ابزارآلات اندازه گیری خلاء
به روز رسانی شده در ۱۴۰۳/۶/۲ ساعت ۱۸:۵۰:۴۳ زمان مطالعه 10 دقیقه
اطلاعات ابزارآلات اندازه گیری خلاء
نمایش تمام سازندگان ابزارآلات اندازه گیری خلاء
وکیوم گیج ها دستگاه هایی برای اندازه گیری فشار خلاء یا فشار زیر اتمسفر هستند. خلاء فضایی است که فشار گاز در آن نسبت به فشار اتمسفر کم است. اندازه گیری خلاء با فشار مرتبط است. گیج ها و ابزارهای خلاء همراه با سنسورهای خلاء برای نظارت و کنترل فشار خلاء در یک سیستم استفاده می شوند.
فن آوری های گیج خلاء
گیج های خلاء از چندین فناوری مختلف برای اندازه گیری خلاء در یک محیط استفاده می کنند.
خلاء کم
خلاء کم را می توان با دستگاه هایی با استفاده از انحراف مکانیکی اندازه گیری کرد.
فناوری پیستون از یک پیستون/سیلندر مهر و موم شده برای اندازه گیری تغییرات فشار استفاده می کند.
انحراف مکانیکی از یک عنصر الاستیک یا انعطاف پذیر برای انحراف مکانیکی با تغییر فشار استفاده می کند، به عنوان مثال یک دیافراگم، لوله بوردون یا دم.
سنسورهای فشار پیزوالکتریک فشارهای دینامیکی و شبه استاتیکی را اندازه گیری می کنند. مبدل های دو جهته 
از کوارتز یا مواد سرامیکی متالیز تشکیل شده اند که دارای خواص الکتریکی طبیعی هستند. آنها قادر به تبدیل تنش به پتانسیل الکتریکی و بالعکس هستند. آنها بسیار ناهموار هستند اما به مدار تقویتی نیاز دارند که می تواند در معرض ضربه و لرزش باشد.
سیستم‌های میکروالکترومکانیکی (MEMS) معمولاً سیستم‌های میکرو هستند که توسط ریزماشین کاری سطح سیلیکونی برای استفاده در سیستم‌های صنعتی یا بیولوژیکی بسیار کوچک تولید می‌شوند.
عناصر ارتعاشی (رزونانس سیلیکونی) از فناوری عناصر ارتعاشی مانند رزونانس سیلیکونی استفاده می کنند.
ابزارهای فشار خازنی متغیر از نتایج تغییر ظرفیت ناشی از حرکت یک عنصر دیافراگمی برای اندازه گیری فشار استفاده می کنند. این دستگاه از یک دیافراگم نازک به عنوان یک صفحه خازن استفاده می کند. فشار اعمال شده باعث انحراف دیافراگم و تغییر ظرفیت خازنی می شود. انحراف دیافراگم باعث تغییر در ظرفیت خازنی می شود که توسط مدار پل تشخیص داده می شود.
کرنش سنج ها (مقاومت های متغیر حساس به کرنش) به قسمت هایی از سازه متصل می شوند که با تغییر فشار تغییر شکل می دهند. چهار کرنش سنج معمولاً به صورت سری در مدار پل وتستون استفاده می شود که برای اندازه گیری استفاده می شود. هنگامی که ولتاژ به دو گوشه مخالف پل اعمال می شود، سیگنال خروجی الکتریکی متناسب با فشار اعمال شده ایجاد می شود. سیگنال خروجی در دو گوشه باقی مانده پل جمع آوری می شود.
مانومترها معمولاً از یک لوله شفاف U شکل ساخته می شوند و تا حدی با مایعی مانند آب، جیوه یا روغن پر می شوند. مقدار نسبی جابجایی مایع بین پایه های U نشان دهنده فشار بیش از حد اعمال شده در یک طرف یا طرف دیگر است. مزیت استفاده از گیج های خلاء نوع مانومتر این است که خوانش فشار مستقل از نوع گاز است.
گیج های خلاء بوردون از یک لوله تشکیل شده اند که به صورت یک قوس دایره ای خم شده است. داخل لوله به سیستم خلاء متصل می شود و انتهای لوله با تغییر فشار خارجی خم می شود. انتهای لوله نیز به یک اشاره گر متصل است که با تغییر فشار روی یک نشانگر حرکت می کند، شبیه به یک نوار دو فلزی .
لوله بوردون
خلاء متوسط تا زیاد
خلاءهای متوسط تا زیاد باید با استفاده از دستگاه های حرارتی و مولکولی اندازه گیری شوند.
گیج های ترموکوپل تغییرات در رسانایی حرارتی یک گاز باقیمانده در یک لوله گیج را اندازه گیری می کنند. خوانش فشار برای این دستگاه به نوع گاز بستگی دارد. گیج های ترموکوپل شامل یک رشته، منبع تغذیه برای فیلامنت و کویل متر متحرک برای نمایش فشار است. مقدار حرارت از دست رفته به فشار گاز بستگی دارد. طرح های مختلفی از گیج پیرانی وجود دارد. یک طرح شامل استفاده از دو صفحه با دماهای مختلف است. مقدار توان مصرف شده برای گرمایش اندازه گیری فشار گاز است. طرح دیگری از یک صفحه برای اندازه گیری رسانایی حرارتی گاز با اتلاف حرارت به ناحیه اطراف استفاده می کند.
سنج ترموکوپل
گیج های یونیزاسیون کاتد داغ جریان الکترون ثابتی را از کاتد یا منبع الکترون به آند یا تخلیه الکترون آغاز می کنند. این الکترون‌ها به مقدار وابسته به فشار مولکول‌های گاز برخورد می‌کنند که به یون‌های مثبت تبدیل می‌شوند و باعث ایجاد جریان مرتبط با فشار در جمع‌کننده یون می‌شوند.
گیج های یونیزاسیون کاتد سرد نیز موجود است. از آنجایی که گیج های کاتد سرد دارای اجزای فعالی مانند رشته های داغ نیستند، می توانند در معرض قرار گرفتن ناگهانی یا طولانی مدت در برابر گازهای پرفشار مقاومت کنند. دستگاه های کاتد سرد الکترون ها را از سطح الکترود توسط میدان با پتانسیل بالا می کشند.
برای اطلاعات بیشتر، راهنمای Engineering 360 در مورد نحوه انتخاب سنسورهای خلاء را بخوانید .
نوع نمایشگر
گیج های خلاء دارای نمایشگری هستند که به کاربر اجازه می دهد فشار خلاء سیستم را کنترل کند. انواع نمایشگرها عبارتند از:
آنالوگ -- مترهای آنالوگ نشانگرهای بصری ساده ای هستند که با استفاده از شماره گیری استفاده می کنند.
متر دیجیتال -- متر دیجیتال نشانگرهای بصری با دریچه های عددی هستند.
لوله اشعه کاتدی (CRT) -- CRT ها معمولا در مانیتورهای کامپیوتر یافت می شوند.
نمایشگر کریستال مایع (LCD) - LCD ها منابع نور نیمه هادی هستند که از الکترون ها استفاده می کنند که با حفره های الکترونی درون دستگاه ترکیب می شوند و انرژی را به شکل فوتون آزاد می کنند.
نمایش ویدئویی چند خطی -- نمایشگرهای ویدئویی به کاربر اجازه می دهد تا فیدهای زنده تغییرات فشار در سیستم را مشاهده و ضبط کند.
نوع مقیاس
دستگاه های تک مقیاس فشار را تنها در یک مجموعه واحد نمایش می دهند.
دستگاه‌های ترازو دوگانه فشار را در دو مجموعه از واحدها روی یک صفحه صفحه نمایش می‌دهند .
مشخصات عملکرد
مشخصات دستگاه های وکیوم سنج عبارتند از:
محدوده خلاء دامنه فشار از کمترین فشار خلاء تا بالاترین فشار خلاء است.
محدوده فشار خلاء
دمای عملیاتی محدوده کامل مورد نیاز دمای عملیاتی محیط است. دما و فشار در یک سیستم ارتباط مستقیمی با یکدیگر دارند. اگر دمای محیط کار بسته افزایش یابد، فشار در سیستم افزایش می یابد. به منظور جلوگیری از آسیب دیدگی تجهیزات، دانستن محدوده دمای شدید منطقه مهم است.
دقت تفاوت بین مقدار واقعی و نشانه بیان شده به عنوان درصدی از فاصله است. این شامل اثرات ترکیبی روش، ناظر، دستگاه و محیط است.
رسانه اصطلاحی است که برای توصیف موادی است که ناحیه خلاء را احاطه کرده است. برخی از وکیوم سنج ها فشار مایعات را اندازه گیری می کنند. برخی دیگر فشار مواد جامد را اندازه گیری می کنند. دستگاه هایی نیز در دسترس هستند که برای کارهای خطرناک یا برای مواد فهرست نشده، تخصصی یا اختصاصی رتبه بندی شده اند.
استانداردهای گیج خلاء
به طور معمول، گیج های خلاء از درجه های دقت انجمن مهندسین مکانیک آمریکا (ASME) و Deutsches Institut für Normung (DIN)، یک سازمان ملی آلمان برای استانداردسازی استفاده می کنند. مثال‌ها شامل نمرات A، B، C و D و همچنین درجه 1A (1٪ مقیاس کامل)، 2A (0.5٪ مقیاس کامل)، 3A (0.25٪ مقیاس کامل)، و 4A (0.1٪ مقیاس کامل) است.
کاربرد گیج و ابزار خلاء
جاروبرقی در بسیاری از کاربردهای صنعتی مانند خودروسازی، دریایی، تحقیق و توسعه و تولید استفاده می شود. آنها ممکن است برای نگه داشتن مواد در حال حرکت در سیستم یا تمیز نگه داشتن محل کار از آلاینده ها استفاده شوند. گیج ها و ابزارها مانند سنسورها جزء مهمی برای اطمینان از عملکرد مناسب و ایمنی سیستم و تجهیزات هستند.
سایر کاربردهای معمولی شامل پالایشگاه های شیمیایی و نفت، داروسازی، حفاری و تولید دریایی، کارخانه های کاغذ، کود و غیره است.
منبع