Давление на манометре. Манометр: типы, устройство и принцип работы приборов для измерения давления

Жидкостные манометры и дифманометры, принцип действия, применение

Жидкостные (трубные) манометры функционируют по принципу сообщающихся сосудов – за счет уравновешивания фиксируемого давления весом жидкости-наполнителя: столб жидкости сдвигается на высоту, которая пропорциональна приложенной нагрузке. Измерения на основе гидростатического метода привлекают сочетанием простоты, надежности, экономичности и высокой точности. Манометр с жидкостью внутри оптимально подходит для измерения перепадов давления в пределах 7 кПа (в специальных вариантах исполнения – до 500 кПа).

Виды и типы приборов

Для лабораторных измерений или промышленного применения используются различные варианты манометров с трубной конструкцией. Наиболее востребованы такие виды приборов:

• U-образные. Основа конструкции – сообщающиеся сосуды, в которых определение давления осуществляется по одному или сразу нескольким уровням жидкости. Одна часть трубки соединяется с трубопроводной системой для проведения измерения. В то же время другой конец может быть герметически запаян или иметь свободное сообщение с атмосферой.
• Чашечные. Однотрубный жидкостный манометр во многом напоминает конструкцию классических U-образных приборов, но вместо второй трубки здесь применяется широкий резервуар, площадь которого в 500-700 раз больше площади сечения основной трубки.
• Кольцевые. В устройствах данного типа столб жидкости заключен в кольцевом канале. При изменении давления происходит перемещение центра тяжести, что в свою очередь приводит к перемещению стрелки указателя. Таким образом, прибор для измерения давления фиксирует угол наклона оси кольцевого канала. Эти манометры привлекают высокой точностью результатов, которые не зависят от плотности жидкости и газовой среды на ней. В то же время сфера применения таких изделий ограничивается их высокой стоимостью и сложностью обслуживания.
• Жидкостно-поршневые. Измеряемое давление вытесняет сторонний шток и уравновешивает его положение калиброванными грузами. Подобрав оптимальные параметры массы штока с грузами, удается обеспечить его выталкивание на величину, пропорциональную к измеряемому давлению, а, следовательно, удобную для контроля.

Применение жидкостного манометра

Простота и надежность измерений на основе гидростатического метода объясняют широкое применение прибора с жидкостным наполнителем. Такие манометры незаменимы при проведении лабораторных исследований или решении различных технических задач. В частности, приборы используются для таких типов измерений:

• Небольшие избыточные давления.
• Разность давлений.
• Атмосферное давление.
• Разрежение.

Важное направление применения трубных манометров с жидким наполнителем – поверка контрольно-измерительных приборов: тягомеров, напоромеров, вакуумметров барометров, дифманометров и некоторых типов манометров.

Манометр жидкостный: принцип действия

Самый распространенный вариант конструкции приборов – U-образная трубка. Принцип действия манометра показан на рисунке:

Схема U-образного жидкостного манометра

Один конец трубки имеет сообщение с атмосферой – на него воздействует атмосферное давление Pатм. Другой конец трубки с помощью подводящих устройств подключается к целевому трубопроводу – на него воздействует давление измеряемой среды Рабс. Если показатель Рабс выше Pатм, то жидкость вытесняется в трубку, сообщающуюся с атмосферой.

Инструкция по расчету

Разница высоты между уровнями жидкости рассчитывается по формуле:

h = (Рабс – Ратм)/((rж – rатм )g)
где:
Рабс – абсолютное измеряемое давление.
Ратм – атмосферное давление.
rж – плотность рабочей жидкости.
rатм – плотность окружающей атмосферы.
g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2)
Показатель высоты рабочей жидкости H складывается из 2-ух составляющих:
1. h2 – понижение столба по сравнению с исходным значением.
2. h3 – повышение столба в другой части трубки в сравнении с исходным уровнем.
Показатель rатм в расчетах часто не учитывают, поскольку rж >> rатм. Таким образом, зависимость можно представить как:
h = Ризб/(rж g)
где:
Ризб – избыточное давление измеряемой среды.
На основе приведенной формулы, Ризб = hrж g.

Если необходимо измерить давление разряженных газов, применяются измерительные приборы, в которых один из концов герметически запаян, а к другому с помощью подводящих устройств подключают вакуумметрическое давление. Конструкция показана на схеме:

Схема жидкостного вакуумметра абсолютного давления

Для таких приборов применяется формула:
h = (Ратм – Рабс)/(rж g).

Давление в запаянном торце трубки равно нулю. При наличии в нем воздуха расчеты вакуумметрического избыточного давления выполняются как:
Ратм – Рабс = Ризб – hrж g.

Если воздух в запаянном конце откачан, и давление противодействия Ратм = 0, то:
Рабс= hrж g.

Конструкции, в которых воздух в запаянном конце откачивается и перед заполнением вакууммируется, подходят для применения в качестве барометров. Фиксация разницы высоты столба в запаянной части позволяет произвести точные расчеты барометрического давления.

Преимущества и недостатки

Жидкостные манометры имеют как сильные, так и слабые стороны. При их использовании удается оптимизировать капитальные и эксплуатационные издержки на контрольно-измерительные мероприятия. В то же время следует помнить о возможных рисках и уязвимых местах таких конструкций.

Среди ключевых преимуществ измерительных приборов с жидкостным наполнением следует отметить:

• Высокая точность измерений. Приборы с низким уровнем погрешности могут использоваться в качестве образцовых для поверки различного контрольно-измерительного оборудования.
• Простота использования. Инструкция по использованию прибора является предельно простой и не содержит каких-либо сложных или специфических действий.
• Невысокая стоимость. Цена жидкостных манометров значительно ниже по сравнению с другими типами оборудования.
• Быстрый монтаж. Подключение к целевым трубопроводам производится с помощью подводящих устройств. Осуществление монтажа/демонтажа не требует специального оборудования.

При использовании манометрических устройств с жидкостным наполнением следует учитывать и некоторые слабые стороны таких конструкций:

• Резкий скачок давления может привести к выбросу рабочей жидкости.
• Возможность автоматической фиксации и передачи результатов измерений не предусмотрена.
• Внутреннее устройство жидкостных манометров определяет их повышенную хрупкость
• Приборы характеризуются достаточно узким диапазоном измерений.
• Корректность измерений может быть нарушена некачественной очисткой внутренних поверхностей трубок.

Инструкция для жидкостного манометра

Для гидростатических измерений в манометрах могут использоваться различные рабочие жидкости: дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт, жидкость Туле и другие наполнители. При их использовании важно помнить о возможных рисках. В частности, вода приводит к коррозии железосодержащих сплавов, ртуть несет угрозу здоровью человека, а ацетилен и некоторые другие виды наполнителей являются психотропными веществами.

Абсолютное давление и манометрическое давление

Обновлено 14 сентября 2017 г.

Давление — это мера силы, приложенная перпендикулярно к поверхности. Давление, оказываемое жидкостью или газом, является результатом движения отдельных молекул и их столкновения со стенками контейнера или с другими молекулами в системе. Общими единицами измерения давления являются Паскаль (Па) и фунты на квадратный дюйм (фунты на квадратный дюйм). Наиболее распространенными системами измерения давления являются абсолютное давление и манометрическое давление.Эта статья поможет вам узнать разницу между ними.

Определения

Абсолютное и манометрическое давление

Абсолютное давление — это мера давления относительно идеального вакуума. Идеальный вакуум определяется как абсолютный ноль в шкале абсолютного давления. В этом масштабе в любой точке системы отсутствует молекулярное движение, и на поверхность контейнера не оказывается никакого давления. Следовательно, давление не может быть ниже абсолютного нуля; нет отрицательного абсолютного давления.Абсолютное давление подразумевает, что измеренное давление будет одинаковым независимо от условий окружающей среды.

Единицы абсолютного давления иногда снабжаются буквой «а»; например, «кПа» для абсолютного давления в килопаскалях или «фунтов на квадратный дюйм» для абсолютного давления в фунтах на квадратный дюйм.

Манометр

Манометр — это мера давления относительно атмосферного давления окружающей среды. Это разница между абсолютным давлением и атмосферным давлением.Следовательно, нулевое значение на шкале манометрического давления означает, что абсолютное давление в системе равно абсолютному давлению, создаваемому окружающей атмосферой. Манометр — это инструмент, используемый для измерения давления. Измерительный прибор всегда нуждается в контрольной точке, поскольку показание выполняется с отклонением в манометре, вызванным разницей в давлении. Обычно датчик вентилируется, то есть он использует давление воздуха в качестве эталона. Вот почему это называется манометрическим давлением.

Поскольку манометрическое давление измеряется относительно давления окружающей среды, изменения погоды приводят к различным показаниям манометрического давления.При более низком атмосферном давлении ваши шины будут иметь более высокое манометрическое давление, тогда как на самом деле они будут иметь одинаковое абсолютное давление. Положительное манометрическое давление относится к измерению давления, которое превышает давление окружающей среды. Отрицательное манометрическое давление относится к давлению ниже давления окружающей среды и иногда называется «вакуумным давлением».

Единицы измерения давления иногда используют букву «g» в качестве суффикса, например «kPag» или «psig». Некоторые датчики герметизированы, поэтому эталонное давление может отличаться от давления окружающего воздуха.Опорное давление может быть даже нормальное атмосферное давлением (1 атмосфера), которая представляет собой давление на уровне моря при стандартной температуре. Герметичные датчики позволят измерять давление независимо от текущего фактического состояния окружающей среды и могут использоваться для отображения абсолютного давления.

Абсолютное давление и манометрическое давление

Какая разница между манометрическим и абсолютным давлением? Абсолютное давление не может быть ниже абсолютного нуля, так как это его нулевая точка.С другой стороны, манометрическое давление использует атмосферное давление в качестве нулевой точки. Даже при различном атмосферном давлении абсолютное давление всегда определенно. Между тем, из-за изменяющегося атмосферного давления измерение манометрического давления не является точным. К единицам абсолютного давления иногда добавляется буква «а», тогда как единицы измерения манометрического давления используют суффикс «g».

Сравнительная таблица

Абсолютное давление	Манометрическое давление
Используется абсолютный ноль в качестве нулевой точки	Используется атмосферное давление в качестве нулевой точки
Измерение всегда определено	Измерение не является точным
Буква «а» иногда используется в качестве суффикса для единиц	Буква «г» иногда используется в качестве суффикса для единиц

,

Давление

Давление в жидкости определяется как

«нормальная сила на единицу площади, действующая на воображаемую или реальную плоскую поверхность в жидкости или газе»

Уравнение для давления можно выразить в виде :

p = F / A (1)

, где

p = давление (фунт / дюйм ² (фунт / кв. Дюйм), фунт / фут ² (фунт / кв. Дюйм), Н / м ² , кг / мс ² (Па))

F = сила (Н) ¹⁾

A = площадь (в ² ) , футы ² , м ² )

¹⁾ В Имперско — Английской Инженерной Системе особое внимание должно уделяться силовому блоку.Базовая единица измерения массы — слизняк, а единица измерения силы — фунт ( фунтов ) или фунт силы ( фунтов _f ).

Абсолютное давление

Абсолютное давление — p _abs — измеряется относительно абсолютного нулевого давления — давления, которое будет происходить при абсолютном вакууме. Все расчеты по закону о газе требуют, чтобы давление (и температура) были в абсолютных единицах.

Манометрическое давление

Манометр часто используется для измерения перепада давления между системой и окружающей атмосферой. Это давление часто называют манометрическим давлением и может быть выражено как

р _г = р _с — р _атм (2)

, где

р _г = манометрическое давление (Па, фунт / кв. Дюйм)

р _с = давление в системе (Па, фунт / кв. Дюйм)

р _атм = атмосферное давление (Па, фунт / кв. Дюйм)

Атмосферное давление

Атмосферное давление — это давление в окружающем воздухе на — или «близко» — к поверхности земли.Атмосферное давление меняется в зависимости от температуры и высоты над уровнем моря.

Стандартное атмосферное давление

Стандартное атмосферное давление ( атм ) обычно используется в качестве эталона при перечислении плотности и объема газа. Стандартное атмосферное давление определено на уровне моря 273 ^o K (0 ^o C) и составляет 1,01325 бар или 101325 Па (абсолютное) . Температура 293 ^o K (20 ^o C) иногда используется.

В имперских единицах стандартное атмосферное давление составляет 14,696 фунтов на квадратный дюйм.

• 1 атм = 1,01325 бар = 101,3 кПа = 1,013 10 ⁵ Па = 14,696 фунт / кв.дюйм (фунт _f / в ² ) = 760 мм рт. = 1013 мбар = 1,0332 кг _f / см ² = 33,90 футов в высоту ₂ O

Единицы давления

Поскольку 1 Па — это небольшая единица давления, широко используется единица измерения гектоПаскаль (гПа), особенно в метеорологии.Единица килопаскаль (кПа) обычно используется при разработке технических приложений, таких как системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, системы трубопроводов и тому подобное.

• 1 гектоПаскаль = 100 Паскаль = 1 миллибар
• 1 килоПаскаль = 1000 Паскаль

Некоторые уровни давления

• 10 Па — давление ниже 1 мм воды 000 000000 приблизительно давление, оказываемое 10 г масс на 1 см ² площадь
• 10 кПа — давление ниже 1 м воды или падение давления воздуха при переходе от уровня моря к 1000 высота
• 10 МПа — давление в форсунке в мойке высокого давления
• 10 ГПа — давление, достаточное для образования алмазов

Некоторые альтернативные единицы давления

• 1 бар — 100 000 Па
• 1 миллибар — 100 Па
• 1 атмосфера — 101325 Па
• 1 мм рт.ст. — 133 Па
• 1 дюйм рт.ст. — 3386 Па

торр (часто используется в вакуумных установках) назван в честь Торричелли и представляет собой давление, создаваемое столбом ртути 1 мм высотой — равное 1/760 ^th атмосферы.

• 1 атм = 760 торр = 14,696 фунтов на квадратный дюйм

фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм) обычно использовался в Великобритании, но теперь заменяется почти во всех странах, за исключением США, единицами СИ. Так как атмосферное давление составляет , 14,696 фунтов на квадратный дюйм — столб воздуха на площади в один квадратный дюйм от поверхности Земли до космоса — весит 14,696 фунтов .

Брус (брус) широко используется в промышленности.Один бар 100 000 Па , и для большинства практических целей может быть приближен к одна атмосфера , даже если

1 бар = 0,9869 атм

В один 1000 миллибар (мбар) один полоса , единица, распространенная в метеорологии и погодных приложениях.

1 миллибар = 0,001 бар = 0,750 торр = 100 Па

Связанные мобильные приложения от Engineering ToolBox

— бесплатные приложения для автономного использования на мобильных устройствах.

5 методов регулировки и ремонта манометра

Смещенное нулевое положение иглы аналогового манометра

Аналоговый манометр является одним из самых простых и часто используемых приборов, и его легче всего калибровать при калибровке давления. Он имеет простую настройку, где вы можете легко выполнить калибровку. Но аналоговый манометр также является одним из инструментов, где ошибки чаще всего встречаются.

Большинство ошибок либо «вне допуска», либо игла не находится в «настройках нуля».Ниже перечислены часто встречающиеся проблемы с аналоговым манометром:
1. застряла игла манометра;
2. манометр не обнуление;
3. Показания давления очень далеки или не соответствуют калибровке;
4. самое плохое, манометр вообще не работает

Когда это происходит, не бросайте и не выбрасывайте датчики. К счастью, есть еще способы отрегулировать или отремонтировать манометры.

В этом посте я поделюсь с вами следующим:
1.5 способов настройки манометра
2. Что необходимо учесть перед регулировкой или ремонтом
3. Как определить ошибку манометра и выполнить настройку.
4. Как проверить манометр.
5. Некоторые полезные инструменты, используемые для выполнения корректировок

Манометры имеют различное применение и, следовательно, имеют много конструкций.

Я представлю в этом посте различные настройки для различных моделей датчиков, которые необходимо отрегулировать.

Ниже приведены некоторые причины, по которым манометры выходят из строя (вне допустимых пределов или при нулевых настройках):

1. Изменения высоты и температуры (из-за изменений факторов окружающей среды).
2. Перенапряженная трубка Бурдона из-за воздействия избыточного давления.
3. Чрезмерное использование или чрезмерное воздействие цикла давления
4. Воздействие высоких температур и чрезмерных вибраций
5. Износ механических частей.
   

Что необходимо учитывать перед выполнением регулировки или ремонта манометра

Ошибки манометра можно выявить во время выполнения калибровки, где мы сравниваем показания манометра с эталонным стандартом или калибратором давления.

Ошибки манометра можно рассчитать по формуле:

ОШИБКА = Показание проверяемого оборудования — Справочное стандартное считывание

Если выявленная ошибка неприемлема или слишком велика на основании проверки, то необходима корректировка.

В процессе калибровки манометра, и мы наблюдаем нижеуказанные дефекты, велика вероятность, что регулировка или ремонт невозможны.

1. Показатель около его предельного значения сдвинут более чем на 10% (сдвиг диапазона)
2. Манометры с нулевым смещением более чем на 25% (сдвиг нуля)
3. Манометры с признаками утечки и коррозии его тела.
4. Датчики с иглой, показывающие ошибку из-за чрезмерного трения или износа при ее перемещении (ослаблены)
5. С поврежденными раструбами и резьбой.

   При соблюдении вышеуказанных признаков существует высокая вероятность того, что замена является единственным вариантом.
   

Вы можете прочитать больше в этой статье от ASHCROFT

5 методов регулировки или ремонта манометра

1. Открытие отверстия для сброса давления
2. Открытие стекла (или пластиковой крышки) и снятие иглы.
3. Вращая винт, расположенный на лицевой стороне шкалы.
4. Регулировка ручки на нижней стороне манометра
5. Регулировка винта, расположенного на самой стрелке указателя манометра.

Напоминаем, что вышеуказанные методы зависят от конструкции или конструкции манометров .

1. Открытие вентиля для сброса давления

Это самая простая техника. Из-за изменений температуры и высоты давление внутри манометра будет расти и повлиять на настройки иглы до нуля.Вы можете исправить это, просто открыв вентиляционное отверстие, чтобы сбросить давление.

Не забудьте вернуть или повторно закрыть вентиляционное отверстие. Масло может вытечь и может повредить датчик.

Расположение образца манометра. Просто поверните в открытое положение, а затем вернитесь в закрытое положение.

2. Откройте защитное стекло манометра (или пластиковую крышку), затем снимите иглу.

Для манометров, не заполненных маслом, и они не герметично закрыты (большинство манометров, заполненных маслом, герметично закрыты, если регулировка или ремонт невозможны).

Но в некоторых случаях, когда его можно открыть, сначала удалите масло внутри, прежде чем снимать стеклянную крышку. Вам нужна дополнительная замена масла на всякий случай.

Если вам интересно, что за жидкость находится внутри манометра, она называется глицерин или силиконовое масло . Важно заменить или снова заполнить масло манометра, если оно было удалено или масло было слито из-за утечки.

Каковы преимущества масляного манометра? Ниже приведены некоторые причины, по которым нам необходимо поддерживать заполненный маслом манометр:

1. Манометры, заполненные маслом, более защищены от воздействия агрессивных факторов окружающей среды, а также влаги и водяных конденсатов.Некоторые механические детали манометра застревают из-за образования пыли и коррозии, что приводит к неправильным показаниям или худшему повреждению.
   
2. Глицерин Масляные манометры также защищены от сильных вибраций. Сильные вибрации влияют на механические компоненты. Некоторые иглы удаляются или ломаются из-за этих сильных вибраций.
   
3. Поскольку заполненный жидкостью манометр может противостоять сильной вибрации, отображаемые показания иглы являются более стабильными, что облегчает чтение, таким образом, повышая точность манометра.
   
4. Глицерин или силиконовое масло действует как смазка для механических частей, особенно для указателя иглы, заставляя его двигаться плавно.

Регулировка манометра путем удаления указателя иглы.

( см. Внизу страницы инструмент для снятия крышки и иглы легко и безопасно ).

В некоторых случаях снятие повышения давления не может решить проблему, мы можем выполнить настройку ниже, открыв манометр, сняв защитную крышку и сняв указатель иглы.С помощью этого метода мы можем исправить ноль и смещение диапазона инструмента, когда это происходит.

А. Чтобы исправить нулевые сдвиги:

После снятия крышки выполните следующие действия:
1. Потяните иглу с помощью съемника иглы (см. Ниже).
2. После извлечения иглы установите ее на нулевую шкалу, затем нажмите для возврата.
3. Проверьте показания путем подачи давления

Как выполнить проверку манометра? Читайте дальше …

B. Чтобы исправить Span Shift:

После удаления иглы выполните следующее:
1.подключите манометр к известному источнику давления (электронный тестер грузоподъемности или Fluke 754 с набором модулей давления)
2. Создайте давление около 50% от полной шкалы. Как только давление будет установлено, верните стрелку на то же значение, что и подаваемое давление. Например, создайте давление в 100 фунтов на кв. Дюйм из эталонного стандарта, затем установите иглу на показание шкалы 100 фунтов на кв. Дюйм на манометре.
3. Выполните проверку, чтобы убедиться, что она сейчас находится в допустимом диапазоне.

Большую часть времени, просто выполнение A или B решает проблему.

3. Регулировка ручки на нижней стороне манометра

Манометр с мембранным датчиком

Некоторые манометры имеют регулируемую ручку в нижней части корпуса. Это манометр диафрагменного типа, который обычно используется в водоочистных трубопроводах.

Просто снимите фиксатор, после чего ручка свободно повернется, чтобы отрегулировать иглу.

4.Регулировочный винт находится внутри механизма манометра

Манометр с регулируемым винтом внутри его механический.

Некоторые манометры имеют регулируемый винт внутри корпуса, сзади иглы или внутри циферблата. Этот тип датчиков используется в газовых линиях.

Получите доступ к винту внутри датчика, сняв крышку. Поверните винт по часовой стрелке или против часовой стрелки, чтобы вернуть иглу в нулевое положение.

Выполните проверку после обнуления.

.

5. Регулировочный винт, расположенный на указателе иглы датчика

Игла манометра с регулируемым винтом

Это относится к некоторым манометрам, в которые встроен регулируемый винт на самой игле. После снятия крышки используйте отвертку и осторожно поверните винт, чтобы установить иглу. Посмотрите на рисунок выше или посмотрите видео ниже.

На основании фотографии выше, я показал вам местоположение винта и положение отвертки, но во время вращения винта вам нужно удерживать иглу, чтобы вращать винт и выполнить регулировку.

Удерживание иглы при вращении винта

Вы должны быть более осторожны в этом типе регулировки. игла связана с пружиной внутри и очень чувствительна. Сильное усилие при вращении винта может повредить всю деталь или манометр.

После выполнения настроек не забудьте проверить манометр.

Как проверить точность манометра после регулировки?

При каждой выполненной нами настройке или калибровке нам необходимо проверять, находятся ли показания в допустимых пределах манометра, допусках или критериях приемлемости.

Перед выполнением корректировок важно продумать, какой допуск следует соблюдать.

Критерии допуска или приемлемости основаны на:
1. спецификации изготовителя;
2. допуск пользователя или процесса.
3. Международные стандарты или нормативные требования (например, стандарты ASTM или ISO)

В качестве примера, мы будем использовать спецификации производителя для проверки манометра. Ниже приведены шаги:

1. Определить рейтинг точности (класс точности) манометра. У большинства манометров класс точности указан на циферблате (см. Фото ниже). Этот класс точности имеет эквивалентный MPE (максимально допустимая ошибка), где мы можем вычислить пределы допустимой ошибки.

Оценка точности манометра (класс точности) напечатана на его циферблате, чтобы определить допуск согласно спецификациям производителя.

Узнайте больше об отношениях и различиях точности, ошибок, терпимости и неопределенности в моем другом посте по этой ссылке >>

.

Манометр Производители | Поставщики манометров

Список производителей манометров

Многие типы устройств измерения давления преобразуют свои показания в электрические сигналы, которые могут отображаться устройством сбора данных (или DAQ). Хотя манометры могут отображать свои показания в цифровом виде, они отличаются способностью непосредственно измерять и отображать показания давления, не обязательно преобразовывая такую ​​информацию в электронном виде. Манометры ценятся в промышленном мире за их простоту, точность, экономичность и низкие эксплуатационные расходы.

История

В определенном смысле, происхождение манометров можно проследить до ранней современной эпохи и научных открытий Евангелисты Торричелли, математика и физика из Италии. В 1644 году Торричелли обнаружил существование вакуума в природе, а также тот факт, что воздух несет вес. Другие ученые, такие как француз Блез Паскаль, продолжали опираться на открытия Торричелли. Однако манометры, какими мы их знаем сегодня, действительно не появлялись до промышленной революции.В 1840-х годах француз Юджин Бурдон начал поиск решения проблемы смертельных случаев с использованием локомотивных двигателей высокого давления. Результатом его усилий стало изобретение датчика Бурдона в 1849 году. Несмотря на то, что первоначально он был разработан для применения на железной дороге, он случайно сделал гораздо больший вклад в область промышленности в целом. Датчик Бурдона позволил промышленникам всех типов измерить намного более высокие уровни давления, чем это было возможно ранее, и открыл путь для дальнейшего развития датчика.Сегодня манометр Бурдона (более подробно обсуждаемый ниже) продолжает оставаться наиболее часто используемым типом манометра.

Важность

Измерение давления имеет решающее значение для безопасного и правильного функционирования многих типов промышленных систем (например, систем на водной основе, систем на основе нефти, систем на основе газа) и соответствующих промышленных продуктов (например, воды). обогреватели, огнетушители, баллоны с медицинским газом и т. д.) Все гидравлические системы питания были бы непредсказуемыми и ненадежными (и, следовательно, бесполезными) без точного способа измерения и регулировки давления.Измерение давления важно не только для поддержания механизмов, которые непосредственно работают при надлежащем контроле давления, но и для правильной работы механизмов, которые зависят от значений, связанных с контролем давления (например, расходомеров, где уровни давления влияют на скорости потока). Фактически, давление настолько важно для современной промышленности, что оно является одним из наиболее часто измеряемых явлений в коммерции в целом. Только температура чаще измеряется.

Материалы

Манометры могут быть изготовлены из нескольких материалов, в зависимости от требований конкретного применения.Несколько примеров следуют ниже.

• Многие датчики подвергаются воздействию агрессивных веществ или химических веществ, в том числе тех, которые работают в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, энергетической и фармацевтической промышленности. Такие датчики должны быть устойчивы к коррозии; скорее всего, они будут выполнены из нержавеющей стали. С другой стороны, для манометров, которые будут сталкиваться только с неагрессивными жидкостями или газами, вероятно, подойдет латунная или бронзовая конструкция.

• Особые условия давления, в которых будет работать манометр, являются еще одним фактором при выборе материала.Для сценариев высокого давления обычно требуются манометры, изготовленные из очень прочного материала, такого как сталь. Напротив, сценарии низкого давления могут хорошо обслуживаться датчиками из бронзы или подобного материала.

Внутренние механизмы датчиков обычно изготавливаются из таких материалов, как бериллиевая медь, фосфорная бронза, различные стальные сплавы и т. Д. Как правило, внутренние трубки внутри манометров (обсуждаемые в следующем разделе) получают особую форму термообработки, известную как весенний отпуск.Такая обработка повышает эластичность трубки при сохранении (более или менее) ее первоначальной формы.

Что касается фактических размеров, манометры показывают заметную степень изменчивости. Независимо от конкретного состава материала стандартные и нестандартные манометры рассчитаны на то, чтобы их можно было устанавливать в любое количество ограниченных пространств или (с другой стороны) в достаточной степени охватывать необычно большой резервуар.

Как они работают

(Относительная) простота манометров проистекает из того факта, что давление, измеряемое манометром, является единственным источником энергии, необходимым для работы манометра.В конце производственного процесса манометры калибруются в соответствии с показаниями давления «основного» манометра, который уже существует. Как только это будет выполнено, датчик готов к использованию. Датчики, как правило, могут быть установлены в различных точках системы подачи жидкости (например, рядом с напорным отверстием гидравлического насоса, на автономном регуляторе в пневматической или пневматической системе и т. Д.). Иногда манометры даже способны измерять «подсхемы» в гидравлической системе питания, которые работают при давлениях, отличных от остальной части всей системы (например,грамм. цепь, которая происходит после редукционного клапана).

Существуют две основные группы манометров: аналоговые манометры и цифровые манометры. Это разделение важно принять к сведению, поскольку эти два типа датчиков работают и отображают информацию несколько по-разному. Аналоговые датчики — это «традиционные» манометры, которые отображают информацию с помощью иглы, которая меняет положение на циферблате циферблата (пропорционально изменениям давления).

Аналоговые манометры

Ключевым компонентом аналоговых манометров является «трубка», упомянутая в предыдущем разделе.Эти типы датчиков содержат некоторый тип внутренней упругой камеры, которая каким-то образом связана с измеряемым давлением — и, таким образом, деформируется или иным образом перемещается при изменении давления, действующего на нее. Благодаря сложной системе зубчатых колес (известной как движение) камера в аналоговом манометре способна преобразовывать вызванное давлением движение в движение иглы по шкале.

Эластичные камеры обычно бывают трех видов:

• Трубки Бурдона являются наиболее распространенным типом упругих аналоговых камер.Трубка Бурдона — это эластичная С-образная камера, состоящая из одного из металлов, описанных в предыдущем разделе (например, меди, стали). Когда жидкость под давлением попадает в эту трубку, она вызывает ее разматывание или выпрямление. Это разматывание трубки Бурдона активирует узел шестерни и вала, что, в свою очередь, приводит в движение стрелку на часовом дисплее датчика. Трубы Бурдона также могут иметь форму спиралей или спиралей. В целом, этот тип упругой камеры представляет собой простой, но эффективный механический метод для преобразования изменений давления в количественные показатели в масштабе.
• Сильфоны — это эластичные камеры, которые расширяются и сжимаются, а не разматываются в ответ на изменения давления. Они состоят из какого-либо типа тонкостенных труб и почти всегда дополняются спиральной пружиной, которая усиливает усталостную прочность.
• Диафрагмы или стопки (одиночные или мульти) Эластичные камеры, состоящие из тонких металлических листов внутри чашки, называются диафрагмами или стопками. Камера этого типа движется, когда к ее внутренней части прикладывается давление. В отличие от сильфонов, в диафрагмах не используются опорные пружинные конструкции.

Цифровые манометры
Хотя аналоговые манометры все еще очень популярны, их все чаще заменяют цифровые манометры, которые легче читать и точнее. В отличие от аналоговых манометров, цифровые манометры требуют другого источника питания (например, батарей) для работы. Они прикреплены к дополнительному измерительному устройству, которое измеряет давление с помощью сложных датчиков и микропроцессоров. Как только это дополнительное измерительное устройство передает результаты обратно на датчик, датчик может отображать числовые показания.

Цифровые датчики работают либо с использованием тензометрических технологий, либо пьезоэлектрических технологий. Тензодатчики косвенно измеряют механическое давление путем измерения изменений удельного электрического сопротивления проводящих материалов. (Чаще всего этим материалом является кремний, металлическая фольга или пленка какого-либо типа — поликремниевая пленка, толстая пленка, тонкая пленка с напылением и т. Д.) Когда давление механически деформирует камеру (обычно диафрагму) внутри датчика, изменения удельного сопротивления также происходят. Эти изменения удельного сопротивления затем преобразуются электронным способом и впоследствии отображаются.Цифровые измерительные приборы пьезоэлектрического типа работают аналогичным образом. Однако вместо измерения изменений удельного сопротивления пьезоэлектрические датчики измеряют электрические заряды, возникающие на них, пропорционально механическим изменениям давления.

Типы и применение

Чтобы приспособить множество различных применений, производители изготавливают много разных типов манометров. Примеры включают датчики давления воды, датчики давления воздуха, датчики давления масла, датчики температуры, датчики давления газа, датчики давления топлива, датчики перепада давления и вакуумметры.Некоторые из применений этих датчиков более очевидны, чем другие.

Манометры, классифицируемые по веществу, которое они измеряют

Манометры для воды (естественно) контролируют давление в любой водной системе. Довольно часто они обнаруживаются прикрепленными к резервуарам, где они контролируют давление воды внутри.

Манометры измеряют и отображают давление газа. Они особенно распространены на заводах и производственных объектах, где они отслеживают скорость потока как в системах с высоким и низким давлением, так и в системах на основе пропана.Датчики давления топлива также проверяют уровни давления газа, но они делают это в контексте автомобилей. Они измеряют и отображают запас топлива или количество газа, оставшегося в баке автомобиля.

Манометры измеряют пневматическое давление в пневматическом оборудовании.

Манометры измеряют давление масла, циркулирующего в системе смазки.

Манометры, классифицированные по определенным условиям, на которые они рассчитаны

Вакуумметры измеряют и отображают давление в сосудах или системах, которые погружены в суб-атмосферную или вакуумную среду.Вакуумные среды особенно используются для создания низких температур.

Манометры изготовлены специально для остановки и предотвращения возможных утечек. Как таковые, они разработаны с добавлением изолятора мембранного уплотнения. Большинство их применений применяются в перерабатывающей, фармацевтической, химической, нефтехимической и санитарно-гигиенической промышленности.

Некоторые манометры могут быть предназначены для конкретного измерения веществ, протекающих либо с исключительно высокими скоростями, либо с исключительно низкими скоростями. Манометры высокого давления важны для применения в промышленности и промышленности, особенно в тех, которые связаны с гидравлической технологией высокого давления (например, гидродемолизация, гидроструйные насосы и машины для резки водой). Манометры низкого давления чрезвычайно точны и чувствительны, обычно измеряют давление от десяти до пятнадцати фунтов на квадратный дюйм. Они особенно важны для применений, которые имеют место в средах с частыми колебаниями давления.

Классификация по различным стандартам давления

До настоящего времени обсуждались только манометры, работающие со ссылкой на манометрическое давление.Манометр, который измеряет манометрическое давление, использует окружающее атмосферное давление в качестве стандарта, по которому он измеряет. Однако это не единственный способ для манометра работать. Основные исключения следуют ниже.

Манометры абсолютного давления измеряют давление относительно идеального вакуума. Это означает, что датчики абсолютного давления включают атмосферное давление в свои показания общего давления. Из-за названия стандарта, по которому они работают, датчики абсолютного давления обычно ошибочно идентифицируются как идентичные манометрам вакуумного давления.Камеры диафрагменного типа обычно используются в манометрах абсолютного давления.

Герметичные манометры работают аналогично механизмам нормального манометра. Однако вместо использования окружающей атмосферы в качестве стандарта для измерения давления герметичные манометры просто используют некоторую фиксированную величину давления — которая может не обязательно соответствовать окружающей атмосфере — для проведения измерений.

Манометры дифференциального давления немного отличаются от других манометров.Вместо измерения давления в целом, они измеряют разницу в давлении между двумя точками содержащейся жидкости или газа. Они популярны для фильтрации приложений.

Датчики, классифицированные по типам приложений

Еще один способ приблизиться к классификации датчиков — это сосредоточиться на конкретном применении, для которого используется датчик. Чтобы привести только один пример, магнитные манометры — это специальный тип манометров для испытаний под давлением, который использует диафрагму и измеряет статическое давление в промышленности HVAC.Многие датчики предназначены для использования с определенным типом продукта. Единственным примером является использование циферблатных или взвешенных манометров для использования с датчиками давления.

Принадлежности

Более того, чем другие промышленные устройства, манометры часто используются в сочетании с дополнительными приборами, такими как датчики давления, датчики давления, датчики давления и переключатели. С добавлением этих устройств, датчики увеличивают точность и точность, отображая более конкретные показания с меньшими пределами погрешности.Они также могут быть оснащены электрическими контактами, которые подают звуковые сигналы, включают сигнальные огни или управляют клапаном или насосом. Двумя конкретными примерами аксессуаров, используемых для повышения функциональности датчиков, являются адаптеры контрольных точек и изоляторы датчиков. Адаптеры для контрольных точек подходят для датчиков и позволяют привинчивать их к различным точкам в системе, обеспечивая широкий диапазон измерений испытательного давления без покупки нескольких отдельных датчиков. Изоляторы манометра превращают манометр в механизм «вкл / выкл» путем установки между манометром и его контуром; если кнопка не активирована, манометр не будет подвергаться воздействию и не будет считывать давление жидкости.

Многие аксессуары для измерительных приборов имеют защитное назначение. Как сложные промышленные инструменты, манометры сталкиваются с различными угрозами, такими как вибрация труб, конденсация воды и т. Д. Вышеупомянутый изолятор манометра также выполняет функцию безопасности, защищая внутренний механизм манометра от внезапных скачков давления. Snubbers обеспечивают аналогичную функцию, подавляя интенсивные колебания давления. Можно приобрести различные защитные кожухи для защиты корпуса датчика от сильных ударов, в то время как имеются химические уплотнения для защиты датчиков от коррозии или засорения.Хотя манометры, как правило, не требуют высокого уровня обслуживания, инвестирование в защитные аксессуары является одной из лучших мер, которые пользователи манометров могут сделать для защиты и продления срока службы манометра.

Соображения

При выборе манометра для конкретного применения необходимо учитывать несколько факторов. Некоторые из основных соображений включают размер шкалы, размер соединения или порта, который будет использовать датчик, единицы измерения, на которые способен датчик (например,грамм. PSI, мм рт. Ст., Па и т. Д.), Совместимость материала манометра с условиями эксплуатации (включая температуру, коррозийность и т. Д.). и должен ли датчик быть сухим или заполненным жидкостью (последний имеет тенденцию иметь более длинный срок службы из-за поглощения удара).

Одним из наиболее важных факторов, которые следует учитывать, является диапазон давления манометра. Вообще говоря, вы должны использовать датчик, который способен считывать как минимум вдвое больше ожидаемого рабочего давления. Это обеспечивает разумный запас прочности при использовании датчика.Как правило, рабочее давление никогда не должно превышать трех четвертей диапазона показаний манометра.
Следствием эмпирических правил, касающихся давления, является важность выбора манометров для конкретного применения. Гидравлические системы, например, должны использовать только гидравлические датчики, предназначенные для работы в нормальных условиях в гидравлической среде.

Важно отметить, что различные типы камер, используемых манометрами, соответствуют различным идеалам относительно условий давления.Манометры Бурдона особенно полезны для сред со средним и высоким давлением. Тем не менее, они не работают хорошо для сценариев низкого давления. С другой стороны, датчики, в которых используются сильфонные и диафрагменные камеры, хорошо подходят для измерения низкого давления и постепенных изменений в них.

Для еще большей точности — а также большей скорости, надежности и долговечности — цифровые аналоговые манометры следует использовать вместо аналоговых устройств (несмотря на их большую стоимость). Имейте в виду, однако, что ограничения аналоговых устройств часто можно преодолеть с помощью различных аксессуаров, доступных для манометров.(Например, некоторые аналоговые манометры имеют оборудование для температурной компенсации и несколько размеров циферблатов для повышения точности их показаний.)

Так как многие факторы составляют правильный выбор манометра, инвестирование в поставщика качественных манометров является одним из лучших вариантов, которые манометр потребители могут сделать. Вы должны сосредоточиться на поиске авторитетного поставщика, который предлагает широкий спектр продуктов и / или услуг для манометров (например, услуги по повторной калибровке). Работа с качественным поставщиком гарантирует, что вы сможете максимизировать полезность и эффективность ваших манометров для ваших конкретных применение.

Манометр Информационное видео

.