металла при изменении его температуры и сравнении этих результатов с давлением рабочей среды.

Стрелочный вакуумметр Пирани

Конструктивно вакуумметр Пирани представляет собой платиновую нить, которая размещена в стеклянной трубке, которая в свою очередь помещается в рабочую среду. При увеличении давления в технологической системе увеличивается температура нити, что приводит к изменению ее сопротивления. Датчик замеряет сопротивление платиновой нити и калибрует его в значение давления. Чем выше показатели вакуума в технологической схеме, тем ниже теплоотдача нити, следовательно, выше ее температура.

Кроме платиновой нити в вакуумметре Пирани моет быть использована никелевая нить для измерения агрессивных сред и вольфрамовая нить, для измерения других типов сред. Сегодня вакуумметр Пирани представлен в стрелочном и цифровом варианте.

Благодаря своей простоте наибольшую популярность получили стрелочные вакуумметры Пирани. Главные его плюсы — надежность, широкий диапазон измерений, возможность использования в различных типах газовой среды. Основным элементом для регистрации показаний выступает пружина, которая выступает в трубчатом, пластинчатом и коробчатом исполнении.

В трубчатом вакуумметре пружина представляет собой овальную трубку, которая при изменении размера давления выпрямляется и показывает соответствующее значение на циферблате.

В коробчатом вакуумметре элемент воздействия представляет собой округлую гофрированную мембрану. При изменении давления происходит воздействие на мембрану, которая отклоняет стрелку циферблата.

Самый простой вариант вакуумметра Пирани — пластинчатый, где используется две пластины, которые при изменении давления в системе оказывают воздействие на стрелку циферблата.