Что такое вакуумметр

Вакуумметр — это специальный прибор, который способен измерять давление. Он используется во многих отраслях, таких как:

• строительство,
• морское дело,
• транспортная сфера.

За многие годы развития технологий, было создано множество разнообразных конструкций вакуумметров, каждая из которых имеет свои преимущества и недостатки. В итоге мы получили разветвлённую классификацию.

Виды вакуумметров и их технические особенности

Если смотреть в суть вакуумметра, как технического прибора, то он представляет собой классический манометр с некоторыми техническими особенностями. Устройство служит для того, чтобы измерять давление жидкости или газа.

Вакуумметры показывают общее или полное давление. Второй параметр представляет собой сумму нескольких парциальных давлений. Для того чтобы измерить последний показатель применяются спектрометрические методики.

В зависимости от технологических особенностей конструкции и применяемых методик измерения — все вакуумметры можно поделить на несколько групп. В каждой из них будет насчитываться по несколько уникальных модификаций.

Механические вакуумметры

Открывают данную группу жидкостные манометры. Они способны измерить разность давлений поверхности жидкости. Основным элементом конструкции является трубка в форме буквы U. На данный момент такие вакуумметры практически не используются.

Компрессионный манометр позволяет увеличить диапазон измерений. Главная особенность этого вакуумметра заключается в том, что он сам создаёт сжатие нужной силы для точности измерений. К сожалению, эти приборы не особенно удобны. Но их точность вызывает восхищение. Поэтому их часто используют для калибровки других подобных устройств.

Деформационные манометры позволяют измерить так называемый низкий вакуум. Они работают за счёт деформации сенсора. В роли последнего выступает пружина или мембрана.

Пружинный вакуумметр в своей конструкции имеет исключительно механические части. Поэтому он обладает наименьшей ценой. Индикация происходит посредством обычной стрелки. Устройство может работать с любым газом.

Диафрагменный вакуумметр. Он считается одним из самых точных в своём классе. В конструкции этого манометра мембрана служит обложкой конденсатора, ёмкость которого способна меняться в зависимости от расстояния между обложками.

Тепловые вакуумметры

Манометры этой группы считаются наиболее распространёнными. Они способны измерять как низкий, так и средний вакуум. Устройства отличаются хорошей точностью и относительно небольшой стоимостью.

Естественно, что такие манометры являются зависимыми от газа. Мало того, показываемое этими вакуумметрами давление во многом зависит от типа газовой субстанции. Сейчас на рынке можно отыскать три основных разновидности данного манометра:

• Термопарный вакуумметр. Этот манометр считается самым дешёвым в своей группе. Несмотря на это он способен довольно точно измерять низкое и среднее давление. Особую роль в конструкции играет термопара.
• Вакуумметр Пирани — это датчик фиксирующий сопротивление. Манометр фиксирует зависимость температуры нити и давления газа. В конструкции используется мостовая схема, работающая за счёт электрических импульсов.
• Конвекционный вакуумметр. Подобный манометр осуществляет свою работу за счёт конвекции. Тепло переносится благодаря перемешиванию газа. Главным отличием таких устройств является то, что датчик имеет гораздо большие размеры. Благодаря этому обеспечивается качественное охлаждение. Также стоит отметить высокую точность прибора.

Манометры данного типа очень часто используются в промышленных целях, помогая делать максимально точные измерения.

Пьезорезистивные вакуумметры

Пожалуй, именно эти манометры, без всякого сомнения, можно назвать наиболее точными. Они способны измерять вакуум в действительно широком диапазоне. Сейчас он составляет от 1 атмосферы до 1 миллиметра ртутного столбика. Наиболее продвинутые модели способны определить давление даже 0,1 торр.

Манометры из данной группы делятся на такие классы:

• Ионизационные вакуумметры. Манометры измеряют именно ток, который создаётся ионизованными атомами газа. При этом для ионизации применяются электромагнитные или электрические поля.
• Магниторазрядный вакуумметр. Данное устройство работает за счёт ионизации атомов газа. Манометр использует мощное электрическое поле. Благодаря ему ионизация проходит за счёт ускоренных электронов быстрыми темпами. Электроны движутся по спирали. Это в значительной мере увеличивает их срок жизни. Главным преимуществом устройств такого типа является их надёжность.
• Датчик с нитью накала. Данное высоковакуумное устройство работает на принципе термоэлектронной эмиссии. Оно позволяет образовывать поток электронов. Они ионизируют атомы газа. Как результат электрический ток атомов образуется в результате протекания данного процесса. Значение тока напрямую зависит от давления газа. Вначале система регистрирует количество положительных ионов, после чего фиксирует давление.

Пьезорезистивные датчики считаются одними из самых надёжных. К тому же они обладают более высокой точностью, нежели тепловые.

Описание и технические свойства цифрового вакуумметра

Данный тип устройств всё чаще используется в промышленном производстве. Стоит признать, что эти датчики обладают высокой точностью, а также дают широкий спектр возможностей для долгосрочного мониторинга показаний.

В качестве примера рассмотрим устройство «Мета-хром». Аппарат относится к редкому субклассу ионизационно-термопарных устройств. Он способен измерять давление в непрерывном режиме.

В конструкции задействована автоматическая схема переключения датчиков. За управление током отвечает программная часть. Полученные в результате мониторинга данные отображаются на встроенном дисплее.

«Мета-хром» даёт возможность всегда знать давление внутри вакуумной системы. Теперь абсолютно неважно, где вы находитесь. Рабочий интерфейс RS-485 предоставляет широкие возможности для удалённого мониторинга.

Аппарат имеет следующие технические параметры:

• Предел измерения от 0,8 до 10 миллиметров ртутного столбика.
• Два канала для измерения.
• В конструкции есть две лампы ионизационная и термопарная.
• В наличии возможность работы с преобразователями разных классов.
• Время отклика 0,1 с.

При всех этих характеристиках вес прибора составляет три килограмма.

Итоги

Сейчас на рынке существует множество видов вакуумметров. Стоит признать, что каждый из них имеет свои преимущества и конструкционные особенности. Мало того, в современных приборах производители часто соединяют несколько классов, чтобы добиться наибольшей производительности, нивелировав недостатки и сделав ударение на достоинства каждого аппарата.