مقياس الضغط هو جهاز لقياس الضغط. مقاييس ضغط السوائل ومقاييس الضغط التفاضلي

هل سبق لك استخدام مقياس ضغط؟ كما قد تتخيل ، هذا جهاز يتم من خلاله إجراء بعض القياسات.

لكن ما الذي يحتاجه ومن يحتاج إليه ، لا يعرفه الجميع. لذا ، دعنا نتعرف على ماهية مقياس الضغط ، وما الذي يقيسه ويظهره.

كما يتضح من بنية الكلمة ، فإن جهاز القياس يسمى مقياس الضغط. هذه الكلمة مشتقة من الكلمة اليونانية «μάνωσις» المعنى "فضفاضة ومتفرقة" ، والبادئات "…متر" ، والتي تعني أي أدوات القياس. يقيس مقياس الضغط المواد السائبة - السوائل والغازات ، أو بالأحرى ضغطها.

كما ذكرنا سابقًا ، مقياس الضغط هو جهاز خاص يستخدم لقياس ضغط الغازات والسوائل في الأوعية أو خطوط الأنابيب. وفقًا لمبدأ العمل ، يمكن أن يكون:

- مكبس

- سائل

- تشوه

- كهرضغطية.

أنواع مختلفة من أجهزة قياس الضغط جهاز مختلف. فكر في الأكثر شعبية منهم.

— الجزء الرئيسيمقياس ضغط التشوه هو عنصر مرن ، يؤدي تشوهه إلى انحراف مؤشر المؤشر على مقياس يوضح قيمة الضغط. كعنصر مرن ، يتم استخدام الينابيع والأغشية - المسطحة والمموجة ، والخوار ، وما إلى ذلك. مبدأ العمل هو أن مساحة العمليعمل على العنصر المرن ويشوهه ، مما يجبره على التحرك في اتجاه معين. يقوم المقود المرفق به بتدوير المحور مع وضع سهم عليه ، مما يدل على الضغط على المقياس.

— أجهزة قياس السائلاستخدم أنبوبًا بطول معين مملوءًا بالسائل للقياس. يعمل وسيط العمل على سدادة متحركة (مكبس) في الأنبوب ، وبتحريك مستوى السائل يصبح من الممكن الحكم على ضغطه. يمكن أن تكون مقاييس ضغط السائل أحادية الأنبوب وأنبوبين - يتم استخدام الأخير لتحديد فرق الضغط بين وسيطين.

- يتكون مقياس ضغط المكبس من اسطوانة ومكبس يتم إدخاله بالداخل. من ناحية ، يعمل ضغط وسيط العمل ، السائل أو الغاز ، على المكبس ، ومن ناحية أخرى ، يتم موازنته بحمل بحجم معين. تؤدي حركة المكبس بسبب التغيير في الضغط إلى تحريك المنزلق أو المؤشر على الميزان.


- مقاييس الضغط الكهروإجهادية تستخدم التأثير الكهروإجهادي - المظهر الشحنة الكهربائيةفي بلورة كوارتز بسبب تأثير ميكانيكي. الميزة الرئيسية لهذه الأجهزة هي عدم وجود القصور الذاتي ، وهو أمر مهم للتحكم في التغيرات السريعة في ضغط وسط العمل.

يعد مقياس الضغط أحد أكثر الأدوات استخدامًا وهو مطلوب في أي صناعة تستخدم فيها المواد الخام الغازية والسائلة أو وسائط العمل. قد سبق استخدامها:

- في صناعة كيميائية، حيث من المهم جدًا معرفة ضغط المواد المشاركة في العمليات ؛

- في الهندسة الميكانيكية ، وخاصة عند استخدام الوحدات الهيدروديناميكية والهيدروميكانيكية ؛

- في صناعة السيارات والطائرات ، وكذلك في إصلاح وصيانة معدات السيارات والطيران ؛

- في النقل بالسكك الحديدية;

- في الهندسة الحرارية لقياس ضغط المبرد في الأنابيب ؛

- في صناعة النفط والغاز ؛

- في الطب؛

- أينما تستخدم الوحدات والتركيبات الهوائية.

يتم إنتاج المانومترات للأغراض الصناعية والمنزلية. الأجهزةتستخدم للتحكم الذاتي أنظمة التدفئة، هواة السيارات لقياس الضغط في إطارات السيارات ، إلخ.

تعتبر مقاييس الضغط الصناعي عالية التخصص وفي بعض الحالات تكون ذات فئة دقة عالية.

يتم تعيين فئة دقة مناسبة لكل مقياس ضغط ، يوضح مقدار الخطأ المسموح به لهذا الجهاز في قياس الضغط. كيف عدد أقلالتي تعبر عن فئة الدقة ، كلما كان القياس أكثر دقة.


أكثر مقاييس الضغط شيوعًا مع فئة دقة من 4.0 إلى 0.5 هي أدوات العمل ، ومن 0.2 إلى 0.05 هي مقاييس ضغط نموذجية أو معايرة. يعتمد اختيار جهاز به فئة دقة أو أخرى على الكائن الذي يتم قياسه والعملية الجارية.

يعتمد مبدأ التشغيل على موازنة الضغط المقاس أو فرق الضغط مع ضغط عمود السائل. لديهم هيكل بسيط ودقة قياس عالية ، ويستخدمون على نطاق واسع كأدوات مختبرية ومعايرة. تنقسم أجهزة قياس السائل إلى: على شكل حرف U ، وجرس ، وحلقي.

على شكل حرف U. يعتمد مبدأ العملية على قانون السفن الموصلة. هما أنبوبان (1) وكأس أنبوب واحد (2).

1) عبارة عن أنبوب زجاجي 1 ، مركب على لوحة 3 بمقياس ومملوء بسائل حاجز 2. يتناسب فرق المستوى في الأكواع مع انخفاض الضغط المقاس. "-" 1. عدد من الأخطاء: بسبب عدم الدقة في قراءة موضع الغضروف المفصلي ، تغييرات في تطويق T. الظواهر الشعرية المتوسطة (تم القضاء عليها بإدخال التعديلات). 2. الحاجة إلى قراءتين مما يؤدي إلى زيادة الخطأ.

2) التمثيل عبارة عن تعديل لأنبوبين ، ولكن يتم استبدال ركبة واحدة بوعاء واسع (كوب). تحت تأثير الضغط الزائد ، ينخفض ​​مستوى السائل في الوعاء ، وفي الأنبوب يرتفع.

تتشابه مقاييس الضغط التفاضلي العائمة على شكل حرف U من حيث المبدأ مع مقاييس الكوب ، ولكن لقياس الضغط ، تستخدم حركة عوامة موضوعة في كوب عندما يتغير مستوى السائل. عن طريق جهاز النقل ، يتم تحويل حركة العوامة إلى حركة السهم الذي يشير. حد القياس الواسع "+".

أجهزة قياس ضغط الجرس. تستخدم لقياس الضغط التفاضلي والفراغ.

في هذا الجهاز ، الجرس 1 ، معلق على

الربيع الممتد 2 ، مغمور جزئيًا في فصل السائل 3 ، يصب في الوعاء 4. عند P1 = P2 ، يكون جرس الجهاز في حالة توازن. عندما يحدث اختلاف في الضغط ، سوف يضطرب التوازن وستظهر قوة رفع ، قطة. سيحرك الجرس. عندما يتحرك الجرس ، ينضغط الزنبرك.

مقاييس الحلقة. يتم تطبيقها لقياس فرق الضغط وكذلك الضغوط الصغيرة والتفريغ. يعتمد الإجراء على مبدأ "المقاييس الحلقية".

32. متعدد الدوائر العصر

عادةً ما يتم استخدام ACP متعدد الحلقات في الحالات التي لا يسمح فيها ACP أحادي الحلقة ، حتى مع وجود منظم p ، بالحصول على الجودة المطلوبة للتنظيم (غالبًا ما تكون هذه كائنات ذات وقت تأخير كبير). على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية تلقى تتالي ACP ، القط. تنطبق أيضًا على ASR متعدد الدوائر. تُستخدم المتتالية عادةً في الحالات التي يمكنك فيها ، جنبًا إلى جنب مع المعلمة التكنولوجية الرئيسية Y ، العثور على Ushtrich إضافية ، قطة. يعتمد أيضًا على الإجراء المزعج الرئيسي ، لكن له وقت تأخير أقصر.

مقياس الضغط هو جهاز يقيس الضغط في نظام أو وسط مائي. بمساعدة هذا جهاز بسيطيمكنك الحصول على قراءات دقيقة للضغط في أي نقطة في خط الأنابيب أو وحدة الضخ. أدناه سوف ندرس التصميم ومبدأ التشغيل والاختلافات بين أنواع مختلفةأجهزة قياس الضغط.

يتميز مقياس ضغط المياه لقياس ضغط المياه في نظام إمداد المياه بتصميم بسيط للغاية. يتكون الجهاز من جسم ومقياس يتم تحديد القيمة المقاسة عليه. يمكن وضع زنبرك أنبوبي أو غشاء ثنائي الصفائح داخل الهيكل. يوجد داخل الجهاز أيضًا حامل وآلية قطاع تريبكو وعنصر حساس مرن.

يعتمد مبدأ تشغيل الجهاز على موازنة مؤشرات الضغط عن طريق قوة تشوه الغشاء أو الزنبرك. نتيجة لهذه العملية ، يتم إزاحة العنصر الحساس المرن ، مما يؤدي إلى تشغيل سهم الإشارة للجهاز.

تصنيف مقاييس الضغط حسب مبدأ التشغيل

اليوم ، تُستخدم الأجهزة التي تعمل تحت الضغط في جميع مجالات النشاط البشري تقريبًا. لذلك ، يتم أيضًا استخدام مقاييس الضغط معهم ، مما يوفر معلومات دقيقة حول مؤشرات الضغط. في الوقت نفسه ، قد تختلف أدوات القياس عن بعضها البعض في التصميم ومبدأ التشغيل. الأجهزة المتوفرة في السوق مقسمة إلى الأنواع التالية:

يتم أيضًا تقسيم مقاييس الضغط الحديثة فيما بينها إلى مقاييس ميكانيكية و الأجهزة الإلكترونية. مقياس الضغط الميكانيكيلمضخة أو نظام إمداد المياه تصميم بسيط، ومع ذلك ، لا يمكن قياس الضغط بدقة. يتضمن تصميم الجهاز الإلكتروني مجموعة تلامس تقيس ضغط وسيط العمل بدقة أكبر.

وفقًا لطريقة الاستخدام ، يتم تقسيم أجهزة قياس الضغط فيما بينها إلى الأنواع التالية:

• ثابتة - يتم تركيب هذه الأجهزة واستخدامها فقط على وحدة معينة دون إمكانية تفكيك جهاز القياس. في كثير من الأحيان ، تستخدم الوحدة المستخدمة أيضًا منظم ضغط الماء مع مقياس ضغط ؛
• محمول - يمكن تفكيك أجهزة القياس هذه واستخدامها للعمل مع وحدات مختلفة وفي أنظمة مختلفة. الجهاز المحمول له أبعاد أصغر.

وجد كل نوع من هذه الأجهزة تطبيقه النشط. العديد من موديلات حديثةتستخدم في نظام التدفئة لمنزل أو شقة خاصة ، والبعض الآخر يستخدم لخدمة المؤسسات الصناعية الكبيرة.

لا يستطيع الأشخاص الذين ليسوا على دراية بأدوات القياس في كثير من الأحيان التمييز بين مقياس ضغط الماء في نظام إمداد المياه وبين الجهاز المستخدم لقياس ضغط الهواء والغاز. ظاهريًا ، لا يختلف كلا الجهازين عمليا عن بعضهما البعض. ومع ذلك ، لا يزال هناك فرق بينهما.


يكمن الاختلاف بين مقياس ضغط الماء والهواء في تصميم ومبدأ تشغيلهما. في أجهزة الماء ، يلعب غشاء ووعاء به سائل دور العنصر الحساس. في مقاييس ضغط الهواء ، يكون العنصر الحساس عبارة عن زنبرك أنبوبي ، مملوء بالغاز أو الهواء أثناء التشغيل.

يمكنك معرفة مؤشرات ضغط الماء في خط الأنابيب دون مساعدة مقياس الضغط. كل ما يتطلبه الأمر هو الاستخدام تركيبات مؤقتةمن خرطوم شفاف بطول مترين ، يسهل صنعه بيديك.

في الأساس ، يتم استخدام الخرطوم للحصول على قياسات ضغط الماء عند مخرج الصنبور. لمعرفة المؤشرات المرغوبة ، يتم إدخال أحد طرفي الخرطوم في الصنبور ، والآخر مسدود بسدادة. بعد ذلك ، اترك بعض الماء في الخرطوم.

قبل البدء في "التجربة" ، تحتاج إلى استيفاء شرطين:

• قم بتركيب الخرطوم في وضع عمودي ؛
• نقل أدنى حدخرطوم كما هو موضح في الرسم التخطيطي.

• P هو الضغط في النظام ، ويقاس بالأجواء ؛
• باتم - الضغط الموجود داخل الخرطوم حتى يتم فتح الصمام ؛
• H0 هو ارتفاع عمود الهواء داخل الخرطوم حتى يتم فتح الصمام ؛
• H1 هو ارتفاع عمود الهواء بعد ملء الخرطوم بالماء.

وتجدر الإشارة إلى أن الجهاز المجمع ، وفقًا لمبدأ التشغيل ، يكرر تمامًا مقياس ضغط السائل العادي.

اختبار الضغط على أساس تدفق المياه

الطريقة الثانية لتحديد الضغط هي إجراء حسابات باستخدام بيانات عن كمية المياه المتدفقة من الصنبور. بالإضافة إلى هذه البيانات ، ستحتاج أيضًا إلى:

• تعرف على تكوين خط الأنابيب وتحديد المواد المصنوعة منه ؛
• احسب قطر الأنبوب.
• تحديد شدة تدفق السوائل.
• تحديد درجة انفتاح الصمام.

يمكنك تحديد الضغط التقريبي بعد العملية ، ومع ذلك ، فإن النتائج التي تم الحصول عليها ستكون غير دقيقة للغاية. بعد كل شيء ، على أي حال ، سيتم ملء البنك بالكامل في أقل من 10 ثوانٍ ، وبسبب ذلك ستكون قيمة الضغط الناتج أقل بكثير مما هي عليه وفقًا للوائح. ومع ذلك ، يجب أن تبدأ دائمًا من حقيقة أن الحاوية سعة 3 لتر سيتم ملؤها بالكامل بالماء خلال 7 ثوانٍ أو أقل. في هذه الحالة ، سيكون الضغط داخل خط الأنابيب أقرب إلى الضغط المنظم.

مقياس ضغط السائل
الغرض من الجهاز:
تم تصميم مقياس ضغط العرض المفتوح لقياس الضغط من 0 إلى 400 مم زئبق أو عمود الماء (4000 باسكال) فوق وتحت الضغط الجوي.
الأجزاء الرئيسية للجهاز والغرض منها: مقياس ضغط السائل الإيضاحي يتكون من أنبوب زجاجي على شكل حرف U بارتفاع 48 سم وقطر 3.5 - 4.5 ملم وحامل على حامل ثلاثي القوائم. يتم توصيل ساق واحدة من الأنبوب الزجاجي بالوعاء الذي سيتم قياس الضغط فيه. على الرف ، يمكن رؤية أقسام السنتيمتر المتقطعة بوضوح من مسافة مع الرقمنة: في منتصف الرف - 0 ومنه لأعلى ولأسفل كل 10 سم الأرقام 1 و 2. تقسيم مقياس الجهاز هو 10 ملم من الماء عمود. مع الجانب المعاكسفي الجزء العلوي من الرف ، يتم تعزيز نقطة الإنطلاق الزجاجية بلوحة معدنية. على جانب واحد ، يتم توصيل نقطة الإنطلاق بمقياس ضغط ، من جهة أخرى - بالتركيب والعملية الوسطى باستخدام أنبوب مطاطي ، حيث يتم وضع المسمار أو المشبك الزنبركي. يتيح لك ذلك إحضار السائل في كلتا ركبتي مقياس الضغط إلى نفس المستوى أثناء التشغيل دون فصل الأجهزة الأخرى عن التثبيت. يكفي فتح المشبك قليلاً لتوصيل مقياس الضغط بالجو. أنبوب مطاطي بطول 80 سم ومشبك لولبي متصلان بمقياس الضغط. غالبًا ما يتم ملء مقياس الضغط بالماء وقليلًا بالكحول أو الزئبق. للحصول على رؤية أفضل ، يتم تلوين الماء ، على سبيل المثال ، بالنيغروزين أو الفلوريسين الأصفر والأخضر. من السهل عمل مقياس ضغط سائل بنفسك عن طريق ثني أنبوب زجاجي في لهب مصباح كحول أو عن طريق توصيل أنبوبين زجاجيين مستقيمين في الأسفل بآخر مطاطي.
مبدأ تشغيل الجهاز:
يعتمد عمل مقياس ضغط السائل المفتوح على خاصية الأوعية المتصلة وقانون باسكال. يتم تثبيت السائل في كلتا الركبتين على نفس المستوى ، لأن الضغط الجوي فقط هو الذي يعمل على سطحه. لفهم كيفية عمل مقياس الضغط هذا ، يمكن توصيله بأنبوب مطاطي بصندوق مسطح دائري ، أحد جوانبه مغطى بغشاء مطاطي. إذا ضغطت بإصبعك برفق على الفيلم ، فسينخفض ​​مستوى السائل في ركبة مقياس الضغط المتصلة بالصندوق ، بينما سيزداد مستوى السائل في الركبة الأخرى. هذا يرجع إلى حقيقة أنه عند الضغط على الفيلم ، يزداد ضغط الهواء في الصندوق. وفقًا لقانون باسكال ، يتم نقل هذه الزيادة في الضغط إلى السائل الموجود في ركبة مقياس الضغط تلك ، والتي يتم توصيلها بالصندوق. لذلك ، فإن الضغط على السائل في هذه الركبة سيكون أكبر منه في الأخرى ، حيث يعمل الضغط الجوي على السائل. تحت تأثير قوة هذا الضغط الزائد ، سيبدأ السائل في التحرك: في الركبة بهواء مضغوط ، سوف يسقط السائل ، وفي الأخرى سيرتفع. سيصل السائل إلى التوازن (يتوقف) عند الضغط الزائد هواء مضغوطسيوازنه الضغط الذي ينتج عمودًا زائدًا من السائل في الجزء الآخر من مقياس الضغط. كلما زاد الضغط على الفيلم ، كلما زاد عمود السائل الزائد ، زاد ضغطه. لذلك ، يمكن الحكم على التغيير في الضغط من خلال ارتفاع هذا العمود الزائد.

مبدأ التشغيل

يعتمد مبدأ تشغيل مقياس الضغط على موازنة الضغط المقاس بواسطة قوة التشوه المرن لنابض أنبوبي أو غشاء أكثر حساسية ثنائي اللوح ، أحد طرفيه مغلق في حامل ، والآخر متصل من خلال قضيب إلى آلية قطاع تريبكو التي تحول الحركة الخطية لعنصر استشعار مرن إلى حركة دائرية للمؤشر.

أصناف

تشمل مجموعة أجهزة قياس الضغط الزائد ما يلي:

أجهزة قياس الضغط - أجهزة قياس من 0.06 إلى 1000 ميجا باسكال (قياس الضغط الزائد - الفرق الإيجابي بين الضغط المطلق والضغط الجوي)

مقاييس الفراغ - أجهزة تقيس الفراغ (الضغط تحت الضغط الجوي) (حتى 100 كيلو باسكال).

أجهزة قياس الضغط - أجهزة قياس الضغط الزائد (من 60 إلى 240،000 كيلو باسكال) والفراغ (حتى 100 كيلو باسكال).

مقاييس الضغط - مقاييس الضغط الصغيرة ضغط زائدما يصل إلى 40 كيلو باسكال

مقاييس الجر - مقاييس الفراغ بحد يصل إلى 40 كيلو باسكال تحت الصفر

مقاييس ضغط الجر - مقاييس الضغط والفراغ بحدود قصوى لا تتجاوز ± 20 كيلو باسكال

يتم تقديم البيانات وفقًا لـ GOST 2405-88

يتم تصنيع معظم مقاييس الضغط المحلية والمستوردة وفقًا للمعايير المقبولة عمومًا ، في هذا الصدد ، مقاييس الضغط ماركات مختلفةتحل محل بعضها البعض. عند اختيار مقياس ضغط ، يجب أن تعرف: حد القياس ، وقطر العلبة ، ودرجة دقة الجهاز. موقع التركيب وخيطه مهمان أيضًا. هذه البيانات هي نفسها لجميع الأجهزة المصنعة في بلدنا وأوروبا.

هناك أيضًا مقاييس تقيس ضغط مطلق، أي الضغط الزائد + الغلاف الجوي

الأداة التي تقيس الضغط الجوي تسمى بارومتر.

أنواع المقاييس

اعتمادًا على التصميم ، وحساسية العنصر ، توجد مقاييس ضغط سائل ، ووزن ساكن ، وضغط تشوه (مع زنبرك أنبوبي أو غشاء). مقاييس الضغط مقسمة إلى فئات دقة: 0.15 ؛ 0.25 ؛ 0.4 ؛ 0.6 ؛ 1.0 ؛ 1.5 ؛ 2.5 ؛ 4.0 (كلما انخفض الرقم ، زادت دقة الأداة).

أنواع مقاييس الضغط

عن طريق التعيين ، يمكن تقسيم مقاييس الضغط إلى تقنية - تقنية عامة ، ملامسة كهربائية ، خاصة ، تسجيل ذاتي ، سكك حديدية ، مقاومة للاهتزاز (مملوءة بالجلسرين) ، سفينة ومرجعية (نموذجية).

تقنية عامة: مصممة لقياس السوائل والغازات والأبخرة غير الضارة لسبائك النحاس.

الاتصال الكهربائي: لديهم القدرة على ضبط الوسيط المقاس ، بسبب وجود آلية للتلامس الكهربائي. يمكن تسمية EKM 1U بجهاز شائع بشكل خاص لهذه المجموعة ، على الرغم من توقفه منذ فترة طويلة.

خاص: الأكسجين - يجب إزالة الشحوم منه ، لأنه في بعض الأحيان ، حتى التلوث الطفيف للآلية عند ملامسة الأكسجين النقي يمكن أن يؤدي إلى انفجار. غالبا ما تنتج في الحالات اللون الأزرقمع التعيين على الاتصال الهاتفي O2 (الأكسجين) ؛ الأسيتيلين - لا تسمح لسبائك النحاس في تصنيع آلية القياس ، لأنه عند ملامسة الأسيتيلين هناك خطر تكوين نحاس الأسيتيلين المتفجر ؛ الأمونيا - يجب أن تكون مقاومة للتآكل.

المرجع: مع فئة دقة أعلى (0.15 ؛ 0.25 ؛ 0.4) ، تُستخدم هذه الأجهزة للتحقق من مقاييس الضغط الأخرى. يتم تثبيت هذه الأجهزة في معظم الحالات على مقاييس ضغط الوزن الساكن أو أي تركيبات أخرى قادرة على تطوير الضغط المطلوب.

تم تصميم مقاييس ضغط السفن للتشغيل في الأسطول النهري والبحري.

السكك الحديدية: مصممة للعمل في النقل بالسكك الحديدية.

التسجيل الذاتي: مقاييس الضغط في العلبة ، مع آلية تسمح لك بإعادة إنتاج الرسم البياني لمقياس الضغط على ورق الرسم البياني.

توصيل حراري

تعتمد مقاييس ضغط التوصيل الحراري على انخفاض الموصلية الحرارية لغاز مع ضغط. تحتوي مقاييس الضغط هذه على خيوط مدمجة ترتفع درجة حرارتها عند مرور التيار خلالها. يمكن استخدام جهاز استشعار حراري أو مستشعر درجة حرارة المقاومة (DOTS) لقياس درجة حرارة الفتيل. تعتمد درجة الحرارة هذه على معدل إطلاق الفتيل للحرارة للغاز المحيط وبالتالي على التوصيل الحراري. غالبًا ما يستخدم مقياس Pirani ، والذي يستخدم خيطًا بلاتينيًا واحدًا في نفس الوقت عنصر تسخينومثل DOTS. تعطي مقاييس الضغط هذه قراءات دقيقة بين 10 و 10−3 مم زئبق. الفن ، لكنهم حساسون جدا ل التركيب الكيميائيالغازات المقاسة.

[تحرير] اثنين من الشعيرات

يتم استخدام ملف سلكي واحد كمسخن ، بينما يستخدم الآخر لقياس درجة الحرارة من خلال الحمل الحراري.

مقياس ضغط بيراني (خيط واحد)

يتكون مقياس ضغط بيراني من سلك معدنيفتح للضغط المقاس. يتم تسخين السلك بواسطة التيار المتدفق خلاله ويتم تبريده بواسطة الغاز المحيط. مع انخفاض ضغط الغاز ، يقل تأثير التبريد أيضًا وتزداد درجة حرارة توازن السلك. مقاومة السلك هي دالة لدرجة الحرارة: من خلال قياس الجهد عبر السلك والتيار المتدفق خلاله ، يمكن تحديد المقاومة (وبالتالي ضغط الغاز). تم تصميم هذا النوع من مقاييس الضغط لأول مرة بواسطة Marcello Pirani.

تعمل المقاييس الحرارية والمقاييس الحرارية بطريقة مماثلة. الفرق هو أنه يتم استخدام المزدوجة الحرارية والثرمستور لقياس درجة حرارة الفتيل.

نطاق القياس: 10−3 - 10 مم زئبق فن. (حوالي 10−1 - 1000 باسكال)

مقياس ضغط التأين

مقاييس التأين هي أكثر أدوات القياس حساسية للضغوط المنخفضة للغاية. يقيسون الضغط بشكل غير مباشر من خلال قياس الأيونات المتكونة عندما يقصف الغاز بالإلكترونات. كلما انخفضت كثافة الغاز ، سيتم تكوين عدد أقل من الأيونات. معايرة مقياس ضغط الأيونات غير مستقرة وتعتمد على طبيعة الغازات التي يتم قياسها ، وهو أمر غير معروف دائمًا. يمكن معايرتها بالمقارنة مع قراءات مقياس ضغط McLeod ، والتي تكون أكثر استقرارًا واستقلالية عن الكيمياء.

تتصادم الإلكترونات الحرارية مع ذرات الغاز وتنتج أيونات. تنجذب الأيونات إلى قطب كهربائي بجهد مناسب ، يُعرف باسم المجمع. يتناسب تيار المجمع مع معدل التأين ، وهو دالة للضغط في النظام. وبالتالي ، فإن قياس تيار المجمع يجعل من الممكن تحديد ضغط الغاز. هناك عدة أنواع فرعية من أجهزة قياس التأين.

نطاق القياس: 10-10 - 10−3 مم زئبق فن. (حوالي 10−8 - 10−1 باسكال)

تنقسم معظم أجهزة قياس الأيونات إلى فئتين: الكاثود الساخن والكاثود البارد. النوع الثالث ، مقياس ضغط الدوار الدوار ، أكثر حساسية وتكلفة من النوعين الأولين ولم تتم مناقشته هنا. في حالة الكاثود الساخن ، ينتج عن الفتيل المسخن كهربائيًا شعاع إلكتروني. تمر الإلكترونات عبر مقياس الضغط وتقوم بتأين جزيئات الغاز من حولها. يتم جمع الأيونات الناتجة في القطب السالب الشحنة. يعتمد التيار على عدد الأيونات ، والذي يعتمد بدوره على ضغط الغاز. مقاييس ضغط الكاثود الساخن تقيس بدقة الضغط في نطاق 10-3 مم زئبق. فن. يصل إلى 10-10 ملم زئبق. فن. مبدأ مقياس الكاثود البارد هو نفسه ، باستثناء أن الإلكترونات تتولد في التفريغ بواسطة التفريغ الكهربائي عالي الجهد الناتج. مقاييس ضغط الكاثود البارد تقيس بدقة الضغط في نطاق 10-2 مم زئبق. فن. يصل إلى 10−9 ملم زئبق. فن. تعد معايرة مقاييس التأين حساسة للغاية للهندسة الإنشائية وكيمياء الغاز والتآكل والترسبات السطحية. قد تصبح معايرتها غير قابلة للاستخدام عند تشغيلها تحت ضغط جوي ومنخفض للغاية. عادة ما يكون تكوين الفراغ عند الضغط المنخفض غير متوقع ، لذلك يجب استخدام مطياف الكتلة في وقت واحد مع مقياس ضغط التأين لقياسات دقيقة.

الكاثود الساخن

يتكون مقياس التأين بالكاثود الساخن Bayard-Alpert عادةً من ثلاثة أقطاب تعمل في وضع الصمام الثلاثي ، حيث يكون الفتيل هو الكاثود. الأقطاب الثلاثة هي المجمع والخيوط والشبكة. يقاس تيار المجمع بوحدات بيكو أمبير بمقياس كهربي. عادةً ما يكون فرق الجهد بين الفتيل والأرض 30 فولت ، بينما يكون جهد الشبكة تحت الجهد الثابت 180-210 فولت ، إذا لم يكن هناك قصف إلكتروني اختياري ، من خلال تسخين الشبكة ، والتي يمكن أن يكون لها إمكانات عالية تقارب 565 فولت. المقياس الأيوني الأكثر شيوعًا هو كاثود Bayard-Alpert الساخن مع مجمع أيون صغير داخل الشبكة. قد يحيط غلاف زجاجي بفتحة إلى الفراغ بالأقطاب الكهربائية ، ولكن هذا لا يتم استخدامه عادةً ويتم تضمين مقياس الضغط في جهاز التفريغ مباشرةً ويتم إخراج جهات الاتصال من خلال لوحة خزفية في جدار جهاز التفريغ. يمكن أن تتلف مقاييس التأين بالكاثود الساخن أو تفقد المعايرة إذا تم تشغيلها متى الضغط الجويأو حتى في فراغ منخفض. مقاييس التأين بالكاثود الساخنة تقيس دائمًا لوغاريتميًا.

تتحرك الإلكترونات المنبعثة من الشعيرة للأمام وللخلف عدة مرات حول الشبكة حتى تصطدم بها. خلال هذه الحركات ، تصطدم بعض الإلكترونات بجزيئات الغاز وتشكل أزواجًا من الإلكترونات (التأين الإلكتروني). يتناسب عدد هذه الأيونات مع كثافة جزيئات الغاز مضروبة في التيار الحراري ، وتطير هذه الأيونات إلى المجمع ، وتشكل تيارًا أيونيًا. نظرًا لأن كثافة جزيئات الغاز تتناسب مع الضغط ، يتم تقدير الضغط عن طريق قياس تيار الأيونات.

حساسية ل ضغط منخفضمقاييس الكاثود الساخنة محدودة بالتأثير الكهروضوئي. تنتج الإلكترونات التي تضرب الشبكة أشعة سينية تنتج ضوضاء كهروضوئية في مجمع الأيونات. هذا يحد من نطاق مقاييس الكاثود الساخنة الأقدم إلى 10-8 مم زئبق. فن. و Bayard-Alpert إلى حوالي 10-10 ملم زئبق. فن. تمنع الأسلاك الإضافية عند جهد الكاثود في خط الرؤية بين مجمع الأيونات والشبكة هذا التأثير. في نوع الاستخراج ، لا تنجذب الأيونات بواسطة السلك ، ولكن بواسطة المخروط المفتوح. نظرًا لأن الأيونات لا يمكنها تحديد أي جزء من المخروط يجب أن تصطدم به ، فإنها تمر عبر الفتحة وتشكل حزمة أيونية. يمكن نقل هذا الشعاع الأيوني إلى فنجان فاراداي.