El vacuómetro para el convertidor manométrico PMT-2
Hola geektimes No hace mucho tiempo, comencé a armar una instalación de bombardeo iónico-plasma (magnetrón) (
Parte 1 ). En el proceso de probar y trabajar con la instalación, se tomaron muchas decisiones para modernizarla y mejorarla.
Una de estas mejoras fue la introducción de un medidor de vacío en la instalación para medir la profundidad del vacío. En vista del hecho de que uno de mis requisitos personales es la movilidad de la instalación y la ubicación de todos sus componentes dentro de la carcasa del dispositivo, tuve que abandonar los medidores de vacío externos, como VIT-2. Además de esto, necesito observar el momento de la fabricación presupuestaria de la instalación, y los medidores de vacío comprados no son lo suficientemente baratos. Elegí la lámpara PMT-2 como dispositivo de detección, ya que tenía poca experiencia trabajando con ella y su costo es bastante aceptable.
Entonces, ¿cómo funciona este convertidor de medidor? El principio de funcionamiento de los convertidores térmicos (termopares) a los que pertenece la lámpara PMT-2 se basa en la dependencia de la conductividad térmica molecular de un gas con su presión. La transferencia de calor se produce desde un delgado filamento metálico calentado por corriente eléctrica a través de un gas enrarecido hasta una bomba de vacío a temperatura ambiente.
En el convertidor de termopar PMT-2, los soportes (1) se fijan en un matraz de vidrio, en el que se fija un calentador de alambre delgado en forma de V (2) mediante soldadura por puntos, en el punto medio del cual se suelda una junta de termopar de platino-platino-rodio (3).
Se pasa una corriente constante IH a través del filamento del calentador (2), que calienta la unión del termopar (3), y aparece el E.D.S. termo en su circuito. Dado que la temperatura del calentador depende de la presión (densidad) del gas, su cambio conducirá a un cambio en el E.D.S. termopares, que se mide con un milivoltímetro (5), y la corriente de filamento IN se regula con un reóstato y se mide con un dispositivo (6).
La lámpara PMT-2 es un medidor de presión bastante grueso afilado debajo del HIT. Calibrado cuando está sellado. La corriente de brillo se selecciona en la escala HIT, 100 divisiones: la corriente de brillo.
Después de soldar la lámpara (cortarla, es como una ampolla), soldarla al sistema de vacío.
Pasemos ahora a describir el diseño de mi medidor de vacío: antes de recibir las lecturas de la lámpara, es necesario alimentar su filamento y aplicar aproximadamente 100 mA (112-116 mA). Para hacer esto, se tomó un regulador de voltaje comprado en eBay y, junto con una resistencia conectada en serie, se conectó a la lámpara. Como el regulador dio un valor de corriente muy grande en su valor de voltaje más bajo, tuvimos que usar una resistencia.
La medición de vacío implica la medición de voltaje en el rango de milivoltios; para esto, todo se compró en el mismo portal comercial de electrónica compleja: la placa de microcontrolador Arduino Uno, el módulo LCD1602 y el ADS1115 ADC en 16 bits.
Hay 4 canales analógicos en el módulo ADC, utilicé solo uno, conectando las entradas arduino SDA y SCL a los terminales correspondientes del módulo ADC. Y conecté el termopar a los terminales GND y A0 del módulo.
En esto, la conexión completa finalizó y puede continuar con la descripción del firmware (boceto):
#include <LiquidCrystal.h> #include <EEPROM.h> #include <Wire.h> #include <Adafruit_ADS1015.h> Adafruit_ADS1115 ads; LiquidCrystal lcd(8, 9, 4, 5, 6, 7); long val = 0; long zero = 0; int V = 0; int F = 0; int Time = 100; void setup() { lcd.begin(16, 2); Serial.begin(9600); lcd.setCursor(0,0); lcd.print("CybSys presents"); // // ads.setGain(GAIN_TWOTHIRDS); // 2/3x gain +/- 6.144V 1 bit = 3mV 0.1875mV (default) // ads.setGain(GAIN_ONE); // 1x gain +/- 4.096V 1 bit = 2mV 0.125mV // ads.setGain(GAIN_TWO); // 2x gain +/- 2.048V 1 bit = 1mV 0.0625mV // ads.setGain(GAIN_FOUR); // 4x gain +/- 1.024V 1 bit = 0.5mV 0.03125mV // ads.setGain(GAIN_EIGHT); // 8x gain +/- 0.512V 1 bit = 0.25mV 0.015625mV ads.setGain(GAIN_SIXTEEN); // 16x gain +/- 0.256V 1 bit = 0.125mV 0.0078125mV ads.begin(); } void loop() { int16_t adc0; lcd.setCursor(0,0); lcd.print("Press: "); lcd.setCursor(0,1); lcd.print("Vol:"); adc0 = ads.readADC_SingleEnded(0); float voltage = (adc0 * (0.256/32767.5))*1000; float pres = 2.217*exp(-voltage/0.3134)+0.175*exp(-voltage/1.97)+543.59*exp(- voltage/211689.45)+(-543.57); lcd.setCursor(7,0); lcd.print(pres,5); lcd.setCursor(5,1); lcd.print (voltage,5); Serial.print("Vol:"); Serial.println(voltage, 5); delay(200); }
El texto del firmware no es complicado ni grande, ya que las funciones de la biblioteca se utilizan principalmente. La principal dificultad surgió solo al traducir los valores de voltaje en valores de presión, ya que esta dependencia no es lineal.
Esta dependencia de calibración se digitalizó y expuso, obteniendo así una fórmula según la cual la presión reducida se calcula con bastante precisión.
Operación del dispositivo de video:
En cuanto a la implementación adicional de mi proyecto, quiero tirar la bomba desde el interior de la instalación, de todos modos su capacidad no es suficiente y ocupa mucho espacio, en su lugar aparecerá un sistema de enfriamiento de magnetrón (un radiador con un enfriador y una bomba, es posible que todavía haya un pequeño volumen sellado con refrigerante). Quiero reemplazar las mangueras con vacío normal reforzado (no son muy caras). Por supuesto, debe construir un sistema de medición de vacío con una lámpara (al menos el mismo PMT-2). Y probablemente lo más difícil: la implementación de una base normal (ahora tengo textolita) y un magnetrón, quiero darme cuenta de todo esto desde el aluminio, ya que el plano base de acoplamiento con una tapa debe pulirse (esto no funcionará con una textolita), y el magnetrón aún no se volverá a hacer. Quiero molestarme con el acero inoxidable y haré casi todas las piezas de duraluminio en el
pórtico CNC, que también ensamblo. También quiero tirar el disco blanco del LATR y en su lugar poner la unidad, SD, por ejemplo, y controlar el potenciómetro desde el tablero. Y en un futuro muy lejano, deshágase de LATR por completo.