Entendendo o medidor Pirani

O medidor Pirani é um medidor de condutividade térmica confiável que é usado para monitorar pressões em sistemas de vácuo. Marcello Pirani teve a ideia em 1906. Ao usar efetivamente um termômetro de resistência como elemento aquecido, o medidor Pirani elimina o uso de um termopar para detectar a temperatura (como no medidor de termopar).

Neste artigo, você aprenderá a definição, aplicações, peças, diagrama, funcionamento, vantagens e desvantagens de um medidor Pirani.

O que é um medidor Pirani?

Um medidor Pirani é um medidor de condutividade térmica confiável usado em sistemas de vácuo para medir baixas pressões. Ele funciona suspendendo um fio de metal quente em um tubo e expondo-o a um meio de pressão de gás. Fios finos de tungstênio, níquel ou platina são usados ​​para fazer esses fios de metal quente.

Ele opera monitorando a mudança na condutividade de calor e usando essas informações para calcular a pressão do sistema. Este manômetro é apropriado para medir pressões na faixa de 0,1 a 100 pascal em pressões muito baixas. O medidor Pirani é usado para medir a pressão em baixas pressões e alta pressão de vácuo. ele usa um gráfico de plotagem com base nos dados obtidos.

Diagrama de um medidor Pirani:

Construção e funcionamento de um medidor Pirani

Um filamento de metal (tipicamente platina) é colocado em um tubo que é fixado ao sistema cujo vácuo deve ser medido no medidor Pirani. Uma junta de vidro fosco ou um conector de metal flangeado, vedado com um o-ring, é comumente usado para fazer a conexão. O filamento é conectado a um circuito elétrico do qual uma leitura de pressão pode ser feita após a calibração.

Quando uma corrente elétrica percorre um fio condutor (filamento de platina), ele aquece. À medida que as moléculas de gás colidem com o fio e removem o calor, este fio pendurado no gás perderá calor para o gás. O número de moléculas presentes diminuirá proporcionalmente à medida que a pressão do gás cair (pelas bombas de vácuo), a condutividade do meio circundante diminuirá e o fio perderá calor mais lentamente. Medir a perda de calor é uma maneira indireta de determinar a pressão.

Como a resistência elétrica de um fio flutua com sua temperatura, o teste de resistência também indica a temperatura do fio. A ponte agora é usada para determinar a mudança de resistência do filamento. Quando calibrado, a mudança na resistência do filamento do manômetro Pirani torna-se uma medida da pressão aplicada.

O fio é mantido em uma resistência constante R em vários sistemas gerenciando a corrente I que flui através dele. Um circuito de ponte pode ser usado para definir a resistência. A potência I2R é aplicada ao fio e a mesma potência é aplicada ao gás. Como resultado, a corrente necessária para atingir esse equilíbrio é uma medida do vácuo.

O manômetro pode lidar com pressões que variam de 0,5 Torr a 103 Torr. Como a condutividade térmica e a capacidade de aquecimento do gás podem alterar a leitura do medidor, o dispositivo pode precisar ser calibrado antes que as leituras corretas possam ser obtidas. Outros instrumentos, como um medidor Penning, são usados ​​para medir pressões mais baixas.

Assista ao vídeo abaixo para saber como funciona o Pirani Gauge:

Vantagens e desvantagens de um medidor Pirani

Vantagens:

Abaixo estão os benefícios de um medidor Pirani em suas diversas aplicações.

• Eles são resistentes e acessíveis.
• Em baixa pressão, produz resultados confiáveis.
• A pressão pode ser lida à distância.
• O medidor de acoplador Thermo, que é outro tipo de medidor de condutividade térmica, não é recomendado.
• É preferível porque é 10 vezes mais rápido e pode monitorar uma faixa maior de pressões.

Desvantagens:

Apesar das vantagens de um medidor Pirani, algumas limitações ainda ocorrem. Abaixo estão as desvantagens de um medidor Pirani em suas diversas aplicações.

• O medidor Pirani deve ser examinado regularmente.
• Diferentes gases devem ser usados ​​para calibrar o medidor Pirani.
• Sua operação requer o uso de eletricidade.

Conclusão

Um medidor Pirani é um medidor de condutividade térmica confiável usado em sistemas de vácuo para medir baixas pressões. Ele funciona suspendendo um fio de metal quente em um tubo e expondo-o a um meio de pressão de gás. Fios finos de tungstênio, níquel ou platina são usados ​​para fazer esses fios de metal quente. Isso é tudo para este artigo, onde são discutidas a definição, aplicações, peças, diagrama, funcionamento, vantagens e desvantagens do medidor Pirani.

Espero que você aprenda muito com a leitura, se sim, gentilmente compartilhe com outros alunos. Obrigado por ler, nos vemos por aí!