Отчёт по лабораторной работе №2. 1
Скачать 1,61 Mb.
|
Э8-12М Лаврушин Шевяков ЛР2.1
- Навигация по данной странице:
- ВВЕДЕНИЕ
- ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
|
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана» (национальный исследовательский университет) (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Отчёт по лабораторной работе №2.1 ‘Калибровка манометрических преобразователей’ Студенты: Лаврушин Г. М., Шевяков И.С. _______________ (Фамилии И.О.) (подписи) Факультет: Энергомашиностроение Кафедра: Плазменные энергетические установки Группа: Э8-12М Название дисциплины: Теоретические основы сверхвысокого вакуума Преподаватель: Шостак Ю.А __________ (Фамилия И.О.) (подпись) Москва 2022 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 3 ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 4 Термопарные датчики типа ПМТ и ионизационные преобразователи типа ПМИ 4 ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ 9 Заключение 13 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 14 ВВЕДЕНИЕЦелью данной лабораторной работы являлось практическое изучение конструкций манометрических преобразователей типа ПМТ-2, ПМИ-2, вакуумметров ВИТ-2, ВИТ-19, и принципа их действия. Получение навыков работы с технической документацией к вакуумметрам и преобразователям давления. Экспериментальное проведение калибровки манометрических преобразователей давления. Приборы и инструменты: штангенциркуль, секундомер. В данной лабораторной работе было необходимо было определить ток нагревателя при калибровке термопарных датчиков. Данный ток обеспечивает совпадение показаний прибора и давления в объёме. При исследовании ионизационных датчиков измеряются десорбционные и сорбционные характеристики датчика. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬТермопарные датчики типа ПМТ и ионизационные преобразователи типа ПМИВ данной лабораторной работе были рассмотрены такие типы вакуумметров, как ПМТ и ПМИ. Внешний вид термопарного датчика ПМТ-2 и его схема приведены на рисунке 1. 1 – Термопара, 2 – подогреватель, 3 - держатели нити. Рисунок 1 – Внешний вид термопарного датчика ПМТ-2 и его схема [1], [3] Принцип действия тепловых (термопарных) преобразователей, к которым относится лампа ПМТ-2, основан на зависимости молекулярной теплопроводности газа от его давления. Перенос теплоты происходит от тонкой металлической нити, нагреваемой электрическим током, через разреженный газ к вакуумному насосу, находящемуся при комнатной температуре. В термопарном преобразователе ПМТ-2, в стеклянной колбе закреплены держатели нити 3, на которых точечной сваркой закреплен V-образный нагреватель из тонкой проволоки 2, к средней точке которого приварен спай платина-платина-родиевая термопара 1. По нити нагревателя 2 пропускается ток постоянной величины, который нагревает спай термопары 1, и в ее цепи возникает термо ЭДС. Так как температура нагревателя зависит от давления газа, то его изменение будет приводить к изменению ЭДС термопары, которая измеряется милливольтметром, а ток накала нити регулируется реостатом. Рабочий диапазон давлений ПМТ-2, согласно [1], лежит в диапазоне от 666,6 Па до 1,33⋅10-1 Па (5 - 10-3 мм.рт.ст.). Ток накала подогревателя преобразователя соответствует электродвижущей силе (ЭДС) термопары, равной 10 мВ при давлении не более 0,13⋅10-1 Па. До присоединения преобразователя в вакуумной системе, не вскрывая его, необходимо включить в измерительную схему вакуумметра и определить рабочую величину тока накала подогревателя, при котором ЭДС термопары составит 10 мВ. Это значение необходимо для работы в диапазоне от 13,3 Па до 0,13 па. Далее следует отрезать конец трубки, содержащей газопоглотитель, установить преобразователь вертикально и, при токе подогревателя 600 мА, определить рабочее значение ЭДС термопары, необходимое для работы в диапазоне от 666,6 Па до 13,3 Па. После этого соединяется преобразователь вакуумно-плотный с обследуемым объектом. После подключения вновь необходимо установить рабочее значение ЭДС при измерении соответствующих давлений. Схема ионизационного преобразователя ПМИ-2 и траектория движения электронов внутри него представлены на рисунке 2. а) – Общий вид ПМИ-2, б) – траектория электронов; 1 – катод, 2 – анод (сетка), 3 – коллектор ионов Рисунок 2 – Внешний вид ионизационного преобразователя ПМИ-2 и траектория электронов [1] Первичный ионизационный датчик преобразует значение давления в электрический сигнал. Принцип его работы следующий: накаленный прямым пропусканием тока катод испускает электроны. Электроны ускоряются в пространстве между катодом и анодом. Большинство электронов пролетает анод-сетку, попадая в замедляющее электрическое поле. Поскольку замедляющая разность потенциалов больше ускоряющей разности потенциалов, электроны, не долетая до коллектора ионов, изменяют направление движения. Затем, приобретая скорость в направлении к аноду, электроны вновь пролетают анод-сетку, тормозятся около катода и вновь направляются к аноду. Таким образом, электроны совершают колебательные движения около анода. На своем пути электроны производят ионизацию газа Положительные ионы, образовавшиеся в пространстве между анодом и коллектором ионов, притягиваются последним. При постоянном токе электронной эмиссии, постоянном числе электронов, колеблющихся около анода, количество актов ионизации, т. е. количество образующихся ионов, будет пропорциональным концентрации молекул газа в пространстве, т. е. давлению. Таким образом, ионный ток коллектора служит мерой давления газа. Степень ионизации газа электронами зависит от рода газа. Соответственно показания вакуумметра также зависят от рода газа Рабочий диапазон давлений ПМИ-2 лежит в диапазоне от1∙10-3 мм. рт.ст. до 1∙10-7 мм рт. ст. (0,13 – 0,13 ∙10-4 Па). Устанавливать преобразователь ПМИ-2необходимо вертикально. Баллон преобразователя ПМИ-2 изготовлен из стекла С52-1. Поэтому преобразователь может быть непосредственно соединен со стеклянными системами, изготовленными из стекла той же марки. Во всех других случаях преобразователь может быть присоединен к обследуемому объекту с помощью какого-либо надежного перехода (спай стекла преобразователя с медной или коваровой трубки или качественное вакуумное уплотнение). Измеряемое давление рассчитывается как постоянная преобразователя C, делённая на измеряемый ток I. Внешний вид вакуумметра ионизационно-термопарного ВИТ-2 представлен на рисунке 3. Рисунок 3 – Внешний вид вакуумметра ионизационно-термопарного ВИТ-2 Вакуумметр ионизационно-термопарный ВИТ-2 предназначен для измерения давления в диапазоне 1∙10-5 - 20 Па. ВИТ-2 эксплуатируется в комплекте с термопарными (ПМТ-2, ПМТ-4М) и ионизационными (ПМИ-2) манометрическими преобразователями. Диапазон измерения давлений [2]: При работе с ионизационным преобразователем ПМИ-2: 10-3 - 10-7 мм рт. ст. При работе с термопарными преобразователями ПМТ-2, ПМТ-4М: 2∙10-1 – 1∙10-3 мм рт. ст. Принцип его действия основан на измерении давления в различных диапазонах давлений различными вакуумметрами. Диапазоны замеряемых давлений указаны выше. Скачать 1,61 Mb. Поделитесь с Вашими друзьями:
|