Необходимость применения вакуумметров с разной конструкцией и принципом действия связана с тем, что газ может быть однородным, многокомпонентным или парциальным. Также большое значение имеет способ снятия показаний – обобщенный или точечный.
Механические приборы
На сегодня существуют следующие виды механических вакуумметров: • мембранный; • деформационный механический; • компрессионный; • гидростатический U-образный; • трубка Бурдона.
Мембранный прибор считается наиболее экономичным и простым по конструкции. Состоит из сенсора и мембраны. В результате давления любого типа газа на мембрану она прогибается, оказывая воздействие на датчик.
Главное предназначение деформационного манометра – измерение в среде с низким вакуумом. На шкалу со стрелкой нагрузка передается от сенсора, связанного со сжимающейся в процессе контакта с газом пружиной.
Несколько усовершенствованную конструкцию имеет U-образный вакуумметр, работающий на принципе сжатия внутри трубки жидкости. Основная область применения – для калибровки.
В силу небольшого измерительного диапазона использование гидростатических приборов ограничено. Принцип действия такого манометра основывается на сравнении разницы между давлением на конце трубки, контактирующем с газовой средой, и на другом контрольном участке прибора.
Принцип работы трубки Бурдона основан на деформации пустотелой спирали, которая служит датчиком. В результате высокого давления она распрямляется и воздействует на механизм, отображающий показания. Эти приборы выпускаются для низких давлений до 60 бар и высоких – до 7 000 бар.
Тепловые вакуумметры
В условиях низких и средних вакуумов данные приборы наиболее востребованные. Их преимущество в сочетании невысокой стоимости и приемлемых показателях. Использование подобных устройств допускается для точных показаний в полном отсутствии газов. Принцип действия основывается на изменении теплопроводности газа при изменении его давления. Наибольшее распространение получили конвекционные датчики, манометры Пирани и измерители давления на термопаре.
Пьезорезистивные датчики
Отличаются приборы данной категории точными показателями и полной газонезависимостью. Благодаря пьезоэлектрическому датчику нет необходимости устройству контактировать со средой, что делает его универсальным. Некоторые модели показывают давление в 0,1 торр, а остальные считывают показания вплоть до 1 мм. рт. ст.
Вакуумные ионизационные датчики
В связи с присутствием в любом газе определенного количества свободных ионов, на них можно повлиять катодом, электрическим разрядом или магнитным полем. Принцип действия основан на разгоне ионов в высоком вакууме. Наиболее популярными видами ионизационных вакууметров являются датчик с холодным катодом и Байард-Альперта.
