梁偉文
(中山凱旋真空科技股份有限公司,廣東 中山 528478)
真空濾油機(jī)是一種在真空狀態(tài)下對油液中的水分進(jìn)行汽化分離的一種設(shè)備,真空濾油機(jī)的測量對其工作具有十分重要的作用,它是運(yùn)用道爾頓分壓定律的工作原理,在真空的狀態(tài)下,通過對油液中的水分進(jìn)行汽化處理,分離出油液中的水分。在真空濾油機(jī)的技術(shù)要求與工作流程的過程中,對其進(jìn)行真空測量是一個十分重要的環(huán)節(jié),濾油機(jī)的真空度環(huán)境直接影響著濾油機(jī)的工作效果,也是衡量濾油機(jī)質(zhì)量性能的一個重要指標(biāo)。
在對真空濾油機(jī)的真空度進(jìn)行測量時,選擇合適的真空測量儀表十分重要,用作真空測量的儀表一般都將其稱為真空測量技術(shù)或者真空測量儀表,根據(jù)具體的測量效果與測量性質(zhì),可以將其分為絕對真空計和相對真空計兩種類型。如果按照真空測量儀表的工作范圍,可以將其劃分為粗、低、高、超高以及極高真空測量技術(shù)。在對真空濾油機(jī)進(jìn)行測量時,如果能夠運(yùn)用直接測量的物理量計算出真空壓強(qiáng)的儀表稱為真空計。在實際工作中,對真空濾油機(jī)的測量主要采用的是真空測量儀表,絕對真空計的具體測量分類及其測量范圍主要見下表1所示。在不同的情況下,我們可以根據(jù)實際測量的范圍選擇合適的真空測量儀表。
根據(jù)表1的對比分析可以看出,每種真空測量儀表都有自己的測量范圍與測量精度,在不同的壓強(qiáng)范圍內(nèi),應(yīng)該選擇不同的真空測量儀表,以保證測量的真實效果。一般情況下,真空濾油機(jī)中真空值的范圍也是在固定的范圍內(nèi),例如粗真空(750—10Torr)和低真空(10 一10-3Torr)的有效范圍之內(nèi),在測量時就需要選擇相應(yīng)的粗真空與低真空測量計。目前,選擇這種真空測量儀表的種類比較多,常用的儀表有熱導(dǎo)式真空計(熱偶真空計、電阻真空計)等測量儀表,它們的測試范圍都在表1中有明確的表示。在具體的生產(chǎn)過程中,需要根據(jù)測量儀器的范圍,選擇合適的真空測量儀表,例如當(dāng)測量范圍在20-40Torr粗真空值時,可以選擇彈性式真空測量儀表,如果在測量20-40Torr左右真空值時,我們就可以選擇電阻真空測量儀表。
彈性式真空表是一種靜態(tài)變形式的真空測量儀表,在真空濾油機(jī)的測量中應(yīng)用十分廣泛,它是利用彈性材料或元件,在外界壓強(qiáng)差的作用下產(chǎn)生彈性形變的原理制成的真空測量儀器,測量的范圍為750-0.01。彈性式真空測量儀表最常見的為彈簧管式真空表,在真空濾油機(jī)中常用于測量低真空的數(shù)據(jù)。彈性式真空測量儀表的結(jié)構(gòu)如下圖1所示,它由連通真空系統(tǒng)的接頭、指針、單圈彈簧管及相關(guān)的連接結(jié)構(gòu)構(gòu)成,在測量時,將儀表的接頭與濾油機(jī)連接在一起,這時管外受到大氣壓力的影響,而管內(nèi)為被測壓強(qiáng),在這種管內(nèi)外壓力差的情況與作用下,使得測量儀表的彈簧發(fā)生形變,促使彈簧的末端發(fā)生位移,在齒輪傳動機(jī)構(gòu)的作用下,帶動儀表的指針旋轉(zhuǎn),這樣通過指針移動測量濾油機(jī)的壓強(qiáng)。
表1 真空儀表的分類與測量范圍
彈性式真空表除了彈簧式真空表之外,還有多種形式的測量儀表,根據(jù)彈性結(jié)構(gòu)元件的不同,還可以將它們分為膜片式真空表和膜盒式真空表兩種。為了保證測量的精度,彈性材料有磷青銅、披青銅等靈敏性較高的材料構(gòu)成。在真空濾油機(jī)的測量應(yīng)用中,一般選擇彈性式真空測量儀表為負(fù)壓式測量方式,例如采用-0.1~0MPa的測量范圍,在實際測量后的壓強(qiáng)為:P=101325-nPa的范圍內(nèi),其中n為指針指向讀數(shù)的絕對值,如果指針的讀數(shù)為-0.095MPa,那么實際測量的壓強(qiáng)值為P=101325-95000=4320Pa,該壓強(qiáng)值就相當(dāng)于32Torr的值。一般情況下,彈性式的真空儀表測量范圍在0.1-0MPa,測量的精度等級范圍在0.5級-2.5級的范圍內(nèi),在具體的應(yīng)用中一般采用的是精度為1.5等級的測量儀表。在測量的過程中,如果n讀數(shù)為0.1MPa,這時測量的實際壓強(qiáng)P=1325Pa,對真空濾油機(jī)值為相當(dāng)于10Torr。這樣當(dāng)測量值低于10Torr真空值這個范圍時,就不能準(zhǔn)確的測量,要想進(jìn)行其他的測量,就需要選擇其他合適的測量工具。
圖1 彈簧管式真空測量儀表結(jié)構(gòu)圖
電阻真空計可以有效的測量10Torr以下真空值的數(shù)據(jù),它也稱熱電阻式真空測量儀表,它的工作原理是根據(jù)在低壓強(qiáng)下氣體分子的熱傳導(dǎo)性能、大氣壓強(qiáng)之間的原理制成的測量儀器,它的測量范圍一般在100-10Torr范圍內(nèi)。它的結(jié)構(gòu)主要由電阻式規(guī)管和測量儀器、輔助部分構(gòu)成。
(1)電阻式測量管。電阻式測量管的結(jié)構(gòu)比較簡單,一般是在管里封裝一條金屬的電阻,在電阻的兩端用靈敏的導(dǎo)線將其連接出管外。具體的結(jié)構(gòu)如下圖2所示。管外殼可用玻璃或金屬制成,為了提供真空儀表的測量精確度,電阻絲主要采用的是電阻溫度系數(shù)比較大的金屬材料如鎢、鉑、鎳等構(gòu)成。在測量的過程中,被測真空系統(tǒng)相接的電阻式測量管的電阻絲,通過電路中的電流或者電壓的變化來獲取測量值,這樣,在較低壓強(qiáng)下,電阻絲的電阻靈敏度比較高,容易取得比較大的變化,進(jìn)而能夠準(zhǔn)確的讀取真空濾油機(jī)內(nèi)的真空度。
(2)測量儀器電路的構(gòu)成。由于電阻式真空測量儀表的靈敏度要求比較高,儀器的測量熱絲電阻的變化也存在著多種不同的變化,可以采用定壓式電路、定流式電路等幾種電路,一般情況下,定溫式電阻真空測量儀表應(yīng)用的比較廣泛,它的測量范圍一般在10-3-10-7內(nèi),可以快速的測量出真空濾油機(jī)的真空度。
圖2 電阻式測量管的結(jié)構(gòu)
在實際測量的過程中,如果對真空濾油機(jī)的測量精度要求不高,并在粗真空的范圍內(nèi),可以選擇彈簧管式真空測量儀表,但是如果測量的要求精度高,而且測量的真空度又在低真空的范圍內(nèi),這時我們可以選擇電阻式的真空測量儀表。以實際生產(chǎn)為例,往往會出來兩種測量的情況,一種是表針被抽到遠(yuǎn)遠(yuǎn)偏離-0.1MPa,這時的測量范圍超出了真空儀表的測量范圍,測量儀表無法讀取測量的真空度數(shù)值,而且指針也偏離了測量的極限范圍,就需要對表針進(jìn)行重新校驗才能測量。另一種情況是表針的測量值接近-0.1MPa,但是沒有達(dá)到-0.1MPa,這樣讀取的真空度值也是不準(zhǔn)確的。在正常的情況下,真空濾油機(jī)的真空值為-0.1MPa,其內(nèi)的真空度在1325Pa內(nèi),它的值在10Torr,這樣就需要選擇電阻式真空測量儀表進(jìn)行測量,而不能選擇彈簧管式真空測量儀表。
真空濾油機(jī)的測量需要結(jié)合實際的情況選擇合適的測量儀器,通過對各種真空測量儀器的測量范圍進(jìn)行詳細(xì)的分析,在具體的測量過程中,需要選擇合適的測量儀表進(jìn)行測量,而且在測量的過程中,需要結(jié)合具體的測量儀器的情況,將電阻式真空測量儀表與彈簧管式的測量儀表結(jié)合在一起進(jìn)行測量。