Что такое вакуум?
Наиболее простое определение вакуума звучит так: «Вакуум – это пространство, свободное от вещества». Более правильным будет понимать под вакуумом состояние газа или пара при давлении ниже атмосферного. Этого бывает достаточно для работы с вакуумом на прикладном уровне и решения большинства производственных задач.
Классификация вакуума
Вакуум бывает трех степеней:
Низкий вакуум. Низким вакуумом называется такое давление газа, при котором средняя длина свободного пути молекул газа значительно меньше определяющего линейного размера сосуда, существенного для рассматриваемого процесса (λ << L). Давление при низком вакууме находится в промежутке между 105...100 Па.
Средний вакуум. При среднем вакууме средняя длина свободного пути молекул соизмерима с характерным линейным размером сосуда (λ ≈ L). Среднему вакууму, как правило, соответствует область давления 100...0,1 Па.
Высокий вакуум. Высокий вакуум характеризуется тем, что в нем средняя длина свободного пути молекул значительно превышает характерный линейный размер (λ >> L). Высокий вакуум обычно имеет параметры 0,1...10-5 Па. При высоком вакууме молекулы газа чаще сталкиваются со стенками сосуда, чем друг с другом.
Сверхвысокий вакуум. При сверхвысоком вакууме давление составляет менее 10-5 Па.
Единицы измерения вакуума
Единицей измерения вакуума в системе СИ служит Паскаль (1 Па = 1Н/м2). На практике могут встречаться другие внесистемные единицы измерения вакуума: миллибары (1 мбар = 100 Па), Торры (1 Торр = 133,322 Па) и мм.рт.ст. (1 мм.рт.ст. = 133,322 Па).
Приборы для измерения вакуума
Сейчас мы перейдем к наиболее практической части нашей статьи, а именно к приборам, используемым для измерения вакуума. Прибор для измерения вакуума называется вакууметр. Выделяются следующие типы вакууметров:
-
жидкостные
-
деформационные
-
мембранно-емкостные
-
компрессионные
-
тепловые
-
ионизационные
-
магнитные электроразрядные
-
вязкостные
-
радиометрические
К сожалению, не существует универсального вакуумметра для всех применений и различных давлений. Традиционно вакуумметр состоит из двух частей: преобразователя давления в другую физическую величину и измерительного блока, непосредственно измеряющего выходной сигнал с преобразователя с выдачей результата на отсчетное устройство (дисплей, градуированная шкала и т.д.).
Давайте кратко рассмотрим каждый вид вакуумметров.
В жидкостных (другое наименование гидростатических) вакуумметрах для преобразования давления используется столб жидкости (чаще всего ртути или масла), уравновешивающий давление газа и известное (опорное) давление. Это самый непрактичный вид вакуумметра в силу узости диапазона измеряемых величин, применения ртути и неудобства использования.
В механических (или деформационных) вакуумметрах давление газа воспринимается при помощи упругого чувствительного элемента – мембраны, деформация которой пропорциональна разности опорного и измеряемого давлений, действующих на ее противоположные стороны. Измеренное значение вакуума передается на стрелочный указатель.
В основе работы теплового вакуумметра лежит изменение теплопроводности разреженных газов в зависимости от изменения давления. Чувствительным элементом в таких приборах выступает металлическая нить, нагреваемая электрическим током. Измерение давления в тепловом вакуумметре возможно двумя способами: по изменению электрической мощности, необходимой для поддержания постоянной температуры нити или по изменению температуры нити при постоянном проходящем токе.
В электронных ионизационных вакуумметрах испускаемые накаленным катодом электроны в разреженной среде ионизируют молекулы газа, которые создают в цепи коллектора ток, пропорциональный измеряемому давлению. Ионизационные вакуумметры измеряют широкий диапазон значений вакуума, при этом наиболее оптимально подходят для измерения высокого и сверхвысокого вакуума.
В магнитных электроразрядных вакуумметрах для получения значения вакуума производится замер тока электрического разряда, возникающего в сильно разреженных газах при совместном действии электрических и магнитных полей.
В работе вязкостных вакуумметров используется зависимость внутреннего трения газов от давления. Существует две разновидности вязкостных вакуумметров: демпферный и вакуумметр с диском. В первом случае мерой давления служит время затухания свободных колебаний какого-нибудь вибратора в газе. В вакуумметрах с диском измерение давления производится по углу поворота диска, который отклоняется за счет вращения другого диска в том же объеме разреженного газа.
Работа радиометрических вакуумметров основана на взаимном отталкивании двух пластин, имеющих различную температуру в разреженной газовой среде. Отклонение пластин друг от друга прямо пропорционально давлению газа.
На сегодняшний день на российском рынке широко представлены вакуумметры МЕРАДАТ от компании ТЕРМОДАТ. В линейке приборов предлагаются два основных типа вакуумметров:
тепловые: Мерадат-ВИТ12Т, Мерадат-ВИТ14Т и Мерадат-ВИТ16Т. Работают с преобразователями СК-ТП4, ПМТ-2, ПМТ-4М или ПМТ-6-3 (ПМТ-6-3М-1). Диапазон измерения давления зависит от подключенного первичного манометрического преобразователя.
комбинированные ионизационно-тепловые: Мерадат-ВИТ19ИТ. Работает с тепловыми преобразователями ПМТ-2, ПМТ-4М или ПМТ-6-3 (ПМТ-6-3М-1) и ионизационными ПМИ-2 и ПМИ-10-2. Диапазон измерения давления зависит от подключенных первичных манометрических преобразователей.
Эти приборы вы можете приобрести в нашей компании. Это надежные и удобные вакуумметры с отображением измеренного давления в удобной форме на алфавитно-цифровом дисплее. Приборы оснащаются релейными выходами для сигнализации о достижении заданного давления, а также могут иметь токовый аналоговый выход и интерфейс RS-485 и архивную память.
