ВАКУУМНІ ДАТЧИКИ
Вакуумметри – це прилади, які дозволяють вимірювати тиск газу менше однієї атмосфери. Виділяють наступні класи вакуумметрів:
- Датчики деформаційного типу. В такому приладі тиск вимірюють аналізуючи деформацію чутливого елементу.
- Датчики компресійного типу. Виміри проводяться опираючись на закони ізотермічних стиснень ідеального газу.
- Датчики теплового типу (термопарні). Базуються на аналізі залежності теплопровідності газів від тиску.
- Датчики іонізаційного типу. Вимірюють тиск шляхом аналізу іонізації газу.
Для вимірювання в кількох діапазонах вакууму використовують як вузькодіапазонні вакуумметри (низьковакуумні, або високовакуумні), окремо для кожної задачі, так і універсальні, широкодіапазонні.
Щоб керувати і контролювати роботу вакуумметрів використовують контролери. Датчики, які працюють під керуванням зовнішнього контролера називаються пасивними, а ті що мають вбудований контролер – активними. В останніх зовнішній контролер дає лише живлення і індикацію, а вивід і підтримка режиму роботи, калібрування і інтерпретацію результатів вимірювання виконує вбудований контролер.
Також вакууметри розрізняються по типу
Для вимірювання низького вакууму наразі найбільш широковживані термопарні вакуумметри, наприклад датчиками типу Пірані. Робота такого вакуумметра базується на законах теплопровідності: при зниженні тиску відкачуваного газу в робочого елементу вакуумметра (металева пластина) зменшується тепловіддача. Це пов’язано з тим, що молекули газу зіштовхуючись з робочим елементом, відбирають в нього тепло. Відповідно чим глибшим буде вакуум, тим менше буде молекул, тим рідше вони будуть вдарятися об металеву пластину, і тому робочий елемент ставатиме гарячіший. Аналізуючи цю залежність отримуємо інформацію про тиск у відкачуваній області. Робочий діапазон датчиків Пірані знаходить в межах від атмосфери до 10-3 мбар
Для вимірювання високого і надвисокого вакууму застосовують датчики іонізаційного типу наприклад: датчики з холодним катодом (датчики з інвертованим магнетроном), або датчики з гарячим катодом (датчики типу Байярда-Альперта). Всі вакуумметри даного типу працюють як іонізаційні насоси: збудженими електронами іонізується відкачуваний газ. Вимірюючи встановлений іонний струм, можна отримати інформацію про тиск у вакуумній камері. Робочий діапазон іонізаційних датчиків знаходиться в межах 10-3 до 10-11 мбар
Широкодіапазонні вакуумметри – це, зазвичай, прилади в яких поєднано два типи датчиків: теплові та іонізаційні. Наприклад, в комбінованому вакуумметрі з датчиками Пірані та Баярд-Альперта, виконаному в одній компактній конструкції, що дозволяє проводити вимірювання в діапазоні від 10-10 мбар до атмосферного тиску. Такий вакуумметр зазвичай містить вбудований контролер, який автоматично перемикає датчики відповідно до вимірюваного тиску. Об’єднання цих технологій в одному модулі спрощує використання та усуває проблем при інтеграції, одночасно захищаючи чутливий елемент в датчиках Баярд-Альперта від передчасного перегорання.
Вакуумметр з гарячим катодом MBA2-200
MBA2-200 – це найменший іонізаційний датчик Баярд-Альперта (менше 5% обсягу скляного вакуумметра). Суцільнометалева конструкція цього датчика виключає можливість поломки. Він мало гріється, стійкий до вигорання і монтується практично в будь-якому місці вакуумної системи.
Вакуумметри термопарні 531/536
Термопарні типи вакуумметрів 531 і 536 ідеально підходять для застосування при низькому вакуумі, вимірюють тиск в діапазоні від 1×10-3 мбар до 2,5 мбар. 531 тип датчика має корпус з нікельованої сталі, а 536 має цільний корпус з нержавіючої сталі 304L, також даний датчик має перегородку, що подовжує термін служби в присутності конденсованих газів і поліпшує продуктивність при вищому тиску.
Вакуумметри Баярд-Альперда в корпусі 563/571/572
Іонізаційні датчики з гарячим катодом Баярд-Альперта для джерела електронів використовують нагрітий вольфрамовий подвійний дріт, який підтримує роботу вакуумметра навіть після вигоряння одного з них. Вакуумметри Баярд-Альперда забезпечують високу продуктивність в діапазоні 1×10-3 – 3×10-10 міллібар. Дані вакуумметри можуть витримати великий період дегазації при робочих температурах і зберегти первинні характеристики без змін. Також доступний еталонний датчик, запечатаний при тиску ≤ 7×10-6 мбар для використання при тестуванні контролера вакуумметра. Датчики даного типу доступні в різних трубках.
Вакуумметр Баярд-Альперда безкорпусний UHV – 24 / UHV – 24р
Вакуумметри Баярд-Альперта використовують розігрітий вольфрамовий дріт як джерело електронів. При вигоранні його легко замінювати. UHV-24 має широкий діапазон робочих тисків до 3х10-10міллібар. Через свої малі габарити і герметичну структуру його швидкість іонізації вдвічі вища, ніж у інших іонізаційних датчиків. Даний тип вакуумметрів застосовується в умовах високого вакууму.
Вакуумметр ConvecTorr
Вакуумметр ConvecTorr від компанії Agilent це пристрій для проведення вимірювань при частих низьковакуумних відкачках. ConvecTorr пропонує постійні і стабільні значення тиску при температурі від 00C до 500C. Вакуумметр оптимізований для конвекційного охолодження, що дає чудові свідчення при більш високому тиску.
Вакуумметр з інвертованим магнетроном IMG-100
Інвертований магнетронний датчик IMG-100 дає точні, відтворювані показники тиску. Даний вакуумметр може використовуватися в брудних або агресивних середовищах. Характеристики вимірювання IMG-100 аналогічні показниками датчиків Баярд-Альперта, але, як і датчики з холодним катодом, їх легко чистити і ремонтувати без обмежень, які є у більшості вакуумметрів з гарячим катодом. Ці особливості роблять IMG-100 ідеальним вибором для використання у вакуумних печах і інших промислових системах, де першорядне значення має міцність.
Глибоковакуумні вакуумметри з інвертованим магнетроном IMG-300 UHV
Інвертований магнетронний вакуумметр IMG-300 UHV від компанії Agilent використовується для вимірювань значень тисків при глибокому вакуумі. В даному діапазоні вакууму стабільне визначення надвисокого тиску і швидка реакція на зміни тиск однаково важливі. При використання вакуумметрів з інвертованим магнетроном відбувається мінімальне виділення газу зсередини датчика, оскільки немає гарячого дроту. Вакуумметр не має емісії електронів або фотонів, тому не спричиняє ніяких значних змін під час вимірів. IMG-300 легко з’єднується з контролером XGS-600 для інтеграції в різні вакуумні системи або для використання в якості автономного інструменту виміру тиску.
Специфікація для пасивних вакуумметрів
| Тип вакуумметра | Фланець | Діапазон давлений, мбар | Рекомендований контролер |
|---|---|---|---|
| Вакуумметр 531 | KF 16 / KF 25 / CF 16 | 1x10-3 - атмосфера | XGS - 600 / RGC -100 / RGC - 150 |
| Вакуумметр 536 | KF 16 / KF 25 / CF 16 | 1x10-3 - атмосфера | XGS - 600 / RGC - 100 / RGC - 150 |
| Вакуумметр ConvecTorr | KF 16 / KF 25 / CF 16 | 1x10-4 - атмосфера | XGS - 600 |
| Вакуумметр IMG-100 | KF 25 / KF 40 / CF 40 | 7x10-9 - 1x10-3 | XGS - 600 |
| Вакуумметр 563 | KF 25 / KF 40 / CF 40 | 3x10-10 - 1x10-3 | XGS - 600 |
| Вакуумметр 571 | KF 25 / KF 40 / CF 40 | 5x10-10 - 7x10-1 | XGS - 600 |
| Вакуумметр 572 | KF 25 / KF 40 / CF 40 | 3x10-10 - 1x10-3 | XGS - 600 |
| Вакуумметр MBA2-200 | CF 16 | 4x10-10 - 7x10-2 | XGS - 600 |
| Вакуумметр IMG-300UHV | CF 40 | 7x10-11 - 1x10-3 | XGS - 600 |
| Вакуумметр UHV-24 | CF 40 | 3x10-11 - 1x10-3 | XGS - 600 |
| Вакуумметр UHV-24р | CF 40 | 7x10-12 - 1x10-3 | XGS - 600 |
Вакуумметр мембранний CDG-500
Мембранний вакуумметр з компенсацією температури CDG-500 дозволяє отримати високу точність значень тисків для форвакуумної області. У CDG-500 використовується стійка до корозії мембрана виготовлена з алюміній-оксидної кераміки, що забезпечує стабільність сигналу, короткий час прогріву і високу надійність детектора.
Вакуумметр Пірані з інвертованим магнетроном FRG – 700/702
Вакуумметри Пірані FRG – 700/702 це прилади, які проводять повноцінні вимірювання тиску в діапазоні 5×10-9 мбар до атмосфери. Компактний пристрій з одним аналоговим сигналом на виході значно спрощує установку, калібрування і під’єднання. FRG-702 є суцільнометалевою версією FRG-700, що має з’єднання з металевим ущільненням. Він може працювати при більш високих температурах (макс. 150oC на фланці), ніж FRG-700 (макс. 55oC на фланці).
Вакуумметри комбіновані Пірані і Баярд-Альперта FRG-720/730
Серія широкодіапазонних вакуумметрів FRG-720/730 об’єднує в загальну зручну конструкцію датчики Пірані і Баярд-Альперта забезпечуючи виміри в діапазоні від 5х10-10 мбар до атмосфери. Об’єднання технологій знижує складність і проблеми при з’єднанні, дозволяє захистити датчик Баярд-Альперта від раннього вигоряння. Довговічний іридієвий дріт покритий оксидом ітрію забезпечує міцну конструкцію для широкого спектра застосувань. Додаткові опції Profibus і рідкокристалічний дисплей полегшують інтеграцію в мережу і дозволяють легко контролювати показники тиску.
Вакуумметри мембранні Пірані PCG-750/752
Активні мембранні вакуумметри PCG-750 і PCG-752 об’єднують в один корпус датчики Пірані і керамічно-мембранні вакуумметри, щоб забезпечити незалежність від типу газу і підвищену точність при вимірюванні тисків від атмосферного до 5х10-5мбар. Висока точність і повторюваність отриманих результатів забезпечують надійний моніторинг системи. Швидке виявлення в атмосфері скорочує час технологічного циклу. Міцний, компактний корпус монтується в будь-якій орієнтації для легкої інтеграції в вакуумну систему. Вакуумметри PCG-750/752 мають у своїй конструкції змінний датчик Plug-and-Play, який забезпечує простоту технічного обслуговування обладнання. Варіант конструкції з нікелевим дротом забезпечує рішення для агресивних середовищ. Опціонально кольоровий РК-дисплей дозволяє легко контролювати показники тиску.
Вакуумметри серії Пірані PVG-500 / 500S / 502S
У вакуумметрах даної серії використовується передова цифрова технологія Pirani в поєднанні з конструкцією сенсора з нержавіючої сталі забезпечує оптимальне поєднання інноваційних технологій і міцності в компактному виконанні. Дані вакуумметри мають спрощену інтеграція з системою, міцний алюмінієвий корпус, який монтується в будь-якій орієнтації. Проста калібровка детектора за допомогою кнопок (ATM) і (HV). Також модель 502S має конфігурацію з нікелевим дротом, що дозволяє застосовувати дані вакуумметри в агресивних середовищах. Додаткові уставки забезпечують використання детекторів при критичних операцій.
Специфікація для активних вакуумметрів
| Тип вакуумметра | Фланці | Діапазон робочих тисків, мбар | Час спрацьовування, секунди | Рекомендований контролер |
|---|---|---|---|---|
| Вакуумметр CDG-500 | KF16 | 1x103 – 10 | 0,03 | XGS-600 / RGC-100 / RGC-150 |
| Вакуумметри PVG-500/500S/502S | KF16 | 1x103 – 5x10-4 | 0,08 | XGS-600 / RGC-100 / RGC-150 |
| Вакуумметри PCG-750/752 | KF16 | 1,5x103 – 5x10-5 | 0,03 | XGS-600 / RGC-100 / RGC-150 |
| Вакуумметри FRG-700/702 | KF 25 / CF 40 | 1x103 – 5x10-9 | 0,2 | XGS-600 / RGC-100 / RGC-150 |
| Вакуумметри FRG-720/730 | KF 25 / CF 40 | 1x103 – 5x10-10 | 0,2 | XGS-600 / RGC-100 / RGC-150 |