Технiчнi засоби вимiрювання ваккуму

                                [pic 1]

Лабораторна робота №2

ТЕХНІЧНІ ЗАСОБИ ВИМІРЮВАННЯ ВАКУУМУ

2.1. Інформація до самостійної підготовки

Прилади для вимірювання тиску нижче атмосферного називаються вакуумметрами. Вакуумна техніка охоплює дуже широкий діапазон тисків, при яких експлуатуються обладнання та прилади - від атмосферного до 10-12 Па. Вимірювання тисків будь-яким одним вакуумметром у такому величезному діапазоні неможливе. Тому розроблено та експлуатується велика кількість вакуумметрів, що розрізняються за принципом дії: рідинні, компресійні, деформаційні, теплові (термопарні та опору), іонізаційні (електронні та магнітні електророзрядні)

Рідинні U-подібні вакуумметри. Діапазон тисків, що вимірюються U-подібними вакуумметрами, лежить в межах 10...104 Па. Конструктивно вакуумметр виконаний у вигляді зігнутої скляної трубки U-подібної форми. У трубку заливають робочу рідину (ртуть або вакуумне масло) так, щоб рівень в обох колінах доходив до початкового рівня вимірювальної частини, нанесеної на корпус вакуумметра. Через відкритий кран, змонтований на вході, відкачуються обидва коліна вакууму, після чого вони ізолюються одне від одного. При зміні тиску у системі рівні рідини зміщуються. Різниця рівнів рідини в колінах характеризує вимірюваний тиск:

Рідинні, компресійні та деформаційні вакуумметри відносяться до приладів прямої дії. Їх свідчення залежить від роду газу, тобто. вони вимірюють безпосередньо тиск газу, тому часто називають абсолютними. Інші типи вакуумметрів відносні, тому що в їх роботі використовується залежність параметрів фізичних процесів від тиску у вакуумній системі. Неабсолютні вакуумметри зазвичай складаються з вакуумметричного перетворювача та вимірювального блоку. Вони піддаються періодичному градуюванню за компрессійним вакуумметром або на спеціальній градуювальній установці.

p=A-B=∆Hg

де А та В - відліки в колінах трубок; ∆Нg - різниця рівнів.

При заповненні трубки ртуттю результат вимірювання тиску виявляється у мм рт.ст. При заповненні трубок маслом для вираження тиску мм рт.ст. різницю рівнів необхідно помножити на відношення питомої ваги масла (0,8 г/см3) до питомої ваги ртуті (13,6 г/см3), тобто.

p=∆M (pM/pнg)

[pic 2]

Рис. 2.1 Рідинний вакууметр

Деформаційні вакуумметри

Принцип дії деформаційних (механічних) вакуумметрів (рис. 2.2) заснований на деформації гнучких елементів під дією різниці тисків. Як деформаційних елементів використовуються вигнута порожниста і закрита з одного кінця пружина (трубка Бурдона), мембрани, сильфони і т.п. Вакуумметр через трубку 4 приєднується до вакуумної системи. Зовнішня поверхня трубки Бурдону 2 завжди піддається дії атмосферного тиску. Якщо всередині трубки також атмосферний тиск, стрілка манометра 1, прикріплена через механізм повороту 3 до трубки, стоїть на нулі шкали. При зниженні тиску у вакуумній системі з приєднаним вакуумметром під дією різниці тисків, що діють на зовнішню та внутрішню поверхні, трубка стискається і рухомий кінець пружини переміщається, змушуючи переміщатися стрілку. Показання шкали n, проти якого зупинилася стрілка, визначає різницю тисків атмосферного ра і всередині трубки. Отже, тиск у вакуумній системі.

Аналогічно працюють вакуумметри з іншими деформаційними елементами з різницею лише у механічному пристрої переміщення стрілки.

Деформаційні вакуумметри менш точні в порівнянні з рідинними, але вони знаходять більше застосування у виробництві завдяки своїй міцності, малим габаритним розмірам та зручності в експлуатації. Випускаються такі вакуумметри як вимірювання вакууму, так і вимірювання надлишкових тисків.

[pic 3]

Рис. 2.2 Деформаційний вакуумметр: а) мембранний, б) трубчастий

Теплові вакуумметри