Pirani Gauge Diajabarkan: Prinsip Kerja, Aplikasi, dan Manfaat

Pirani gauge adalah pengukur konduktivitas termal yang andal dan digunakan untuk memantau tekanan dalam sistem vacum. Marcello Pirani mengemukakan gagasan ini pada tahun 1906. Dengan menggunakan termistor sebagai elemen pemanas secara efektif, Pirani gauge menghilangkan penggunaan termokopel untuk mendeteksi suhu (seperti pada manometer termokopel).

Dalam artikel ini, Anda akan mempelajari definisi, aplikasi, bagian-bagian, diagram, cara kerja, keuntungan, dan kerugian dari Pirani gauge.

Apa itu Pirani gauge?

Pirani gauge adalah pengukur konduktivitas termal yang andal dan digunakan dalam sistem vacum untuk mengukur tekanan rendah. Alat ini bekerja dengan menggantungkan kawat logam panas dalam tabung dan menyingkirkannya pada medium tekanan gas. Kawat logam panas ini dibuat dari kawat tungsten, nikel, atau platinum tipis.

Alat ini bekerja dengan memantau perubahan konduktivitas panas dan menggunakan informasi tersebut untuk menghitung tekanan sistem. Pirani gauge cocok untuk mengukur tekanan dalam rentang 0,1 hingga 100 pascal pada tekanan sangat rendah. Pirani gauge digunakan untuk mengukur tekanan pada tekanan rendah dan tekanan vacum tinggi. Alat ini menggunakan plot grafik berdasarkan data yang diperoleh.

Diagram Pirani gauge:

Konstruksi & cara kerja Pirani Gauge

Filamen logam (biasanya platinum) ditempatkan dalam tabung yang terhubung pada sistem yang vacumnya akan diukur dalam Pirani gauge. Sambungan joint kaca tanah atau konektor logam berminingkat yang ditempel dengan o-ring biasanya digunakan untuk membuat sambungan. Filamen terhubung pada rangkaian listrik dari mana bacaan tekanan dapat diambil setelah kalibrasi.

Saat arus listrik mengalir melalui kawat listrik (filamen platinum), ia memanas. Saat molekul gas menabrak kawat dan mengeluarkan panas, kawat yang digantung dalam gas akan kehilangan panas ke gas. Jumlah molekul akan berkurang secara proporsional seiring penurunan tekanan gas (dengan pompa vacum), konduktivitas medium sekitar akan berkurang, dan kawat akan kehilangan panas lebih lambat. Pengukuran kehilangan panas adalah cara tidak langsung untuk menentukan tekanan.

Karena resistensi listrik kawat fluktuatif dengan suhu, pengujian resistensi juga menunjukkan suhu kawat. Jembatan sekarang digunakan untuk menentukan perubahan resistensi filamen. Setelah dikalibrasi, perubahan resistensi filamen Pirani gauge menjadi ukuran tekanan yang diterapkan.

Kawat dipertahankan pada resistensi konstan R dalam berbagai sistem dengan mengatur arus I yang mengalir melalui kawat. Rangkaian jembatan dapat digunakan untuk mengatur resistensi. Daya I2R diterapkan pada kawat, dan daya yang sama diterapkan pada gas. Akibatnya, arus yang diperlukan untuk mencapai kesetimbangan ini adalah ukuran vacum.

Gauge dapat menangani tekanan mulai dari 0,5 Torr hingga 103 Torr. Karena konduktivitas termal dan kapasitas panas gas dapat mengubah bacaan meter, perangkat mungkin perlu dikalibrasi sebelum bacaan yang benar dapat diperoleh. Instrumen lain, seperti Penning gauge, digunakan untuk mengukur tekanan yang lebih rendah.

Tonton video di bawah ini untuk mempelajari cara kerja Pirani Gauge:

Keuntungan dan kerugian Pirani gauge

Keuntungan:

Berikut adalah manfaat Pirani gauge dalam berbagai aplikasi.

• Mereka tahan lama dan terjangkau.
• Pada tekanan rendah, alat ini menghasilkan hasil yang andal.
• Tekanan dapat dibaca dari jarak jauh.
• Thermo coupler gauge, yang merupakan jenis konduktivitas termal lainnya, tidak disarankan.
• Alat ini lebih disukai karena 10 kali lebih cepat dan dapat memantau rentang tekanan yang lebih luas.

Kerugian:

Meski memiliki keuntungan, Pirani gauge masih memiliki beberapa keterbatasan. Berikut adalah kerugian Pirani gauge dalam berbagai aplikasi.

• Pirani gauge harus diperiksa secara berkala.
• Berbagai jenis gas harus digunakan untuk mengkalibrasi Pirani gauge.
• Operasinya memerlukan penggunaan listrik.

Kesimpulan

Pirani gauge adalah pengukur konduktivitas termal yang andal yang digunakan dalam sistem vacum untuk mengukur tekanan rendah. Alat ini bekerja dengan menggantungkan kawat logam panas dalam tabung dan menyingkirkannya pada medium tekanan gas. Kawat tungsten, nikel, atau platinum tipis digunakan untuk membuat kawat logam panas ini. Itu semua untuk artikel ini, di mana definisi, aplikasi, bagian-bagian, diagram, cara kerja, keuntungan, dan kerugian Pirani gauge telah dibahas.

Saya harap Anda banyak belajar dari pembacaan ini, jika demikian, silakan bagikan dengan mahasiswa lain. Terima kasih telah membaca, jumpa lagi!