真空壓力感測器工作原理

有不同類型的感測器可供使用,每種感測器都有特定的工作機制。真空壓力感測器是其中一種常用的類型。這些感測器可偵測真空環境中的壓力。與其他類型的感測器相比,真空壓力感測器的工作原理是其獨特之處。 

真空壓力感測器常用於實驗室和高階機器。因此,外行人對它們並不熟悉。在本文中,我們將討論有關真空壓力傳感器的一切。您將瞭解它們是什麼以及它們如何工作。那麼,讓我們開始吧!

什麼是真空壓力傳感器?


在討論工作原理之前,我們先來看看真空壓力感測器的基本知識。

這些感測器是用來測量真空內部壓力的小型電子裝置。它們透過比較真空系統的壓力和大氣壓力來達到此目的。它們用於操作人員需要為特定目的創造真空(低壓)的系統中。

煞車助力器系統是使用真空感應器的最佳範例。在此系統中,必須保持真空。如果存在壓力,煞車就無法有效運作。因此,這些系統配有專用的真空壓力感測器。 

這些感應器偵測系統內的壓力。如果偵測到一些壓力,它們就會傳送電子信號給汽車。如此一來,駕駛人就會明白煞車效率降低了。駕駛人會將車輛送去修車廠,解決問題,並消除系統內的壓力。有不同類型的 真空壓力感測器. 

每個感測器的工作機制都是獨一無二的。以下是清單:

 

  • Pirani 真空感應器 
  • 音叉真空感應器
  • 壓電真空感應器
  • 應變儀真空感應器
  • 電磁真空感測器
  • 電容式真空壓力感測器 
  • 熱陰極電離真空感測器
  • 壓阻式真空壓力感測器
  • 冷陰極電離真空感測器

有趣的是,每種真空壓力感測器的工作原理都有所不同。例如,Pirani 真空傳感器的工作原理是基於熱傳導。另一方面,電容式真空壓力感測器偵測電容的變化。請記住,電容式和壓阻式真空壓力傳感器在不同的產業中是最常見的。 

真空壓力傳感器的零件與組件

真空壓力感測器 SS302 圖紙 高準確度

真空壓力感測器看似簡單的裝置。然而,它們並非如此,因為它們由各種零件和組件組成。這些部件共同作用以確保這些壓力傳感器的正常功能。下面的表格顯示了真空壓力傳感器的組件及其作用。

組件 功能
隔膜。 隨壓力彎曲
感應元件 偵測隔膜移動
電極(電容性) 測量電容變化
應變計(壓阻式) 測量電阻變化
訊號調理電路 放大並處理訊號
輸出介面。 傳送可讀訊號 (例如電壓)
外殼/外罩。 保護內部零件

 

真空壓力傳感器的工作原理

正如我前面提到的,每種類型的真空壓力傳感器的操作方式都與其他傳感器不同。不過,大多數的壓力真空感測器都是使用隔膜來偵測抽真空系統的壓力。它們的工作原理如下:

這些感測器的工作原理是將系統內部的壓力與大氣壓力進行比較。當系統壓力低於大氣壓力時,傳感器會偵測到壓力差。此壓差會使傳感元件(如隔膜)產生反應。 

這使傳感器能夠確定系統中存在的準確真空壓力級別。請記住,當壓力降至大氣壓力以下時,感應元件(膜片)會彎曲。膜片的彎曲是非常重要的,因為它可以幫助我們知道真空內部的壓力。 

特殊材料(即壓阻元件)仍然附著在此薄膜上。當薄膜彎曲時,壓阻元件的電阻會發生變化。此變化會轉換成電子資料。在處理這些資料後,控制系統的螢幕上會顯示精確的壓力讀數。 

真空壓力傳感器的逐步工作過程


以下是使用真空壓力感測器測量真空壓力的確切步驟:

  • 真空壓力感測器首先連接至抽真空系統。 
  • 傳感器的薄膜(傳感元件)保持在真空內。另一面則保持在室外的大氣壓力下。
  • 由於真空內的壓力很低,因此會使薄膜彎曲。如果壓力很低,膜會彎曲得更多;反之,如果壓力很高,膜會彎曲得更少。
  • 膜彎曲的程度由系統外的部分決定。正如我之前所說,在大氣壓力下,有些膜部分會留在外面。這外面的部分不會顯示任何彎曲或變化。如果膜內外保持相同,表示兩個系統的大氣壓力相同。
  • 壓阻元件存在於此薄膜的本體上。當這個薄膜偏移時,壓阻元件的電阻就會改變。這種變化會在電子信號中被偵測到。
  • 不同類型的感測器以不同方式利用膜的偏轉。在電容式感測器中,膜的偏移會導致電容發生變化。這種變化會被記錄到電子信號中。
  • 之後,電子信號會經過進一步的處理和放大。完成後,精確的讀數就會顯示在控制系統的螢幕上。 

真空壓力傳感器的優勢與應用

真空壓力感測器 SS302 符合 CE 標準

真空壓力感測器在各行各業的使用越來越多。在早期,這種傳感器類型僅用於實驗室,以維持受控環境。然而,隨著其用途變得更加多樣化和廣泛,情況也發生了變化。這些傳感器的可用性歸功於其提供的優勢。以下是其中一些優點:

  • 一流的精確度和可靠的排空系統壓力讀數
  • 這些感測器的尺寸很小,因此很容易在小空間中使用。
  • 這些真空壓力感測器可監控真空系統內的即時壓力。
  • 的 這些感測器的價格相對較低, 使其成為人人都能負擔得起的選擇。其理想的壓力測量精準度,值得您一試。

以下表格顯示真空壓力感測器在各產業中的應用。 

 

產業 使用真空壓力感測器的裝置
HVAC & Refrigeration. 冷凍機組和 HVAC 真空計
汽車 煞車助力器、渦輪增壓器和 EVAP 洩漏偵測系統
醫療與保健 高壓滅菌器(消毒器)和抽吸設備
半導體 蝕刻機、真空鍍膜工具、光刻系統
食品包裝。 真空封口機、氣氛包裝系統
實驗室 真空室、蒸餾單元、冷凍乾燥機
製藥 冻干机(冷冻干燥机)、真空过滤装置
工業自動化。 機器人真空夾具、CNC 真空工作台、 CNC 銑床.

總結

真空壓力感測器具有許多優點。從汽車到航空航天和製藥工業,它們都展現了自己的價值。最常見且廣泛使用的真空壓力感測器都附有感測元件。當受到與大氣層不同的壓力變化時,此元件會發生偏移。 

薄膜的撓度會改變壓阻元件的電阻。此電阻值的變化會以電子信號的形式量測。這些信號經過處理後,會以數位形式顯示在螢幕上。請記住,真空壓力傳感器有不同的類型。每種傳感器的操作方式都可能不同。