Вакуумметр и вакуумные датчики: трубка Бурдона, мембранные вакуумметры, тепловые и вакуумметры Пирани, а также ионизационные вакуумметры и анализ основных производителей

Приборы, предназначенные для измерения степени разрежения получили название вакуумметров. Сфера применения вакуумных устройств очень широка, это может быть судостроение, машиностроение, нефтехимическая промышленность, лабораторные исследования, целлюлозно-бумажная промышленность, электроника и электротехника, медицина, фармацевтика. Практически все вакуумные системы требуют контроля за степенью разрежения, что приводит к необходимости использования вакуумметров.

В данной статье мы рассмотрим:

  • манометр вакуумметр
  • вакуумметры цифровые
  • вакуумметр вит 2
  • вакуумметр принцип действия
  • вакуумметр вп4 у
  • вакуумметр стрелочный
  • вакуумметр пирани
  • термопарный вакуумметр
  • ионизационный вакуумметр принцип работы
  • вакуумметр vam 320
  • вакуумметр экв 1у
  • вакуумметр втп 160
  • вакуумметр 13вт3 003
  • вакуумметр втт 18 2
  • тепловой вакуумметр
  • вакуумметр обв1 100
  • вакуумметр механический
  • вакуумметр vg200
  • вакуумные датчики и вакуумметры
  • вакуумметр busch
  • производители вакуумметров
  • вакуумметр ионизационно термопарный
  • вакуумметр давления
  • деформационные вакуумметры
  • мембранный вакуумметр
  • вакуумметры мановакуумметры

Навигация по разделу:

  1. Вакуумметр
  2. Виды вакуумметров и вакуумных датчиков
  3. Вакуумметр (трубка) Бурдона
  4. Мембранные вакуумметры
  5. Тепловые вакуумметры
  6. Вакуумметры Пирани
  7. Ионизационные вакуумметры
  8. Производители вакуумметров

Приборы различаются индикацией:

  • вакуумметр стрелочный;
  • с цифровой индикацией.

Кроме визуальных отличий типа индикации, никаких отличий в точности измерений или применимости они не имеют. Большое сходство между собой имеют манометр и вакуумметр, но манометры предназначены для измерения повышенного давления, а вакуумметры пониженного. В случаях, когда в одной системе бывает повышенное и пониженное давление, применяют совмещенные приборы, получившие название мановакуумметров.

Вакуумметр
Фотография стрелочного вакуумметра

Виды вакуумметров и вакуумных датчиков

Были разработаны и применяются разные виды вакуумметров и вакуумных датчиков в промышленности и научных исследованиях, значительно отличающихся конструкциями:

  • механические, разделяющиеся на несколько подвидов (компрессионные, жидкостные, пружинные и мембранные);
  • тепловые;
  • ионизационные (основными разновидностями являются магниторазрядные и использующие нить накала).

В зависимости от требующейся точности измерения и степени разрежения, используют соответствующие вакуумметры. Например, механические пружинные вакуумметры производят измерение степени разрежения за счет деформации рабочего органа. При этом пружина обеспечивает компенсацию деформации, благодаря чему происходит смещение указателя.

Ионизационный вакуумметр, принцип работы которого основан на измерении силы тока, передаваемого заряженными ионами (атомами газа), является прибором, обеспечивающим высокую точность измерения и применяемого в условиях глубокого и среднего вакуума.

Виды вакуумметров и вакуумных датчиков
Мановакуумметр

Вакуумметр (трубка) Бурдона

Вакуумметр (трубка) Бурдона относится к механическому типу. Измерение степени разрежения происходит за счет деформации кольцеобразной трубки, один из концов которой присоединен к измеряемой среде, под воздействием атмосферного давления. При измерении могут возникать неточности в связи с изменением атмосферного давления, поэтому применяются компенсационные устройства.

Следует использовать нейтральные к измеряемой среде материалы для изготовления трубки. Характеристики рабочей среды, нейтральной по отношению к трубке, не влияют на точность измерения.

К таким мановакуумметрам и вакуумметрам относятся некоторые модели Wika, Vam, MVS, МС, MPS, MFS, MX, MTX, МF, MG, ВП-100М. Основными их отличиями являются присоединительные размеры, диаметр и материал трубки, что позволяет применять их как в агрессивных, так и нейтральных рабочих средах.

Вакуумметр (трубка) Бурдона
Трубка Бурдона

Мембранные вакуумметры

Принцип действия мембранных вакуумметров состоит в воздействии на мембрану вакуума с одной стороны и атмосферного давления с другой, после чего она деформируется. Степень деформации определяется оптическим, электрическим или механическим методом, обеспечивая передачу показаний на шкалу прибора. При выравнивании давлений мембрана полностью восстанавливает исходное положение за счет своей упругости.

Простейшая конструкция и высокая надежность обеспечили мембранным вакуумметрам широкое распространение. К недостаткам можно отнести небольшой диапазон измеряемых давлений, не позволяющий измерять давление в глубоком вакууме.

Тепловые вакуумметры

Конструкция тепловых вакуумметров основана на изменении теплопроводности газа при различном давлении. Для измерения степени разрежения используется источник тепла (обычно нить накала) и теплоприемник большой емкости (корпус датчика).

Для того, чтобы обеспечить точность измерений, необходимо стабильное напряжение, подаваемое на нить накала (при изменении напряжения произойдет больший или меньший нагрев нити, что вызовет не соответствующий давлению нагрев корпуса и отразится на показаниях). Точность приборов, основанных на этом принципе, изменяется со временем, так как происходит постепенное выгорание нити накала, соответственно произойдет изменение степени нагрева нити, не соответствуя давлению газовой среды.

Еще одним фактором, влияющим на точность показаний тепловых вакуумметров, является изменение температуры окружающей среды. При повышении или понижении температуры корпуса от воздействия внешней среды, тепловая энергия, передаваемая от нити накала, вызовет соответственно больший или меньший нагрев, в результате чего показания прибора будут отличаться от фактических.

Вакуумметры Пирани

Вакуумметры Пирани работают за счет того, что во время нагрева химически нейтральной по отношению к газу металлической нити происходит отбор тепловой энергии ударяющимися молекулами газа. Чем выше разрежение газа, тем меньше молекул ударяется о нить, соответственно температура нити повышается. В идеальном вакууме нить сможет терять тепло только за счет теплового излучения. Так как электрическое сопротивление металлов повышается при нагреве, то измерение его позволяет вычислить давление рабочей среды.

Нагреваемая металлическая нить находится в корпусе, который присоединяется к вакуумной системе. Изменение температуры корпуса или окружающего воздуха не оказывает влияния на точность измерений. В качестве материала для изготовления нагреваемой нити используют:

  • платину для наибольшей точности (лабораторных исследований);
  • никель для измерения давления агрессивных сред;
  • вольфрам при нормальной газовой среде.
Вакуумметры Пирани
Датчик Пирани

Ионизационные вакуумметры

По стабильности и точности показаний измерения давления глубокого вакуума, ионизационные вакуумметры являются одними из лучших. Принцип их действия основан на том, что при нагреве током катода, он излучает электроны, которые двигаются в сторону анодной решетки. Так как решетка имеет значительные для электронов размеры ячеек, то часть электронов свободно пролетает сквозь нее, но под действием магнитного поля возвращается. Электроны могут совершить несколько колебательных движений, прежде чем попадут на анодную решетку.

При столкновении электронов с молекулами газов, происходит ионизация. Заряженные ионы начинают двигаться в сторону катода, создавая ионный ток. Таким образом, чем выше концентрация газов, тем чаще происходят столкновения и больше ионный ток. Замер силы ионного тока дает точные данные о концентрации молекул в вакууме, что позволяет довольно точно определить давление. Они получили широкое распространение в лабораториях и производствах, требующих глубокого вакуума.

Ионизационные вакуумметры
Ионизационный вакуумметр ВИТ-2

Производители вакуумметров

Производство вакуумметров в качестве дополнительного обычно осваивают компании, занимающиеся изготовлением и поставками вакуумных систем. Это позволяет комплектовать системы датчиками собственного производства, увеличивая прибыль предприятий. Однако существуют и небольшие компании, которые имеют узкую специализацию. Такие предприятия обычно поставляют свое оборудование другим, более крупным компаниям.

Немецкая компания «Тираконт» производит ионные вакуумметры ВИТ-1, ВИТ-2, ВИТ-3, ВД-81, ВД-85, датчики к ним, вакуумные системы, запорную арматуру, сильфоны и другое вакуумное оборудование. Вся продукция обладает традиционным немецким качеством, поэтому пользуется спросом во многих странах.

НПО «ЮМАС» является одним из известнейших российских производителей вакуумметров марок ВП4у, ВП2у, ВП 100, ВП3уу2, мановакуумметров МВПЗу, МВП 100, имеющих как обычное исполнение, так и защищенное от воздействия агрессивных сред. Помимо вакуумметров и манометров, компания производит запорную арматуру, напоромеры и другую измерительную аппаратуру. Вся продукция выполняется в строгом соответствии с требованиями ГОСТ, что обеспечивает высокое качество и надежность приборов.

Небольшая немецкая компания «Ebro Electronic» занимается производством различных измерительных приборов, таких как цифровой вакуумметр VAM-320, термометры, манометры, регистраторы давления, влажности. Благодаря узкой специализации оборудование компании отличается высочайшим качеством и часто применяется для высокоточных измерений в исследовательских лабораториях.