มาตรวัดสุญญากาศแรงดันโดยตรงทํางานอย่างไร
เกจวัดสุญญากาศที่มีค่าความดันที่อ่านได้โดยไม่ขึ้นอยู่กับประเภทของก๊าซ
เกจวัดสุญญากาศ Bourdon
ด้านในของท่อที่โค้งเป็นวงกลม (เรียกว่าท่อ Bourdon) (3) จะเชื่อมต่อกับภาชนะที่จะไล่อากาศออก (รูปที่ 3.2) เนื่องจากผลกระทบของแรงดันอากาศภายนอก ปลายท่อจะเบี่ยงเบนมากขึ้นหรือน้อยลงในระหว่างการไล่อากาศออก และกลไกตัวชี้ที่ติดอยู่ (4) และ (2) จะทํางาน เนื่องจากค่าความดันที่อ่านได้ขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศภายนอก จึงมีความแม่นยําเพียงประมาณ 10 มิลลิบาร์ ตราบใดที่การเปลี่ยนแปลงของความดันบรรยากาศโดยรอบไม่ได้รับการแก้ไข
รูปที่ 3.2 ส่วนตัดขวางของเกจ Bourdon
- ท่อเชื่อมต่อไปยังหน้าแปลนเชื่อมต่อ
- ตัวชี้
- ท่อ Bourdon
- เครื่องยนต์
เกจวัดสุญญากาศแบบไดอะแฟรม
เกจวัดสุญญากาศแคปซูล
ดีไซน์ที่รู้จักกันดีที่สุดของเกจวัดสุญญากาศแบบไดอะแฟรมคือมาตรวัดความดันอากาศที่มีแคปซูลไดอรอยด์เป็นระบบวัดค่า ซึ่งประกอบด้วยแคปซูลไดอะแฟรมผนังบางที่ปิดผนึกแน่นสนิท ระบายอากาศออก และทําจากโลหะผสมทองแดง-เบริลเลียม เมื่อแรงดันลดลง ไดอะแฟรมของแคปซูลจะขยายตัว การเคลื่อนไหวนี้จะถูกส่งไปยังจุดหนึ่งโดยระบบคันโยก เกจวัดสุญญากาศของแคปซูลที่ออกแบบตามหลักการนี้จะแสดงแรงดันบนสเกลเชิงเส้นโดยไม่ขึ้นอยู่กับความดันบรรยากาศภายนอก
เกจวัดสุญญากาศแบบไดอะแฟรม DIAVAC
บ่อยครั้งที่จําเป็นต้องอ่านค่าความดันที่แม่นยําที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้สําหรับระดับที่ต่ํากว่า 50 mbar ในกรณีนี้ เกจวัดสุญญากาศแบบไดอะแฟรมที่แตกต่างกันจะเหมาะสมกว่า เช่น DIAVAC ซึ่งมีสเกลแรงดันที่ขยายออกไปอย่างมากระหว่าง 1 ถึง 100 mbar ส่วนภายในที่ระบบคันโยก (2) ของหัววัดตั้งอยู่ (ดูรูปที่ 3.3) จะถูกปล่อยออกสู่ความดันอ้างอิง pref น้อยกว่า 10 -3 mbar การปิดผนึกของภาชนะบรรจุจะอยู่ในรูปของไดอะแฟรมลูกฟูก (4) ที่ทําจากเหล็กพิเศษ ตราบใดที่ภาชนะยังไม่ไล่อากาศออก ไดอะแฟรมนี้จะกดแน่นกับผนัง (1) เมื่อการไล่อากาศเพิ่มขึ้น ความแตกต่างระหว่างแรงดันที่จะวัด px และแรงดันอ้างอิงจะลดลง ไดอะแฟรมจะโค้งงอเล็กน้อยในตอนแรก แต่จะโค้งงอมากขึ้นเมื่อต่ํากว่า 100 mbar ด้วย DIAVAC การเบี่ยงเบนของไดอะแฟรมจะถูกส่งไปยังตัวชี้ (9) อีกครั้ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งช่วงการวัดระหว่าง 1 ถึง 20 mbar จะขยายออกไปอย่างมากเพื่อให้สามารถอ่านค่าความดันได้อย่างแม่นยํา (ถึงประมาณ 0.3 mbar) ความไวต่อการสั่นสะเทือนของเครื่องมือนี้สูงกว่าเกจวัดสุญญากาศแบบแคปซูลเล็กน้อย
รูปที่ 3.3 ภาพตัดขวางของเกจวัดสุญญากาศแบบไดอะแฟรม DIAVAC DV 1000
- เบื้องหลัง
- เครื่องยนต์
- หน้าแปลนเชื่อมต่อ
- เมมเบรน
- ความดันอ้างอิง
- จุดสิ้นสุดการหนีบ
- แผ่นกระจกเงา
- แผ่น Plexiglass
- ตัวชี้
- เตียงแก้ว
- แผ่นเพลตรองรับ
- ตัวเรือน
เกจวัดสุญญากาศแบบแคปซูลจะวัดความดันได้อย่างแม่นยําถึง 10 มิลลิบาร์ (เนื่องจากสเกลเชิงเส้น จึงมีความแม่นยําน้อยที่สุดที่ปลายแรงดันต่ําของสเกล) หากต้องการวัดเฉพาะแรงดันที่ต่ํากว่า 30 mbar แนะนําให้ใช้ DIAVAC เนื่องจากค่าที่อ่านได้ (ดูข้างต้น) จะแม่นยํากว่ามาก สําหรับข้อกําหนดด้านความแม่นยําในการวัดที่แม่นยํามาก ควรใช้เกจวัดสุญญากาศแบบไดอะแฟรมที่มีความแม่นยําสูง หากต้องวัดแรงดันต่ําอย่างแม่นยํา และด้วยเหตุผลนี้จึงเลือกช่วงการวัดที่สูงถึง 100 mbar เป็นต้น จะไม่สามารถวัดแรงดันที่สูงขึ้นได้อีกต่อไปเนื่องจากเกจเหล่านี้มีสเกลเชิงเส้น เกจวัดสุญญากาศเชิงกลทั้งหมดไวต่อการสั่นสะเทือนในระดับหนึ่ง การสั่นสะเทือนเล็กน้อย เช่น การสั่นสะเทือนที่เกิดขึ้นในกรณีที่เชื่อมต่อโดยตรงกับปั๊มสํารองโดยทั่วไปจะไม่เป็นอันตราย
เกจวัดความเครียด/ไดอะแฟรม Piezo
นอกจากนี้ การเบี่ยงเบนของไดอะแฟรมยังสามารถวัดได้ทางไฟฟ้าเป็น "ความเครียด" หรือเป็นการเปลี่ยนแปลงความจุไฟฟ้า ในอดีต สเตรนเกจสี่ตัวซึ่งเปลี่ยนความต้านทานเมื่อไดอะแฟรมเบี่ยงเบน กล่าวคือ ภายใต้โหลดแรงดึง ถูกติดตั้งบนไดอะแฟรมโลหะในวงจรสะพาน ที่ Leybold เครื่องมือดังกล่าวได้รับคําจํากัดความเป็นพิเศษ เช่น MEMBRANOVAC ในภายหลังจะใช้ไดอะแฟรมซิลิคอนที่มี "ความต้านทานแรงเค้น" สี่ตัวดังกล่าวโดยตรงบนพื้นผิว การจัดเรียงทางไฟฟ้าอีกครั้งประกอบด้วยวงจรสะพาน และกระแสคงที่ถูกป้อนเข้าที่จุดมุมตรงข้ามกันสองจุด ในขณะที่สัญญาณแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นสัดส่วนกับแรงดันถูกดึงออกที่จุดมุมอื่น ๆ อีกสองจุด รูปที่ 3.4 แสดงหลักการของการจัดเรียงนี้ เครื่องมือดังกล่าวถูกกําหนดให้เป็น PIEZOVAC และปัจจุบันเป็นหน่วย DI/DU2000 และยังคงใช้งานอยู่ในหลายกรณี
รูปที่ 3.4 เซ็นเซอร์ Piezoelectric (แผนภาพพื้นฐาน)
เกจวัดไดอะแฟรมความจุไฟฟ้า
การวัดความเครียดเป็นส่วนหนึ่งของวงจรสะพานจะให้ความแม่นยําในระดับสูง แต่มีช่วงที่จํากัด วิธีการที่ทันสมัยกว่าคือการวัดการเบี่ยงเบนของไดอะแฟรมเป็นการเปลี่ยนแปลงความจุของตัวเก็บประจุแบบแผ่น: อิเล็กโทรดตัวหนึ่งยึดอยู่กับที่ อีกตัวหนึ่งเกิดจากไดอะแฟรม เมื่อไดอะแฟรมเบี่ยงเบน ระยะห่างระหว่างอิเล็กโทรดและค่าความจุของตัวเก็บประจุจะเปลี่ยนไป รูปที่ 3.5 แสดงหลักการของการจัดเรียงนี้ ซึ่งใช้ในกลุ่มผลิตภัณฑ์ CEREVAC CTR ความแตกต่างระหว่างเซ็นเซอร์ที่มีไดอะแฟรมโลหะและเซรามิก ใช้มาตรวัดแบบไดอะแฟรมความจุตั้งแต่ความดันบรรยากาศถึง 1·10 -4 mbar (ต่ํากว่า 10 -4 mbar ความไม่แน่นอนของการตรวจวัดจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว) เพื่อให้แน่ใจว่าการเบี่ยงเบนของไดอะแฟรมเพียงพอที่แรงดันต่ําดังกล่าว จะใช้ไดอะแฟรมที่มีความหนาแตกต่างกันสําหรับระดับแรงดันที่แตกต่างกัน ในแต่ละกรณี สามารถวัดความดันด้วยเซ็นเซอร์ได้ด้วยความแม่นยํา 3 กําลังของสิบ:
1000 ถึง 1 Torr
100 ถึง 10 -1 Torr
10 ถึง 10 -2 Torr
1 ถึง 10 -3 Torr
10-1 ถึง 10 -4 Torr
เพื่อเพิ่มระดับความถูกต้องแม่นยําเพิ่มเติม คุณยังสามารถให้ความร้อนกับเซลล์แบบคาพาซิทีฟได้อีกด้วย ในกรณีนี้ เซลล์แบบคาพาซิทีฟจะมีฉนวนหุ้มฉนวนอย่างมากจากอุณหภูมิแวดล้อม และเส้นใยทําความร้อนขนาดเล็กจะทําให้เซลล์ร้อนขึ้นจนถึงอุณหภูมิคงที่ ซึ่งจะช่วยขจัดความผันแปรใดๆ ที่เกิดจากอุณหภูมิแวดล้อมที่ผันผวน นอกจากนี้ยังใช้เมื่อทํางานกับก๊าซที่คุณไม่ต้องการให้ควบแน่นภายในเกจ ซึ่งจะเป็นจุดเย็นในระบบ
รูปที่ 3.5 เซนเซอร์ความจุไฟฟ้า (แผนภาพพื้นฐาน)
หากแรงดันที่จะวัดเกินขีดจํากัดช่วงเหล่านี้ ขอแนะนําให้ใช้เครื่องแบบหลายช่องที่มีเซ็นเซอร์สองหรือสามตัว
ดังนั้น เครื่องวัดความจุไดอะแฟรมจึงเป็นเครื่องมือวัดความดันสัมบูรณ์เพียงเครื่องเดียวสําหรับทุกวัตถุประสงค์ในทางปฏิบัติ ซึ่งไม่ขึ้นอยู่กับประเภทของก๊าซและออกแบบมาสําหรับแรงดันต่ํากว่า 1 mbar ปัจจุบันมีเซ็นเซอร์แบบ capacitive สองประเภท:
- DI/DU 200
- CTR100N/101N
พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
ดาวน์โหลด eBook "พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ" เพื่อค้นพบข้อมูลสําคัญและกระบวนการของปั๊มสุญญากาศ
การอ้างอิง
- สัญลักษณ์สุญญากาศ
- คําจํากัดความ
- ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
สัญลักษณ์สุญญากาศ
สัญลักษณ์สุญญากาศ
อภิธานศัพท์ของสัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปในแผนผังเทคโนโลยีสุญญากาศเพื่อแสดงภาพประเภทปั๊มและชิ้นส่วนต่างๆ ในระบบปั๊ม
คําจํากัดความ
คําจํากัดความ
ภาพรวมของหน่วยวัดที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศและสัญลักษณ์ที่หมายถึงอะไร รวมถึงหน่วยวัดสมัยใหม่ที่เทียบเท่ากับหน่วยวัดในอดีต
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิง แหล่งข้อมูล และการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
สัญลักษณ์สุญญากาศ
อภิธานศัพท์ของสัญลักษณ์ที่ใช้กันทั่วไปในแผนผังเทคโนโลยีสุญญากาศเพื่อแสดงภาพประเภทปั๊มและชิ้นส่วนต่างๆ ในระบบปั๊ม
คําจํากัดความ
ภาพรวมของหน่วยวัดที่ใช้ในเทคโนโลยีสุญญากาศและสัญลักษณ์ที่หมายถึงอะไร รวมถึงหน่วยวัดสมัยใหม่ที่เทียบเท่ากับหน่วยวัดในอดีต
ข้อมูลอ้างอิงและแหล่งข้อมูล
ข้อมูลอ้างอิง แหล่งข้อมูล และการอ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับความรู้พื้นฐานของเทคโนโลยีสุญญากาศ
