Pigułka próżniowa Pirani ze stali nierdzewnej do wykrywacza wycieków helu

Wprowadzenie do Próżniomierza Piraniego

Próżniomierz Piraniego jest kluczowym czujnikiem w systemie próżniowym detektora nieszczelności spektrometru masowego helu, używanym do pomiaru ciśnienia w zakresie średniej i niskiej próżni (szczególnie podczas etapu wstępnego pompowania). Jego głównym elementem czujnikowym jest zazwyczaj metal, taki jak wolfram lub nikiel, podczas gdy cała obudowa wykonana jest ze stali nierdzewnej.

Funkcja próżniomierza Piraniego

Próżniomierz Piraniego pełni role "monitora procesu" i "ochraniacza systemu" w detektorach nieszczelności spektrometru masowego helu, a jego specyficzne funkcje są następujące:
Monitorowanie ciśnienia próżni w pompie wstępnej (przewodzie wstępnym):
Po uruchomieniu detektora nieszczelności, pompa mechaniczna musi najpierw ewakuować system próżniowy z ciśnienia atmosferycznego do stosunkowo niskiego ciśnienia (zazwyczaj rzędu 10 Pa do 0,1 Pa). Próżniomierz Piraniego monitoruje zmiany ciśnienia w czasie rzeczywistym podczas tego etapu i wyświetla je na interfejsie instrumentu.
Dostarczanie sygnału blokady dla otwarcia zaworu wysokiej próżni (kluczowa funkcja ochronna):
Komora główna spektrometru masowego detektora nieszczelności może działać tylko w warunkach wysokiej próżni (zazwyczaj poniżej 0,1 Pa). Jeśli zawór wysokiej próżni (łączący pompę mechaniczną z pompą dyfuzyjną/turbomolekularną) zostanie otwarty, zanim ciśnienie w przewodzie wstępnym będzie wystarczająco niskie, może to poważnie uszkodzić pompę wysokiej próżni i zanieczyścić cały system.
Próżniomierz Piraniego jest zablokowany z systemem sterowania instrumentu. System sterowania zezwoli na otwarcie zaworu wysokiej próżni i uruchomienie pompy turbomolekularnej tylko wtedy, gdy próżniomierz Piraniego wykryje, że ciśnienie w przewodzie wstępnym jest poniżej ustawionego progu bezpieczeństwa. Jest to krytyczny środek bezpieczeństwa w celu ochrony drogiej pompy wysokiej próżni i spektrometru masowego.
Pomoc w diagnozie stanu systemu i lokalizacji nieszczelności:
Obserwując tempo spadku ciśnienia podczas pompowania i osiągnięte końcowe stabilne ciśnienie, można wstępnie określić, czy system ma dużą nieszczelność (ciśnienie stale nie spada) lub znaczne odgazowywanie wewnętrzne (ciśnienie spada powoli).
Podczas testu szczelności, jeśli rozpylanie helu nie tylko wyzwala reakcję sygnału spektrometru masowego, ale także powoduje zauważalny wzrost odczytu próżniomierza Piraniego, zwykle wskazuje to na obecność stosunkowo dużej nieszczelności.