Датчик управления вакуумным насосом

Датчики вакуума и особенности их применения

Существуют технологические процессы, которые проходят в вакууме. Именно состояние разреженного пространства — главное условие всей технологической цепочки. Для контроля за окружающей средой и нужен вакуумный датчик. Но типы процессов могут различаться и, соответственно, для каждого из них нужен свой датчик. Поскольку универсального прибора не существует, мы разберем, какие вообще существуют датчики и для каких целей.

Разновидности вакуумных датчиков

Собственно конструктивно — это манометр, который точно показывает давление разреженных газов.

Так как газы бывают разные, то и вакуумметры существуют разных типов. Они могут определять как полное давление в вакуумной среде, так разность по сравнению с атмосферным давлением.

Самые распространенные датчики, которые способны делать замеры абсолютного давления:

• термопарного типа;
• ионизационного;
• на тензорезисторах;
• конвекционного;
• мембранно-емкостного.

Термопарные

Такие датчики измеряют теплопроводность окружающей среды нитью накала.

Стоит измениться окружающему давлению — изменится теплопроводность газовоздушной среды, в которой находится нить накала.

Соответственно меняется и температура нити накаливания. Ее температуру снимает термопара.

Конструктивно в датчике применяется нагревательный элемент и термопара.

Если взять за основу тезис о том, что при постоянстве тока, проходящего через нагревательный элемент, его температура находится в прямой зависимости от теплопроводности окружающей среды, то можно измерять давление в вакуумной камере.

Теперь если понижать давление это вызовет уменьшение и теплопроводности газа. Это в свою очередь, вызывает повышение температуры нагревательного элемента и тянет за собой электродвижущую силу термопары.

Зная значение зависимости термоэлектродвижущей силы от давления газа можно точно определять давление в вакуумных системах.

Термопарные детекторы работают в системах, где есть газы различного типа. Точность измерений, при таком способе, позволяет зафиксировать изменение давления в диапазоне 2×10 -1 –2×10 -4 мбар.

Датчики ионизационные

За основу работы ионизационных манометров взята зависимость скорости ионизации газов от давления.

Такие датчики, как правило, двухконтурные:

• в одном контуре происходит ионизация газов;
• в другом — происходит отбор ионов.

По тому току, который возникает при таком процессе, судят о наличии давления. Скорость образования ионов находится в прямой зависимости от давления и эффективности ионизации.

Это основной принцип работы ионизационных вакуумметров.

Разные модели применяют разные методики разгона молекул частиц ионов. Это — вакуумный детектор Байард-Альперта и вакуумный датчик с холодным катодом.

Вакуумный датчик с холодным катодом

Магнито-разрядный прибор, создающий очень сильное магнитное поле. Специальное расположение магнитов создает спиральное перемещение ионов. Такая модель сохраняет заряженные частицы и, тем самым, повышая ионизационную способность.

За счет этого показания прибора немного расплывчаты, но срок службы практически неограничен, так как в этом механизме нет трущихся деталей и, при работе, он не нагревается.

Датчики могут измерять текущий напор в вакуумной среде от 10 -9 до 10 -2 мбар.

Прибор Байард-Альперта

Тоже ионизационный датчик с нитью накала и термоэлектрической эмиссией, создающей, в свою очередь, множество электронов, ионизирующих мельчайшие частицы газов.

При работе устройства создается ток, с силой соразмерной уровню вакуума. Датчик считывает эту силу и переводит ее в определенные показатели давления.

Эти датчики могут работать при невысоких давлениях в диапазоне 1×10 -12…-9 … 1×10 -4 мбар.

Так как в такой системе нет сильных магнитов, это дает возможность применения таких датчиков в таких специфических устройствах, которые требовательны к присутствию магнитных полей.

Преимущества именно таких приборов заключаются в:

• надежности;
• быстроте срабатывания;
• низкой стоимости.

Тензорезисторный

Собственно говоря, этот вакуумный датчик своего рода резистор, с проводником, наклеенным на специальную подложку, которая может деформироваться от внешнего воздействия. Так как два элемента связаны вместе, то при изменении параметра подложки изменятся длина проводника и соответственно, и поперечное сечение. При изменении этих физических параметров также меняется и сопротивление резистора. Остается измерить сопротивление тензорезистора. По характеру изменения сопротивления определяется приложенное на подложку давление.

Как правило, в реальных датчиках тензорезистор приклеен к пружинной диафрагме. Когда на диафрагму действует внешнее давление — она деформируется вместе с тензорезистором.

Такие вакуумметры по праву могут являться одними из самых точнейших. Используются исключительно для замеров в вакуумных системах, где давление составляет от 1 до 2000 мбар.

Датчик измерения вакуума такого типа можно применять в различных газах, так как в них не содержится нагревательных элементов.

Пример вакуумметра с тензорезистором — датчик дифференциального давления Foxboro IDP10.

Конвекционные детекторы

Одна из разновидностей теплового детектора — конвекционный вакуумметр. Его работа основана на эффекте прямой подчинённости теплопередачи газов от давления.

В нем используется нить накала. Она обмотана вокруг всего прибора. С ее помощью датчик может перевести тепловую энергию в напряжение.

Как только увеличивается степень вакуума, снижается коэффициент теплопередачи. Как только увеличивается температура нити, соответственно, увеличивается и ее сопротивление. Теперь, понимая эту взаимосвязь, если измерять сопротивление нити можно рассчитать степень вакуума.

Такой вакуумный датчик дает возможность быстрому считыванию показателей со шкалы приборов.

Мембранно-емкостные

Принцип работы мембранно-емкостного детектора предельно простой. Самый главный элемент в этом устройстве — плоская мембрана, разделяющая камеру из нержавеющей стали на измерительную часть и опорную. Одна половина откачена и изолирована, в другой находится вакуумная камера

Мембрана регистрирует амплитуду изгиба на входящий в измерительную камеру газ, прогибаясь в сторону меньшего давления.

Теперь осталось только снять с электронной схемы датчика электрический сигнал разбаланса между двумя камерами.

Такие датчики дают возможность точного замера давления с нижним пределом до 10–5 мбар. Работа этих детекторов не зависит от типа измеряемого газа.

Где применяются

Вакуумный датчик находит применение во многих сферах:

• судостроении;
• машиностроении;
• в лабораторных исследованиях;
• целлюлозно-бумажной промышленности;
• электронике и электротехнике;
• медицине;
• фармацевтике.

То есть во всех тех сферах, где требуется контроль за степенью разрежения.

Вакуумные датчики активно применяются в разнообразных производственных процессах, например таких как:

1. Напыление тончайших плёнок.
2. В процессах CVD, PVD и ALD.
3. При выпуске PV батарей и полупроводников.
4. Вакуумные упаковки, сушка, дистилляция.

А также в нефтяной, пищевой и химической промышленности.

Производители вакуумметров

Производством вакуумметров занимаются многие производители и у нас в России и за рубежом. Некоторые компании освоили полный цикл производства. У других это производство существует в качестве дополнительного.

Итак, давайте познакомимся с ключевыми игроками на этом рынке.

Meta-Chrom (Мета-Хром)

Отечественное предприятие, которое, кроме производства разнообразного измерительного оборудования и инструментов для хроматографии, также нацелено на выпуск вспомогательной оснастки для вакуумных установок. Компания Meta-Chrom известна в России с 1995 года и с тех пор находится в активном развитии в вакуумной отрасли.

Ионизационные и термопарные детекторы этого предприятия получают постоянные положительные отзывы, которые можно найти на сайте этой компании.

MKS Instruments, Inc

Американские предприниматели этой компании начали свой бизнес еще в 1963 году. Но производством высокоточного измерительного оборудования для вакуумных систем начала заниматься с 1999 года. В линейке ее продукции есть вакуумметры почти для всех отраслей промышленности. Именно такая универсальность позволила придать популярность MKS Instruments, Inc по всему миру.

ULVAC Technologies, Inc

Американская компания ULVAC Technologies, Inc основанна в 1992 году и нацелена на выпуск вакуумной техники и вспомогательный измерительных приборов.

В нашей стране хорошо известны вакуумные датчики цифрового типа от этого производителя.

Тираконт

Еще один производитель вакуумного оснащения из Германии — компания «Тираконт». Она специализируется на выпуске ионных вакуумметров и датчиков к ним. Также компания специализируется на:

• вакуумных комплексах;
• запорной и регулировочной арматуре;
• сильфонах и другом вакуумном оборудовании.

Вся номенклатура выпускаемой продукции известна своим немецким качеством и находит спрос во многих странах мира.

1. Вакуумметры моделей ВП4у, ВП2у, ВП 100, ВП3уу2.
2. Мановакуумметры МВПЗу, МВП 100 в обычном исполнении и в защитном.
3. Запорная арматура.
4. Манометры
5. Измерительная аппаратура.

Вот далеко неполный перечень продукции известного российского производителя НПО «ЮМАС». Вся продукция высокого качества, а надежность подтверждается сертификатами в соответствии с требованиями ГОСТ.

Ebro Electronic

Бренд «Ebro Electronic» известен своими измерительными приборами термометратрами, манометрами, регистраторами двления. В линейке продукции этой компании есть цифровые вакуумметры.

Так как компания имеет узкую специализацию, выпускаемая продукция находит свое применение для высокоточных измерений в научно-исследовательских лабораториях.

Заключение

Из всего обзора вакуумных датчиков становится хорошо видно, что эти устройства в реальности выполняют большую работу и имеют огромное значение для многих отраслей отечественной промышленности.

Видео по теме

Источник

Вакуумный датчик – работа вакуумного датчика давления. Роль датчиков вакуумного насоса в работе системы. Вакуумный датчик Пирани и его совместная работа с другими датчиками вакуумной системе. Лучшие производители, у которых можно купить вакуумные датчики

В любой вакуумной системе, многое зависит от работы панели управления, с которой собственно и производится управление всеми элементами системы. Но не стоит забывать, что панель управления есть далеко не у каждой установки, из-за чего многие производители вынуждены пользоваться другими элементами для контроля работы в системе. Чаще всего в таком случае в системах применяются различные датчики, которые берут на себя роль регулятора большинства процессов в системе. Такие датчики регулируют практически все процессы, которые происходя, не давая возможности возникновению каких-либо неполадок.

Установка таких датчиков – это весьма простенький процесс, который не требует огромного количества усилий. НА данный момент, такими датчиками оснащаются те устройства, у которых отсутствует панель управления. Датчики могут устанавливаться как на маленьких вакуумных устройствах, так и на огромных вакуумных системах. Вакуумные датчики занимаются контролем таких задач, как:

• Уровень масла в системе
• Качества охлаждения
• Показатели производительности
• Наличие поломок или же застоев в работе

Убрав из таких систем вакуумные датчики, количество поломок сразу же возрастет в несколько раз, причем устройства также утратят большинство своих функциональных возможностей, которыми могли хвастаться до этого. Вакуумные датчики делятся на 4 ключевых категории, каждая из которых показывает себя в определенных процессах:

• Датчики вакуумного насоса
• Датчики измерения давления внутри системы
• Вакуумный датчик Пирани
• Датчики вакуумной системы

Но на самом деле, это еще далеко не все категории датчиков, которые на данный момент применяются на предприятиях. Это лишь самые распространенные разновидности вакуумных датчиков, кроме которых есть еще огромное количество других видов подобного оборудования. Абсолютно каждая категория датчиков, сейчас активно применяется в какой-то отрасли. А это значит, что подобное оборудование является вполне перспективным, и в будущем его развитие будет только набирать все больших оборотов. На данный момент, стоимость вакуумных датчиков далеко не самая низкая и купить себе подобное устройство сможет далеко не каждый пользователь. Такая цена ставится из-за того, что сами датчики очень сложны в производстве. Зачастую они поставляются уже в составе определенных систем, из-за чего их отдельное изготовление требует дополнительных затрат. Но если ваша установка не имеет в своем составе датчика, то это еще не повод расстраиваться, ведь можно немного переплатить, и установить такой датчиков в систему отдельно и это будет нем менее эффективным вариантом. Сфера применения такого оборудования на данный момент довольно широкая, и подобные датчики можно заметить в большинстве современных вакуумных систем. Конечно, на данном этапе многие компании предпочитают установку панелей управления. Но это лишь одна сторона медали, так как вакуумные датчики по своей конструкции являются более надежными, из-за чего еще далеко не все компании решились перейти на панели управления.

Вакуумный датчик давления

Вакуумные датчики давления – это устройства, которые на данном этапе активно применяются в большинстве вакуумных систем. Причин такому распространению вакуумных датчиков давления, огромное количество. Никому не секрет, что абсолютно любая вакуумная система, для эффективной работы, нуждается в наличие определенного уровня давления. Вакуумный датчик давления в этом случае, производит тщательный контроль создаваемого давления и не дает возможность ему превысить норму, так как это может привести к ужасным последствиям.

Вакуумный датчик давления – это в какой-то степени регулятор, который позволяет создаваться только определенному уровню давления, ни капельки не превышая лимиты. Такое оборудование, не дает возможности устройству работать на каком-то сверхвысоком уровне, так как подобная работа может наносить серьезный вред внутренним деталям механизма. Из всего этого мы можем сделать вывод, что роль вакуумных датчиков на современном вакуумном рынке довольно весомая, и они заслуживают место быть. Причем, с каждым годом, такие датчики становятся все популярнее, и это несмотря на то, что уже давным-давно в подобных установках стали устанавливать панели управления.

Датчики вакуумного насоса

Датчики вакуумного насоса – это специальное оборудование, которое на данный момент устанавливается практически на каждом вакуумном устройстве. Роль таких датчиков действительно огромная, так как принцип работы главного насоса, напрямую зависит от такого фактора, как: образование вакуума.

В том случае, если агрегат создает высокий или же сверхвысокий вакуум, ему в любом случае нужны регуляторы, которые смогут держать весь рабочий процесс под полным контролем, дабы не допустить какого-либо сбоя в системе. Вакуумные датчики в подобных задачах показывают себя исключительно с положительной стороны, что нельзя не отметить. Не менее важную роль вакуумные датчики играют и при предотвращении различных утечек в вакуумных системах. Регулировка потока жидкости – это еще одна функция датчиков вакуумного насоса, которая является не менее важной, чем все остальные функции. Датчики самостоятельно определяют тот промежуток времени, за который жидкость должна добраться до определенного сектора. Если же за это время жидкость не доходит до определенной точки, то уровень давления в системе повышается. В том случае, если жидкость наоборот двигается чересчур быстро, то уровень давления в системе соответственно понижается. Таким образом, систему удается держать под полным контролем, не позволяя происходить каким либо сбоям или утечкам в подобных насосах.

Вакуумный датчик Пирани

Вакуумные датчики Пирани, чаще всего применяются в агрегатах, работающих в условиях низкого или же среднего вакуума. Главным предназначением таких датчиков, является измерение уровня абсолютного давления в различных диапазонах. На данный момент, датчики такого типа успели найти свое применение в большинстве средневакуумных установок, которые также выдают отличные показатели производительности, если работают на основе качественного оборудования.

Тип работы датчиков Пирани основывается на постоянных импульсах, которые помогают устройству держать определенный уровень производительности. Но на самом деле, это еще далеко не последняя модель таких датчиков. В будущем, они будут еще неоднократно модернизироваться, обретая все новые и новые функциональные особенности.

Датчики вакуумной системы

Не менее важную роль датчики играют и в вакуумных системах, где также не обойтись без качественного оборудования, которое занимается регулированием основных процессов в агрегатах подобного типа. Ключевая задача вакуумных датчиков – это качественная регулировка образования вакуума, при которой не происходит никаких сбоев в системе.

В процессе работы, можно также заметить и дополнительный функционал таких датчиков, которые может быть весьма полезным в плане эффективности работы устройства в целом. Если в системе происходит, какой либо сбой, датчики сразу же подают сигнал к панели управления, где пользователь может увидеть наличие неполадок и самостоятельно их устранить. Таким способом, пользователь может предотвратить возникновение каких-то серьезных проблем с системой, что может сэкономить ему огромное количество денег и сил.

Где купить вакуумный датчик

Ситуация, которая сложилась на рынке на данный момент весьма интересная. Купить подобные датчики не так сложно, как подобрать производителя, у которого будет не страшно покупать подобное оборудование. Никому не секрет, что на рынке есть огромное количество мошенников, которые могут за немалые деньги продать какую-то некачественную продукцию. Именно поэтому. Стоит обращать большое внимание на бренд, который можем многое рассказать о компании, у которой вы покупаете себе датчики.

Сейчас мы рассмотрим несколько надежных производителей, которым можно доверять:

• Компания «PVR»
• Компания «Ilmvac»
• Компания «Finder»

Все эти компании уже давным-давно зарекомендовали себя на рынке и доказали, что изготавливают исключительно качественную продукцию. В интернете можно найти огромное количество отзывов от пользователей, которые уже купили себе такие датчики. Прочитав все комментарии, можем прийти к выводу, что это одни из лучших вариантов на современном рынке вакуумной техники.

Источник