مورد صيني CHINAMFG مضخات طرد مركزي ذاتية التحضير أوتوماتيكية جافة مقاس 6 بوصات، مزودة بموصل مضخة تفريغ

ما هو مستوى الفراغ وكيف يتم قياسه في مضخات الفراغ؟

يشير مستوى الفراغ إلى درجة انخفاض الضغط عن الضغط الجوي في نظام الفراغ. وهو يدل على مستوى "الفراغ" أو غياب جزيئات الغاز في النظام. إليك شرح مفصل لقياس مستوى الفراغ في مضخات الفراغ:

يُقاس مستوى الفراغ عادةً بوحدات الضغط التي تمثل الفرق بين الضغط داخل نظام الفراغ والضغط الجوي. وحدة القياس الأكثر شيوعًا لمستوى الفراغ هي الباسكال (Pa)، وهي وحدة النظام الدولي للوحدات (SI). تشمل الوحدات الأخرى الشائعة الاستخدام التور، والمليبار (mbar)، وبوصة الزئبق (inHg).

تُجهّز مضخات التفريغ بمستشعرات أو مقاييس ضغط لقياس الضغط داخل نظام التفريغ. صُممت هذه المقاييس خصيصًا لقياس الضغوط المنخفضة التي تُصادف في تطبيقات التفريغ. توجد أنواع عديدة من مقاييس الضغط المستخدمة لقياس مستويات التفريغ:

1. مقياس بيراني: يعمل مقياس بيراني بناءً على التوصيل الحراري للغازات. ويتكون من عنصر تسخين مُعرَّض لبيئة الفراغ. عندما تصطدم جزيئات الغاز بعنصر التسخين، فإنها تنقل الحرارة، مما يُسبب تغيرًا في درجة الحرارة. ومن خلال قياس هذا التغير في درجة الحرارة، يُمكن استنتاج الضغط، مما يسمح بتحديد مستوى الفراغ.

2. مقياس الحرارة المزدوجة: تعتمد مقاييس الحرارة المزدوجة على التوصيل الحراري للغازات، على غرار مقاييس بيراني. تتكون هذه المقاييس من سلكين معدنيين مختلفين موصولين معًا، يشكلان ما يُعرف بالمزدوجة الحرارية. عند اصطدام جزيئات الغاز بالمزدوجة الحرارية، يحدث فرق في درجة الحرارة بين السلكين، مما يُولد فرقًا في الجهد. يتناسب هذا الجهد طرديًا مع الضغط، ويمكن معايرته لقراءة مستوى الفراغ.

3. مقياس الضغط السعوي: يقيس مقياس الضغط السعوي الضغط عن طريق رصد التغير في السعة بين قطبين كهربائيين نتيجة انحراف غشاء مرن. ومع تغير الضغط في نظام التفريغ، يتحرك الغشاء، مما يؤدي إلى تغيير السعة وتوفير قياس لمستوى التفريغ.

4. مقياس التأين: تعمل مقاييس التأين عن طريق تأيين جزيئات الغاز في نظام التفريغ وقياس التيار الكهربائي الناتج. يتناسب تيار التأين طرديًا مع الضغط، مما يسمح بتحديد مستوى التفريغ. توجد أنواع مختلفة من مقاييس التأين، مثل مقاييس الكاثود الساخن، والكاثود البارد، ومقاييس بايار-ألبرت.

5. مقياس باراترون: تعتمد مقاييس باراترون على مبدأ قياس الضغط السعوي، ولكن بتصميم مختلف. تتكون من غشاء حساس للضغط يفصله عن قطب مرجعي مسافة صغيرة. يؤدي فرق الضغط بين نظام التفريغ والقطب المرجعي إلى انحراف الغشاء، مما يغير السعة ويوفر قياسًا لمستوى التفريغ.

من المهم ملاحظة أن أنواع مضخات التفريغ المختلفة قد يكون لها نطاقات ضغط متباينة، وقد تتطلب مقاييس ضغط محددة تتناسب مع ظروف تشغيلها. إضافةً إلى ذلك، غالبًا ما تُجهز مضخات التفريغ بمقاييس متعددة لتوفير معلومات حول الضغط في مراحل مختلفة من عملية الضخ أو في أجزاء مختلفة من النظام.

باختصار، يشير مستوى الفراغ إلى الضغط الأقل من الضغط الجوي في نظام الفراغ. ويُقاس باستخدام مقاييس ضغط مصممة خصيصًا للبيئات منخفضة الضغط. ومن أنواع مقاييس الضغط الشائعة المستخدمة في مضخات الفراغ: مقاييس بيراني، ومقاييس الحرارة المزدوجة، ومقاييس الضغط السعوية، ومقاييس التأين، ومقاييس باراترون.

\

هل يمكن استخدام مضخات التفريغ للكشف عن التسرب؟

نعم، يمكن استخدام مضخات التفريغ لأغراض الكشف عن التسرب. إليك شرح مفصل:

يُعدّ الكشف عن التسريبات مهمة بالغة الأهمية في العديد من الصناعات، بما في ذلك التصنيع والسيارات والفضاء وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. وتشمل هذه المهمة تحديد مواقع التسريبات في النظام أو أحد مكوناته، والتي قد تؤدي إلى فقدان السوائل أو الغازات أو الضغط. وتلعب مضخات التفريغ دورًا هامًا في عمليات الكشف عن التسريبات من خلال خلق بيئة منخفضة الضغط، مما يُسهّل عملية الكشف عن التسريبات عبر طرق متنوعة.

فيما يلي بعض الطرق التي يمكن من خلالها استخدام مضخات التفريغ للكشف عن التسرب:

1. طريقة انخفاض الضغط بالتفريغ: تُعدّ طريقة انخفاض الضغط بالتفريغ تقنية شائعة الاستخدام للكشف عن التسريبات. وتعتمد على إحداث فراغ في نظام أو مكون مغلق باستخدام مضخة تفريغ، ثم مراقبة تغير الضغط بمرور الوقت. في حال وجود تسريب، سيزداد الضغط تدريجيًا نتيجة دخول الهواء أو الغاز. ومن خلال قياس معدل ارتفاع الضغط، يمكن تقدير موقع التسريب وحجمه. تُستخدم مضخات التفريغ لإخلاء النظام وتوفير مستوى الفراغ الأولي المطلوب للاختبار.

٢. اختبار الفقاعات: اختبار الفقاعات طريقة بسيطة ومرئية للكشف عن التسريبات. في هذه الطريقة، يُضغط المكون أو النظام المراد اختباره بغاز، ثم يُغمر في سائل، عادةً ما يكون ماءً وصابونًا. في حال وجود تسريب، سيتشكل الغاز المتسرب من المكون على شكل فقاعات في السائل، مما يدل على وجود التسريب وموقعه. يمكن استخدام مضخات التفريغ لإحداث فرق في الضغط يدفع الغاز خارج مكان التسريب، مما يُسهّل اكتشاف الفقاعات.

3. كشف تسرب الهيليوم: يُعدّ كشف تسرب الهيليوم طريقةً بالغة الحساسية تُستخدم لتحديد مواقع التسريبات الصغيرة جدًا. نظرًا لصغر حجم ذرة الهيليوم، فإنها قادرة على اختراق الفتحات والتسريبات الصغيرة بسهولة. في هذه الطريقة، يُضغط النظام أو المكون بغاز الهيليوم، وتُستخدم مضخة تفريغ لإخلاء المنطقة المحيطة. ثم يُستخدم كاشف تسرب الهيليوم لفحص المنطقة بحثًا عن وجود الهيليوم، مما يُشير إلى موقع التسرب. تُعدّ مضخات التفريغ ضرورية لخلق بيئة الضغط المنخفض المطلوبة لهذه الطريقة ولضمان دقة الكشف.

٤. اختبار تغير الضغط: يمكن استخدام مضخات التفريغ أيضًا في اختبار تغير الضغط للكشف عن التسريبات. تتضمن هذه الطريقة ضغط النظام أو أحد مكوناته ثم عزله عن مصدر الضغط. يُرصد الضغط بمرور الوقت، وأي انخفاض ملحوظ فيه يشير إلى وجود تسريب. يمكن استخدام مضخات التفريغ لإخلاء النظام بعد الضغط، وإعادته إلى الضغط الجوي للمقارنة أو إعادة الاختبار.

5. الكشف عن التسرب باستخدام مطياف الكتلة: يُعدّ الكشف عن التسرب باستخدام مطياف الكتلة طريقةً بالغة الحساسية والدقة تُستخدم لتحديد التسربات وقياس كميتها. تتضمن هذه الطريقة إدخال غاز مُتتبّع، عادةً ما يكون الهيليوم، إلى النظام أو المكوّن قيد الاختبار. تُستخدم مضخة تفريغ لإخلاء المنطقة المحيطة، ويُستخدم مطياف الكتلة لتحليل عينات الغاز للكشف عن وجود الغاز المُتتبّع. تتيح هذه الطريقة الكشف الدقيق عن التسربات وقياس كميتها حتى عند مستويات منخفضة للغاية. تُعدّ مضخات التفريغ ضرورية لتوفير ظروف التفريغ اللازمة وضمان الحصول على نتائج موثوقة.

باختصار، تُعدّ مضخات التفريغ أداة فعّالة للكشف عن التسريبات. فهي تُسهّل استخدام طرق الكشف المختلفة، مثل اختبار انخفاض الضغط، واختبار الفقاعات، والكشف عن تسريبات الهيليوم، واختبار تغير الضغط، والكشف عن التسريبات باستخدام مطياف الكتلة. تُهيّئ مضخات التفريغ بيئة الضغط المنخفض المطلوبة، وتُساعد في إخلاء النظام أو المكوّن قيد الاختبار، وتُمكّن من الكشف الدقيق والموثوق عن التسريبات. يعتمد اختيار مضخة التفريغ على المتطلبات الخاصة بطريقة الكشف عن التسريبات ومستوى الحساسية المطلوب للتطبيق.

هل تتوفر أنواع مختلفة من مضخات التفريغ؟

نعم، تتوفر أنواع مختلفة من مضخات التفريغ، كل منها مصمم ليناسب تطبيقات ومبادئ تشغيل محددة. إليك شرح مفصل:

تُصنّف مضخات التفريغ بناءً على مبادئ تشغيلها وآلياتها ونوع التفريغ الذي يمكنها توليده. ومن أنواع مضخات التفريغ الشائعة ما يلي:

1. مضخات التفريغ ذات الريش الدوارة:

– الوصف: مضخات الريش الدوارة هي مضخات إزاحة موجبة تستخدم ريشًا دوارًا لإنشاء فراغ. تنزلق الريش داخل وخارج فتحات في دوار المضخة، وتحبس الغاز وتضغطه لإنشاء سحب وتوليد فراغ.

– التطبيقات: تُستخدم مضخات التفريغ ذات الريش الدوارة على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب مستويات تفريغ معتدلة، مثل أنظمة التفريغ المختبرية والتعبئة والتغليف والتبريد وتكييف الهواء.

2. مضخات التفريغ ذات الغشاء:

– الوصف: تستخدم مضخات الحجاب الحاجز غشاءً مرنًا يتحرك لأعلى ولأسفل لتكوين فراغ. يفصل الغشاء حجرة الفراغ عن آلية التشغيل، مما يمنع التلوث ويضمن التشغيل بدون زيت.

- التطبيقات: تُستخدم مضخات التفريغ ذات الغشاء بشكل شائع في المختبرات والمعدات الطبية وأجهزة التحليل والتطبيقات التي تتطلب فراغًا خاليًا من الزيت أو مقاومًا للمواد الكيميائية.

3. مضخات التفريغ الحلزونية:

– الوصف: تحتوي المضخات الحلزونية على حلزونين - أحدهما ثابت والآخر يدور - يُنشئان سلسلة من جيوب الغاز المتحركة على شكل هلال. ومع حركة الحلزونين، يُحبس الغاز ويُضغط باستمرار، مما يؤدي إلى فراغ.

- التطبيقات: تعتبر مضخات التفريغ الحلزونية مناسبة للتطبيقات التي تتطلب فراغًا نظيفًا وجافًا، مثل الأدوات التحليلية والتجفيف بالتفريغ والطلاء بالتفريغ.

4. مضخات التفريغ المكبسية:

– الوصف: تستخدم المضخات المكبسية مكابس مترددة لخلق فراغ عن طريق ضغط الغاز ثم إطلاقه عبر الصمامات. يمكنها الوصول إلى مستويات فراغ عالية ولكنها قد تتطلب التشحيم.

- التطبيقات: تُستخدم مضخات التفريغ المكبسية في التطبيقات التي تتطلب مستويات عالية من الفراغ، مثل أفران التفريغ، والتجفيف بالتجميد، وتصنيع أشباه الموصلات.

5. مضخات التفريغ الجزيئية التوربينية:

– الوصف: تستخدم المضخات التوربينية شفرات أو مراوح دوارة عالية السرعة لإنشاء تدفق جزيئي، حيث تضخ جزيئات الغاز باستمرار خارج النظام. وهي تتطلب عادةً مضخة مساعدة للتشغيل.

– التطبيقات: تُستخدم المضخات الجزيئية التوربينية في تطبيقات الفراغ العالي، مثل تصنيع أشباه الموصلات، ومختبرات الأبحاث، وقياس الطيف الكتلي.

6. مضخات التفريغ الانتشارية:

– الوصف: تعتمد مضخات الانتشار على انتشار جزيئات الغاز وإزالتها اللاحقة بواسطة تيار بخار عالي السرعة. وهي تعمل في مستويات فراغ عالية وتتطلب مضخة مساعدة.

– التطبيقات: تُستخدم مضخات الانتشار بشكل شائع في التطبيقات التي تتطلب مستويات فراغ عالية، مثل علم المعادن الفراغي، وغرف محاكاة الفضاء، ومسرعات الجسيمات.

7. مضخات التفريغ المبردة:

– الوصف: تستخدم المضخات المبردة درجات حرارة منخفضة للغاية لتكثيف جزيئات الغاز واحتجازها، مما يخلق فراغًا. وتعتمد في تشغيلها على سوائل مبردة، مثل النيتروجين السائل أو الهيليوم.

– التطبيقات: تُستخدم مضخات التفريغ المبردة في تطبيقات الفراغ العالي للغاية، مثل أبحاث فيزياء الجسيمات، وعلوم المواد، ومفاعلات الاندماج.

هذه مجرد أمثلة قليلة على أنواع مضخات التفريغ المتوفرة. لكل نوع مزاياه وعيوبه ومدى ملاءمته لتطبيقات محددة. يعتمد اختيار مضخة التفريغ على عوامل مثل مستوى التفريغ المطلوب، وتوافق الغاز، والموثوقية، والتكلفة، والاحتياجات الخاصة بالتطبيق.

تم التحرير بواسطة CX بتاريخ 14 ديسمبر 2023