Factoren om rekening mee te houden bij het kiezen van vacuümmeters Jan. 2024

Wanneer het tijd is om een nieuwe vacuümmeter te kiezen als aanvulling op uw vacuümpomp of systeem, is het belangrijk om een doordachte aanpak te volgen. Op het eerste gezicht lijkt het misschien een eenvoudige taak, maar er zijn verschillende factoren waarmee je rekening moet houden. 

Verschillende elementen beïnvloeden de algehele prestaties van een vacuümmeter en bepalen het besluitvormingsproces. Elke meter heeft zijn eigen werkbereik, nauwkeurigheidsniveau en biedt zijn eigen set voordelen en beperkingen. Aan de hand van deze belangrijke gebieden kunnen we u helpen bij het bepalen van de juiste meter voor uw vacuümsysteem.

• Bedrijfsvacuümniveau en nauwkeurigheid
• Impact van het proces of de toepassing op de meter  
• Omgevingsspecificaties
• Interface met uw systeem
• Kosten en onderhoud

Voordat we dieper ingaan op deze belangrijkste opties, laten we de typen meters onderzoeken. Er zijn twee overkoepelende categorieën vacuümmeters: directe meters en indirecte meters. 

 Een directe meter geeft de druk van het vacuümsysteem weer, onafhankelijk van het gastype (vandaar ook bekend als gasonafhankelijke meters). Deze werken alleen effectief bij drukwaarden boven 10-4 mbar. Dit komt omdat ze afhankelijk zijn van de moleculen in het systeem die een fysiek effect hebben, en bij lagere drukken zijn er niet genoeg van om een meetbaar effect te creëren. Dit houdt dus in:

• Piëzo – nauwkeurige meting van vacuüm en overdruk tot ongeveer 1 mbar, waarbij de nauwkeurigheid afwijkt.
• Mechanische draaiknop – geeft een visuele indicatie van de druk, dus handig in toepassingen waar een lokaal display nuttig is.
• Capaciteit – zeer nauwkeurig, kan meten van atmosfeer tot 10-4 mbar.

Indirecte meters zijn vaak afhankelijk van twee methoden, thermische overdracht of ionisatie. Beide zijn afhankelijk van het type gas en daarom is het belangrijk om te weten welk gas u meet als u de werkelijke druk wilt weten. Door het gastype te kennen, kunt u een gascorrectiefactor toepassen. Deze meters zijn onderverdeeld in drie hoofdtypen:

• Pirani – thermische meter – wordt gebruikt in grof tot gemiddeld vacuüm, vaak als goedkoop alternatief voor piëzo-/capaciteitsmeters waar nauwkeurigheid minder belangrijk is.
• Koude kathode – ionisatiemeter – gebruikt in midden- tot hoogvacuüm voor indicatie van de druk.
• Hete kathode – ionisatiemeter – gebruikt in middelhoog tot ultrahoog vacuüm – hogere nauwkeurigheid dan de koude kathode en met een breder bereik. Het nadeel is een hoger vermogen en een grotere gevoeligheid voor trillingen/schokken bij luchtinstroom.

Bij indirecte meters is er nog een subsectie die actief en passief is. De meeste meters op de markt zijn actief, waarbij de elektronica de signaalverwerking uitvoert om een eenvoudige 0-10 V- of andere uitgang aan boord te geven. In omgevingen met grote hoeveelheden straling is dit echter gewoon niet haalbaar, omdat de elektronica zou breken. In deze omstandigheden kunt u versies van de meters krijgen die bekend staan als passief, d.w.z. met de elektronica verplaatst naar een regelaar die uit de buurt van het uitgestraalde gebied kan worden geplaatst.

Gerelateerd: Lees meer over vacuümmeters en hoe gevoelig ze zijn voor verschillende externe invloeden in deze blogpost: Welke belangrijke factoren beïnvloeden de gevoeligheidsnauwkeurigheid van vacuümmeters

Het vacuümniveau is misschien wel de belangrijkste overweging. 

Het beïnvloedt elk van de andere factoren, omdat je uiteraard een manometer nodig hebt die meet bij je werkdruk. Typische classificaties en bereiken zijn: 

• Grofvacuüm: van boven atmosfeer tot 1 mbar 
• Middenvacuüm: 1 mbar tot 10 ^-3 mbar 
• Hoogvacuüm: 10-3 mbar tot 10-9 mbar 
• Ultrahoog vacuüm: 10 ^-9 mbar tot 10 ^-12 mbar

Er zijn verschillende metertechnologieën nodig om verschillende vacuümdrukbereiken te bereiken. Afhankelijk van het doelvacuümniveau kan een combinatie van meters nodig zijn om metingen over het gehele pompbereik te verkrijgen.  

Grof-/middelvacuümmeters – er zijn veel opties, waaronder zowel directe als indirecte meters, dus het is van essentieel belang om de procesvereisten te kennen om de juiste meter te kiezen. 

Hoge en ultrahoge vacuümmeters – iets minder opties, waarbij het gebied wordt gedomineerd door meters van het type met warme kathode of koude kathode, die beide indirecte meters zijn.

Over het algemeen hebben meters die werken in een grof tot gemiddeld vacuüm een hogere nauwkeurigheid dan meters die werken in een gemiddeld tot ultrahoog vacuüm. Directe meters zijn ook nauwkeuriger dan indirecte. Directe meters hebben gewoonlijk een nauwkeurigheid tussen 0,2 en 2%, waarbij hun nauwkeurigheid afneemt naarmate de druk daalt. Indirecte meters variëren over het algemeen tussen 10% en 30%, afhankelijk van het producttype, maar hebben een consistente nauwkeurigheid in hun gehele bereik.

Afhankelijk van het doel waarvoor u de meter gaat gebruiken, moet u dus de juiste balans kiezen tussen de gewenste nauwkeurigheid en de bedrijfsdruk. 
 
Ontdek het assortiment precisievacuümmeters en -regelaars van Leybold. 

De manier waarop processen de meters kunnen beïnvloeden, speelt een belangrijke rol bij de selectie. De impact van de toepassing op de geselecteerde metertechnologie moet zorgvuldig worden geëvalueerd, evenals de potentiële impact van:

• Stof of vuil van het proces
• Corrosieve gassen zoals chloor of zure mengsels in aanwezigheid van waterdamp
• Frequent ventileren
• Trillingen
• Deeltjes- of röntgenstraling
• Magnetische en elektrische velden

Pirani-meters zijn bijvoorbeeld goed geschikt voor veel grof- en middenvacuümtoepassingen, zoals:

• Onderzoek en productontwikkeling
• Analytische instrumenten
• Industriële en coatingactiviteiten
• Vriesdrogen
• Procestechniek 

Capaciteitsmeters daarentegen bieden een hoge nauwkeurigheid door de kleine doorbuigingen op een membraan die worden veroorzaakt door schommelingen in vacuümniveaus elektrisch te meten. Grote nauwkeurigheid brengt echter hogere kosten met zich mee, evenals een meer gefocust meetbereik. Daarom is het belangrijk om te weten wat u van uw meetsysteem verwacht. 

De algemene omgeving voor de installatie van een bepaalde meter kan van invloed zijn op de beslissing over de meterapparatuur. Als de meter in een omgeving met hoge temperaturen wordt geïnstalleerd, kan het risico op vuil, stof en/of mogelijk binnendringend water leiden tot de noodzaak van extra bescherming van de meter en mogelijk een behuizing of een gewijzigde omgeving. U moet ook rekening houden met de mogelijke effecten van straling en verlies van het uitgangssignaal wanneer u een meter op grote afstanden moet bedienen.

Elke vacuümmeter geeft een signaal. Met de toename van communicatie-interfaces kan het echter een mijnveld zijn om te bepalen welk signaal het beste is. De meeste toepassingen maken gebruik van een eenvoudig 0-10 V-signaal dat met een eenvoudige vergelijking kan worden omgezet in een druk. Dit is de methode voor het instellen van een systeem dat de minste inspanning vereist, hoewel sommige industriële toepassingen nog steeds een 4-20 mA-uitgang gebruiken.

Met de toenemende behoefte aan gegevensverzameling worden digitale communicatieprotocollen echter steeds gebruikelijker direct op de meetkop zelf in plaats van via een hubconverter. Deze omvatten RS232/RS485, EtherCAT, Profibus, Ethernet IP en de lijst gaat verder.

Zoals eerder vermeld is het belangrijk om te weten welke druk je wilt meten, maar iedereen heeft een budget. Idealiter wilt u een nauwkeurigheid van 0,1%, maar als u voor de helft van de kosten een nauwkeurigheid van 1% kunt verkrijgen, is het misschien belangrijk om na te gaan wat u daadwerkelijk nodig hebt om uw systeem te bedienen en te bewaken.

De belangrijkste punten die van invloed zijn op de kosten zijn de nauwkeurigheid en het drukbereik:

• Nauwkeurigheid – zoals u zou verwachten, leidt een hoge nauwkeurigheid meestal tot hogere kosten. Dit geldt met name voor grof/middelvacuüm, waarbij capaciteitsmeters aanzienlijk duurder zijn dan piëzometers.
• Drukbereik – vaak kunnen twee typen meters samen worden gebruikt of in één worden geïntegreerd om over een breder drukbereik te meten, wat leidt tot hogere kosten voor de geïntegreerde meter

Nog een laatste aanbeveling voor de installatie van meters om de prestaties en betrouwbaarheid te verbeteren:

Indien mogelijk wordt aanbevolen om uw meter verticaal te installeren met een bocht van 90 graden zo dicht mogelijk bij de kamer om de algehele prestaties te verhogen en om te voorkomen dat er ongewenste deeltjes, stof, vuil en vocht in de meter terechtkomen. Het is ook belangrijk om de meter op 90 graden van een inlaatreinigingsgas- of ontluchtingsstroom te installeren.

Om de juiste meter te kiezen voor effectieve vacuümopwekking, is inzicht nodig in uw vacuümniveaus en uw databehoeften. Vacuümniveaubehoeften, kosten en onderhoud hebben ook invloed op de keuze van de vacuümmeter. 

Hoewel het intimiderend kan lijken, kunnen de opties eenvoudig worden beperkt tot de juiste gauge door zorgvuldig te kijken naar uw systeemvereisten, waarvan wij een zeer breed scala hebben om aan elke procesbehoefte te voldoen.