Dual Vacuum Gauge(Piezo + Pirani Combo)

 

 

일반적으로 진공도를 측정해야 하는 경우,

 

피라니 센서(Pirani Sensor)를 이용한 컨벡션 게이지(Convection Gauge)를 사용하는 경우가 많습니다.

 

이번 시간에는 피라니 게이지의 문제점과 그에 대한 대안을 알아보도록 하겠습니다.

 

 

 

피라니 컨벡션 게이지(Pirani Convection Gauge)

 

 

피라니 게이지는 센서 내부에 있는 일정 온도의 와이어가 기체의 열전도 현상으로 인한

 

열손실을 감지해 압력을 측정하는 방식으로 가장 큰 장점으로는 저렴한 가격을 들 수 있습니다.

 

 

 

하지만 치명적인 단점들이 존재하는데 그것 중 하나가 바로 정확도입니다.

 

컨벡션 게이지의 정확도는 고진공 보다는 저진공에서 더 큰 문제를 가지고 있습니다.

 

또한 설치시에도 진동에 민감하며, 꼭 수평으로 설치해야만 하는 불편함이 존재합니다.

 

피라니 게이지에 대한 단점은 아래와 같습니다.

 

 

- 대기압에서 불안정한 측정값을 나타냅니다.

 

- 응답 속도가 보통 500 밀리초(Millisecond - msec) 이상으로 느립니다.

 

- 1,000 torr 의 압력 이상에서 사용할 경우 센서 내부가 파괴될 수 있습니다.

 

- 컨벡션 센서의 내부 부피가 40cc 로 크기 때문에 압력의 단계 변화에 대한 응답 시간이 느립니다.

 

- 1 torr 이상의 압력을 정확히 읽어내기 위해서는 수평으로 설치되는 것이 권장됩니다.

 

- 센서 외에도 추가 컨트롤러가 필요합니다.

 

- 매우 비선형(Non Linear)의 아날로그 출력을 내기 때문에 아날로그 출력을 사용하려는 사용자는

 

복잡하고 많은 비용의 소프트웨어 알고리즘을 개발해야 합니다.

 

 

피라니 컨벡션 게이지의 대안

 

 

위에 언급한 것처럼 피라니 게이지는 저렴한 가격이 장점이지만

 

측정 범위와 정확도 등에 있어서 약점을 보이고 있습니다.

 

그렇다면 피라니 게이지의 대안으로 사용할 수 있는 제품으로는 어떤 게이지가 있을까요?

 

 

캐패시턴스 게이지(Capacitance Gauge)

 

가장 좋은 대안으로는 캐패시턴스 게이지(Capacitance Gauge)가 있습니다.

 

캐피시턴스 게이지는 높은 정확도 및 견고성이 보장되는 응용 분야를 위해 설계되어

 

실제 교정용 정밀 측정에 아주 효과적으로 사용되고 있습니다.

 

하지만 1,000 torr ~ 1 mtorr 에 이르는 광범위한 영역을 측정하기 위해

 

두개의 센서와 별도의 컨트롤러가 필요하기 때문에 가격이 매우 비싸지게 됩니다.

 

 

피에조 + 피라니 게이지(Piezo + Pirani Gauge)

 

차선책으로는 피에조 센서와 피라니 센서를 함께 사용하는

 

Piezo + Pirani Combo 타입의 게이지가 있습니다.

 

각종 기체의 종류와 상관없이 독립적으로 압력을 측정하는 피에조 센서는

 

10 torr 이상의 고압 영역을 측정하며,

 

위에서 설명한 열전대 방식의 피라니 센서는 1 torr 미만의 저압 영역을  측정합니다.

 

1 ~ 10 torr 사이의 압력은 두 센서 사이의 가중 평균을 사용해 측정하며

 

자체적인 온도 센서를 통해 측정 정확도를 높입니다.

 

피에조 + 피라니 콤보 타입 게이지의 장점은 아래와 같습니다.

 

 

* 컨벡션/피라니 게이지의 기체에 따른 불안정한 측정값

 

*콤보 게이지의 일관적인 측정값

 

 

- 대기압에서의 안전성

 

- 1,000 Torr ~ 0.1 mTorr 사이의 일관되고 반복 가능한 측정값

 

- 압력 변화에 대한 응답 시간이 400 밀리초(Millisecond - msec) 로 빠릅니다.

 

- 견고한 스테인리스 스틸(Stainless Steel)본체로 인해 양압 150 psig 까지 안전하게 견딜 수 있습니다.

 

- 1.5 cc 의 작은 내부 용량으로 인해 압력 변화에 대한 응답 시간이 빠릅니다.

 

- Hot Wire 타입으로 컨벡션 게이지보다 다양한 환경에서 사용이 가능합니다.

 

- 30 torr 이상의 압력에 대한 정확도는 판독 값의 1.5% 이며,

 

30 torr 미만의 압력에 대한 정확도는 판독값의 10% 입니다.

 

 

 

 

 

 

위와 같이 피에조 + 피라니 콤보 게이지는 피라니 게이지보다 넓은 압력 범위를

 

더 높은 정확도로 측정하면서도 캐패시턴스 게이지에 비해 저렴한 가격으로 이용할 수 있습니다.

 

또한 인포라드에서 제공하는 Teledyne Hastings 사의 2020B 제품은

 

터치스크린(Touch Screen)을 이용해 별도의 컨트롤러 및 리드아웃(Lead Out) 없이

 

다양한 응용 환경에 적용할 수 있는 제품입니다.

 

제품에 대한 더 자세한 내용은 아래의 링크를 참고하시기 바랍니다.

 

 

 


 

 

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