Вакуумметры для измерения высокого и сверхвысокого вакуума

Измерения высокого и сверхвысокого вакуума (ниже 10^-1 Па) осуществляются ионизационными или магнитными электроразрядными вакуумметрами. В соответствии с требованиями технологии разработаны вакуум-метрические приборы, характеризующиеся увеличенным ресурсом в присутствии крекирующих паров или газов с повышенной коррозионной или сорбционной активностью, — преобразователи давления ПМИ-51, ПМИ-38. Создана серия компактных цифровых блокировочных вакуумметров, приспособленных для использования в системах, управляемых от ЭВМ: приборы ВИЦБ-11, ВИЦ-АБ, ВМБЦ-11 и др. Для поверочных градуировок вакуумметров в области высокого и сверхвысокого вакуума изготовлен образцовый вакуумметр ВИО-1.

Электронный ионизационный преобразователь давления ПМИ-51 (рис. 19) с воздухостойким накаливаемым катодом предназначен для работы в более широком по сравнению с лампой ПМИ-2 диапазоне давлений (10^-5-10 Па). Преобразователь имеет стеклянный корпус безцокольной конструкции, допускающий прогрев лампы до +350 ^оС и облегченную электронную систему, что значительно снижает влияние сорбционных явлений на показания прибора.

Режим работы преобразователя не отличается от режима ПМИ-2, и преобразователь может применяться в комплекте с теми же вакуумметрами, которые работали с лампами ПМИ-2, с учетом постоянной преобразователя ПМИ-51, равной 6—10⁴ Па/А при номинальном режиме и токе эмиссии 0,5 мА. Диаметр преобразователя 35 мм, длина (со штенгелем) — 170 мм.

Ионизационный цифровой блокировочный вакуумметр ВИЦБ-11 (рис. 20) в комплекте с ионизационным преобразователем ПМИ-10-2 измеряет давление в диапазоне 10^-3-80 Па. Его назначение — контроль среднего и высокого вакуума в автоматизированных технологических установках. Прибор имеет выход аналогового сигнала 0-10 В и блок автоматической сигнализации о достижении заданного уровня давления в пределах 1,7 • 10^-3-13 Па. Отсчет давления при измерении и настройке блокировки — дискретный (с индикацией на каждом порядке величины для значений 1,0; 1,3; 2,0; 2,5; 3,2; 5,0; 6,3; 8,0). Предусмотрена автоматическая защита катода от газовых перегрузок.

Ионизационно-термопарный цифровой блокировочный вакуумметр ВИЦ-АБ предназначен для измерения давления в диапазоне 6 • 10^-6—1 Па (а с помощью термопарного датчика — до 65 Па) в металлических вакуумных системах. Ионизационный преобразователь ИМТ, разработанный для этого вакуумметра, состоит из низковакуумной и высоковакуумной частей. Низковакуумная часть представляет собой две плоскопараллельные пластины (анодную и коллекторную), между которыми натянут воздухостойкий катод; высоковакуумная часть содержит осевой проволочный коллектор. Преобразователь смонтирован на фланце Ду 50 с металлическим уплотнением. Предусмотрен аналоговый выход 0-10 В и четыре блокировочных канала — три от ионизационного, один от термопарного преобразователя ПМТ-2 или ПМТ-4.

Магнитный электроразрядный блокировочный вакуумметр ВМБ-10 (рис. 21) предназначен для измерения давления в диапазоне 10^-4-1 Па в промышленных автоматизированных установках с паромасляной откачкой. Вакуумметр работает в комплекте с магнитным преобразователем давления ПММ-38, обеспечивая для него режим самоочищения, что повышает срок службы при эксплуатации в системах, содержащих пары масел.

Измерительный блок вакуумметра имеет выход двух аналоговых сигналов в диапазоне 0-10 В для сопряжения с ЭВМ. Система блокировки содержит два независимых канала сигнализации о достижении заданных уровней давления. Предусмотрена также световая сигнализация о загрязнении преобразователя при недопустимо высокой концентрации паров масел.

Малогабаритные магнитные электроразрядные преобразователи давления ПММ-44 (рис. 22) и ПММ-44Ф предназначены для преобразования сигнала давления в диапазоне 10^-4-1 Па в токовый сигнал и применяются в комплекте с вакуумметром ВМБ-12 или аналогичными ему вакуумметрами для измерения давления в металлических вакуумных установках с безмас-ляной откачкой или в установках с масляными средствами откачки, снабженными вымораживающими ловушками. Преобразователи имеют разборную конструкцию. Штенгель ПММ-44Ф (в отличие от штенгеля ПММ-44) заканчивается фланцем Ду 10, которым преобразователь присоединяется к вакуумной установке с помощью ответного фланца с резиновым уплотнением и накидным хомутом. ПММ-44 и ПММ-44Ф имеют диаметр 25 и 35 мм, длину 83 и 60 мм соответственно.

Магнитный электроразрядный блокировочный вакуумметр ВМБ-12 (рис. 23), работающий в комплекте с магнитным электроразрядным преобразователем ПММ-44 или ПММ-44Ф, для сопряжения с ЭВМ имеет выход аналогового сигнала 0-10 В на весь диапазон измеряемых давлений. Блокировочная часть обеспечивает автоматическую сигнализацию о достижении заданного давления во всем рабочем диапазоне. Отсчет давления осуществляется по светоцифровому индикатору.

Магнитный электроразрядный блокировочный вакуумметр ВМБ-14 (рис. 24) для измерения давления в диапазоне 10^-7—1 Па в автоматизированных металлических вакуумных системах работает в комплекте с магнитным электроразрядным преобразователем давления ПММ-32-1. Отсчет давления осуществляется по светоцифровому индикатору. В вакуумметре предусмотрены выход аналогового сигнала 0-10 В, пропорционального измеряемому давлению в соответствии с градуировочной характеристикой, световая сигнализация о неисправности преобразователя, а также сигнализация по двум независимым каналам о достижении заданного уровня давления.

Магнитный электроразрядный вакуумметр ВМЦБ-12 (рис. 25) предназначен для измерения давления в металлических технологических установках в диапазоне Ю^-6-^^-1 Па. Прибор работает в комплекте с преобразователем давления ПММ-32-1. В вакуумметре имеется канал блокировки, по которому от сигнального реле подается сигнал о достижении заданного давления в пределах 1,3 • 10^-5-1,2 • 10^-1 Па (отсчет давления — цифровой), а также обеспечивается световая сигнализация состояния канала блокировки.

Магнитный электроразрядный преобразователь ПММ-46 (рис. 26) является прибором инверсно-магнетронного типа (с холодным катодом) и позволяет измерять давления в диапазоне 10^-11—10^-1 Па. Его электродная система смонтирована в корпусе из нержавеющей стали на фланце Ду50, которым преобразователь присоединяется к вакуумной установке. Снаружи на корпусе укреплен постоянный магнит. Электродная система состоит из полого цилиндрического электрода и коаксиальной с ним проволочной спирали. При измерении спираль служит анодом и на нее через балластный резистор 1,1 МОм подается напряжение +5,5 кВ. Цилиндрический электрод выполняет роль катода и соединяется со входом усилителя постоянного тока.

Спираль имеет два изолированных ввода, что позволяет прогревать преобразователь не только пропускаемым через нее током, но и электронной бомбардировкой. В этом случае на спираль подается напряжение -2 кВ относительно цилиндрического электрода, и она накаливается до эмиссионной темпера^ры. Элеетронный прогрев ведется при токе эмиссии до 10 мА.

Преобразователь используется в вакуумных системах с безмасляной откачкой либо с эффективным маслоулавливанием. Габариты преобразователя составляют 106 х 95 х 98 мм, масса 1,8 кг.

Магнитный электроразрядный блокировочный вакуумметр ВМБ-11 (рис. 27) предусмотрен для измерения давления в диапазоне 10^-8-10^-1 Па в металлических, в том числе автоматизированных установках. Вакуумметр работает в комплекте с преобразователем ПММ-46. Давление отсчитывается по линейному аналоговому индикатору и цифровому указателю порядка величины давления. Вакуумметр имеет выход аналогового сигнала 0-10 В на весь измеряемый диапазон в соответствии с градуировочным графиком. Блокировочная часть позволяет получать сигналы двух заданных уровней давления.

Вакуумметр-течеискатель ВТИ-1 (рис. 28) работает в комплекте с магнитным электроразрядным преобразователем ПММ-42 и предназначен для измерения общего давления газа и парциального давления электроотрицательного газа. Диапазон измеряемых давлений составляет 10^-5—10^-1 Па; газоаналитическая чувствительность к электроотрицательному газу при общем давлении 10^-5 Па не хуже 0,09 %. Вакуумметр может использоваться для индикации мест негерметичности в вакууммированных сосудах.

Измерение общего давления этим прибором аналогично работе обычного магнитного электроразрядного вакуумметра; отсчет давления осуществляется с помощью градуировочного графика по микроамперметру, измеряющему общий разрядный ток. При работе прибора в режиме течеи-скателя испытуемые изделия обдуваются пробным электроотрицательным газом, в качестве которого применяется элегаз (шестифтористая сера), фреон-12 или пары четыреххлористого углерода, и измеряется ток отрицательных ионов. Полное давление в преобразователе при этом не должно превышать 0,1 Па. Прибор имеет выходы аналогового сигнала общего давления 0-10 В и 0-10 мВ.

Ионизационный вакуумметр ВИО-1 является образцовым средством измерения II разряда и применяется для градуировки вакуумметров в металлических установках высокого и сверхвысокого вакуума в диапазоне давлений 10^-9-10^-1 Па. Комплект вакуумметра содержит ионизационный преобразователь ПМИ-39-2; блок БПП-1, обеспечивающий питание, коммутацию, автоматическую стабилизацию и измерение ионизирующего электронного тока; усилитель постоянного тока У 5-9; цифровой вольтметр В7-27 А. Относительная погрешность измерения давлений составляет не более 10 %.