Мерењето на притисокот е фундаментално за безброј индустриски апликации, од производствени процеси до научни истражувања. Овој водич ја демистифицира врската помеѓу апсолутниот притисок и вакуумскиот притисок, обезбедувајќи практични сознанија за ефикасно избирање и користење на инструменти за мерење притисок. Ќе истражиме што се случува при мерење на условите за вакуум и како функционираат сензорите за апсолутен притисок во овие средини.
Каталог
Вовед во мерење на притисок
Мерењето на притисокот е од суштинско значење во бројни индустрии и апликации. Од обезбедување безбедност во садовите под притисок до оптимизирање на ефикасноста на процесот, правилното следење на притисокот може да значи разлика помеѓу непреченото работење и катастрофалните дефекти. Меѓутоа, за ефикасно користење на мерењата на притисокот, прво мора да ги разберете различните типови притисок и како тие се поврзани еден со друг
Во индустријата за инструменти под притисок, конфузијата помеѓу апсолутен, мерач и вакуумски притисок е неверојатно честа појава. Оваа конфузија често води до неправилен избор на мерачот, погрешно толкување на читањата и на крајот, неефикасност на процесот или безбедносни проблеми.
Притисокот е фундаментално дефиниран како сила по единица површина. Меѓутоа, начинот на кој ја мериме и упатуваме оваа сила создава различни типови на притисок. Референтната точка што ја избираме е критично важна – ги менува не само бројките што ги гледаме, туку и начинот на кој ги толкуваме и користиме тие мерења
Пред да нурнете подлабоко во апсолутниот притисок во вакуумските системи, од суштинско значење е да се воспостави цврста основа во однос на основните типови на притисок и нивните референтни точки. Ова разбирање ќе послужи како основа за посложени дискусии во текот на овој напис.
Што е апсолутен притисок?
Апсолутен притисок се однесува на притисокот измерен во однос на апсолутниот нулта притисок – совршен вакуум каде што не постојат молекули за да вршат притисок. Овој концепт е фундаментален за разбирање на сите мерења на притисокот бидејќи обезбедува непроменлива референтна точка
На ниво на морето, стандардниот атмосферски притисок е приближно 14,7 psi (фунти по квадратен инч) или 101,325 kPa (килопаскали) во апсолутни вредности. Ова значи дека дури и кога стандардниот манометар чита “нула,” ние всушност доживуваме околу 14,7 psi притисок од атмосферата околу нас
Клучната карактеристика на апсолутниот притисок е дека тој никогаш не може да биде негативен. Бидејќи се однесува на совршен вакуум (кој е нула), сите отчитувања на апсолутниот притисок мора да бидат позитивни. Дури и во најдлабокиот вакуум што можеме да го создадеме со модерна технологија, сè уште има некои молекули присутни, кои вршат мал притисок.
Апсолутниот притисок (Pabs) може математички да се изрази како:
Pabs = Pgauge + Patmospheric
Каде:
Менометар е отчитување на притисокот на стандарден манометар
Патмосферски е локалниот атмосферски притисок (приближно 14,7 psi на ниво на морето)
Вреди да се напомене дека атмосферскиот притисок варира во зависност од надморската височина и временските услови. На повисоки надморски височини, атмосферскиот притисок значително се намалува. Метеоролошките системи, исто така, може да предизвикаат флуктуација на барометрискиот притисок, што може да влијае на апсолутните отчитувања на притисокот ако не се земени предвид
Разбирање на вакуумскиот притисок
Вакуумскиот притисок претставува притисок помал од околниот атмосферски притисок. Во практична смисла, тоа е негативен манометарски притисок, што укажува на вшмукување или на “влечење” ефект што го поврзуваме со вакуумите
Кога разговараме за вакуумскиот притисок, важно е да се препознае дека сè уште го користиме атмосферскиот притисок како референтна точка. Совршен вакуум би се регистрирал како -14,7 psi на скалата за притисок на манометар на ниво на морето (или каков и да е локалниот атмосферски притисок)
Вакуумскиот притисок обично се мери во различни единици од позитивниот притисок, додавајќи уште еден слој на потенцијална конфузија. Вообичаените вакуумски единици вклучуваат:
Инчи жива (inHg)
Torr (1 Torr = 1 mmHg)
Микрони (1 микрон = 0,001 Тор)
Процент на вакуум
Врската помеѓу вакуумскиот притисок и апсолутниот притисок е јасна, но често погрешно разбрана. Целосен вакуум (иако практично неостварлив) би се регистрирал како:
0 псија (апсолутен притисок)
-14,7 psig (притисок на манометар на ниво на морето)
30 inHg вакуум (инчи жива)
Во индустриските апликации, вакуумските притисоци најчесто се користат во процеси како дестилација, филтрација, сушење со замрзнување и пакување. Секоја апликација има специфични барања за вакуум, што го прави правилното мерење од клучно значење.
Врска помеѓу апсолутниот и вакуумскиот притисок
Односот помеѓу апсолутниот притисок и вакуумскиот притисок е фундаментален за разбирање на системите за мерење притисок. Како што споменавме порано, тие се во суштина различни начини на опишување на истата физичка реалност, само со различни референтни точки
Да ја разјасниме оваа врска со неколку примери:
Совршен вакуум (теоретски):
Апсолутен притисок: 0 psia
Вакуумски притисок: 30 inHg (на ниво на морето)
Атмосферски притисок на ниво на морето:
Апсолутен притисок: 14,7 psia
Вакуумски притисок: 0 inHg
50% вакуум на ниво на морето:
Апсолутен притисок: приближно 7,35 psia
Вакуумски притисок: 15 inHg
Математичката врска може да се изрази како:
Пабсолут = Патмосферски – Празен
Каде што Pvacuum се изразува во истите единици како Patmospheric
Важно е да се забележи дека додека најчесто зборуваме за “вакуумски притисок,” овој термин може да биде погрешен бидејќи вакуумот всушност претставува отсуство на притисок. Поточно, она што го нарекуваме вакуумски притисок е разликата во притисокот помеѓу системот и околната атмосфера.
При потврдување на системите за задржување во фармацевтски чисти простории, разбирањето дека она што го мериме е всушност диференцијален притисок наместо апсолутен вакуум, им помага на техничарите правилно да ја постават опремата за следење и правилно да ги интерпретираат резултатите.
Како работи сензорот за апсолутен притисок?
Сензорите за апсолутен притисок се специјализирани инструменти дизајнирани да го мерат притисокот во однос на совршениот вакуум. За разлика од манометарските сензори за притисок кои користат атмосферски притисок како референца, сензорите за апсолутен притисок користат запечатена референтна комора која содржи или висок вакуум или познат референтен притисок
Основниот принцип на работа на сензорот за апсолутен притисок вклучува:
Чувствителен елемент (дијафрагма, мев или Бурдонова цевка) што се деформира под притисок
Запечатена референтна комора евакуирана до речиси совршен вакуум
Механизам за претворање на механичката деформација во електричен сигнал
Електронски компоненти за обработка на сигнали и производство на излез
Современите сензори за апсолутен притисок обично користат една од неколкуте технологии:
Пиезорезистивни сензори: Тие содржат силиконска дијафрагма со вградени отпорници кои го менуваат отпорот кога дијафрагмата се деформира под притисок. Тие се вообичаени во индустриските апликации поради нивната робусност и точност.
Капацитивни сензори: Тие го мерат притисокот со откривање на промени во капацитетот помеѓу флексибилната дијафрагма и фиксната плоча како што се менува притисокот. Тие се одлични во апликациите со низок притисок кои бараат висока чувствителност.
Резонантни сензори: Тие го мерат притисокот со откривање на промени во резонантната фреквенција на вибрирачкиот елемент како што се менува притисокот. Тие нудат одлична стабилност и точност, но со повисока цена.
Оптички сензори: Тие користат светлосна интеракција со елемент чувствителен на притисок за да го одредат притисокот. Тие се идеални за средини со електромагнетни пречки.
Специфично за мерење на вакуум, специјализирани вакуумски мерачи како што се мерачи на термоспој, мерачи за јонизација или Пирани мерачи може да се користат за многу ниски притисоци каде што стандардните сензори за апсолутен притисок може да немаат резолуција.
При следење на вакуумските комори за таложење на пареа во производството на полупроводници, мерачите за јонизација ја обезбедуваат прецизноста потребна при екстремно ниски притисоци (под 10^-3 Torr), додека капацитивните сензори работат подобро за фазите на процесот со повисок притисок.
Примени на мерење на апсолутен притисок
Мерењето на апсолутниот притисок игра клучна улога во бројни индустрии и апликации. Разбирањето кога и зошто е неопходно апсолутното мерење на притисокот може да ви помогне да донесувате подобри одлуки во вашиот специфичен контекст
Еве неколку клучни апликации каде мерењето на апсолутниот притисок е особено важно:
Временска прогноза и височина
Барометрискиот притисок, измерен како апсолутен притисок, е фундаментален за предвидувањето на времето. Метеоролозите ги следат овие промени на притисокот за да ги предвидат временските шеми и бурите. Слично на тоа, височините во авионите користат апсолутни мерења на притисок за да ја одредат висината врз основа на односот помеѓу притисокот и височината.
Вакуумска обработка и пакување
Индустриите како пакување храна, фармацевтското производство и производството на полупроводници во голема мера се потпираат на вакуумските процеси. Сензорите за апсолутен притисок обезбедуваат одржување на прецизни нивоа на вакуум за квалитетот на производот и ефикасноста на процесот1.
На пример, во пакувањето на храната, одржувањето на точното ниво на вакуум е од суштинско значење за продолжување на рокот на траење. Премалиот вакуум може да дозволи расипување, додека прекумерниот вакуум може да ги оштети деликатните производи.
HVAC системи и ладење
Системите за греење, вентилација, климатизација и ладење користат апсолутни мерења на притисок за да го следат притисокот на течноста за ладење, да ја оптимизираат работата на компресорот и да обезбедат ефикасност на системот. Односот помеѓу притисокот и температурата во средствата за ладење го прави следењето на апсолутниот притисок критично за овие системи.
Лабораториски истражувања
Научното истражување често бара прецизна контрола и мерење на условите на притисок. Од хемиско таложење на пареа до вакуумска дестилација, мерењата на апсолутниот притисок им даваат на истражувачите податоци потребни за репродуктивни експерименти и точни резултати.
Воздухопловна и авијација
Надвор од надморската височина, воздушните апликации бараат апсолутни мерења на притисок за следење на перформансите на моторот, системи за притисок во кабината и тестирање на компонентите под различни услови на притисок. Екстремните работни опкружувања во воздушната вселена го прават сигурното мерење на апсолутниот притисок од суштинско значење за безбедноста и перформансите.
Во критичните медицински апарати за дишење, сензорите за апсолутен притисок обезбедуваат доследна испорака на терапија без разлика дали уредот се користи на ниво на морето или на локации на висока надморска височина, бидејќи мерењата остануваат конзистентни без оглед на атмосферските услови на околината.
Избор на вистинскиот манометар за вашите потреби
Изборот на соодветен манометар или сензор е од клучно значење за прецизни мерења и оптимална контрола на процесот. Изборот помеѓу инструментите за апсолутен, мерач или сложен притисок зависи од вашите специфични барања за примена.
Кога да се користат апсолутни мерачи на притисок
Размислете за користење инструменти со апсолутен притисок кога:
Ви требаат мерења независно од флуктуациите на атмосферскиот притисок
Вашата апликација вклучува вакуумски процеси каде упатувањето на совршен вакуум е важно
Работите со запечатени системи каде што атмосферската референца не е достапна
Вашите мерења треба да бидат споредливи на различни надморски височини или временски услови.
Кога да се користат вакуум мерачи
Вакуум мерачите се најсоодветни кога:
Вие првенствено сте загрижени за нивото на вакуум во однос на атмосферата
Вашиот процес работи целосно под атмосферскиот притисок
Треба да го визуелизирате нивото на вакуум во познати единици како инчи жива
Решавате проблеми со вакуумските системи или откривате протекување
Вообичаените апликации вклучуваат HVAC услуга, системи за вакуум пумпање, вакуумско пакување и процеси на филтрирање.
Практични размислувања за избор
Освен типот на мерење притисок, земете ги предвид овие фактори при изборот на инструменти за притисок:
Барања за точност: Колку треба да бидат прецизни вашите мерења?
Опсег на притисок: Кои се минималните и максималните притисоци што треба да ги измерите?
Услови на животната средина: температура, влажност, вибрации и корозивни елементи
Излезни барања: Дали ви треба локален приказ, електричен излез или и двете?
Барања за безбедност: Заштита од прекумерен притисок, суштински безбеден дизајн за опасни области
Буџетски ограничувања: Избалансирајте ги потребите за изведба со размислувања за трошоците.
Во оптимизацијата на процесот на ферментација во пиварниците, користењето сензори за апсолутен притисок наместо стандардните сензори за притисок на манометар може да ги елиминира варијациите предизвикани од промените на барометрискиот притисок, што резултира со подобрена конзистентност на серијата.
Заклучок
Разбирањето на врската помеѓу апсолутниот притисок и вакуумскиот притисок е од суштинско значење за правилно мерење, толкување и примена во индустриските процеси. Да ги сумираме клучните точки:
Апсолутниот притисок се мери во однос на совршениот вакуум (нулти притисок) и никогаш не може да биде негативен
Вакуумскиот притисок се мери во однос на атмосферскиот притисок и претставува притисок под атмосферскиот
Апсолутниот притисок во вакуумскиот систем е еднаков на атмосферскиот притисок минус вакуумскиот притисок
Различни апликации бараат различни типови на мерење притисок – апсолутен, мерач, вакуум или соединение
Изборот на соодветен инструмент под притисок зависи од вашите специфични потреби за примена и условите на околината.
Без разлика дали дизајнирате вакуумски системи, решавате проблеми поврзани со притисокот или ги оптимизирате индустриските процеси, јасното разбирање на овие концепти за притисок ќе го подобри вашето одлучување и резултати.
Запомнете дека иако модерната инструментација под притисок е многу софистицирана, основните концепти остануваат јасни – сè е за избор на вистинската референтна точка за вашите мерења и разбирање како различни типови на притисок се поврзани едни со други.
Како што напредува технологијата, гледаме возбудливи случувања во технологијата за мерење притисок, вклучувајќи безжично поврзување, интегрирана компензација на температурата и паметна дијагностика. Овие иновации го прават мерењето на притисокот попрецизно, поудобно и интегрирано со пошироки системи за контрола на процесот од кога било досега.
Горенаведениот вовед само ја гребе површината на апликациите на технологијата на сензорот за притисок. Ќе продолжиме да ги истражуваме различните типови на сензорски елементи што се користат во различни производи, како тие функционираат и нивните предности и недостатоци. Ако сакате повеќе детали за она што се дискутира овде, можете да ја проверите поврзаната содржина подоцна во ова упатство. Ако сте притиснати за време, можете исто така да кликнете овде за да ги преземете деталите за овој водич Податоци за производ на сензорот за притисок на воздухот PDF.
За повеќе информации за други технологии на сензори, ве молиме Посетете ја страницата на нашите сензори.