Конвекционные вакуумметры

Как указывалось, рабочий диапазон высокого давления тепловых вакуумметров обычно ограничивается 1 мм рт. ст. Это связано с тем, что теплопроводность является почти постоянной при значениях давления выше 1 мм рт. ст. Однако небольшую роль в усилении теплоотдачи играет конвекция. Некоторые производители разработали вакуумметры, в которых используется конвекция для расширения используемого диапазона до атмосферного давления и несколько выше. Поскольку в этом процессе используется конвекция, то положение в пространстве является критическим фактором.

В Convectrone™ используется базовая конструкция вакуумметра Пирани со специальными функциями для усиления конвекционного охлаждения в области высокого давления.

Для того чтобы использовать вакуумметр при давлениях выше 1 мм рт. ст. (133 Па), трубка датчика должна быть установлена так, чтобы ее основная ось была в горизонтальном положении. Если единственной интересующей областью является область ниже 1 мм рт. ст., трубка может устанавливаться в любом положении. Как упоминалось выше, вакуумметр-контроллер предназначен для использования с трубкой датчика конкретной модели, и поскольку широко используются калибровочные кривые и контрольные таблицы в памяти контроллера, замену делать не рекомендуется.

В конвекционном вакуумметре Televac используется базовая конструкция термопарного вакуумметра, но только с двумя термопарами. Как в любом вакуумметре с термопарой, конвекционный вакуумметр измеряет давление путем определения потери теплоты на тонкой проволоке, поддерживаемой при постоянной температуре. Реакция датчика зависит от типа газа.

Две термопары установлены на фиксированном расстоянии друг от друга (рис. 12).

Рис. 12. Конвекционный вакуумметр.

Одна, установленная ниже, нагревается до постоянной температуры источником питания переменного тока. Теплота импульсами подается на эту нижнюю термопару, а температура измеряется между импульсами нагревания. Вторая (верхняя) термопара измеряет эффекты конвекции, а также компенсирует температуру окружающей среды. При значениях давления ниже 2 мм рт. ст. (270 Па) температура в верхней термопаре является незначительной. Трубка вакуумметра действует как типичная термопара в режиме постоянной температуры. При давлении выше 2 мм рт. ст. конвективная теплоотдача вызывает нагревание верхней термопары. Выходной сигнал по напряжению вычитается из выходного сигнала по напряжению нижней термопары, требуя большей силы тока для поддержания температуры проволоки. Следовательно, измеряемый диапазон давления (посредством изменения тока) расширяется до атмосферного давления (рис. 13).

Рис. 13. Кривая выходного сигнала для конвекционного вакуумметра.

Ориентация датчика предполагает вертикальное расположение оси.

Использование конвекционных вакуумметров с электронным управлением процесса допускает автоматическую откачку с гарантией того, что система не будет ни открываться под действием вакуума, ни подвергаться избыточному давлению во время обратного заполнения до воздушных условий. Эти вакуумметры со своими контроллерами являются относительно недорогими. В системах без использования масла они обеспечивают продолжительный срок службы и воспроизводимые результаты.