مجسات الفراغ: مبدأ التشغيل

2024 مؤلف: Erin Ralphs | [email protected]. آخر تعديل: 2024-02-19 12:01

جهاز استشعار فراغ - هو أيضا جهاز عرض الضغط. في هذه المقالة سننظر في أنواعها ، مبدأ التشغيل. وهناك أنواع: ضغط ميكانيكي غشاء

ويسمى أيضًا "مقياس الفراغ" بطريقة أخرى. إنه جهاز مخصص للناس لقياس مستوى ضغط الفراغ والغازات ، والتي بدورها تكون في بيئة فراغية. بشكل عام ، يمكن للمرء أن يفهم بالاسم.

وضع ليوناردو دافنشي الأساس لهذه الأجهزة. لقد صنع نوعًا من الأجهزة الوظيفية التي تمكن من خلالها من قياس الضغط في أنبوب الماء. أصبح هذا الاختراع شائعًا للغاية وكان ضروريًا لتلك السنوات التي عاش فيها دافنشي (1400).

تم تحسين اختراعه بواسطة Evangelista Torricelli ، الذي قدم براءة اختراع لهذا الجهاز. تم ذلك في عام 1643 ، بعد أكثر من مائة عام من وفاة دافنشي نفسه. تم تشكيل مستشعر الفراغ على شكل حرف U وكان العنصر الرئيسي الذي يعمل عليه هو الزئبق. لسوء الحظ ، نظرًا لمقدارها المحدود في الأنبوب نفسه ، كان من المستحيل تحديد ضغط أعلى من 9 باسكال. كل شيء غيّر مظهر مستشعر الفراغ الرقمي (صورته معروضة أدناه في المادة).

أنواع المقاييس

مقياس ميكانيكي.

هذا جهاز لا يستخدم مصادر الطاقة ، وهو قادر على تحديد المستوى في النطاق من 0.4 إلى 7000 بار. تكمن آلية عملها في حقيقة وجود حلقة معينة تقع في أنبوب بقسم بيضاوي ، والذي ينحني بدوره بزاوية 240 درجة.

هو في الأخدود ونهاياته غير ثابتة وهذا يسمح للضغط في عملية قياسه بالدفع داخل الأنبوب وتحريكه بدوره. يرتبط بآلية تعرض قراءات دقيقة بالفعل على مقياس الجهاز. عادة ما يقيس الجهاز ضغط يصل إلى 65 بار ، ولكن هناك أجهزة لقراءات أعلى ، حوالي 7100 بار.

لاستخدام مستشعر الفراغ في بيئة أكثر عدوانية ، فإن جسمه مملوء بعامل مانع لتسرب المياه ، مما يؤدي إلى تشحيم الآلية وبالتالي يمنع التآكل. كحماية لهذه الآلية ، ولحماية الأنبوب من التمزق ، فإن جسم المقياس مزود بجدار منفوخ يخفف الضغط الزائد.

اختراع أنبوب بوردون

الأنبوب على شكل حرف U ويسمى مقياس هيدروستاتيكي.

يظهر نتائج الضغط على السائل الذي اكتشفه هذا الأنبوب. تختلف المعلمات الموجودة في الأطراف المختلفة لهذين الأنبوبين ، ويوضح سهم الجهاز الفرق بينهما. اليوم ، لم يعد مثل هذا الجهاز مستخدمًا ، لأن نطاق الضغط قد تغير وأصبح الجهاز غير ضروري تمامًا.

مقياس ضغط.

هذامقياس الضغط ، فقط متقدم جدًا. لتوسيع قدراته ، تم تصميمه بحيث يضغط السائل في الأنبوب قبل القياس ، ويوضح المقياس مستوى الضغط. في الحياة اليومية ، يتم استخدامه ببساطة كجهاز معايرة.

مقياس تشوه ميكانيكي

مقياس الضغط هذا مخصص عادةً لقياسات الفراغ المنخفضة. تحت ضغط الأنبوب ، يتم ضغط الزنبرك الموجود فيه ويشوه مكان العمل ، ويقوم بدوره بنقل الحمل إلى آلية المؤشر ، والتي تسمى مقياس الإشارة.

مستشعر ضغط الحجاب الحاجز الفراغي.

هذه هي النسخة الأقل تكلفة للحركة. مبدأ التشغيل: يضغط الفراغ على الغشاء ويضغط على المستشعر. تكون هذه الأجهزة دائمًا مستقلة عن الوسيط وتأخذ قراءات في أي خليط غازي.

الآليات الحرارية

تعتبر مستشعرات قياس الفراغ الحراري الأكثر طلبًا ، فهي تأخذ قراءات في كل من الترددات الفراغية المتوسطة والمنخفضة. في هذه الأجهزة يتم الجمع بين هذه المؤشرات المهمة للناس مثل الجودة والسعر المنخفض. لا يمكن استخدامها إلا للقياسات في فراغ مطلق. مبدأ التشغيل على النحو التالي: رد فعل مقياس الفراغ لتغيير في أنبوب تسخين الغاز مع تغيير في الضغط.

تختلف الأدوات اعتمادًا على نوع الغاز نفسه ولا تقرأ سوى مخاليط معينة. التعديل الأكثر شيوعًا هو مقياس الفراغ الحراري ، وهناك أيضًا أجهزة Pirani وآليات الحمل الحراري.

جهاز مزدوج حراري

مثليؤثر مستشعر درجة الحرارة في الفراغ على تسخين الازدواج الحراري داخل الآلية ، مما يؤدي إلى حدوث تغيير في الجهد عند نهايات المزدوجات الحرارية. يرجع انتقال الحرارة من تسخين المستشعر نفسه إلى نهاياته إلى الضغط المحيط بالمزدوجة الحرارية. كلما زاد ارتفاعه ، زاد جهده. تعتبر مقاييس الفراغ هذه ذات ميزانية كبيرة بين مجموعة من المقاييس المماثلة الأخرى.

مستشعر بيراني

هذه الآلية ومبدأ التشغيل مشابه للمزدوجة الحرارية. يستخدم خيوط القناة ويحول الطاقة الحرارية إلى جهد. آلية Pirani أكثر دقة من غيرها ، بسبب الدائرة الكهربائية الملحومة في الآلية.

مستشعر الحمل.

هو أيضًا ، مثل الأجهزة المماثلة ، يستخدم مزدوجًا حراريًا. لكن آلية هذا الجهاز المعين لها تبريد خاص بها. بعد كل شيء ، يتم لف العلبة حولها بخيط خاص ، وهي أوسع من نظائرها. وهو ، بدوره ، يسمح للغاز الموجود في المستشعر بالدوران بشكل صحيح وفعال ، وهذا يسمح لجهاز الحمل الحراري بأكمله بالعمل بشكل أفضل ككل. كما أنه يعطي قراءات أسرع بكثير على الميزان بسبب التبريد السريع للمزدوجة الحرارية.

آليات مقاومة الضغط

الصورة أعلاه في المادة تظهر مستشعر فراغ إلكتروني.

نظرًا لاستقلالها عن جودة الغاز وخصائصه ، فإنها توفر القراءات الأكثر دقة. الجهاز متعدد الاستخدامات في أي نطاق من ترددات الضغط ، لأن تأثير هذا الأخير يتحقق من خلال العمل المباشر لمستشعر مقاوم للضغط. نطاق قياسه من 0.1 مم. جهاز استشعار فراغ تويوتا ، على سبيل المثال ،يعمل بنفس الطريقة

مستشعرات الفراغ القائمة على التأين

يتم وصف مبدأ عمل مستشعر الفراغ لهذا النموذج أدناه.

أي غاز في الفراغ يحتوي في الواقع على عدد معين من الأيونات. يعمل المجال المغناطيسي أو التفريغ الكهربائي عليها على تسريعها. وهذه السرعة ، التي تكتبها ، تعتمد على درجة انضغاط الفراغ. وفقًا لهذا المبدأ ، تعمل مقاييس التأين.

اعتمادًا على التعديل ، تستخدم أجهزة القياس مجموعة متنوعة من الطرق المعقدة لتسريع الأيونات. عادة ما تكون هذه الأجهزة مصممة للقياسات في نطاق فراغ عالي. نظرًا لأنها تعتمد على الغاز ، ولكل غاز كثافة مختلفة ، فهذا يؤثر على سرعة الأيونات.

جهاز يحتوي دائمًا على كاثود بارد

هذا جهاز استشعار يخلق مجالًا كهربائيًا. يتم وضع مغناطيساته بحيث تحدث حركة الأيونات على طول مسار اللولب. هي التي تعطي هذه الجسيمات "لتعيش" لفترة أطول ، وبالتالي ، للعمل بكفاءة أكبر. نظرًا لحقيقة أن هذا الكاثود دائمًا ما يكون باردًا ، فإن قراءاته على المقياس تكون أكثر غموضًا ، على عكس نظائر هذا الجهاز. لكن في الوقت نفسه ، فإن ضمان هذا الجهاز بالذات طويل جدًا ، ولا ينهار غالبًا بسبب أجزائه المتينة التي لا يمكن أن تخلق احتكاكًا ببعضها البعض.

منتجون

أول شركة مصنعة لأجهزة قياس الفراغ المعروضة في هذه المقالة هي "Meta-Chrome". هذه شركة محلية لا تنتج هذه الأجهزة فحسب ، بل تنتج أيضًا معدات الكروماتوغرافيا ومعدات القياس. دخلت هذه الشركة الروسية السوق في1994 ، ومنذ ذلك الوقت تقوم بتطوير وإنتاج معدات لصناعة الفراغ. يتم توفير منتجاتها ليس فقط في روسيا ، ولكن أيضًا في الخارج. تنتج مؤسسة Meta-Chrom دائمًا منتجًا عالي الجودة ومقاييس فراغية مؤينة ومزدوجة حرارية بدون زواج وتعمل دون أعطال. تم تأكيد ذلك في 90٪ من الحالات من خلال ردود الفعل الإيجابية من العملاء والمشترين لمنتجات هذه الشركة المصنعة.

ثاني شركة تنتج أجهزة قياس الفراغ هي MKS Incorporated ، وهي مؤسسة من الولايات المتحدة الأمريكية. أسسوا شركتهم لبيع أجهزة الاستشعار وأجهزة القياس الأخرى في وقت أبكر بكثير من نظرائهم الروس ، منذ عام 1962. لكنهم فعلوا ذلك بعد ذلك بشكل سطحي للغاية. وبشكل كامل ، كشركة مصنعة لهذه المعدات ، بدأت في وضع نفسها فقط منذ عام 1998. تصنع MKS مقاييس فراغ لبلدهم ، ولكن مثل شركتنا المحلية ، يمكنهم شحن منتجاتهم إلى بلدان أخرى مقابل رسوم شحن بسيطة.

ثالث مصنع وارد في المقال هو Ulvac Technologies. وهي أيضًا شركة تصنيع أمريكية لإنتاج أدوات القياس المختلفة ، مثل مقياس الفراغ. تأسست هذه الشركة في عام 1991. لطالما كان سوقهم يحتوي على الكثير من أجهزة قياس الفراغ الرقمية وغيرها من المنتجات التي يزودونها في بلدهم (الولايات المتحدة الأمريكية) وفي بلدان أخرى من العالم.

الخلاصة

مقياس الفراغ هو شيء معقد للغاية تحتاجه لتعلم كيفية التعامل مع الضغط وتحديده بشكل صحيح. لقد أظهرت هذه المقالة كل شيءأنواع هذه الحساسات يوجد منها حوالي 10 فقط وهذا عنصر مهم جدا في شنطة سائقي السيارات و مصلحي السيارات