Устройство и принцип работы пружинного манометра

Дифференциальный манометр МДП4-СМ-Т.
Предназначен для одновременного измерения в двух различных точках системы избыточного и вакуумметрического давления аммиака с маслом, хладонов 12, 22 с маслом, для отсчета разности давлений в этих точках, а также для работы в холодильных установках, монтируемых на судах. Прибор имеет два самостоятельных трибко-секторных механизма (рис. 4.9),
независящих друг от друга, две манометрические пружины, два радиальных штуцера и два циферблата, один из которых вращающийся. Отсчет разности давлений в двух источниках отсчитывается непосредственно по шкале подвижного циферблата.

Технические характеристики: Предел измерений в кгс/ кв.см: от -1 до +9 Класс точности: 1,5 Степень защиты: IP53 Диапазон температур, °С: от -50 до +60 Диаметр корпуса: 160 мм Масса: не более 2 кг Выпускается с радиальным штуцером, с задним фланцем Материал корпуса: алюминий Принцип действия и классификация ионизационных манометров.
В случае высокого вакуума методы измерения давления, ос­нованные на измерении механических сил, теплопроводности, термомолекулярных эффектов и т. п., не являются достаточно чувствительными. Остаются единственно электрические методы, в соответствии с которыми молекулам газа сообщаются электрические заряды и измеряется возникающий при этом ионный ток. На указанном принципе основывается действие ионизацион­ных (ионных) манометров.
Сообщение электрических зарядов молекулам газа происходит путем ионизации свободного газа. Так как ионизации под­вергаются не все молекулы, а только часть их, то при данной концентрации газа п концентрация образовавшихся ионов составляет ni = ξn, где ξ < 1.
Концентрация газа п и давление р связаны зависимостью p=knT
. Таким образом, при Т = const концентрация газа является мерой давления. Однако при измерениях давления газа, имеющего температуру, отличающуюся от температуры градуирования, приходится пересчитывать показания манометра.
Для того чтобы ионный ток мог служить мерой давления, должно выполняться условие пропорциональности между количеством возникающих в единицу времени ионов и концентра­цией газа. Если коэффициент пропорциональности не известен, то, во всяком случае, он должен быть постоянным в пределах давлений, для которых предназначен вакуумный манометр.
Другое важное условие состоит в том, что ионный ток должен быть образован исключительно ионами, возникающими в процессе ионизации газа, и не должен содержать каких-либо посторонних токов. Это условие приобретает особое значение по мере перехода к более низким давлениям.
Проблема ионизационных манометров сводится, таким образом, к возможно более интенсивному образованию ионов в ко­личестве, пропорциональном концентрации газа, их эффектив­ному собиранию и измерению “чистого” ионного тока.
Существенными недостатками большинства ионизационных манометров являются, с одной стороны, их откачивающее действие, обусловленное сильной сорбцией газов под действием электрического разряда, особенно при распылении металла, а с другой стороны, десорбция газов вследствие высокой темпера­туры электродов, электронной бомбардировки и т.п. Указанные эффекты могут оказаться причиной значительных ошибок из­мерения.
С учетом этого ионизационные манометры (в особенности предназначенные для очень высокого вакуума) должны быть тщательно обезгажены путем прогрева корпуса и электродов (например, электронной бомбардировкой), а трубки, соединяющие их с вакуумной системой, должны иметь как можно более высокую проводимость для того, чтобы было возможно свободное движение газа между манометром и контролируемым объе­мом. Лучше всего этим требованиям удовлетворяют манометри­ческие датчики без корпуса, введенные внутрь контролируемого объема. За пятьдесят лет, прошедших со времени изобретения ионизационного манометра, было разработано много различных схем и конструкций вакуумных манометров такого рода.
Важную роль в ионизационных манометрах играет электрическое поле; иногда в дополнение к нему используется магнит­ное поле.
Ионизационные манометры можно разделить на две основ­ные группы:
1. Манометры с контролируемой ионизацией (электронные и радиоизотопные);
2. Манометры с неконтролируемой ионизацией (электроразрядные).
Ионизационный вакуумный манометр состоит из манометрической трубки (датчика) и соединенного с ней проводами кон­трольно-измерительного блока. Этот блок служит для питания датчика и для измерения ионного тока (в частности, усилен­ного); одновременно он питает манометр электрическим током, необходимым для обезгаживания датчика.
Вакуумные манометры с контролируемой ионизацией
.
Различают вакуумные манометры, в которых для ионизации используется электронный поток (электронные ионизационные манометры) или поток α- и β-частиц (радиоизотопные ионизационные манометры).
Из группы электронных ионизационных манометров можно выделить специальную подгруппу приборов, которые применяются для измерений очень низких давлений.
Электронные ионизационные манометры
. Электронные ионизационные манометры можно считать исторически первым ионизационным манометром. Он состоит по крайней мере из трех электродов: горячего катода К, эмиттирующего электроны, анода А, ускоряющего и отводящего электроны, и кол­лектора ионов С, который собирает образующиеся ионы (рис. 4.11). Анод имеет положительный относительно катода потенциал (+Uа), коллектор — отрицательный потенциал (-Uс). Катод создает электронный ток Iе, ионизирующий газ. Величина этого тока обычно поддерживается постоянной путем регулирования температуры катода (например, регулированием мощности накала). Система анод — катод предназначена для ионизации газа в пространстве между электродами, а коллектор собирает образующиеся ионы (при устранении других, нежелательных то­ков). Форма электродов и межэлектродные напряжения выбираются прежде всего из условий выполнения этих задач.