При использовании вакуумных систем важно правильно и своевременно определять уровень создаваемого в них давления. Для этого применятся специализированные приборы, которые называются вакуумметрами. Сегодня представлен огромный выбор таких устройств, отличающихся по сфере применения, характеристикам и типам основного измерительного элемента.
Содержание:
- Разновидности вакуумметров
- Ионизационный вакуумметр холодного типа
- Тепловой вакуумметр
- Деформационные вакуумметры
- Компрессионный вакуумметр
- Что лучше, стрелочные или цифровые вакуумметры
- Производители
- Популярные модели
Разновидности вакуумметров
Вакуумметры часто сравнивают с манометрами, однако эти приборы относятся к разным категориям. Манометры обладают ограниченной сферой работы, однако такие механизмы часто включают в комплексные системы. Например, можно приобрести манометр-вакуумметр или вакуумметр с пъезоэлементом. Это лучшие варианты, так как они совмещают в себе плюсы сразу нескольких измерительных приборов.
Также стоит рассмотреть еще несколько популярных разновидностей вакуумметров.
Разновидности вакуумметров
Ионизационный вакуумметр холодного типа
В таких измерительных приборах используются холодные катоды, в которых начинается процесс ионизации газа за счет столкновения его частиц с электронами. Они в свою очередь движутся внутри особых скрещенных, а также магнитных полей по траектории спирали. Как только катод и анод создают высокое давление, все заряженные частицы, присутствующие в остаточных газах, начинают ускоряться и направляются к электроду соответствующего типа. Во время этого процесса эти же частицы могут дополнительно ионизировать и другие молекулы, если они ударяются о них. Либо происходит образование так называемых вторичных электронов.
Электроны, находящиеся в процессе движения к аноду, а также ионы, движущиеся в сторону катода, становятся причиной газового разряда. В катоде остаточный газ начинает ионизироваться за счет электронов. Если давление пониженное, то важно, чтобы процесс ионизации проходил бесперебойно.
Ионизационный вакуумметр холодного типа
Тепловой вакуумметр
Газ является теплопроводной средой, что неизменно связано с показателями плотности частиц. В процессе работы теплового вакуумметра газовые молекулы начинают ударяться друг о друга и заряжаются необходимой энергией. Чем длиннее так называемый свободный пробег этих частиц, тем эффективнее будет их теплопроводность. В определенном месте давления показатели теплопроводности пропорциональны ему.
Главным преимуществом тепловых вакуумметров является довольно широкий спектр измерения. Определяемое давление может составлять от 10-4мбар до показателей атмосферного давления. При этом расхождение измерений составляет не более +-10%. Этого вполне достаточно дл обеспечения работоспособности большинства вакуумных установок.
Тепловой вакуумметр
Деформационные вакуумметры
В этом случае речь идет о механических измерительных приборах. Их принцип действия основывается на том, что под определенным давлением гибкие элементы устройства начинаются деформироваться. Благодаря этому и происходит определение показателей давления внутри вакуумной системы. В качестве главного органа такого прибора применяется изогнутая пружина полого типа. С одной стороны она закрыта. Также в приборе присутствуют мембраны и дополнительные элементы. Наружная часть трубки, присоединенной к вакуумной системе, всегда находится в условиях атмосферного давления. Если оно попадает внутрь, то стрелка используемого манометра будет показывать нулевое значение. Но, как только показатель давления в системе начинает понижаться, прибор фиксирует разность показателей, за счет чего начинает действовать пружина, а точнее ее часть, которая расположена внутри. Конец пружины перемещается и двигает стрелку, которая начинает крутить и отображает на циферблате значение давления.
По такому принципу работают практически все вакуумметры, в устройстве которых задействован деформационный механизм. Разница может быть только в особенностях самого механического устройства и принципе перемещения стрелки.
Деформационные вакуумметры
Однако измерительные приборы деформационного типа отличаются более низкой точностью показателей. В этом плане значительно выигрывают жидкостные модели. Тем не менее, устройства деформационного типа часто применяются в процессе производства, так как они обладают более высокими прочностными показателями и отличаются более скромными габаритами, что тоже часто играет большую роль. Малогабаритные модели намного удобнее эксплуатировать и подключать к вакуумным системам разного расположения.
Компрессионный вакуумметр
Данный тип измерительных приборов работает по принципу закона Бойля-Мариотта. Это означает, что речь идет о так называемом абсолютном вакуумметре. Однако такие модели считаются наименее удобными в процессе эксплуатации. Поэтому вакуумметры компрессионного типа, как правило, используют исключительно для решения задач в условиях лабораторных исследований.
Вакуумметр этого типа представляет собой стеклянный баллон, оснащенный специальным капилляром для проведения измерений. Верхняя часть этого капилляра является запаянной, а в нижней части присоединена трубка, которая объединяет сам вакуумметр и вакуумную установку. В трубке предусмотрено специальное ответвление, которое называется сравнительным капилляром. Его диаметр полностью соответствует диаметру основного, измерительного капилляра.
Компрессионный вакуумметр
Что лучше, стрелочные или цифровые вакуумметры
Чтобы ответить на этот вопрос, нужно прежде всего определиться с рабочими режимами, при условии которых будут использоваться измерительные приборы. Стрелочные вакуумметры являются более простыми по своему исполнению. При необходимости их можно демонтировать, разобрать, починить и собрать снова. Цифровые модели не позволяют выполнять подобных манипуляций.
Зато электронные изделия способны предоставлять более точные данные. Но цифровые вакуумметры требую питания. Поэтому они должны быть подключены к батарее и альтернативному источнику электроэнергии. Если уровень заряда батареи опустится, это может привести к остановке работы устройства. Либо электроконтактный прибор начнет отображать неточную информацию.
Что лучше, стрелочные или цифровые вакуумметры
Стрелочные вакуумметры лишены этого недостатка. Они являются независимыми измерительными приборами, которые не подключаются к источнику питания. Кроме этого они способны справляться с повышенными нагрузками и на них не оказывает влияния повышенный температурный режим, который может вывести из строя электронику.
Производители
Несмотря на небольшие габариты измерительных приборов, очень важно, чтобы они работали максимально точно. Поэтому вакуумметры, особенно электронного типа, нужно покупать только у проверенных производителей. В этом плане китайские фирмы довольно сильно проигрывают. А вот немецкие, швейцарские, чешские и итальянские производители предлагают наиболее качественные устройства.
Не отстают и отечественные компании. Их выгодно выделяет не только высокое качество устройств, но и демократичная стоимость.
Производители
Популярные модели
Среди огромного многообразия вакуумметров, стоит выделить несколько серий устройств:
- ТВ. Являются универсальными измерительными приборами. Способны показывать давление в диапазоне -0,1 – 0 мПа, при условии, что температура в рабочей камере не будет превышать +150 °C. Самыми лучшими считаются модели ТВ-510, а также вакуумметр ТВ-610. Модели оснащены стрелочными циферблатами, способны выдерживать постоянный режим работы;
- ВТ. Еще одни универсальные вакуумметры. Применяются как в лабораторных условиях, так и на производственных линиях. Самой лучшей моделью этой линейки от отечественного производителя считается измерительный прибор ВТ-12;
- ВИТ. Это ионизированные термопарные измерительные приборы, демонстрирующие показатели давления в широком диапазоне. Наибольшей популярностью пользуются модели вакуумметров ВИТ-1А и ее более современная модификация ВИТ-1А-П. В устройствах этого типа предусмотрены манометрические лампы. Также внимания заслуживает вакуумметр ВИТ-2. В нем используется преобразователь ионизационного или манометрического типа.
Вакуумметры ВИТ
Однако модели этой серии используются только для определенных сфер применения вакуумных установок.
Перед покупкой вакуумметра нужно учесть особенности работы вакуумной системы, уровень давления, температурный режим. Измерительный прибор должен быть подобран максимально четко. Это позволить бесперебойно эксплуатировать систему с наименьшим риском ее выхода из строя.