Hej! Jako dostawca systemów pomp próżniowych często pytają mnie o instrumenty pomiarowe dla poziomu próżniowego w systemie pompy próżniowej. Pomyślałem więc, że przygotuję ten post na blogu, aby podzielić się spostrzeżeniami na ten temat.
Po pierwsze, zrozummy, dlaczego pomiar poziomu próżni jest tak ważny. W systemie pompy próżniowej poziom próżni określa, jak dobrze działa system. Wpływa to na takie rzeczy, jak wydajność pompy, jakość procesu przeprowadzana w środowisku próżniowym i ogólna niezawodność systemu. Różne zastosowania wymagają różnych poziomów próżniowych, więc kluczowy jest dokładny pomiar.
Teraz zanurzmy się w różnych instrumentach pomiarowych używanych do poziomu próżniowego.
1. Wskaźniki Pirani
Wskaźniki Pirani są dość popularne w świecie pomiaru próżniowego. Działają na podstawie zasady, że przewodność cieplna gazu maleje wraz ze spadkiem ciśnienia (lub poziomu próżniowego). W mierniku pirani jest podgrzewany włókno. W miarę zmienia się cząsteczki gazu wokół włókien wraz z poziomem próżni, tempo przenoszone z włókna do otaczającego gazu również się zmienia. Ta zmiana przenoszenia ciepła jest mierzona jako zmiana odporności włókna, która może być skorelowana z poziomem próżni.
Wskaźniki pirani doskonale nadają się do pomiaru niskich i średnich poziomów próżniowych, zwykle w zakresie od 10^-3 do 10 Torr. Są stosunkowo niedrogie, łatwe w użyciu i mają szybki czas reakcji. Dlatego są powszechnie stosowane w wielu zastosowaniach przemysłowych, takich jak w naszymPompa próżniowa montowana na zbiornikusystemy, w których potrzebny jest szybki i niezawodny pomiar poziomu próżni.
2. Wskaźniki termopary
Wskaźniki termopary są podobne do wskaźników pirani, ponieważ polegają również na właściwościach termicznych gazów w celu pomiaru poziomów próżniowych. Zamiast filamentu wskaźnik termopary wykorzystuje termoparę, która jest urządzeniem, które generuje napięcie oparte na różnicy temperatury między dwoma połączeniami.
W mierniku termopary jedno połączenie jest podgrzewane, a drugi ma temperaturę odniesienia. Gdy ciśnienie gazu zmienia się, przenoszenie ciepła z podgrzewanego połączenia do otaczających zmian gazu, co z kolei zmienia różnicę temperatury między dwoma połączeniami. Ta zmiana różnicy temperatury powoduje zmianę napięcia generowanego przez termoparę, którą można wykorzystać do określenia poziomu próżniowego.
Wskaźniki termopary są również odpowiednie do pomiaru niskich i średnich poziomów próżniowych, zwykle w zakresie od 10^-3 do 10 Torr. Są proste w projektowaniu, stosunkowo niedrogie i można je łatwo zintegrować z systemami pomp próżniowych.
3. Wskaźniki jonizacyjne
Wskaźniki jonizacyjne są stosowane do pomiaru wysokich poziomów próżniowych, zwykle w zakresie 10^-3 do 10^-12 Torr. Istnieją dwa główne rodzaje mierników jonizacji: mierniki jonizacyjne z gorącą katodą i mierniki jonizacji zimnej katody.
Hot Catode Jonizacyjne wskaźniki
W mierniku jonizacji gorącej katody podgrzewany włókno emituje elektrony. Elektrony te zderzają się z cząsteczkami gazu w komorze próżniowej, jonizując je. Jony są następnie zbierane przez elektrodę i mierzony jest wynikowy prąd jonowy. Prąd jonowy jest proporcjonalny do ciśnienia gazowego (lub poziomu próżniowego) w komorze.
Wskaźniki jonizacji gorącej katody są bardzo wrażliwe i mogą zapewnić dokładne pomiary wysokich poziomów próżni. Są jednak droższe niż wskaźniki pirani lub termopary i wymagają starannej obsługi, ponieważ podgrzewany włókno można łatwo uszkodzić przez zanieczyszczenie lub wysokie ciśnienie gazu.
Wskaźniki jonizacji zimnej katody
Z drugiej strony manowie jonizacji zimnej katody nie używają gorącego filamentu. Zamiast tego wykorzystują wyładowanie wysokiego napięcia do jonizacji cząsteczek gazu w komorze próżniowej. Powstały prąd jonowy jest następnie mierzony w celu określenia poziomu próżniowego.
Wskaźniki jonizacji zimnej katody są bardziej wytrzymałe i mniej wrażliwe na zanieczyszczenie niż wskaźniki jonizacyjne katody. Są również tańsze i mają dłuższą żywotność. Jednak nie są tak dokładne jak wskaźniki jonizacji z gorącą katodą, szczególnie przy bardzo niskich ciśnieniach.
Wskaźniki jonizacyjne są często stosowane w zastosowaniach wymagających bardzo wysokiego poziomu próżniowego, na przykład w produkcji półprzewodników lub w naszychUkład próżniowy śruby olejowej, gdzie niezbędna jest precyzyjna kontrola środowiska próżniowego.
4. Manometry pojemnościowe
Manometry pojemności to inny rodzaj instrumentu pomiaru próżniowego. Działają na podstawie zasady, że pojemność kondensatora zmienia się, gdy zmienia się ciśnienie po jednej stronie membrany kondensatora.
W manometrze pojemnościowej membrana jest umieszczana między dwiema elektrodami, tworząc kondensator. Gdy zmienia się ciśnienie gazowe w komorze próżniowej, membrana odchyla się, która zmienia odległość między elektrodami, a tym samym pojemność kondensatora. Ta zmiana pojemności jest mierzona i skorelowana z poziomem próżni.
Manometry pojemności są bardzo dokładne i mogą mierzyć szeroki zakres poziomów próżniowych, od ciśnienia atmosferycznego do 10^-3 Torr. Są również bardzo stabilne i mają szybki czas reakcji. Są jednak droższe niż niektóre inne rodzaje wskaźników i wymagają starannej kalibracji.
Manometry pojemności są powszechnie stosowane w zastosowaniach, w których wymagana jest wysoka dokładność, na przykład w laboratoriach badawczych lub w naszychZłożona jednostka pompy próżniowej, gdzie precyzyjna kontrola poziomu próżni ma kluczowe znaczenie dla powodzenia procesu.
Wybór odpowiedniego instrumentu pomiarowego
Wybierając przyrząd pomiarowy systemu pompy próżniowej, należy wziąć pod uwagę kilka czynników. Po pierwsze, musisz określić zakres poziomów próżniowych, które musisz zmierzyć. Różne instrumenty są odpowiednie dla różnych zakresów ciśnienia, jak omówiliśmy powyżej.
Po drugie, musisz rozważyć wymagania dotyczące dokładności i wrażliwości swojej aplikacji. Jeśli potrzebujesz bardzo precyzyjnych pomiarów, może być konieczne wybrać droższy i wyrafinowany instrument, taki jak miernik jonizacji lub manometr pojemnościowy. Z drugiej strony, jeśli potrzebujesz tylko przybliżonego oszacowania poziomu próżniowego, miernik pirani lub termopary może być wystarczający.
Po trzecie, musisz pomyśleć o kosztach i niezawodności instrumentu. Niektóre instrumenty, takie jak mierniki jonizacyjne i manometry pojemnościowe, są droższe i wymagają większej konserwacji niż inne. Musisz zrównoważyć koszt instrumentu z korzyściami, które zapewnia ono aplikację.
Na koniec musisz wziąć pod uwagę zgodność instrumentu z systemem pompy próżniowej. Upewnij się, że instrument można łatwo zintegrować z systemem i że jest kompatybilny z gazami i materiałami obecnymi w środowisku próżniowym.
Wniosek
Mierzenie poziomu próżniowego w systemie pompy próżniowej jest niezbędne do zapewnienia prawidłowego działania i wydajności systemu. Dostępnych jest kilka różnych rodzajów instrumentów pomiarowych, każdy z własnymi zaletami i wadami. Rozumiejąc zasady działania i cechy tych instrumentów, możesz wybrać odpowiedni do konkretnej aplikacji.
Jeśli jesteś na rynku systemu pompy próżniowej lub potrzebujesz pomocy w wyborze odpowiedniego instrumentu pomiaru dla istniejącego systemu, nie wahaj się z nami skontaktować. Jesteśmy wiodącym dostawcą systemów pomp próżniowych i mamy wiedzę i doświadczenie, które pomogą Ci znaleźć najlepsze rozwiązanie dla Twoich potrzeb. Czy szukaszPompa próżniowa montowana na zbiorniku, jakiśUkład próżniowy śruby olejowejlubZłożona jednostka pompy próżniowej, Mamy cię.
Rozpocznijmy rozmowę i zobaczmy, jak możemy współpracować, aby zaspokoić Twoje potrzeby pompowania próżni.
Odniesienia
- Dushman, S., i Lafferty, JM (1962). Podstawy naukowe techniki próżniowej. Wiley.
- O'Hanlon, JF (2003). Podręcznik użytkownika dotyczący technologii próżniowej (wydanie trzecie). Wiley-Interterscience.
- Wakgen. (i). Wskaźniki próżniowe. Źródło: https://www.vacgen.com/vacuum-gauges/
