'mPUMPEN UND KOMPRESSOREN SOAIDERTEIL

Ganzohne ProblemeVakuum messen bei Drehschieberpumpen

Für die Vakuummessung bei Gefriertrocknung, Vakuumdestillation oder ande-ren Laboranwendungen im Feinvakuumbereich werden üblicherweise Vakuum-sensoren mit Pirani-Messprinzip (Wärmeleitung) eingesetzt. Dabei führt dieEmpfindlichkeit des Metallfilaments zu Problemen wie Korrosion, Ablagerungoder Fadenriss. Mit dem VSP 3000 steht nun ein Pirani-Sensor zur Verfügung,der sich durch hohe chemische und mechanische Robustheit und eine verbesser-te Lebensdauer auszeichnet: Das Metallfilament ist mit Keramik umhüllt undbefindet sich in einem spritzwasserdichten Kunststoffgehäuse.

Viele Laboranwendungen wie Gefrier-trocknung, Vakuumdestillation oder Rest-trocknung von Hochsiedern benötigen einEndvakuum im Bereich des Feinvakuums(0,001 bis l mbar), für dessen Erzeugungbeispielsweise Drehschieberpumpen ein-gesetzt werden. Die Feinvakuummessungerfolgt in der Regel mit Sensoren, die nachdem Pirani-Prinzip der druckabhängigenWärmeleitung arbeiten. Typisch für Pirani-Sensoren ist ein dünner Metalldraht, derauf eine Temperatur geheizt wird, die hö-her als die Temperatur des umgebendenGases ist. Dabei ist der heiße Metallfadendirekt den chemischen Einflüssen der imRezipienten befindlichen Substanzen aus-gesetzt.Insbesondere das Ab- und Umpumpen vonchemisch aggressiven Casen und Dämpfenführen zu Korrosion des Metalifadens undAblagerung von Substanzen auf seiner hei-ßen Oberfläche. Auch Öldämpfe und derenthermische Spaltprodukte von der Dreh-schieberpumpe schlagen sich im Laufe derZeit aIs Ablagerungsschicht auf dem Me-tallfilament nieder. Sowohl Korrosion alsauch Ablagerungen verändern die Eigen-schaften des Metallfadens. Als Folge davonwird der gemessene Gasdruck falsch ange-zeigt oder es kommt sogar zum Totalausfalldes Sensors.Selbst die sorgfältige Auswahl chemischbeständiger Materialjen für den Metall-draht oder dessen Beschichtung kann dasProblem der Ablagerung nicht verhindern.Der Einfluss von Ablagerungen lässt sichgrob aus dem Verhältnis von Ablagerungs-schichtdicke zu Drahtdurchmesser schät-zen. Da der Metalldraht sehr dünn ist (typi-sche Größenordnung 0,01 mm) ist der rela-tive Messfehler schon bei geringfügigenAblagerungen sehr groß.

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Vakuummessgerät DCP 3000,

ausgestattet mit Pirani-Sensor

VSP3000 für den Messbereich bis

10'3 mbar

Zur Lösung dieser Probleme entwickelteVacuubrand den Pirani-Sensor VSP3000.Das Wesentliche dieser technologischen In-novation ist eine Keramikschutzhülle, de-ren Aufbau und Wirkungsweise gleichzei-tig mehrere Schutzfunktionen erfü1lt:. a1s gasdichte Hü11e schützt sie den Me-

talldraht in ihrem Inneren vor Korrosion. als isolierende Schutzschicht trennt sieMetalldraht von leitfähigen Ablagerun-gen und verhindert eine Anderung derelektrischen Eigenschaf ten

. die besondere Oberfl ächenbeschaffenheitdes Keramikmaterials reduziert die Bil-dung von Ablagerungen auf der Schutz-hü1le

. die Keramikhülle vergrößert den Durch-messer der Cesamtanordnung um den

Faktor 100 und verringert so den relati-ven Einfluss einer möglichen Ablage-rungsschicht auf das Messergebnis

Das Reißen des dünnen Metallfilaments istebenfalls ein bekanntes Problem bei her-kömmlichen Pirani-Sensoren. Die filigra-nen Filamente reagieren sehr empfindlichauf rasche Druckänderungen oder mecha-nische Belastungen, die beispielsweise beischnellem Belüften oder Vibration derDrehschieberpumpe auftreten.Beim VSP3000 ist der keramikumhüllteMetalldraht nicht mehr direkt dem Gasund dessen Strömung ausgesetzt, sodass erdeutlich stabiler gegenüber Druckstößenwird. Cleichzeitig stitzt die Keramik-schutzhülle den Metalldraht und verbes-sert seine mechanische Stabilität. Ins-gesamt bewirkt diese Stabilisierung einedeutlich erhöhte Lebensdauer des Sensors.

Einfach und praktisch

Verfälschung der angezeigten Messwer-te aufgrund von Ablagerungen und Kor-rosion treten umso schneller und häufi-ger auf, je höher die Konzentration derzu messenden Gase oder Dämofe ist. So-lange der Feinvakuumbereich noch nichterreicht ist, muss das Filament in her-kömmlichen Sensoren vor den hohenKonzentrationen der Gase und Dämpfegeschützt werden. Derartige Pirani-Sen-soren sollten deshalb mit Ventilen vonder Drehschieberpumpe getrennt wer-den. Der VSP 3000 bietet mit seiner sas-

dichten Schutzhülle eine Alterna-tive, die den Aufwand deutlichreduziert.

Für zuverlässige Druckmessungenist bei allen Pirani-Sensoren eineReinigung der Filamente notwen-

die. Ürblicherweise ist dies mit demhohen Risiko verbunden, den dünnen

Metallfaden zu zerstören. Anders beimVSP 3000. Seine offene Bauweise ermög-licht eine einfache optische Kontrolle undder robuste Aufbau eine problemlose Rei-nlgung.Der VSP 3000 verfügt über einen Mess-bereich von 0,001 bis 1000 mbar. SeineMessgenauigkeit, Aufl ösung, Reproduzier-barkeit und Reaktionszeit auf Druckände-rungen ist vergleichbar oder sogar besserals herkömmliche Pirani-Sensoren. DerVSP 1ässt sich mit kapazitiven keramischenDruckaufnehmern zum Kombi-Messgerätfür die präzise Messung von Grob- undFeinvakuum ausbauen. In Kombinationmit einem Vakuum-Controller kann derVSP 3000 auch zur Regelung des Feinvaku-ums eingesetzt werden.

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