Деформационные вакуумметры
Деформационные вакуумметры
В деформационных вакуумметрах величина давления определяется по величине деформации чувствительного элемента. Различают трубчатые, сильфонные и мембранные деформационные вакуумметры. Деформация чувствительного элемента определяется механически (по перемещению), оптически (по замеру) или электрически (датчиком, преобразующим перемещение в электрический сигнал — тензодатчиком, индукционным или механотронным датчиками).
Трубчатые (пружинные) вакуумметры, или трубки Бурдона (по имени автора одного из первых манометров Эжена Бурдона). Впервые разработаны в 1846-1848 гг. В них чувствительным элементом является запаянная с одного конца тонкостенная трубка эллиптического сечения, изогнутая по дуге окружности (пружина) (рис. 8.3). Незапаянный конец оканчивается ниппелем, соединенным с вакуумной системой. При изменении давления в трубке изменяется радиус ее кривизны, что приводит к смещению ее запаянного конца и перемещению при помощи тяги, шарнирно соединенной с зубчатым сектором и маленькой шестеренкой (трибкой), индикаторной стрелки, которая указательным концом подходит к шкале, нанесенной на циферблате. Показания прибора зависят от величины атмосферного давления: где n — число делений шкалы, соответствующее измеряемому давлению; N — число делений, соответствующее разнице атмосферного и нулевого давления. Предельное значение шкалы -1,0 атм (0 мм рт. ст.) наносится условно, так как полный вакуум практически недостижим.
Обозначение: МВ, МВО, МВТИ, ЭКМВ: МВ — мановаку-умметр, цифра обозначает модель.
Сильфонные вакуумметры основаны на деформации гофрированной металлической трубки — сильфона (рис. 8.4). Диапазон измерений 6-400 Па, применение механотронных преобразователей позволяет повысить чувствительность, а использование набора механотронов — расширить диапазон измерений от 10-1 до 105 Па с погрешностью измерения до 3 %.
Изменение пределов измерения достигается за счет изменения толщины, диаметра и размера гофр сильфона, а также
жесткостью винтовой пружины, размещенной внутри полости сильфона.
Достоинства: чувствительные элементы выполнены из коррозионно-стойкой стали 36НХТЮ и могут измерять давление агрессивных сред; широкий диапазон измерений, высокая точность, возможность подключения внешнего регистрирующего прибора.
Недостатки: чувствительность к вибрациям, гистерезис градуировочной характеристики за счет больших линейных деформаций чувствительного элемента.
Обозначение: ВС-1Э,
МАС-Э1 (В — вакуумметр, М -манометр, С — сильфонный).
Основные области применения: наблюдение за процессом предварительной откачки и начальная откачка форвакуума.
Характеристики: точность датчиков составляет от 1,0 до 2,5 %. Диапазон измерений 105-10-1 Па.
Основные производители в России и СНГ: заводы «Эталон» (Москва, Омск, Челябинск и др.).
Много фирм-производителей существует за рубежом.
Мембранные (диафрагменные) вакуумметры. Чувствительный элемент — тонкая плоская или гофрированная мембрана (0,02-0,1 мм) из металла, полимеров, кварца или сапфира, по прогибу которой под действием перепада давлений судят о величине измеряемого давления (рис. 8.5). Для определения прогиба применяют механические, электрические (тензометрический, механотронный, индукционный, емкостной) и оптические (реже) методы. Мембраны для измерения различных давлений отличаются толщиной, диаметром и видом материала.
Емкостные вакуумметры —емкость конденсатора С зависит от расстояния между его обкладками, т.е. от величины прогиба мембраны под действием разности давлений; по разнице С1 и С2 определяют давление (рис. 8.6).
Достоинства: имеют наивысшую чувствительность среди деформационных вакуумметров, характеризуются высокой точностью и при этом их показания не зависят от характеристик остаточных газов.
Недостатки: чувствительны к вибрациям.
Обозначение: ОМ6 и ОМ7 — оптические, с пределами от 0-13 до 0-5-105 Па; ВДГ-1 (стрелочный) — механический;
ИКДбТДа — измерительный комплекс давления (индукционный) с диапазонами 13-1300 и 13-105 Па, погрешность измерения ±1,5-3 %;
«Сапфир 22 ДА» — тензометрический, с преобразованием давления в токовый сигнал диапазона 0-20 мА. Тензодатчик наклеен на мембрану из сапфира;
ВД-1(цифровой — 10 В) и ПДД1-10А (аналоговый — 10 В), РДД-1 (с регулировкой порога срабатывания), Baratron-170 (США), CeramiCel VCMH и VCFMT (Varian) — емкостные.
Основные области применения: для обеспечения необходимых воспроизводимости и точности измерения при начальной откачке до базового давления, после чего объем заполняется газом до требуемого технологическим процессом давления.
Характеристики: точность датчиков составляет 0,121,5 %. Диапазон измерений 105-10-4 Па.
Основные производители в России и СНГ: нет данных.
Основные производители за рубежом: Baratron (США), Setra Systems Inc. (США), Varian.