Для чего нужен вакуумметр
Как пользоваться вакуумметром?
Вакуумметр — полезное устройство, применяющееся автомобильными мастерами и в домашнем хозяйстве. Чаще всего его используют, чтобы измерить изменение давления воздуха в определенной части двигателя. Это позволяет продиагностировать мотор, выявить возможные проблемы и привести автомобиль в порядок.
Содержание
Что это такое
Сперва разберемся, что такое вакуумметр, более подробно. Прибор нужен для того, чтобы измерить относительное давление вакуума. Он бывает разных типов, и каждый из них имеет свои особенности. Один измеряет механические отклонения, второй — слабые электрические токи, третий — еще какой-то показатель. Поэтому в процессе выбора нужно четко понимать, для чего вам нужно это устройство.
Что показывает вакуумметр
Важно понимать, что измеряет вакуумметр. Чаще всего его используют для замеров давления ниже атмосферного. Это позволяет измерить вакуум. Его особенность заключается в том, что давление газа имеет отрицательное значение, из-за чего нужен отдельный прибор для фиксации его показателей.
Устройство дает возможность контролировать давление вакуума в системе. Например, фиксировать изменения в коллекторе автомобильного двигателя. Показатели давления меняются в тот момент, когда поршни всасывают воздух в камеру сгорания. Точные значения очень важны. Они дают понять, правильно ли работает система.
Как работает вакуумметр
Современные устройства просты в использовании и обычно имеют интуитивно понятную конструкцию из двух частей. Первая — опускается в вакуум, чтобы зафиксировать там изменения и передать показания. Ее обычно называют измерительным блоком.
Вторая часть преобразует полученные сигналы в удобный для понимания пользователем вид. Она пересчитывает значения в единицы Па и отображает их на экране, стрелкой или другим способом, в зависимости от типа прибора. Ее обычно называют преобразователем давления.
Обе части работают совместно в одном корпусе. Поэтому как пользоваться вакуумметром, понять несложно. Нужно лишь вставить первую часть в вакуум, который необходимо измерить. На второй части тут же отобразятся показания — вам останется лишь зафиксировать их удобным способом, записав или запомнив.
Типы вакуумметров
В первую очередь важно понять, чем отличается манометр от вакуумметра. Ответ прост — первый прибор позволяет замерять лишь положительное давление. Поэтому во многих случаях он не подходит. Вакуумметр наоборот, позволяет фиксировать отрицательное давление.
Тем не менее, устройство все равно не универсально. Разные типы позволяют замерять различные диапазоны значений. Поэтому нельзя приобрести один прибор и решить с его помощью абсолютно любую задачу, связанную с измерением отрицательного давления.
Ниже рассмотрены самые распространенные типы устройств.
Механические
Отличаются своим строением. Всегда имеют изогнутую трубку из металла, которая и подсоединяется к участку с вакуумом. Принцип работы механических моделей примитивен. Когда давление в трубке уменьшается, изменяется сила, с которой натянута пружина. Она, в свою очередь, связана с циферблатом. Соответственно, когда давление меняется, передвигается и позволяет зафиксировать показания стрелка.
Электрические
Имеют такой же принцип действия, как и механические. Однако дополнены электродатчиком. Этот прибор преобразует полученные данные в цифровые значения, а затем передает их на экран. Особенностью устройств также является необходимость их периодической калибровки.
Тепловые и ионные
Более сложные устройства, применяющиеся, когда нужно замерить очень низкие показатели. Тепловые разновидности определяют, когда газ начинает постепенно терять способность рассеивать тепло. Это свидетельствует об изменении давления, которое и фиксируется прибором.
Ионные работают еще более точно, замеряя самые низкие возможные показатели давления в вакууме.
Автомобильные
Самый распространенный тип устройств, которые обычно и применяются автомобильными мастерами. Они удобны в применении и позволяют не тратить много времени на замеры, поскольку отображают результат измерений мгновенно.
Автомобильные вакуумметры позволяют понять, стабильно ли давление вакуума. Именно таким оно должно быть во время холостого хода двигателя. Если показания скачут — значит, есть проблема со шлангами или утечками клапанов.
Также вакуумметры делятся по типам дисплеев и циферблатов, но тут выбор уже касается удобства и привычки конкретного пользователя, поэтому ориентироваться нужно на собственные предпочтения.
Вакуумметр: описание, принцип работы, разновидности вакуумметров
Под вакуумметром понимается устройство, предназначенное для замера давления газов или вакуума, находящихся в вакуумной среде. Часто вакуумметр называют вакуумным манометром. Сегодня производители предлагают потребителю огромное количество разновидностей вакуумметров, которые позволяют измерять размер вакуума, как точечным способом, так и обобщенно. Кроме того, имеется возможность определить абсолютное значение вакуума либо определить разницу между давлением в технологической схеме и атмосферным давлением.
Устройство и принцип работы вакуумметра
Устройство и принцип работы вакуумметра
Если рассматривать физический свойства вакуумметра, то его показание можно охарактеризовать как давление молекул газа на единицу площади. Такой способ получения информации используется во многих областях промышленности и науки. Часто возникают ситуации, что размер вакуума настолько мал, что прибор не может зарегистрировать такое значение. В таком случае измерение значений вакуума проводят при помощи ионизации. Метод ионизации заключается в придании молекулам газа в вакууме электризации и их воздействия на электроды прибора. В таком случае имеется возможность измерить даже самые маленькие значения вакуума.
Образцовые вакуумметры
Основные технические характеристики образцового вакуумметра:
Цифровой вакуумметр ВИТ
Цифровой вакуумметр ВИТ
Сегодня производители предлагают потребителю вакуумметры, которые имеют возможность отображения информации в режиме реального времени с помощью дисплея или монитора. Чаще всего для изготовления такого вакуумметра используется металл, реже корпус прибора изготавливается из стекла. Среди всех типов вакуумметров цифровые вакуумметры ВИТ обладают лучшим соотношением цены и качества, имеют высокие показатели точности измерений. Сегодня наиболее популярные следующие типы вакуумметров ВИТ:
Принцип работы вакуумметра ВИТ-3 Мерадат основан на измерении показателей теплопроводности газа. С помощью датчика вакуумметр регистрирует колебания теплопроводности газообразных веществ в технологической линии. ВИТ-3 имеет сложное конструктивное строение, но позволяет получать точные результаты измерений. Даже в сложных промышленных условиях работы вакуумметр позволяет снимать точные показания.
Вакуумметр ВИТ-3 Мерадат привередлив в измеряемой среде. Перед его использованием рабочая газовая среда должна быть очищена от посторонних примесей. Прибор не работает в условиях повышенного давления. Среди положительных качеств прибора стоит отметить наличие двух автономных переключателей, которые могут работать независимо один от другого. При помощи звукового или светового сигнала прибор может оповещать пользователя о достижении определенного уровня давления. Информация предоставляется не только в виде цифровых значений, но и в виде графиков и диаграмм. В случае внезапной аварийной остановки оборудования вакуумметр ВИТ-3 способен сохранить последние значения и рабочие настройки.
Вакуумметр ВИТ-1а предназначен для проведения измерений вакуумной среды огромных диапазонов. Такие свойства сделали его популярным в автомобильной промышленности, пищевой промышленности, металлургии, литейном производстве, при термической обработке металлов и сплавов. Возможность получения результатов высокой точности позволяет использовать ВИТ-1а при изготовлении кристаллов и ионов из термически неустойчивых веществ.
Стрелочный вакуумметр Пирани
Стрелочный вакуумметр Пирани представляет собой терморезисторный прибор, предназначенный для измерения размера давления в вакуумной системе. Впервые устройство данного прибора пришло в голову немецкому физику Пирани в ХХ веке. Принцип работы вакуумметра Пирани заключается в изменении сопротивления металла при изменении его температуры и сравнении этих результатов с давлением рабочей среды.
Стрелочный вакуумметр Пирани
Конструктивно вакуумметр Пирани представляет собой платиновую нить, которая размещена в стеклянной трубке, которая в свою очередь помещается в рабочую среду. При увеличении давления в технологической системе увеличивается температура нити, что приводит к изменению ее сопротивления. Датчик замеряет сопротивление платиновой нити и калибрует его в значение давления. Чем выше показатели вакуума в технологической схеме, тем ниже теплоотдача нити, следовательно, выше ее температура.
Кроме платиновой нити в вакуумметре Пирани моет быть использована никелевая нить для измерения агрессивных сред и вольфрамовая нить, для измерения других типов сред. Сегодня вакуумметр Пирани представлен в стрелочном и цифровом варианте.
В трубчатом вакуумметре пружина представляет собой овальную трубку, которая при изменении размера давления выпрямляется и показывает соответствующее значение на циферблате.
В коробчатом вакуумметре элемент воздействия представляет собой округлую гофрированную мембрану. При изменении давления происходит воздействие на мембрану, которая отклоняет стрелку циферблата.
Вакуумметр: что это за прибор, как работает, виды вакуумметров, технические характеристики и применение
Вакуумметры – это устройства, которые измеряют относительное давление вакуума, используют подходы, начиная от механического отклонения до измерения слабых электрических токов, вызванных молекулами ионизированного газа. Различные типы датчиков измеряют различные диапазоны давления. Когда давление падает почти до идеального вакуума, более чувствительные датчики измеряют небольшие изменения.
Наиболее распространенный вакуумметр в домашней мастерской измеряет изменения давления воздуха в коллекторе двигателя, когда поршни втягивают воздух в камеры сгорания.
Что вакуумметр измеряет
Что вакуумметр измеряет
Принцип работы и типы вакуумметров
Учитывая широкий диапазон давлений, возникающих при работе процессов в вакуумных печах (ошеломляющие 9 порядков величины), ни один манометр не подходит для всего диапазона возможных уровней вакуума. Как и в случае вакуумных насосов, для правильного охвата всего рабочего диапазона с необходимой точностью и точностью необходимы несколько датчиков.
Принцип работы и типы вакуумметров
Разные типы вакуумметров по-разному работают – в зависимости от используемых датчиков. Рассмотрим принципы действия механических, электронных, тепловых и ионных датчиков манометр-вакуумметров. Также упомянем автомобильные вакуумметры.
Этот подход к измерению вакуума использует изогнутую металлическую трубку, соединенную с источником вакуума. Когда давление в трубке падает, наконечник сгибается и перемещает волосок. Изменение натяжения пружины смещает иглу вдоль грани калиброванного циферблата.
Другие механические датчики используют герметичную воздушную камеру, отделенную от источника вакуума диафрагмой. Когда давление падает, диафрагма расширяется. Механическая система преобразует движение диафрагмы в показание циферблата.
Механические вакуумметры также могут соединять циферблатные дисплеи с герметичными капсулами, которые расширяются при падении давления в окружающей камере.
Используя ту же систему герметичной камеры и движущейся диафрагмы, электрические датчики преобразуют движение диафрагмы в изменения емкости или индуктивности, отображаемые на аналоговых или цифровых показаниях. Электрическая пластина, прикрепленная к диафрагме и расположенная параллельно неподвижной пластине, образует простой конденсатор, который накапливает электрический заряд в открытом пространстве между ними.
Когда изменения давления воздуха перемещают пластину диафрагмы, емкость изменяется. Катушки, расположенные аналогичным образом, изменяют индуктивность при изменении расстояния между ними, что приводит к различию напряжения, которое можно прочитать. Калибровка требует сравнения с уже известным показателем точности.
Тепловые или ионные датчики измеряют наименьшие изменения давления в самом низком из вакуума. Тепловые датчики обнаруживают изменения в способности газа рассеивать тепло. Когда давление падает, газ проводит тепло менее эффективно. Когда медный провод нагревается, его электрическое сопротивление возрастает, поэтому изменения сопротивления, когда подводимая мощность остается постоянной, обнаруживают незначительные изменения давления воздуха.
Ионные детекторы измеряют еще меньшие давления, используя заряженные пластины, чтобы пускать электроны через вакуум. Любые оставшиеся молекулы газа, пораженные электронами, вырабатывают электрический заряд и перетекают на пластину ионного коллектора, вызывая измеримый электрический ток, который изменяется с падением числа доступных молекул газа.
Ярким примером таких устройств являются вакуумметры ионизационно-термопарные.
Дроссельная заслонка карбюратора ограничивает количество воздуха, которое смешивается с топливом двигателя. Это вызывает низкое давление между дроссельной заслонкой и клапанами, которые пропускают воздух в поршневые камеры. Автомобильные вакуумметры, подключенные к коллектору, считывают вакуум в дюймах ртути, измеряя атмосферное давление. Вакуум ниже 3 дюймов во время запуска означает плохое сжатие и возможное износ поршневых колец.
Колебание давления вакуума на холостом ходу может привести к утечке клапанов в одном или нескольких цилиндрах. Постоянный вакуум указывает на то, что все цилиндры работают одинаково. Дополнительное трение длинных шлангов вакуумметра гасит тонкие сдвиги давления. Треснувшие или извитые шланги также вызывают ложные показания.
Это основные категории вакуумметров, которые дополнительно делятся на стрелочные, электроконтактные, цифровые, термопарные, ионмизационные и другие типы.
Типы дисплея и шкалы образцовых вакуумметров
Типы дисплея и шкалы образцовых вакуумметров
Вакуумметры имеют дисплей, позволяющий пользователю контролировать давление вакуума в системе. Типы дисплеев включают в себя:
Бывают устройства с одной шкалой, которые отображают давление только в одном наборе единиц. Устройства с двумя шкалами отображают давление в двух наборах единиц на одной поверхности циферблата.
Технические характеристики вакуумметров ТВ
Технические характеристики вакуумметров ТВ
Спецификации для вакуумметров включают в себя:
Как правило, вакуумметры используют классы точности Американского общества инженеров-механиков (ASME) и Немецкого института стандартизации Германии (DIN), стандартизации Германии. Примеры включают классы A, B, C и D, а также класс 1A (полная шкала 1%), 2A (полная шкала 0,5%), 3A (полная шкала 0,25%) и 4A (полная шкала 0,1%). Приборы периодически должны проходить проверку на соответствие стандартизированной точности.
Применение вакуумметров
Системы вакуума используются во многих отраслях промышленности, таких как автомобили, навигация, исследования и разработки, а также в производстве. Они могут использоваться для обеспечения перемещения материалов через систему или для очистки рабочей зоны от загрязняющих веществ. Датчики и инструменты, такие как вакуумметры ВИТ, Мерадат и другие, являются важным компонентом для обеспечения надлежащего функционирования и безопасности системы и оборудования.
Другие типичные области применения включают химические и нефтеперерабатывающие заводы, фармацевтику, морское бурение и добычу, бумажные фабрики, удобрения и т.д.
Как работает вакуумметр — принцип работы и область применения
Для измерения давления пара или разреженного газа используются специальные приборы — вакуумметры. Они применяются как в быту, так и в промышленности для определения степени разряженности технологических полостей и маслопроводов, контроля функционирования вакуумных насосов, при обслуживании кондиционеров, в автомобильном сервисе.
Что такое вакуумметр
Вакуумный манометр – это аппарат для измерения давления разреженных газов. Он состоит из двух основных элементов. Первый предназначен для преобразования определенных состояний датчика в электрические сигналы, второй – для перевода этих сигналов в цифровую величину, понятную пользователю.
Измерительный блок состоит из блока питания, электрических цепей и узла, который трансформирует и отображает информацию. В современных вакуумметрах прослеживается тенденция к объединению преобразователя давления и измерительного механизма в одном эргономичном корпусе. Такие приборы относятся к моноблочному вакуумному измерительному оборудованию. Показатели давления отображаются на жидкокристаллическом дисплее или циферблате. Стрелочные вакуумметры для измерений в низком вакууме представлены на сайте www.msht.ru. Это точные приборы от известного немецкого производителя вакуумно-компрессорного оборудования. Техника предназначена для промышленных и лабораторных нужд.
Принцип действия
Под давлением понимают воздействие газовых частиц на конкретную площадь. В тех или иных отраслях промышленности, а также научных исследованиях произвести измерения прямым методом невозможно из-за очень малых величин давления.
Существуют так называемые высокий и сверхвысокий вакуум, где частицы газа имеют большой свободный пробег. В этом случае, давление определяется при помощи ионизации, когда заряженные частички электрическим полем направляются на электроды. Тот или иной показатель величины тока является количественной характеристикой давления.
Существуют приборы для измерения относительного и абсолютного давления. По принципу действия они также подразделяются на тепловые, пьезорезистивные и ионизационные.
Тепловые вакуумметры являются самыми распространенными. С их помощью производятся измерения в низком и среднем вакууме. Приборы имеют приемлемую точность и отличаются невысокой стоимостью. Принцип действия теплового вакуумметра заключается в измерении разности первоначальной и конечной теплопроводности газа.
Пьезорезистивные вакуумные измерители имеют более высокую (в сравнении с тепловыми) точность. Такие вакуумметры позволяют производить замеры в диапазоне от 1 атмосферы до 1 мм ртутного столба. В более точных моделях – до 0,1 мм. рт. ст.
Ионизационные вакуумметры предназначены для измерения давления в высоком вакууме. Для этого атомы сильно разреженного газа предварительно ионизируются, для чего используются мощные электромагнитные или электрические поля. После этого измеряется ток. Для ионизации иногда используются СВЧ-излучение и радиоактивные вещества.
Самыми распространенными видами вакуумметров, представленных на рынке, являются магниторазрядный и высоковакуумный. Первый работает по принципу ионизации атомов ускоренными электронами, движущимися по спирали, что существенно увеличивает их жизненный цикл, соответственно – ионизационную способность. Вакуумметры с холодным катодом отличаются высокой надежностью и способны выдавать точные результаты на протяжении многих лет.
Высоковакуумные датчики с нитью накала для образования потока электронов используют принцип термоэлектронной эмиссии. Электроны ионизируют атомы, которые в свою очередь приводят к появлению электрического тока. Его значение прямо пропорционально величине давления газа. Величина тока регистрируется, после чего происходит пересчет в давление.
Применение вакуумметра
Прибор имеет широкую сферу применения. Например, в промышленности вакуумные датчики используются для контроля вентиляции помещений, выбросов в атмосферу продуктов производства, контроля многих технологических процессов, связанных с давлением.
Такая техника необходима для предприятий химической и пищевой промышленности, производства фармацевтических средств. Без вакуумметра невозможно проведение определенных работ в специализированных лабораториях и учреждениях тепло-водоснабжения.
Помимо традиционных приборов, существуют так называемые мановакуумметры, предназначенные для одновременного измерения избыточного давления (манометрического) и давления разреженного газа (вакуумметрического). Этот комбинированный прибор с успехом применяется в пищевой промышленности. Его корпус и внутренняя начинка изготовлены из нержавеющей стали (защита от коррозии), что позволяет ему работать в среде с повышенной влажностью.
Вакуумметры – для чего они нужны, все разновидности приборов
Существуют стрелочные вакуумметры и электроприборы с цифровым индексированием. Эти устройства имеют лишь внешние отличия, нет никакой разницы в точности измерения. Когда существует риск высокого и низкого давления в системе, используется комбинированное устройство, называемое манометр-вакуумметр.
Виды вакуумметров и вакуумных датчиков
В зависимости от применения, измерительные устройства могут быть разными. Существует три главных вида этих устройств:
Все из этих измерительных приборов используется для определенных целей, все они имеют отличия в точности измерений. Механические измерительные приборы с пружинным механизмом меряют вакуум путем изменения расположения рабочей части. Пружина здесь в роли компенсирующего деформацию механизма.
Ионизационные устройства функционируют благодаря измерения тока, передача которого осуществляется с помощью атомов. Этот прибор предлагает высочайшую точность в измерениях. Используется при взаимодействии с глубоким вакуумом и средним вакуумом.
Подробнее о ионизационных приборах
По точности измерений все остальные вакуумметры уступают ионизационному устройству. И благодаря его надежности можно с уверенностью сказать, что это самый лучший прибор, предназначенный для измерения давления. Принцип работы таких аппаратов заключается в нагревании катода испускания им стабильные отрицательно заряженные частицы, которые двигаются в сторону решодки. Из-за того, что сетка имеет достаточно большие (по отношению к электронам) ячейки, через нее проходит много отрицательно заряженных частиц.
Внимание! Частицы могут колебаться в течение некоторого времени, прежде чем достичь сетки. Процесс ионизации начинается, когда отрицательно заряженные частицы вступают в контакт с газами. Ионы перемещаются к катоду и генерируют ток. Соответственно, чем выше газовая концентрация, тем сильнее ток. Измеряя ток, устройство выдают точные значения давления. Такие устройства часто используют в лабораторных условиях. Самой востребованной моделью можно смело назвать «Ионизационный термопарный вакуумметр ВИТ 2».
Трубка Бурдона
Трубка Бурдона является механическим аппаратом. Принцип действия заключается в том, что трубка деформируется и один из ее концов находится в контакте с измеряемой средой под давлением. Давление может постоянно колебаться, поэтому трубка Бурдона не всегда выдает правильные показания.
Внимание! Материалы, которые являются нейтральными по отношению к измерительной среде, используются для изготовления трубки Бурдона. Это необходимо для того, чтобы свойства окружающей среды не влияли на точность измеренных значений. Эти трубки выпускают многие компании. У фирмы «Wika» есть много всяческих трубок Бурдона, отличающихся по размеру, материалу и диаметру отверстий. Таким образом, можно эксплуатировать устройство в любой среде (нейтральной, агрессивной).
Вакуумметр Пирани
Такие вакуумметры работают за счет отбора тепловой энергии, ударяя молекулы газа об накалённую нить. Следовательно, чем больше молекул ударится в нить, тем ниже температура нити. Сопротивление металла увеличивается при нагревании. Можно определить давление путем измерения сопротивления. Нить находится в корпусе агрегата, который подключен к среде измерения. Поэтому температура воздуха не отражается на точности измеренных значений. Наиболее распространенным материалом для нити является вольфрам, никель или платина. Каждый из материалов используется в разных сферах деятельности. Вольфрамовые нити хорошо работают в номинальной газовой среде. Никель хорошо подходит для агрессивной среды. А платиновые нити чаще всего используются лабораторных испытаний, где важна высокая точность показаний.
Тепловой вакуумметр
Принцип работы тепловых вакуумметров заключается в том, что теплопроводность зависит от разных уровней давления. Нить и теплоприемник, который представляет собой корпус устройства, используются для измерения разреженности. Для того чтобы добиться высокой точности, требуется одноуровневое напряжение, передающаяся на нить. Если напряжение будет скакать нить будет очень горячей или холодной, что влияет на точность измеренных значений. Недостаток тепловых датчиков заключается в том, что рано или поздно нить выгорит, что также повлияет на точность показаний.
У термовакуумметры нет надежной защиты от окружающей среды. Когда температура воздуха высокая, корпус нагревается, и нить соответствующим образом будет греться, что, в свою очередь, влияет на точность показаний.
U-образные гидростатические и компрессорные вакуумметры
U-образный вакуумметр функционирует благодаря влиянию избыточного вакуума на жидкость в трубе. Давление на концах труб отличается, и разницу между ними показывает стрелка. Из-за небольшого диапазона измерений такие устройства практически никогда не эксплуатируются в современных системах.
Для того чтобы работать с глубокой средой есть специальные компрессорные устройства. Фактически это модифицированная версия U-образного устройства. Разница между ними заключается в том, что компрессорном устройстве жидкость сжимается в трубке, что положительно сказывается на диапазоне измерений. Эти аппараты можно даже использовать при работе с самым глубоким вакуумом. Однако это измерительный прибор чаще всего используют как устройство калибровки.
Мембранный вакуумметр
Мембранные вакуумметры работают по следующему принципу: атмосферное давление оказывает нагрузку на мембрану, с одной стороны, а с другой стороны воздействует вакуум, что способствует ее деформации. Степень деформации мембраны измеряется механически (иногда электронным) методом, и результат отображается на экран измерительного устройства.
Внимание! Мембрана достаточно эластична, поэтому она восстанавливается после того, как выравниваться давления. Простота использования и высокая степень надежности сделали такие вакуумметры очень востребованными. Но есть и недостатки. Основным минусом мембранных вакуумметров является то, что их нельзя использовать в глубоком вакууме, поскольку диапазон возможных измеряемых давлений устройства небольшой.
Производители вакуумметров
ЮМАС хорошо зарекомендовал себя на российском рынке. Эта компания производит различные вакуумные приборы. Один из самых известных товаров компании — это вакуумметр MVP 100. Существует вариант этого устройства в корпусе с пылевлагозащитным покрытием. Ассортимент компании также включает запорную арматуру, манометры и прочие устройства для вакуумных установок. Все, что производит ЮМАС, отвечает всем требованиям государственного стандарта качества. Устройства этой компании пользуются спросом не только в России, но даже в Европе и на западе.
