Какими приборами измеряется давление – Приборы для измерения давления. Виды и работа. Применение

Приборы для измерения давления. Виды и работа. Применение

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м². Применяют приборы для измерения давления.

Виды давления

• Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
• Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
• Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
• Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).

Виды и работа

Приборы, измеряющие давление, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы. Рассмотрим основные из применяемых видов.

Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

 

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Рис-1

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Рис-2

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления. Деформационные манометры делятся на:

• Пружинные.
• Сильфонные.
• Мембранные.

Рис-3

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров. Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером, для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры.

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Рис-5

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Рис-6

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности

Измерительные манометры разделяют на два класса:

1. Образцовые.
2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

Перечислим основные места использования приборы для измерения давления в:

• Газо- и нефтедобывающей промышленности.
• Теплотехнике для контроля давления энергоносителя в трубопроводах.
• Авиационной отрасли промышленности, автомобилестроении, сервисном обслуживании самолетов и автомобилей.
• Машиностроительной отрасли при применении гидромеханических и гидродинамических узлов.
• Медицинских устройствах и приборах.
• Железнодорожном оборудовании и транспорте.
• Химической отрасли промышленности для определения давления веществ в технологических процессах.
• Местах с применением пневматических механизмов и агрегатов.

Похожие темы:

electrosam.ru

Приборы для измерения давления: виды, устройство, принцип работы

Давление характеризуется силой, действующей на поверхность тела. Это важная характеристика, оказывающая, как и температу­ра, влияние на многие технологические и другие процессы. В на­стоящее время применяют несколько единиц давления. В Международной системе единиц (СИ) единицей давления является паскаль (Па), равный давлению силы в 1 Н (ньютон) на площадь 1 м², где Н — сила, сообщающая массе 1 кг ускорение 1 м/с. Для высоких давлений иногда используют кгс/м² и бар; для низких — миллиметр ртутного или водяного столба (мм рт. ст. и мм вод. ст ).

При помощи барометра можно измерить давление атмосферы.

Различают давление атмосферное, избыточное, вакуумметрическое, абсолютное. Приборы для измерения давления называют ма­нометрами. В зависимости от вида и значения измеряемого давления, используют разновидности манометров: барометры, вакуум­метры и др.

Атмосферное давление (барометрическое), оказываемое атмосфе­рой Земли, измеряют барометрами.

Избыточное давление, являющееся превышением давления среды над атмосферным, —  манометра­ми, мановакууметрами, дифференциальными манометрами. Вакуумметрическое давление (вакуум, разрежение), недостающее до атмосферного, —  вакууметрами. Абсолютное давление среды, отсчитываемое от абсолютного нуля, т. е. от абсолютного вакуума, может измеряться одним из вышеуказанных разновидностей манометров в зависимости от того, выше оно атмосферного, ниже или равно ему. В технике в большинстве случаев измеряют избыточное давление. Манометры для его измерения разделяют на жидкостные и деформационные.

Рисунок 1. Двухтрубный манометр.

В  жидкостных манометрах давление измеряется по высоте столба жидкости, уравновешивающего это давление. Приборы обычно выполняются в виде двух сообщающихся стеклянных сосудов, залитых рабочей жидкостью (ртутью, дистиллированной водой, этиловым спиртом и др.).

Один конец сосуда соединяется со средой, где измеряется давление, второй — остается открытым. Под действием давления измеряемой среды жидкость начинает перемещаться из одного колена в другое до тех пор, пока давления среды и столба жидкости в колене не уравновесятся. Разность уровней, отсчитываемая по шкале, пропорциональна измеряемому избыточному давлению (Р_н), которое равно

Р_н = Hpg

Рисунок 2. Жидкостный манометр.

где Н — высота столба жидкости; р — плотность жидкости; g — ускорение силы тяжести. Такими манометрами можно измерять также разрежение и разность давлений.

На рис. 1 а показан двухтрубный манометр, которым можно измерять атмосферное, избыточное и вакуумметрическое давление. Его недостатком является большая погрешность при измерении пульсирующих давлений. В этом случае используют однотрубные манометры (рис. 1 б), в которых одно колено сообщающегося сосуда имеет гораздо больший диаметр по сравнению с другим. Широкое колено (чашка) соединяется с измеряемой средой, давле­ние которой перемещает жидкость в узкое колено. При измерении учитывается только высота столба узкого колена, так как изменение уровня жидкости в чашке настолько незначительно, что им можно пренебречь. Для измерения небольших избыточных давлений при­меняют однотрубные микроманометры с наклонной трубкой (рис. 1 в). Уменьшение угла наклона трубки позволяет повысить точность отсчета, так как при этом увеличивается длина столба жидкости.

Отдельную группу представляют жидкостные манометры, в кото­рых перемещение жидкости в сосуде передается чувствительному элементу — поплавку 1 (рис. 2 а), колоколу 2 (рис. 2 б) или кольцу 3 (рис. 2 б), связанному со стрелкой — указателем давления. Достоинства этих приборов — возможность регистрации показаний на диаграмме и их дистанционная передача.

Рисунок 3. Пружинный, мембранный и сильфонный манометры.

В технике более широко применяются деформационные манометры, принцип действия которых основан на деформа­ции упругого чувствительного элемента, возникающей под влия­нием измеряемого давления. Упругая деталь связана с отсчетным устройством, проградуированным непосредственно в единицах дав­ления. По виду упругого элемента различают пружинные, мембран­ные и сильфонные манометры.

В пружинных манометрах упругой деталью является металлическая трубка овального сечения (пружи­на), изогнутая по окружности и соединенная через передаточный ме­ханизм со стрелкой.

Измеряемое давление подается внутрь трубки, в результате чего сечение стремится принять форму круга, пружи­на 1 раскручивается — и указательная стрелка перемещается по шкале (рис. 3а).

В мембранных манометрах упругой деталью является плоская мембрана

2, которая под действием давления прогибается и через передаточный механизм действует на стрелку. Мембрана может быть выполнена также в виде коробки 3, что повышает чувствительность и точность прибора за счет большего ее прогиба при одинаковом давлении (рис. 3б).

Рисунок 4. Дифференциально ­трансформаторный преобразователь.

В сильфонных манометрах (рис. 3в) упругой деталью является сильфон 4, представляю­щий собой тонкостенную гофрированную трубку, в которую пода­стся измеряемое давление. Под его влиянием сильфон растягивается в длину и через передаточный механизм перемещает стрелку при­бора.

Мембранные и сильфонные манометры применяют для измерения небольших избыточных давлений и разрежений благодаря малой жесткости упругого элемента. Причем при использовании для измерения разрежения (вакуума) их называют тягомерами, избыточного давления — напоромерами, а разрежения и избыточ­ного давления — тягонапоромерами.

Рисунок 5. Тензорезистор.

Одно из важных достоинств деформационных манометров по сравнению с жидкостными — возможность автоматической записи и дистанционной передачи показаний.

Это осуществляется преоб­разованием деформации упругого элемента в электрический выход­ной сигнал, который фиксируется вторичными электроизмеритель­ными приборами, проградуированными в единицах давления (миллиамперметра­ми, потенциометрами и др.).

Такие манометры называют деформационными электрическими. Наиболее распростране­ны дифференциально-трансформаторные, магнитомодуляционные и тензометрические преобразователи.

Принцип действия дифференциально ­трансформаторного преобразователя основан на изменении силы индукционно­го тока в зависимости от давления.

Рисунок 6. Грузопоршневый манометр.

В манометрах с таким преобразователем (рис. 4) трубчатая пружина 1 перемещает не стрелку, а стальной сердечник 2 в катушке трансформатора, в результате чего меняется сила индукционного тока, который через электронный усилитель сигнала 4 подается на электроизмерительный прибор 3.

В магнито­модуляционных преобразователях давление преобразуется в сигнал постоянного тока в результате перемещения магнита, связанного с упругим чувствительным элементом. При движении магнит оказы­вает влияние на магнитомодуляционный преобразователь (ММП) и после усиления в полупроводниковом усилительном устройстве сиг­нал подается на вторичные приборы постоянного тока.

Тензометрические преобразователи основаны на зависимости электросопротив­ления металла или полупроводника тензорезисторов от деформации. Тензорезисторы 1 (рис. 5) закрепляются непосредственно на упру­гом чувствительном элементе манометра. Изменение их сопротивле­ния преобразуется в электрический выходной сигнал, фиксируемый вторичными приборами.

Для измерения высоких и сверхвысоких давлений в лаборатор­ной практике, а также для проверки промышленных деформационных манометров используют грузопоршневые манометры.

Их действие основано на уравновешивании давления измеряемой среды силой, создаваемой калиброванным грузом 1 (рис. 6), действующей на поршень 2.

fazaa.ru

конструкция прибора для измерения давления, его разновидности и особенности

Очень часто в жизни, а особенно на производстве, приходится сталкиваться с таким прибором измерения, как манометр.

Манометр — это прибор для измерения избыточного давления. Из-за того, что эта величина может быть различной, приборы тоже имеют разновидности. Областей применения этих приборов очень много. Применяться они могут в металлургической промышленности, в любом механическом транспорте, жилищном и коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, автомобилестроении и прочих отраслях.

Виды и конструкция прибора

В зависимости от того, для каких целей приборы используются, они подразделяются на различные типы. Самыми распространёнными являются манометры пружинные. Они имеют свои преимущества:

• Измерение величины в широком диапазоне.
• Хорошие технические характеристики.
• Надёжность.
• Простота устройства.

В пружинном манометре чувствительным элементом является полая внутри изогнутая трубка. Она может иметь сечение в виде овала или эллипсоида. Эта трубка деформируется под воздействием давления. Она запаяна с одной стороны, а с другой находится штуцер, при помощи которого измеряют величину в среде. Конец трубки, который запаян, соединяется с передаточным механизмом.

Конструкция прибора такова:

• Корпус.
• Стрелки прибора.
• Шестерёнки.
• Ось.
• Поводок.
• Зубчатый сектор.

Между зубьями сектора и шестерёнки устанавливается специальная пружина, которая необходима для того, чтобы исключить мёртвый ход.

Измерительная шкала представлена в Барах или Паскалях. Стрелка показывает избыточное давление той среды, в которой проводится замер.

Принцип действия очень прост. Давление от измеряемой среды поступает внутрь трубки. Под его воздействием трубка пытается выровняться, так как площадь внешней и внутренней поверхностей имеет разную величину. Свободный конец трубки совершает движение, при этом стрелка поворачивается на определённый угол благодаря передаточному механизму. Измеряемая величина и деформация трубки находятся в прямолинейной зависимости. Именно поэтому значение, которое показывает стрелка, и является давлением определённой среды.

Разновидности систем для измерения давления

Есть много разных манометров для измерения низкого и высокого давления. Но технические характеристики у них разные. Основным отличительным параметром является класс точности. Манометр будет показывать точнее, если значение будет меньше. Самые точные — цифровые устройства.

По своему назначению манометры бывают следующих видов:

• Самопишущие. В них находится механизм, который на бумаге позволяет чертить график работы устройства.
• Железнодорожные. Применяются в железнодорожном транспорте.
• Судовые. Используются на морском и речном судне.
• Эталонные. У них высокий класс точности. Именно поэтому их применяют для испытаний, регулировки и проверки прочих измерительных приборов давления.
• Специальные. Используются для измерения величины разнообразных газов. В зависимости от того, для какого газа они предназначаются, имеют разные цвета корпуса и маркировочные буквы: для измерения горючих газов — красные, для негорючих — чёрные, жёлтые аммиачные (А), белые ацетиленовые (Ац), голубые кислородные (К).
• Электроконтактные. В них имеется электросигнализация, которая позволяет регулировать измеряемую среду. Эти приборы подразделяются на два типа: на основе электроконтактной приставки и с микровыключателями.
• Общетехнические. Предназначены для измерения давления в различных средах. Ими можно мерить избыточные и вакуумметрические давления.

По принципу работы выделяют такие типы:

• Пьезоэлектрические. Основываются на пьезоэффекте. В кристалле кварца появляется заряд при механическом воздействии.
• Деформационные. Основываются на деформации чувствительного элемента (мембраны, сильфона, пружины и прочих), который при деформации действует на стрелку.
• Жидкостные. Их основой является трубка, заполненная жидкостью. Они могут быть двух видов: с одной или двумя трубками. Приборы с двумя трубками используются для того, чтобы в разных средах сравнивать давление.
• Поршневые. Они состоят из цилиндра, внутрь которого вставлен поршень.

Жидкостные системы измерения

Величина в этих манометрах измеряется при помощи уравновешивания веса жидкостного столба. Мерой давления является уровень жидкости в сообщающихся сосудах. Этими приборами можно измерять величину в пределах 10−105 Па. Они нашли своё применение в лабораторных условиях.

По сути, это U-образная трубка, где находится жидкость с большим удельным весом в сравнении с той жидкостью, в которой непосредственно измеряется гидростатическое давление. Такой жидкостью чаще всего является ртуть.

К этой категории можно отнести рабочие и общетехнические приборы типа ТВ-510, ТМ-510. Эта категория наиболее востребована. С их помощью измеряют давление неагрессивных и некристаллизующихся газов и паров. Класс точности этих приборов: 1, 1.5, 2.5. Они нашли своё применение в производственных процессах, при транспортировке жидкостей, в системах водоснабжения и на котельных.

Электроконтактные приборы

В эту категорию можно отнести мановакуумметры и вакуумметры. Предназначаются они для измерения величины газов и жидкости, которые по отношению к латуни и стали являются нейтральными. Конструкция в них такая же, как и у пружинных. Отличие лишь в больших геометрических размерах. Из-за устройства контактных групп корпус электроконтактного прибора большой. Этот прибор на давление в контролируемой среде может воздействовать благодаря размыканию/замыканию контактов.

Благодаря используемому электроконтактному механизму этот прибор можно использовать в системе аварийной сигнализации.

Образцовые измерители

Предназначается это устройство для проверки манометров, которые измеряют величину в лабораторных условиях. Основным их назначением является проверка исправности данных рабочих манометров. Отличительной чертой служит очень высокий класс точности. Он достигается благодаря конструктивным особенностям и зубчатому зацеплению в передаточном механизме.

Специальные устройства

Эти приборы применяются в различных промышленных отраслях для измерения давления таких газов, как ацетилен, кислород, водород, аммиак и прочие. В основном измерять давление специальным манометром можно только у одного типа газа. На каждом приборе указывается тот газ, для которого он предназначается. Прибор также окрашен в цвет газа, для которого его можно использовать. Пишется и начальная буква газа.

Есть ещё и виброустойчивые специальные манометры, которые способны работать при сильных вибрациях и большом пульсирующем давлении окружающей среды. Если применять обычный манометр в подобных условиях, то он быстро сломается, так как из строя выйдет передаточный механизм. Главным критерием таких приборов является коррозионно-стойкая сталь корпуса и герметичность.

Аммиачные системы должны быть коррозионно-стойкими. В изготовлении измерительного механизма ацетиленовых не допускают сплавов меди. Связано это с тем, что при контакте с ацетиленом есть риск образования ацетиленистой взрывоопасной меди. Кислородные механизмы должны быть обезжиренными. Это связано с тем, что в некоторых случаях даже незначительный контакт чистого кислорода и загрязнённого механизма может вызвать взрыв.

Самопишущие приборы

Отличительной чертой таких приспособлений является то, что они способны на диаграмме записывать измеряемое давление, которое позволит увидеть изменения в определённое время. Своё применение они нашли в промышленности с неагрессивными средствами и энергетике.

Судовые и железнодорожные

Судовые манометры предназначены для того, чтобы измерить вакуумметрическое давление жидкостей (воды, дизельного топлива, масла), пара и газа. Их отличительными чертами является высокая влагозащита, устойчивость к вибрациям и климатическим воздействиям. Применяются в речном и морском транспорте.

Железнодорожные, в отличие от обычных манометров, давление не показывают, а преобразовывают в сигнал прочего типа (пневматический, цифровой и прочие). Для этих целей используются разные методы.

Активно такие преобразователи применяются в системах автоматики, управления технологическими процессами. Но несмотря на своё назначение, их активно используют в отраслях атомной энергетики, химической и нефтедобычи.

Виды измерительных приборов

Приборы для измерения давления подразделяются на такие разновидности:

• Тягонапоромеры — это мановакуумметр, который имеет крайние пределы измерения не выше 40 кПа.
• Тягомеры — вакуумметр, который имеет предел измерения равный (-40) кПа.
• Напорометр — это манометр малого избыточного давления (+40) кПа.
• Мановакуумметры — это устройства, которые способны измерять как вакуумметрическое, так и избыточное давление в пределах 60−240000 кПа.
• Вакуумметр — устройство, измеряющее разрежение (давление, которое ниже атмосферного).
• Манометр — устройство, которое способно измерять избыточное давление, то есть разность между абсолютным давлением и барометрическим. Его пределы колеблются от 0,06 до 1000 МПа.

Большинство импортных и отечественных манометров изготавливаются по всем общепринятым стандартам. Именно по этой причине существует возможность замены одной марки на другую.

При выборе прибора необходимо опираться на такие показатели:

• Расположение штуцера — осевое или радиальное.
• Диаметр резьбы штуцера.
• Класс точности прибора.
• Диаметр корпуса.
• Предел измеряемых значений.

Манометр ионизационный

Манометры ионизационные являются самыми чувствительными приборами измерения для очень маленького давления. Они производят замеры косвенно через измерение тех ионов, которые образуются при бомбардировке газов электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше будет образовано ионов. Калибрование ионизационного манометра нестабильно. Оно зависит от природы газа, который измеряется. А эта природа известна не всегда. Могут быть они откалибрированы через сравнение со значениями манометра Мак Леода, которые от химии независимы и более стабильны.

Термоэлектроды с атомами газа ударяются и регенерируют ионы. Они притягиваются к электроду под напряжением, которое для них подходит (это подходящее напряжение называется коллектором). В коллекторе ток пропорционален скорости ионизации, которая в системе является функцией давления. Именно так при помощи измерений тока коллектора можно определить газовое давление.

Большинство ионных манометров подразделяются на три вида:

1. Холодный катод.
2. Горячий катод. Электрически нагреваемая нить накала образует электронный луч. В этом случае электроны проходят через прибор и вокруг себя ионизируют молекулы газа. Ионы, которые образовались, скапливаются на электроде с отрицательным зарядом.
3. Прибор с вращающимся ротором. Он отличается высокой ценой и чувствительностью.

Калибрование ионных манометров очень чувствительно к химическому составу измеряемых газов, конструкционной геометрии, поверхностным напылениям и коррозии. Непригодной их калибровка может стать при включении в среде очень низкого или атмосферного давления.

Измерять давление необходимо во многих промышленных отраслях, вот только приборы для этого используют различные. Но независимо от этого данная величина ничем, кроме манометра, не определяется.

tokar.guru

Измерение давления — приборы и единицы измерения

Беременность Беременность — признаки и подготовка Питание и фитнес при беременности Первый триместр беременности Второй триместр беременности Третий триместр беременности Роды и подготовка Беременность: ответы на частые вопросы Лечение Бесплодие Лечение бесплодия Женское бесплодие Лечение женского бесплодия Сахарный диабет Простуда Геморрой Гайморит Герпес Молочница Цистит Грипп Ветрянка Как бросить курить Депрессия Энциклопедия Питание Правильное питание Полезные диеты Практические рекомендации Витамины Макро- и микроэлементы Аминокислоты Жиры Фрукты, ягоды, орехи Овощи, грибы, бобовые Крупы, макароны, хлеб Травы и растения Наш организм Аборт Похудение Основы похудения Диеты для похудения Внутренние органы Части тела УЗИ Инструменты Новости и сюжеты Статьи Питание Диеты Вегетарианство и сыроедение Правильное питание Натуральные продукты Образ жизни Сон Стрессы Фитнес Мышление Духовность Окружающая среда Экология Климат Атмосфера Профилактика БАД Закаливание Наш организм Анатомия Физиология Психология Оздоровление Болезни Лечение Лекарства Аппараты Медицина Восточная Народная Западная Врачи и клиники Врачи Косметические улучшения Массаж Оздоровление Отдых Профилактика Психическое здоровье Салоны Спа Спорт Товары Услуги Уход за глазами Уход за зубами Фитнес Холизм Сообщество Группы Участники

www.nazdor.ru

Приборы для измерения давления жидкости. — МегаЛекции

Приборы для измерения давления применяются во многих отраслях промышленности и классифицируются, в зависимости от своего предназначения, следующим образом:

· Барометры – измеряют атмосферное давление.

· Вакуумметры – измеряют вакуумметрическое давление.

· Манометры – измеряют избыток давления.

· Мановакуумметры – измеряют вакуумметрическое и избыточное давление.

· Баровакуумметры – измеряют абсолютное давление.

· Дифференциальные манометры – измеряют разность давлений.

По принципу работы приборы для измерения давления могут быть следующих типов:

· Прибор жидкостный (давление уравновешивается с помощью веса столба жидкости).

· Грузопоршневые приборы (измеряемое давление уравновешивается усилием, которое создают калиброванные грузы).

· Приборы с дистанционной передачей показаний (используются изменения различных электрических характеристик вещества под воздействием измеряемого давления).

· Прибор пружинный (измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления).

Для измерения давления применяют различные приборы, которые можно подразделить на две основные группы: жидкостные и механические.

Простейшим прибором является пьезометр, измеряющий давление в жидкости высотой столба той же жидкости. Он представляет собой стеклянную трубку, открытую с одного конца (трубка на рис. 14а). Пьезометр — очень чувствительный и точный прибор, однако он удобен только при измерении небольших давлений, в противном случае трубка получается очень длинной, что осложняет его применение.

Для уменьшения длины измерительной трубки применяют приборы с жидкостью большей плотностью (например, ртутью). Ртутный манометр представляет собой У-образную трубку, изогнутое колено которого заполняется ртутью (рис. 14б). Под действием давления в сосуде уровень ртути в левом колене манометра понижается, а в правом — повышается.

Дифференциальный манометр применяют в тех случаях, когда необходимо измерить не давление в сосуде, а разность давлений в двух сосудах или в двух точках одного сосуда (рис. 14 в).

Применение жидкостных приборов ограничивается областью сравнительно небольших давлений. Если необходимо измерять высокие давления, применяют приборы второго типа -механические.

Пружинный манометр является наиболее распространенным из механических приборов. Он состоит (рис.15а) из полой тонкостенной изогнутой латунной или стальной трубки (пружины) 1, один конец которой запаян и соединен приводным устройством 2 с зубчатым механизмом 3. На оси зубчатого механизма располагается стрелка 4. Второй конец трубки открыт и соединен с сосудом, в котором замеряется давление. Под действием давления пружина деформируется (распрямляется) и через приводное устройство приводит в действие стрелку, по отклонению которой определяют значение давления по шкале 5.

Мембранные манометры также относятся к механическим (рис. 15б). В них вместо пружины устанавливается тонкая пластина-мембрана 1 (металлическая или из прорезиненной материи). Деформация мембраны посредством приводного устройства передается стрелке, указывающей значение давления.

Механические манометры имеют по сравнению с жидкостными некоторые преимущества: портативность, универсальность, простоту устройства и эксплуатации, большой диапазон измеряемых давлений.

Для измерения давлений меньше атмосферного применяют жидкостные и механические вакуумметры, принцип работы которых тот же, что и у манометров.

Принцип сообщающихся сосудов.

Сообщающиеся сосуды

Сообщающимися называют сосуды, имеющие между собой канал, заполненный жидкостью. Наблюдения показывают, что в сообщающихся сосудах любой формы однородная жидкость всегда устанавливается на одном уровне.

Иначе ведут себя разнородные жидкости даже в одинаковых по форме и размерам сообщающихся сосудах. Возьмем два цилиндрических сообщающихся сосуда одинакового диаметра (рис. 51), на их дно нальем слой ртути (заштрихован), а поверх него в цилиндры нальем жидкости с разными плотностями, например r₂<r₁ (слой ртути нужен для того, чтобы жидкости не смешивались). Мы увидим, что если эти жидкости находятся в состоянии покоя, их уровни h₁ и h₂ различны (h₂>h₁).

Мысленно выделим внутри трубки, соединяющей сообщающиеся сосуды и заполненнной ртутью, площадку площади S, перпендикулярную горизонтальной поверхности. Так как жидкости покоятся, давление на эту площадку слева и справа одинаково, т.e. p₁=p₂. Согласно формуле (5.2), гидростатическое давление p₁=₁gh₁ и p₂=₂gh₂. Приравняв эти выражения, получаем r₁h₁ = r₂h₂, откуда

h₁/h₂=r₂/r₁. (5.4)

Следовательно, разнородные жидкости в состоянии покоя устанавливаются в сообщающихся сосудах таким образом, что высоты их столбов оказываются обратно пропорциональными плотностям этих жидкостей.

Если r₁=r₂, то из формулы (5.4) следует, что h₁=h₂, т.е. однородные жидкости устанавливаются в сообщающихся сосудах на одинаковом уровне.

Чайник и его носик представляют собой сообщающиеся сосуды: вода стоит в них на одном уровне. Значит, носик чайника должен

Устройство водопровода.

На башне устанавливается большой бак с водой (водонапорная башня). От бака идут трубы с целым рядом ответвлений, вводимых в дома. Концы труб закрываются кранами. У крана давление воды, заполняющей трубы, равно давлению столба воды, имеющего высоту, равную разности высот между краном и свободной поверхностью воды в баке. Так как бак устанавливается на высоте десятков метров, то давление у крана может достигать нескольких атмосфер. Очевидно, что давление воды на верхних этажах меньше давления на нижних этажах.

Вода в бак водонапорной башни подается насосами

Водомерная трубка.

На принципе сообщающихся сосудов устроены водомерные трубки для баков с водой. Такие трубки, например имеются на баках в железнодорожных вагонах. В открытой стеклянной трубке, присоединенной к баку, вода всегда стоит на том же уровне, что и в самом баке. Если водомерная трубка устанавливается на паровом котле, то верхний конец трубки соединяется с верхней частью котла, наполненной паром.

Это делается для того, чтобы давления над свободной поверхностью воды в котле т в трубке были одинаковыми.

Фонтаны

Петергоф — великолепный ансамбль парков, дворцов и фонтанов. Это единственный ансамбль в мире, фонтаны которого работают без насосов и сложных водонапорных сооружений. В этих фонтанах используется принцип сообщающихся сосудов — учтены уровни фонтанов и прудов-хранилищ.

---

Рекомендуемые страницы:

Воспользуйтесь поиском по сайту:

megalektsii.ru

2.3. Приборы для измерения давления

2.3.1. Основные понятия при измерении давления

Единицы измерения. Под давлением понимают предел отношения нормальной составляющей силы к площади, на которую она действует. При равномерном распределении силы давления на всех участках площади одинаково.В этом случае давление определяют по формуле:

Р=F/S ,

где Р – давление, F- сила,S- площадь.

В системе Си за единицу давления принят Паскаль (Па) – давление вызываемое силой 1Н, равномерно распределенной по поверхности площадью 1 м²( 1 Па= 1Н/м²),

а в системе единиц МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда) в качестве основной единицы давления приняты 1 кгс/см²

или внесистемная единица – техническая атмосфера 1 ат= 1 кгс/см²=10⁴Па.

К внесистемным единицам давления, также допускаемым к применению, относятся миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.), равный давлению на горизонтальную поверхность столба ртути высотой 1 мм при 0⁰С

ускорении свободного падения 980,665 см/с²,

миллиметр водного столба (мм вод.ст.), равный давлению на горизонтальную поверхность столба воды высотой 1 мм при +4⁰С.

Виды давления. При измерении давления необходимо различать абсолютное, избыточное и атмосферное давление, а также вакуум.

Абсолютное давление Ра– параметр состояния вещества (жидкостей, газов и паров).

Избыточное давление Ри– разность между абсолютным давлением Ра и атмосферным давлением Рб (т.е. давлением окружающей среды).

Ри=Ра-Рб, если абсолютное давление ниже атмосферного то

Рв=Рб-Ра, где

Рв– давление (разряжение), измеряемое вакуумметром.

В большинстве случаев первичные преобразователи давления имеют неэлектрический выходной сигнал в виде силы или перемещения и объединены в один блок с измерительным прибором. Если результаты измерения необходимо передать на расстояние, то применяют промежуточное преобразование этого неэлектрического сигнала в унифицированный электрический или пневматический, при этом первичный и промежуточный преобразователи объединяют в один измерительный преобразователь.

2.3.2. Деформационные приборы

В большинстве приборов измеряемое давление преобразуется в деформацию упругих элементов. Поэтому они называются деформационными. Виды упругих элементов: трубчатая пружина, мембрана или сильфон.

Приборы с трубчатой пружиной. Наиболее распространенным видом приборов для измерения давления являются пружинные манометры. Ими охватывается диапазон измерения

от 100 Па до 1 000 МПа. Погрешность пружинных манометров составляет от +- 0,16 до 4 % (в процентах от верхнего предела измерений). Чувствительным элементом в них являются одно- или многовитковые трубчатые пружины овального или эллиптического сечения. Для давлений до 1,5-2 МПа используются пружины из медных сплавов, для более высоких давлений применя-ется сталь. Чувствительный элемент связан механически с измерительным устройством и вместе с ним находится в общем корпусе.

Манометр с одновитковой трубчатой пружиной (рис. 2) состоит из упругого чувствительного элемента и измерительного механизма.

Чувствительный элемент — одновитковая трубчатая пружина 1 представляет собой полую трубку, согнутую по окружности. Один конец пружины впаян в основание 8 прибора. На этом же основании установлена плата 7 со смонтированным на ней измерительным механизмом со стрелкой 2. Корпус 9 манометра крепится к основанию, измеряемая среда подводится во внутреннюю полость пружины через ниппель 13.

Под давлением измеряемой среды трубчатая пружина стремится выпрямиться, ее свободный конец отклоняется и через тягу 4 поворачивает трубку 5, а вместе с ней и стрелку 2 на угол, пропорциональный давлению. Спиральная пружина 6 одним концом прикреплена к неподвижной точке основания механизма, а другим — к оси трибки. Натяжение волоска пружины устраняет влияние зазоров в зубчатом сцеплении и шарнирных соединениях механизма.

Хвостовик зубчатого сектора имеет продольную прорезь, в которой с помощью винта крепится конец тяги 4. Перемещением вдоль прорези конца тяги можно регулировать угол поворота показывающей стрелки.

Устройство манометра с многовитковой трубчатой пружиной представлено на рис. 3.

Многовитковая пружина 2 представляет собой полую трубку с пятью-семью витками, расположенными по винтовой линии. Пружина одним концом А неподвижно закреплена в корпусе прибора и через капиллярную трубку 1 соединяется с измеряемой средой. Второй свободный конец Б пружины наглухо закрыт и через втулку 3 соединен с осью 4.

Многовитковая трубчатая пружина длиннее одновитковой, поэтому ее свободный конец при том же давлении перемещается значительно больше. Под действием давления пружина, раскручиваясь, поворачивает ось и сидящий на ней рычаг 5 с кареткой 6. Поворот рычага и каретки передается через тягу 7 поводку 9 и мостику 10. С мостиком жестко связан держатель пера 8. С изменением давления перо движется по диаграммной бумаге 11 и записывает давление. Диаграммную бумагу перемещает часовой механизм или электронный синхронный двигатель.

Манометры с многовитковой пружиной применяют главным образом как самопишущие приборы. Их используют также для дистанционной передачи показаний на расстояние. В этом случае манометр встраивают в электрическое или пневматическое передающее устройство.

studfiles.net

как называется прибор, виды аппаратов, техника работы человека с тонометром, как измерить, алгоритм действий, правилаtitle%%

Вопрос повышенного АД – одна из самых актуальных проблем современности. По причине таких заболеваний, как, например, гипотония и гипертония, очень важно знать, как правильно измерять артериальное давление и предпринимать своевременные действия в зависимости от полученных результатов.

Если халатно относиться к организму, то артериальные колебания могут привести к неисправимым последствиям, потому существуют разные методы измерения артериального давления.

Как называется измерительный прибор?

Прибор для измерения давления человека – тонометр – аппарат, неинвазивно (без проникновения сквозь барьеры тела, например, кожу или слизистые человека) измеряющий АД.

Реже можно встретить и другой вариант как называется прибор для измерения артериального давления – сфигмоманометр.

Виды аппаратов

Встречается два вида приборов – механические (ручные), полуавтоматы и электронные. Основной критерий выбора – это удобство управления. С технической стороны основным отличием станет способ накачивания манжетки.

Механический

Такой тонометр обладает большой чувствительностью и позволяет определить давление без ошибок.

Воздух перекачивается специальной помпой в манжетку, которая обматывается вокруг, например, руки. Под манжету нужно подкладывать фонендоскоп (иногда он вшит в ткань фиксирующей повязки). Далее необходимо накачать резервуар внутри манжетки, сдавив тем самым артерии. Через фонендоскоп на определенных уровнях шкалы манометра будут отчетливо слышны короткие постоянные удары. Начало таких ударов – это верхний предел давления, а окончание – нижний.

Особенностью механического измерителя давления является то, что необходимо быть очень внимательным при прослушивании и определении величины давления пациента. При том, что сам аппарат довольно точен, часто погрешность или ошибка возникает именно на этапе слежения за шкалой манометра, поэтому следует четко понимать правила измерения артериального давления и алгоритм и тщательно их выполнять.

Рассмотрим отдельно составляющие части механического тонометра:

1. Манжета: в наличии большой выбор таких повязок – от самых маленьких размеров, до самых крупных.
2. Груша: два клапана – один для подачи и фиксации воздуха внутри резервуара манжетки, а второй – для его сброса. Обычно помпа выполнена из резины или эластичного пластика.
3. Фонендоскоп (стетоскоп): состоит из мембраны и наушников.
4. Манометр: есть возможность выбора разных вариантов манометров – с разными дисплеями и шкалами.

Основными преимуществами механических тонометров являются:

• соотношение цены и качества: такие аппараты редко стоят слишком дорого;
• высочайшая чувствительность и точность показаний;
• редко ломаются;
• легко поддаются ремонту и замене составляющих частей;
• не зависят от электричества или иных источников энергии;
• занимают мало места и имеют незначительный вес.

Мерить АД рекомендуют в строжайшей тишине.

Внимание! Необходимо заранее ознакомиться с информацией, как правильно измерить артериальное давление механическим тонометром.

Электронный

На рынке медицинского оборудования все чаще стали появляться автоматизированные модели тонометров. Их отличительные черты – простота эксплуатации и компактность.

Электронные аппараты называют автоматическими – нужно только включить прибор для измерения артериального давления и надеть манжетку. Показатели будут проанализированы системой тонометра и показаны на табло.

Электрический тонометр для измерения артериального давления имеет такие плюсы:

1. Занимает очень мало пространства.
2. Легкий.
3. Большое табло для отображения результатов диагностики.
4. Универсальность: такие приборы подходят для всех возрастных групп пациентов.
5. Прибор может сохранять историю измерений, что помогает в дальнейшем проследить клиническую картину.
6. Приспособлен к транспортировке.
7. Показывает пульс.

Негативные черты электронных приборов:

1. Сравнительно высокая стоимость.
2. Погрешность составляет до 15%.
3. Зависят от источников энергии: батареек аккумуляторов или сети.
4. За счет сложного электронного механизма такие приборы сложно поддаются ремонту.

Основной причиной погрешностей является алгоритм измерения артериального давления. Он отличается в разных моделях тонометров.

Техника работы с тонометром

Техника измерения артериального давления, алгоритм действий и индивидуальные особенности пациента – это основные критерии для правдивых данных.

Сердечно сосудистая система человека

На каких периферических артериях можно измерять?

Основной способ диагностики нарушений в организме– это измерение артериального давления на периферических артериях:

1. Плечевая артерия: манжетка кладётся повыше локтевого сгиба на два пальца.
2. Бедренная артерия: пациент лежит на животе, а повязка кладется на бедро.
3. Запястье: манжетка накладывается на один палец выше ладони. Рука – на уровне грудины.

Важно! Измерение артериального давления, алгоритм действий зависят в основном от физических данных и особенностей пациента.

Правила

Существуют определенные правила измерения артериального давления. АД следует мерить систематически, начиная уже с молодого возраста. Рекомендуется заниматься этим в одно и то же время, например по утрам и по вечерам. Все показания нужно тщательно фиксировать и, посещая поликлинику, продемонстрировать доктору.

Внимание! Курить, пить алкоголь и кофе перед диагностикой нельзя.

Алгоритм действий

Рассмотрим алгоритм измерения АД на плечевой артерии:

1. Проводится дезинфекция рук и прибора перед началом процедуры
2. Пациент должен занять удобную позицию. Рука находится ладошкой наверх.
3. Накладывается фиксирующая повязка, а под нее ставится наконечник стетоскопа.
4. Воздух запускается в резервуар до отметки 250 мм рт. ст. и плавно спускается.
5. Верхним показателем считается точка начала пульсаций, а нижним – окончания.
6. Все инструменты по окончании процедуры нужно продезинфицировать и спрятать в чехол.

Процедуру повторяют еще раз, чтобы убедиться в точности полученных результатов.

Все чаще и чаще это заболевание поражает не только людей старшего возраста, но и молодое поколение. Для профилактики и предотвращения тяжких стадий такой патологии нужно знать ее симптомы:

Важно вовремя определить опасные симптомы и немедленно обратиться в специалисту.

Техника измерения артериального давления

На данный момент науке не известны точные причины повышенного АД, но существуют такие факторы риска:

• гормональные сбои;
• вредные привычки, например, курение и алкоголизм;
• нарушения обмена веществ;
• патологии почек;
• стрессы;
• неподвижный образ жизни.

Нормальным считается АД в пределах 100-140 мм рт. ст.

При выявлении повышенного АД следует предпринять такие действия:

1. Нужно немедленно вызвать скорую помощь.
2. Усадить или уложить больного.
3. Опустить ноги ниже уровня сердца.
4. Снять неудобную одежду, освободить грудину.
5. Открыть окно.
6. Контролировать давление, повторяя измерение.
7. Необходимо дать больному гипотензивное средство, например, Нифедипин или Капторил.
8. Можно дополнительно сделать горячую ванночку для ног.
9. В случае повышенного стресса пациенту следует принять Валокордин или Корвалол.

Обычно снизить критический показатель давления можно за 20-30 минут.

При наличии склонности к колебаниям АД следует приобрести тонометр домой. И уже с молодых лет получить навык слежения за давлением. Это поможет избежать тяжелых последствий и патологий. Немаловажную роль в предотвращении болезней сердечно-сосудистой группы имеет и образ жизни: необходимо исключить вредные привычки.

Внимание! Рекомендуется периодически проходить профилактический осмотр в поликлинике и выполнять все полученные предписания дома.

Полезное видео

Как правильно измерять давление тонометром? Смотрите полезные советы в этом видеоролике:

Выводы

1. При стеснении в груди, болях в зоне сердца и нехватке воздуха у человека может возникнуть паника или даже паническая атака. Для контроля за собственным здоровьем рекомендуется иметь тонометр дома.
2. Если пациент склонен к гипертоническим кризисам, то аппарат для измерения артериального давления становится незаменимым прибором в доме.

 

cardiolog.online