Sensores de vácuo: princípio de funcionamento

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:19

Sensor Vacuummeter - também é um dispositivo de exibição de pressão. Neste artigo, consideraremos seus tipos, o princípio de operação. Existem tais tipos: compressão, mecânica, membrana.

Também é chamado de "vacuômetro" de outra forma. É para as pessoas um dispositivo para medir o nível de pressão de vácuo e gases, que, por sua vez, estão em um ambiente de vácuo. Em geral, pode-se entender pelo nome.

Leonardo Da Vinci lançou as bases para esses dispositivos. Ele fez uma espécie de dispositivo funcional com o qual conseguiu medir a pressão em um cano de água. Esta invenção tornou-se muito popular e necessária para os anos em que Da Vinci viveu (1400).

Sua invenção foi aprimorada por Evangelista Torricelli, que registrou uma patente para este dispositivo. Isso foi feito em 1643, mais de cem anos após a morte do próprio Da Vinci. O sensor de vácuo tinha a forma de um U e o principal elemento no qual funcionava era o mercúrio. Infelizmente, devido à sua quantidade limitada no próprio tubo, foi impossível determinar uma pressão superior a 9 pA. Tudo mudou a aparência de um sensor de vácuo digital (sua foto é apresentada abaixo no material).

Tipos de medidores

Calibrador mecânico.

Este é um dispositivo que não utiliza fontes de alimentação, e é capaz de determinar o nível na faixa de 0,4 a 7000 bar. Seu mecanismo de operação reside no fato de haver um certo anel, localizado em um tubo com seção oval, que por sua vez é dobrado em um ângulo de 240 graus.

Está na ranhura e suas extremidades não são fixas, e isso permite que a pressão no processo de medição empurre para dentro do tubo, colocando-o por sua vez em movimento. Está associado a um mecanismo que exibe leituras precisas já na balança do aparelho. Normalmente o aparelho mede pressão até 65 bar, mas existem aparelhos para leituras mais altas, cerca de 7100 bar.

Para utilizar o sensor de vácuo em um ambiente mais agressivo, seu corpo é preenchido com um impermeabilizante, que lubrifica o mecanismo e evita a corrosão. Como proteção deste mecanismo, a fim de proteger o tubo de ruptura, o corpo do medidor é equipado com uma parede soprada que alivia o excesso de pressão.

Invenção do tubo Bourdon

O tubo é em forma de U e é chamado de medidor hidrostático.

Mostra os resultados da pressão no líquido que este tubo detectou. Os parâmetros nas diferentes extremidades desses dois tubos são diferentes e a seta do dispositivo mostra a diferença entre eles. Hoje, esse dispositivo não é mais usado, porque a faixa de pressão mudou e o dispositivo se tornou completamente desnecessário.

Medidor de compressão.

Issomanômetro, apenas muito avançado. Para ampliar suas capacidades, ele foi projetado de forma que antes da medição comprima o líquido no tubo, e a escala mostra o nível de pressão. Na vida cotidiana, é usado simplesmente como um dispositivo de calibração.

Calibrador de deformação, mecânico

Este manômetro é geralmente destinado a medições de baixo vácuo. Sob a pressão do tubo, a mola nele é comprimida e deforma o local de trabalho, e este, por sua vez, transfere a carga para o mecanismo do ponteiro, chamado de escala de indicação.

Sensor de pressão do diafragma de vácuo.

Esta é a versão mais acessível do movimento. Princípio de funcionamento: o vácuo pressiona a membrana e pressiona o sensor. Tais dispositivos são sempre independentes do meio e fazem leituras em qualquer mistura gasosa.

Mecanismos térmicos

Os sensores de medição de vácuo térmico são considerados os mais procurados, eles fazem leituras em frequências de vácuo médio e baixo. É nesses dispositivos que se combinam indicadores tão importantes para as pessoas como qualidade e preço baixo. Eles só podem ser usados para medições em vácuo absoluto. O princípio de operação é o seguinte: a reação do medidor de vácuo a uma mudança no tubo de calor do gás com uma mudança na pressão.

Os instrumentos variam dependendo do tipo de gás em si e lêem apenas certas misturas. A modificação mais comum é um medidor de vácuo termopar, e também existem dispositivos Pirani e mecanismos de convecção.

Dispositivo termopar.

Talo sensor de temperatura em vácuo afeta o aquecimento do termopar dentro do mecanismo, o que provoca uma mudança de tensão nas extremidades dos termopares. A transferência de calor do aquecimento do próprio sensor para suas extremidades se deve à pressão ao redor do termopar. Quanto maior for, maior será a sua tensão. Esses medidores de vácuo são muito econômicos entre um grupo de outros semelhantes.

Sensor Pirani

Este mecanismo e princípio de operação é semelhante ao termopar. Ele usa um filamento de canal e converte energia térmica em tensão. O mecanismo Pirani é muito mais preciso que os outros, devido ao circuito elétrico soldado no mecanismo.

Sensor de convecção.

Ele também, como dispositivos semelhantes, usa um termopar. Mas o mecanismo deste dispositivo em particular tem seu próprio resfriamento. Afinal, o case é enrolado com um fio especial e é mais largo que o dos análogos. E, por sua vez, permite que o gás no sensor circule de forma correta e eficiente, e isso permite que todo o dispositivo de convecção funcione melhor como um todo. E também fornece leituras muito mais rápidas na escala devido ao resfriamento rápido do termopar.

Mecanismos piezoresistivos

A foto acima no material mostra um sensor eletrônico de vácuo.

Por serem independentes da qualidade e das propriedades do gás, eles fornecem as leituras mais precisas. O dispositivo possui versatilidade em qualquer faixa de frequências de pressão, pois a influência desta última é alcançada pela ação direta de um sensor piezoresistivo. Sua faixa de medição é de 0,1 mm. Sensor de vácuo Toyota, por exemplo,funciona da mesma maneira.

Sensores de vácuo baseados em ionização

O princípio de funcionamento do sensor de vácuo deste modelo é descrito abaixo.

Qualquer gás no vácuo tem, de fato, um certo número de íons. Um campo magnético ou descarga elétrica agindo sobre eles os acelera. E essa velocidade, digitada por eles, depende do grau de compressão do vácuo. De acordo com este princípio, tais medidores de ionização funcionam.

Dependendo da modificação, os medidores usam uma variedade e formas sofisticadas de acelerar íons. Esses dispositivos geralmente são projetados para medições em uma faixa de alto vácuo. Como eles são dependentes do gás e cada gás tem uma densidade diferente, isso afeta a velocidade dos íons.

Um dispositivo que sempre tem um cátodo frio

Este é um sensor que cria um campo elétrico. Seus ímãs são posicionados de forma que o movimento dos íons ocorra ao longo da trajetória de uma espiral. É ela quem dá essas partículas para "viver" por mais tempo e, portanto, trabalhar com mais eficiência. Devido ao fato deste mesmo cátodo estar sempre frio, suas leituras na escala são mais vagas, diferentemente dos análogos deste aparelho. Mas, ao mesmo tempo, a garantia deste mesmo dispositivo é muito longa e não costuma quebrar devido às suas peças duráveis que não podem criar atrito entre si.

Produtores

O primeiro fabricante de vacuômetros apresentado neste artigo é o "Meta-Chrome". Esta é uma empresa nacional que produz não só estes aparelhos, mas também equipamentos de cromatografia e equipamentos de medição. Esta empresa russa entrou no mercado em1994, e desde então desenvolve e produz equipamentos para a indústria de vácuo. Seus produtos são fornecidos não apenas na Rússia, mas também no exterior. A empresa Meta-Chrom sempre produz um produto de alta qualidade, medidores de vácuo de ionização e termopar sem casamento e trabalho sem avarias. Isso é confirmado em 90% dos casos pelo feedback positivo de clientes e compradores dos produtos deste fabricante.

A segunda empresa produtora de medidores de vácuo é a MKS Incorporated, uma empresa dos Estados Unidos da América. Eles fundaram sua empresa vendendo sensores e outros dispositivos de medição muito antes de suas contrapartes russas, já em 1962. Mas então eles fizeram isso muito superficialmente. E completamente, como fabricante de tais equipamentos, começou a se posicionar somente a partir de 1998. A MKS fabrica medidores de vácuo para seu país, mas como nossa empresa doméstica, eles podem enviar seus produtos para outros países por uma pequena taxa de envio.

O terceiro fabricante apresentado no artigo é a Ulvac Technologies. É também um fabricante americano para a produção de diversos instrumentos de medição, como um vacuômetro. Esta empresa foi fundada em 1991. Seu mercado sempre teve muitos medidores de vácuo digitais e outros produtos que eles fornecem tanto em seu país (Estados Unidos da América) quanto em outros países do mundo.

Conclusão

O medidor de vácuo é uma coisa muito complexa que você precisa aprender a manusear e determinar corretamente a pressão. Este artigo mostrou tudotipos desses sensores, existem apenas cerca de 10 deles. Este é um item muito importante no porta-malas de motoristas e mecânicos de automóveis.