Приборы измерения давления виды принцип действия: Классификация приборов измерения давления и их основные технические характеристики

Содержание

Приборы для измерения давления и разрежения

Приборы для измерения давления и разрежения подразделяют на жидкостные, пружинные и поршневые. В жидкостных приборах измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости. Простейший жидкостный манометр состоит из U-образной стеклянной трубки, заполненной жидкостью до некоторой отметки. Кроме U-образного манометра, применяют однотрубные жидкостные микроманометры с наклонной трубкой. Наибольшее распространение для измерения давления и разрежения получили пружинные манометры — показывающие или самопишущие. Манометры часто снабжают устройством для дистанционной передачи показаний или сигнализации. Поршневые манометры применяют для проверки рабочих и образцовых пружинных манометров.  [c.262]
Приборы для измерения давления и разрежения  [c.154]

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИИ И РАЗРЕЖЕНИЙ  [c.172]

Тема IX. КОНТРОЛЬ РАБОТЫ КОТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ Урок 32, Приборы для измерения давления и разрежения л  

[c. 153]

Цель урока. Ознакомление обучаемых с контрольно-измерительной аппаратурой и видами ее, с устройством и действием приборов для измерения давления и разрежения обучение кочегаров практической работе с этими приборами.  [c.153]

В котельной в течение 0,5 часа, предусмотренных на лабораторно-практические занятия по теме, (Обучаемые знакомятся с устройством контрольно-измерительных приборов для измерения давления и разрежения и выполняют практические работы.  [c.158]

Трубчатые пружины используют в точных приборах для измерения давления и разрежения. Они менее чувствительны, чем мембраны и сильфоны, но пригодны в очень широком диапазоне давлений (от 10- до 10 МПа).  [c.180]

При испытании котельных установок для измерения давления и разрежения используются следующие приборы  

[c.172]

Какие приборы используются для измерения давления и разрежения Каков принцип их действия  [c.64]

Разрежение (вакуум) равно разности между атмосферным давлением и абсолютным давлением, в случаях, когда ря > Ра- Приборами для измерения давления служат манометры, для измерения давления и разрежения — мановакуумметры, для измерения разрежения — вакуумметры, а для измерения разности двух давлений (ни одно из которых не является давлением окружающей среды) дифференциальные манометры.  [c.263]

Приборы для измерения давления и расхода среды. Измерение давления производят с использованием манометров, тягонапоромеров (для малых давлений и разрежений), барометров и анероидов (для атмосферного давления). Измерения производятся с использованием явления деформации упругих элементов, изменения уровней жидкости, на которую воздействует давление, и др.  [c.173]

Работа печей, сушил и других агрегатов литейного производства связана с применением контрольно-измерительных приборов и аппаратов. К ним относятся приборы и аппараты для измерения давлений и разрежений температур и определения состава и количества газа, определения количества влаги, расхода воды, мазута, газа, воздуха и т. д.  

[c.512]

Размерные ряды, построенные на нормальных рядах чисел, получают широкое распространение и встречаются в различных отраслях машиностроения и приборостроения. Например, все приборы для измерения давления строятся с пределами измерения по 10-му и 5-му нормальным рядам чисел, причем наблюдается тенденция уменьшения частот ряда, переход от 10-го к 5-му ряду. ГОСТ на приборы, утвержденные в 1953 и 1954 гг., предусматривают размерные ряды приборов только по наиболее разреженному 5-му ряду.  [c.75]


Система состоит из газобаллонного пункта пункта откачки вакуумного и газового коллекторов с управляющей арматурой, от которых отводятся линии к соответствующему оборудованию стенда защитных устройств на вводах линий и на коллекторах из приборов для измерения давления (разрежения).  
[c.148]

Преподаватель в начале урока знакомит обучаемых с контрольно-измерительной аппаратурой и видами ее. Первыми рассматриваются приборы для измерения давления, имеющие разное назначение и разные пределы измерения барометры для измерения давления атмосферного воздуха манометры для измерения рабочего (избыточного) давления вакуумметры для -измерения давления ниже атмосферного, т. е. разрежения (вакуума) мановакуумметры для измерения вакуума и небольших давлений тягомеры для измерения малых разрежений напоромеры для измерения давлений до 500 мм вод. ст.  [c.155]

В схеме газопроводов предусматривают установку контрольно-измерительных приборов для измерения давления газа и воздуха перед горелками и разрежения в топке. Приборы располагают в местах, удобных для наблюдения за ними. На отводах к приборам (кроме тягомера) устанавливают отключающие устройства. Проектами последних лет предусмотрено автоматическое регулирование расхода газа поворотной заслонкой (при одновременном регулировании расхода воздуха, питательной воды, значения разрежения в топке). Наличие автоматических регулирующих устройств исключает необходимость пользоваться рабочими отключающими устройствами для регулирования расхода газа и поэтому последние более длительное время сохраняют герметичность.  

[c.109]

Приборы для измерения давления носят общее название манометров. Однако по назначению их подразделяют на барометры, предназначенные для измерения атмосферного давления, вакуумметры, измеряющие разрежение газа относительно атмосферного давления, и манометры, измеряющие давления, выше атмосферного.  [c.258]

Простейшим прибором для измерения давления, разрежения или разности двух давлений является У-образный жидкостный манометр, схема которого приведена на рис. 83. Здесь разность давлений Ар = = Р1 — Рг уравновешивается весом столба манометрической жидкости Лр = gpH, где р — плотность жидкости Н — разница высот уровней в правом и левом колене манометра. Для уменьшения отсчитываемого размера Н необходимо применять жидкости с большим удельным весом (воду, ртуть) однако, даже при использовании ртути верхний предел измерения обычно не превышает (2 3) 10 Па. В некоторых случаях действительная величина Я не может быть измерена непосредственно и вместо нее используют высоту подъема жидкости в одном колене При этом действительная высота Я равна  

[c.263]

Микроманометры с постоянным и переменным углами наклона измерительной трубки (рис. 7.8, 7.9) применяют для точного измерения давления и разрежения в пределах до 2400 Па [116]. С уменьшением угла наклона трубки а микроманометра точность отсчета его показаний возрастает. Обычно в приборах этого типа значение а изменяется в пределах 15—30°. При углах наклона трубки менее 10° точность измерения микроманометром резко понижается.  

[c.205]

Все приборы, предназначенные для измерения давления или разрежения, должны быть установлены в нормальном рабочем положении и защищены от воздействия лучистой теплоты н высокой температуры окружающей среды.  [c.486]

Трубчатые чувствительные элементы применяют для измерения давления или разрежения, а также других параметров, связанных с изменением давления (расходомеры, манометрические термометры, уровнемеры и др.). Чувствительными элементами в этих приборах являются трубчатые пружины с различными формами сечения (рис. 160).  [c.210]

Теплоэлектрические вакуумметры. Применяются для измерения давления в диапазоне от 70 до 0,13 Па. Действие их основано на зависимости теплопроводности ограниченного слоя разреженного газа от давления. Чувствительным элементом прибора является тонкая металлическая нить накала, размещаемая в стеклянном баллоне, куда подводится измеряемое давление. Нить нагревается электрическим током и охлаждается разреженной средой. Выделяемая нитью джоулева теплота (/ / ) частично отводится в результате теплопроводности материала через концы нити (Ql), частично рассеивается ее поверхностью в результате радиационного теплообмена (Q2), частично отводится газом (

[c.164]


Вакуумметры. Вакуумметрами называются приборы, служащие для измерения величины вакуума (разрежения). Принцип действия механических и жидкостных вакуумметров и описанных выше манометров одинаков, поэтому их конструкция полностью повторяет конструкцию манометров. Так, например, действие существующих мембранных вакуумметров основано на деформации мембраны, которая прогибается под действием разности атмосферного давления и подведенного под нее пониженного давления (относящегося к области вакуума).  [c.35]

Назначение. Сильфонами называются гофрированные тонкостенные коробки. Они применяются для измерения давления (рис. 4.99, б) или разрежения (рис. 4.99, а) в высотомерах, манометрах, вакуумметрах, приборах электровакуумной техники и т. д. Сильфоны выполняются чаще всего из латуни цельнотянутыми либо паяными.  

[c.502]

Приборы, применяемые в технике для измерения давления исследуемой среды (пружинный манометр, вакуумметр, мановакуумметр, столбы жидкости), показывают избыточное давление или соответственно разрежение газа (пара) по отношению к существующему в данный момент давлению окружающей среды — атмосферного воздуха и, следовательно, определяют разность давлений.  [c.16]

Приборы, измеряющие давление вакуума (разрежение), по принципу действия не отличаются от приборов для измерения избыточного давления. Это является следствием того, что избыточное давление и давление вакуума всегда равны по величине, но имеют разные знаки [см. формулу (1.4)]. Если в сосуде на рис.  [c.17]

Приборы и средства автоматизации. Устройства для контроля и регулирования технологических параметров. Приборы для измерения и регулирования давления, перепада давления и разрежения. Отраслевой каталог М. Информприбор, 1996.  

[c.376]

На котлах должны устанавливаться контрольно-измерительные приборы (КИП) для измерения давления газа у каждого котла перед горелками, давления воздуха в воздухопроводе у горелок и у вентилятора, разрежения в топке или борове до шибера. Контрольно-измерительные приборы должны размещаться в местах, удобных для наблюдения, непосредственно у места отбора имиульса или на специальном приборном щите.  [c.162]

Разрежение на всасывании Аро и перепады давлений в дроссельных приборах для измерения расходов находятся по показаниям и-образных манометров.  [c.63]

По принципу действия и устройства приборы для измерения давления и разрежения делятся (см. гл. 6.4) на жидкостные (гидравлические), механические (деформационные) и электрические (тензопреобразовательные, пьезоэлектрические, ионизационные и др.).  

[c.934]

По роду измеряемых величин приборы теплового контроля разделяются на следующие группы а) приборы для измерения температуры б) для измерения давления и разрежения, в) для измерения расхода г) для измерения уровня, д) для анализа дымовых газов (газоанализаторы) е) для измерения количества тепла (тепломеры) ж) для измерения солесодержания (солемеры) з) для измерения влагосодержания пара и) для измерения числа оборотов (та хометры).  [c.465]

Измерение давления и разрежения в газовоздухопрово-дах. Простейшим прибором для измерения разрежения  [c.259]

На рис. 171, а изображен простейший прибор для измерения давления — жидкостный U-образный ( у -образный) манометр (тягомер), представляющий собой U-образную стеклянную трубку, снабженную миллиметровой шкалой и занолненную в нижней части жидкостью (водой, спиртом или ртутью). Одно из колен стеклянной трубки соединено с пространством, в котором измеряется давление, другое колено открыто и сообщается с атмосферой. Величину разрежения или давления отсчитывают по разности высот уровней жидкости в обоих коленах U-образной трубки.  [c.302]

Даже в случаях, когда технико-экономические соображения заставляют прокладывать дорогу точности от эталона, поверочная схема тоже-может быть укорочена. При поверке рабочих приборов, точность которых почти не уступает точности первичного эталона, в поверочную схему включают только три элемента первичный эталон, эталон-копию и рабочее средство измерений. К таким рабочим средствам относятся квантовые стандарты частоты, используемые для измеренин перемещений материков и смещений полюсов Земли, приборы для измерения давлений разреженных газов в космических исследованиях и некоторые другие. Здесь цели измерений требуют очень высоких точностей.  [c.31]

Кроме приборов, на щите часто применяют местную установку контрольно-измерительных приборов термометров для измерения температур воды, пара, мазута, манометров и вакуумметров для измерения давления и вакуума тягометров тина Креля и и-образных для измерения разрежения, давления и газоанализаторов, необходи.мых не только  [c.411]

П 04. Детали и узлы общего пршенения в приборостроении… 25 87 П 14. Приборы для измерения давления,разрежения и уровня.. 25 88  [c.130]

Тягомеры служат для измерения малых давлений и разрежений (до 300—500 мм вод. ст.). Наиболее простым прибором для измерения разрежений в котле или давления воздуха является стеклянный двухколенный тягомер (рис. 87).  [c.154]

Замер температур, расхода пара и воды, давлений и разрежений при эксплоатационных испытаниях производи гея по предварительно проверенным щитовым приборам. При гарантийных испытаниях для измерение температур необходимо применять переносные приборы, специально проверенные, снабженны соответствующими паспортами.  [c.193]

Манометры бывают жидкостные, пружинные и поршневые. Жидкостные стеклянные манометры одностекольные (чашечные) и двухстекольные (U-об-разные) являются точными измерительными приборами, предназначенными для измерения небольших давлений (до 2 Kaj M ), небольших разрежений и перепада (разницы) давлений и разрежений. В качестве рабочей жидкости в них используется ртуть, вода и реже — спирт. Избыточное давление, измеряемое жидкостным стеклянным манометром, равно произведению высоты столба рабочей жидкости в манометре на её удельный вес и не зависит от плош,ади поперечного сечения измерительных трубок  [c.475]


Котлоагрегат оборудуют следующими КИП манометрами для измерения давления пара в барабане кот- ла и питательной воды расходомерами для измерения расхода пара и питательной воды указателями уровня воды в барабане термопарами или другими приборами для измерения температуры питательной воды при входе в котел и температуры 1пе регретого пара на выходе из котла, температуры уходящих газов тягомерами для измерения разрежения в топке и газоходах котла газоанализаторами для определения содержания СО2 и  [c.343]

Различают давление атмосферное (или барометрическое), абсолютное, избыточное и вакуумметрическое. Абсолютное давление представляет собой сумму избы-точного и атмосферного давлений. Вакуумметрическое давление (разрежение) — давление меньше атмосферного. Для измерения давления применяют манометры, которые по принципу действия подразделяются на жидкостные, деформационные, грузопоршневьш, электрические, ионизационные и тепловые. Грузопоршневые манометры — образцовые приборы электрические имеют ограниченное применение в эксплуатации котлов ионизационные и тепловые в теплотехнике не используют.  [c.30]


типы, особенности конструкции и действия измерителей. Устройство и принцип работы газового манометра

Главная страница » Манометры для измерения давления газа: обзор видов измерителей, их устройство и принцип действия

Классификация по типу измеряемого давления

Приборы, служащие для получения данных о параметрах давления газа в газгольдерах, транспортирующих магистралях, в газовых баллонах и прочих резервуарах, классифицируются по нескольким признакам. Они различаются по своему устройству и принципу действия.

Устройства, с помощью которых измеряют давление, подразделяются на классы по:

  • виду измеряемого давления;
  • назначению;
  • принципу действия;
  • классу точности.

По виду измеряемого давления приборы, предназначенные для определения точных показателей, делят на манометры, вакуумметры, тягомеры, напоромеры, барометры и другие.

В зависимости от степени защищенности от влияния внешней среды производят следующие приборы:

  • стандартные;
  • защищенные от попадания пыли;
  • водонепроницаемые;
  • защищенные от агрессивных сред;
  • взрывоустойчивые.

Одно изделие может сочетать в себе несколько видов защиты.


На схеме представлено разделение измерительных устройств по принципу действия, по виду давления, по применению и по отображению. Жидкостные и грузопоршневые приборы для получения данных о давлении газа применяют редко

Манометр представляет собой небольшой по размерам прибор, с использованием которого измеряют давление или разность давлений. Принцип работы этого контрольно-измерительного прибора зависит от его внутреннего устройства. В пределах одного класса они еще подразделяются на группы в зависимости от класса точности.

Чтобы измерить абсолютное давление, показатели которого отсчитывают от абсолютного нуля (вакуума), применяют абсолютные манометры. Избыточное давление определяют манометром избыточного давления. В общем случае все разновидности таких приборов называют одним словом: «манометр».

Большинство разновидностей манометров предназначено для измерения величин избыточного давления. Их особенность в том, что они показывают давление, представляющее разницу между абсолютным и атмосферным.

Вакуумметры — это устройства, показывающие значение давления разреженного газа. Применяя мановакуумметры, измеряют избыточное давление и давление разреженного газа. Информация отображается на единой шкале.

С помощью напоромеров определяют параметры избыточного давления со значениями до 40 кПа. Тягомеры, напротив, позволяют измерить разреженность до – 40 кПа. Тягонапоромерами измеряют разреженность и избыточное давление в интервале от – 20 до + 20 кПа.


Манометры применяют в самых разнообразных отраслях. Работа с газом предполагает высокий риск, поэтому важно контролировать все показатели системы. Информация о давлении дает пользователям сведения о текущем состоянии измеряемого объекта

Дифференциальными манометрами можно определить разность давлений в двух подлежащих исследованию произвольных  точках. Микроманометр — это дифманометр, позволяющий измерить значения разности давлений в пределах 40 кПа.

Другие виды манометров

Жидкостный манометр дает возможность точных измерений, но у него есть большой недостаток: конструкция боится ударов и вибраций. Поэтому сегодня такие приборы используются в основном в лабораториях. С развитием промышленности возникли другие типы манометров, которые могут измерять давление в любых условиях — на подвижных механизмах, при сильных вибрациях и т. д. По конструкции выделяют деформационные и поршневые (грузопоршневые) приборы.

Деформационные манометры

Манометр деформационного типа — это компактное механическое устройство, измеряющее давление сразу в паскалях (без перевода из других единиц). Его рабочим элементом является дугообразная или спиральная трубка Бурдона, в которую накачивается газ. Если давление внутри трубки повышается, она начинает распрямляться, и это движение через систему тяг передается на стрелку. При снятии давления она возвращается в свое первоначальное положение.

Вместо трубки может быть использована пружина, мембрана или другой чувствительный элемент, который деформируется под давлением. Принцип действия манометра остается тем же: деформация передается на стрелку, движущуюся по шкале.

Деформационные металлические манометры чаще всего используются в быту и на производстве. Они компактны, отлично переносят вибрации, не требуют строго вертикальной установки. Если нужно выбрать, к примеру, автомобильный манометр, он будет именно такого типа.

Интересный факт!Деформационный манометр был изобретен случайно. В 1845 году швейцарский ученый Р. Шинц наблюдал, как на производстве рабочие восстанавливали сплющенную металлическую трубку, заглушив один ее конец и закачав внутрь воду. Под действием давления трубка разогнулась, а ученому пришла в голову мысль использовать такой же элемент для измерений, но работать с воздухом, а не с водой.

Поршневые манометры

Несмотря на то, что поршневые манометры были созданы раньше деформационных, они получили меньшее распространение. Сегодня такие приборы используются для исследования скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, а также для сверки показаний в лабораториях.

На рисунке ниже можно увидеть, из чего состоит манометр поршневого типа. В самом простом варианте это емкость с маслом, соединенная при помощи штуцера с измеряемой средой. В емкость погружен цилиндр с тщательно притертым поршнем (зазор между стенками цилиндра и поршнем должен быть минимальным). На торце поршня закреплена тарель, на которую могут укладываться грузы.

Снизу на поршень действует измеряемое давление Р, сверху оно уравновешивается некой силой, создаваемой весом самого поршня и грузов G1+ G2.

Давление под поршнем рассчитывается по формуле:


где G1— масса грузов, G2— масса поршня с тарелью, g — ускорение свободного падения, F — площадь поршня.

Также давление можно выразить через силу согласно закону Паскаля:

P = F / S, где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.

С помощью поршневых маномеров впервые измеряли давление ученые-физики Георг Паррот и Эмиль Ленц. Но широкое распространение эти приборы получили благодаря некому Рухгольцу, который запустил их в массовое производство.

Классификация по принципу работы

Газовые манометры в зависимости от механизма считывания показаний делят на:

  • Деформационные;
  • Электрические;
  • Грузопоршневые;
  • Жидкостные.

Каждый тип имеет свои характерные особенности.

Деформационный вид манометров

Принцип и основы действия устройств деформационного класса заключается в том, что давление воздействует на чувствительный элемент прибора, который деформируется. Уровень давления определяется степенью деформации.


Деформационные манометры выпускают с трубчато-пружинными, сильфонными или мембранными рабочими компонентами, обладающими высокой чувствительностью

Воспринимающими элементами в трубчато-пружинных устройствах являются трубчатые пружины. Эти изделия представляют из себя согнутые кругом трубки с поперечным овальным сечением. Газ оказывает воздействие на внутреннюю поверхность трубки. В ходе этого воздействия трубка деформируется и изменяет свою форму, приближаясь к округлой.

Один конец трубки запаян и способен перемещаться. Второй открыт и зафиксирован держателями. При искривлении пружинной трубки воздействие также оказывается и на кольца, которые затем разгибают пружину. Запаянный конец пружины двигается в соответствии с силой давления. Это движение передается на измерительную шкалу.

При измерении давления до 40 бар используются кругообразные пружины. При более высоком давлении применяются винтовые или спиралеобразные пружины, находящиеся в одной плоскости. Погрешность показаний при измерении давления данным методом составляет от 1 до 4%.

Мембранные и сильфонные чувствительные элементы позволяют эффективно измерять небольшие значения избыточного и вакуумметрического давления.

Сильфон производится по принципу сантехнического сильфонного шланга. Представляет он собой тонкостенную металлическую трубку из подвижных поперечных колец. В зависимости от материала и параметров изготовления сильфон может быть более или менее жестким.


Под воздействием высокой температуры со временем накапливаются пластические деформации, что нарушает правильность показаний. К тому же при повышенной температуре и пульсации давления ускоряется изменение статической характеристики

Чувствительные мембранные элементы имеют наибольшее разнообразие. Класс точности таких устройств не бывает выше 1,5. В таких приборах предусмотрена защитная система. В случае перегрузки мембрана упирается в специальное защитное устройство.

Мембранные коробки часто устанавливают в приборах, измеряющих напор и разряжение. Напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры с мембранными коробками производят с классами точности 1,5; 2,5 и лимитом измерения до 25 кПа.

Плоские мембраны имеют небольшое перемещение рабочей точки, поэтому их чаще всего используют для преобразования давления в силу. Они нестабильны, но хорошо рассчитываются.

Гофрированные мембраны вместе с аналогичными коробками используются для улучшения статической характеристики. Первые лучше перемещаются, однако плохо поддаются расчету. Вторые используются гораздо чаще благодаря своей пониженной жесткости.

Чтобы измерить малые значения давления пользуются устройствами с вялыми мембранами.

Приборы нуждаются в защите от воздействия высокой температуры, так как она негативно сказывается на упругости и чувствительности основных рабочих элементов.

Механические показывающие манометры

Многие манометры с трубчатой пружиной фактически являются устройствами прямого преобразования. Это значит, что давление преобразуется в смещение чувствительного элемента и контактирующего с ним механического устройства.


На схеме штуцер размещен радиально, однако производят также манометры с осевым расположением штуцера

Под воздействием давления перемещается свободный конец пружины, поводок воздействует на зубчатый сектор, происходит поворот шестерни и показывающей стрелки.

Пружинные показывающие манометры производятся с диапазоном измерения от 0,1 до 103 Мпа и имеют различные классы точности. Образцовые модели выпускают с классами точности 0,15; 0,25; 0,4. Измерители рабочей категории повышенной точности – 1 и 0,6. Рабочие общетехнические – с классами точности 1,5; 2,5; 4.

Манометры электроконтактного действия

Конструктивно является доработкой показывающего манометра. Суть работы заключается в том, что при достижении стрелкой порогового значения давления происходит замыкание сети.


В конструкцию показывающего манометра дополнительно встроены стрелки с поджатыми электрическими контактами, которые располагают напротив сигнализируемых значений

Электрическая цепь замыкается и срабатывает сигнализация, когда показывающая стрелка достигает одной из стрелок с контактами. Класс точности таких манометров 1,5. Диапазон измерения соответствует стандартным значениям.

Для обеспечения сигнализации или с целью позиционного регулирования применяют реле давления с маркировкой РД. Они измеряют давления в диапазоне от 12 до 1600 кПа. Реле настраивают на верхний и нижний предел активации по показаниям контрольного прибора, и оно имеет разрывную мощность в 10 Вт.

Самопишущие модели манометров

Промышленность выпускает манометры с встроенной системой считывания показателей, которая фиксирует значения на дисковой диаграмме так, чтобы затем можно было проследить динамику показателей. Один оборот может совершаться за 8, 12, 24 часа. Движение происходит за счет электродвигателя или часового механизма.

Работа манометрического самописца основывается на передаче сигнала трубчатой пружиной большого диаметра, которая имеет тяговое усилие. Она передает движение от чувствительного элемента к системе индикации. Устройства с маркировкой МТС фиксируют значения избыточного давления.

Такие устройства предполагают контроль со стороны оператора и имеют классы точности 1; 1,5; 2,5.

Сильфонные чувствительные элементы применяются в самопишущих дифманометрах, которые дополнительно могут оснащаться устройством сигнализации и преобразователем пневматического действия. Такие приборы измеряют давление в диапазоне от 6,3 кПа до 0,16 Мпа и имеют классы точности 1; 1,5.

Грузопоршневой тип манометров

Такие манометры часто используют как эталон при поверке других измерительных приборов. Их диапазон измерений весьма широк. В зависимости от конструкции прибора он может начинаться с серьезных значений разрежений, а заканчиваться избыточностью до 2500 МПа. Класс точности достигает максимальных значений вплоть до 0,0015.


Каждый раз при воздействии на измерительный прибор нагрузки сверх положенной нормы он теряет в длительности своего срока службы и в точности измерений

Принцип работы заключается в удержании цилиндра в поршне в конкретном состоянии в то время как с одной стороны воздействуют калибровочные грузы, а с другой измеряемое давление. В зависимости от веса грузов судят о величине созданного давления.

Основной рабочий элемент прибора — это измерительная колонка. В зависимости от качества ее производства, точности и чистоты соединений изменяется и величина погрешности.


Наименьшую погрешность измерения имеют ГПМ, работающие на газу. Однако такие устройства стоят в разы больше из-за особенностей своей конструкции и необходимости фильтрации газа от инородных частиц

Функционально грузопоршневой манометр состоит из приспособления создания давления, измерительной системы и грузов. Устройство оснащается вращательным механизмом для повышения и понижения давления, а также вентилем сброса давления.

Широко используются манометры с неуплотненным поршнем. В них между поршнем и цилиндром есть зазор. Емкость под поршнем заполнена маслом, которое под давлением вливается в зазор и смазывает трущиеся поверхности.

Электрический измеритель газообразной среды

Такие манометры применяются для преобразования прямого или косвенного давления газа в электрический параметр. Наиболее часто встречающимися манометрами такого типа являются: тензорезистивные, емкостные и приборы сопротивления. Давление измеряется в диапазоне от 100 Па до 1000 МПа. Приборы изготавливаются с классами точности от 0,1 до 2,5.

Работа манометров, действующих на основе тензорезистивного эффекта заключается в изменении значения сопротивления проводника по причине деформации. Измеряют давление в диапазоне от 60 до 108 Па с минимальной погрешностью.

Фланцевое крепление датчика и особая конструкция прибора позволяет считывать данные о давлении в особо агрессивных средах с температурой до 300 °С. Применяются для измерения давления в системах с быстротекущими процессами.


Схема работы манометров сопротивления основывается на зависимости сопротивления проводника от давления. Обычно такой тип устройств используют для измерения давления особо высокого уровня свыше 100 МПа

Чувствительным элементом в таком приборе выступает манганиновая проволока, сопротивление которой легко измеряется уравновешенным мостом.

Работа емкостных манометров основывается на воздействии давления на мембрану, которая представляет собой подвижный электрод. Когда мембрана перемещается, следует изменение емкости преобразователя. Характеризуются значительными температурными погрешностями.

В емкостных манометрах прогиб мембраны определяется электрической схемой. Такие приборы применяются в системах с быстрыми перепадами давления.

Жидкостные измерительные приборы

Определение давления этими приборами происходит путем уравновешивания определяемого давления давлением, формируемым столбом жидкости. Таким способом можно измерить небольшое избыточное давление, атмосферное давление, уровень разрежения, разность давлений.

Данную группу представляют U-образные манометры, которые состоят из сообщающихся сосудов, а давление определяется по уровням жидкости; компенсационные микроманометры; чашечные манометры, у которых вместо второй трубки используется резервуар; поплавковые, колокольные и кольцевые дифманометры.


Двухтрубные манометры позволяют измерять разности давлений. В этом случае к каждой из трубок подводят давления, которые необходимо измерить

В жидкостных измерительных приборах рабочая жидкость является аналогом чувствительного элемента.

Дифманометры обычно оснащены сигнализаторами, счетчиками расхода, регуляторами и записывающими устройствами. Диапазон измерений от 10 до 105 Па. В зависимости от жидкостей, заполняющих прибор, меняется предел измерений.

Критерии выбора приборов


Оптимальный вариант — регулятор со шкалой от 0 до 10 атм

При подборе устройства нужно учитывать все требования к манометрам, применяемым в газовом хозяйстве. Основным критерием считается измерительный диапазон, в процессе выбора необходимо помнить, что стандартное давление должно укладываться в промежуток от 1/3 до 2/3 по шкале измерения. Идеальным вариантом станет регулятор со шкалой до 0-10 атм. На втором месте по степени важности находится показатель класса точности, показывающий нормальную погрешность результатов замеров во время функционирования прибора.

При желании этот показатель можно рассчитать индивидуально, к примеру если устройство рассчитано на 10 атм, а его класс равен 1.5, показатель погрешности такого газомера составляет 1.5% от общей шкалы. По типу монтирования штуцера манометры бывают радиальными или торцевыми, помимо этого регуляторы дополняются резьбой метрического или трубного типа. Выбирая устройство, нужно учитывать его межповерочный интервал, будет лучше, если он составляет два года.

Приборы бытового назначения могут не проходить поверочную процедуру, но она обязательна для устройств, используемых на заводах, газопроводах, пунктах теплового либо топочного типа, а также аналогичных объектах.

Классификация по функционалу


Калибровка аналоговых манометров

По своему назначению манометр для газа высокого либо низкого давления бывает общетехническим, эталонным или специальным.

Общетехнические

Подобные приборы помогают измерять показатели максимального и вакуумметрического давления и применяются чаще всего на производстве, в том числе в процессе технологических работ. Они подходят для проведения измерений в газообразных средах, причем они должны быть неагрессивными для сплавов из меди при температурном режиме до 150 градусов. Эти устройства выдерживают вибрационные колебания с пределами от 10 до 55 Гц, амплитуду до 0,15 мм, класс точности у них варьируется от 1 до 2,5.

Эталонные

Приборы этого типа разработаны с целью тестирования, настраивания и калибровки прочих устройств для обеспечения максимально точных замеров. Подобные манометры для измерения давления газа разделяют на три категории, их перечень включает контрольные и образцовые регуляторы, а также их аналоги, предназначенные для обыкновенных и композитных баллонов. Газомеры первого типа применяются чаще всего и помогают контролировать достоверность данных приборов в местах установки, их рабочий предел колеблется в промежутке от 0,06 до 1600 бар.

Специальные

Специальные регуляторы создают под конкретный тип газа, а также среду, образуемую им. Корпусы таких устройств красят в разнообразные цвета с учетом типа вещества, для которых они предназначены. Манометры такого назначения делают из прочных материалов, способных выдерживать воздействие газообразных сред. Они считаются наиболее распространенными и отличаются простой конструкцией.

Жидкостный манометр

Этот тип манометров появился первым еще в XVII веке. Он ведет свое начало от опытов Торричелли — одного из учеников Галилео Галилея.

Итальянский ученый погружал в емкость запаянную с одного конца и наполненную ртутью трубку. Некоторое количество ртути выливалось из трубки, и в ее верхней части получался вакуум. На ртуть в емкости действовало атмосферное давление, а на ртуть в трубке — нет. Соответственно, при повышении атмосферного давления ртутный столбик в трубке поднимался, а при понижении — опускался.

Принцип работы жидкостного манометра в целом похож на принцип работы системы из опыта Торричелли. Этот прибор представляет собой систему сообщающихся сосудов — две трубки, соединенные в U-образную конструкцию. Система наполовину заполнена жидкостью (обычно ртутью), и если на нее действует только атмосферное давление — уровень жидкости в обеих трубках будет одинаков.

Если одну из трубок подключить к накачивающему устройству или к закрытой емкости, на жидкость в ней будет действовать измеряемое давление (Р1). В то время как на жидкость во второй трубке действует только атмосферное давление (Р2). При изменении Р1 уровень жидкости во второй трубке тоже будет меняться.

Измерив разность высоты столба Δh = h2 − h3, можно узнать, насколько изменилось давление ΔP = P1 − P2.

Результат измерений, полученный в сантиметрах ртутного столба, переводят в паскали из расчета:

1 см ртутного столба (при 0°C) = 1333,22 Па.

Для получения результата сразу в паскалях можно воспользоваться формулой, которая определяет давление воды на стенки емкости:

Р = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба.

Ускорение свободного падения (g) всегда равно 9,8 H/кг.

Интересный факт! Слава изобретателя манометра принадлежит Торричелли, но на самом деле он был придуман на столетие раньше Леонардо да Винчи. Гениальный художник и ученый написал трактат по гидравлике, в котором рассказал о замере давления воды с помощью U-образной системы. Однако этот труд до широкой публики дошел только в XIX веке.

Задачи

Задача 1

В канистру налит бензин и высота столба составляет 0,6 м. Плотность бензина — 710 кг/м2. Определите давление бензина на дно канистры.

Решение:

Нам известно:

h = 0,6 м;

ρ = 710 кг/м2.

Ускорение g равно 9,8 H/кг.

Согласно формуле, определяющей давление жидкости на стенки сосуда:

Р = ρgh;

P = 710 × 9,8 × 0,6 = 4174,8 Па = 4,7 кПа.

Ответ: 4,7 кПа.

Требования к манометрам


Цвет корпуса указывает на тип измеряемого газа: желтый — аммиак, голубой — кислород, черный — негорючие, красный — горючие

Точные показатели, в соответствии с которыми устройство проводит замеры, напрямую зависит от правильности его подбора и монтажа в сочетании с эксплуатационными условиями. При подборе нужно учитывать физические и химические свойства измерительной среды и предполагаемые данные по давлению. Например, для условий с высоким содержанием агрессивных газов, лучше приобретать специальные приборы, изготовленные из прочных материалов. Диаметр стекла манометра должен быть не меньше 10 или 16 см, если его размещают на дистанции от 2 до 3 метров.

Устройства, применяемые в газовых средах, имеют различные оттенки корпуса, к примеру, голубой указывает на работу с кислородом, желтый с аммиаком, красный и черный подходят для горючих и негорючих газов соответственно. По правилам безопасности не рекомендуется пользоваться манометрами с истекшим сроком поверки, а также при отсутствии пломбы или отметки о проведении этой процедуры. Если стрелка прибора не возвращается к нулевому показателю после отключения, он тоже считается нерабочим.

Любые повреждения, например, деформации корпуса или разбитое стекло, указывают на то, что регулятор нужно менять, поскольку они напрямую влияют на точность работы измерителя.

Деление по функциональному назначению

По назначению выделяют следующие виды манометров, используемых для измерения давления газа:

  • общетехнические;
  • эталонные;
  • специальные.

Рассмотрим особенности каждого вида.

Манометры общетехнического назначения

Этот вид манометров производят с целью измерения значений вакуумметрического и избыточного давления в общетехнических целях. Различные модификации устройств позволяют использовать их в самых разнообразных средах. Применяются для измерения давления на производстве прямо во время технологических процессов.


Давление в таких приборах оказывает воздействие на трубку изнутри и вызывает смещение незакрепленного конца. С ним взаимодействует механизм, который двигает стрелку

Такими манометрами можно измерять давление газообразных сред, которые являются неагрессивными по отношению к медным сплавам при рабочей температуре до 150 °C. Обычно корпус изделия изготавливается из стали, а детали механизма из латунного сплава.

Общетехнические манометры для газа низкого или высокого давления производятся устойчивыми к вибрациям с частотой в интервале от 10 до 55 Гц, а также амплитудой смещения максимум 0,15 миллиметра. Имеют несколько классов точности от 1 до 2,5.


Цифровые манометры имеют небольшие размеры, характеризуются высокой точностью измерения и длительным сроком службы. При этом такие устройства можно калибровать

Набирают популярность газовые манометры общетехнического назначения с электронной платой, на которой отображаются данные проведенных измерений. Они нередко оснащаются преобразователями, что автоматизирует технологические процессы. Значения давления отображаются на электронном циферблате.

Группа специальных манометров

Такие приборы изготавливаются под конкретный вид газа и создаваемую им среду. Для систем с повышенным давлением изготавливают манометры для газа высокого давления. Некоторые газы агрессивны по отношению к определенным сплавам, поэтому для работы с ними требуется использовать устойчивые материалы.

Специальные манометры окрашивают в краски различных цветов в зависимости от типа газа.

Пропановые манометры окрашиваются в красный цвет, имеют стальной корпус и характеристики общетехнических манометров. Рабочее давление таких приборов от 0 до 0,6 МПа. Это стандартное давление пропана. Возможна эксплуатация в диапазоне температур от – 50 до + 60 °С. Температура рабочей среды до + 150 °С. Нередко входят в комплектацию с баллонными редукторами.

Измерители давления аммиака в баллонах и прочих резервуарах окрашиваются в желтый цвет. Агрегаты с многоступенчатым сжатием оснащаются температурной шкалой. Компоненты манометра изготавливаются из материалов, устойчивых к воздействию паров аммиака.


При наличии серьезных динамических нагрузок манометры заливаются глицерином или силиконом

Ацетиленовый манометр окрашивается в белый цвет. Изготавливается как манометр систем безопасности из обезжиренных материалов. Используется для измерения избыточного давления в различных распределяющих и генерирующих ацетилен системах. Корпус изготавливается из стали, внутренние компоненты из латунного сплава. Диапазон допустимых температур от – 40 до + 70 °С.

Водородный манометр окрашивается в темно-зеленый цвет. Манометр для иных горючих газов красится в красный цвет. Измерительный прибор для негорючих смесей красят в черный цвет. Кислородный манометр окрашивают в голубой цвет.

Классификация по способу функционирования


По способу работы приборы могут быть водяными, электрическими или цифровыми, помимо этих категорий существуют и другие разновидности.

Водяные

Водяные устройства действуют по принципу уравновешивания газового вещества давлением, формирующим столб с жидкостью. Благодаря им можно уточнить уровень разреженности, разность, избыточные и атмосферные данные. В эту группу входят регуляторы U-образного типа, конструкция которых напоминает сообщающиеся сосуды, причем давление в них определяется с учетом уровня воды. Также к водяным причисляют компенсационные, чашечные, поплавковые, колокольные и кольцевые газомеры, рабочая жидкость внутри них аналогична чувствительному элементу.

Электрические


Тензорезистивный электрический манометр

Этот прибор для измерения давления бытового газа преобразует его в электрические данные. В эту категорию входят тензорезистивные и емкостные манометры. Первые меняют показания проводникового сопротивления после деформации и измеряют показатели до 60-10 Па с незначительными погрешностями. Их применяют в системах с быстро протекающими процессами. Емкостные газомеры влияют на подвижный электрод в виде мембраны, прогиб которой можно определить электрической схемой, они подходят для систем с ускоренными падениями давления.

Цифровые

Цифровые или электронные приборы относятся к устройствам высокой точности и чаще всего используются для монтажа в воздушной или гидравлической среде. Из плюсов таких регуляторов отмечают удобство и компактные размеры, максимально долгий срок эксплуатации и возможность проводить калибровку в любое время. В основном их применяют, чтобы контролировать состояние узлов транспортных средств. Помимо этого газомеры цифрового типа включают в состав топливных магистралей.

Другие

Помимо регуляторов со стандартными характеристиками и настройками для получения точных данных используются приборы других типов. В этот перечень входят грузопоршневые газомеры, которые представляют собой своеобразные образцы для поверки аналогичных устройств. Их главная рабочая деталь – измеряющая колонка, от состояния и точности показаний которой меняется величина погрешности. Во время работы цилиндр удерживается внутри поршня на нужном уровне, одновременно с одной стороны на него влияют грузы калибровки, с другой только давление.

Источники

  • https://sovet-ingenera.com/gaz/equip/manometry-dlya-izmereniya-davleniya-gaza.html
  • https://skysmart.ru/articles/physics/manometr
  • https://StrojDvor.ru/gazosnabzhenie/manometry-dlya-izmereniya-davleniya-gaza/

[свернуть]

Facebook

Twitter

Мой мир

Вконтакте

Одноклассники

Google+

Классификация приборов давления

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:

  • Манометры – для измерения избыточного давления.
  • Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума).
  • Мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений.
  • Барометры – для измерения атмосферного давления.
  • Баровакуумметры – для измерения абсолютного давления.
  • Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений.

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на:

  • Жидкостные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, диффманометры и др.
  • Грузопоршневые — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень.
  • Приборы с дистанционной передачей показаний — приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.
  • Пружинные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике. К этой группе относятся разнообразные приборы, отличающиеся по виду пружин:



Манометры с трубчатой пружиной

Трубчатые пружины представляют собой кругообразно согнутые трубки с овальным поперечным сечением. Давление измеряемой среды воздействует на внутреннюю сторону этой трубки, в результате чего овальное поперечное сечение принимает почти круглую форму. В результате искривления пружинной трубки возникают напряжения в кольцах трубки, которые разгибают пружину. Незажатый конец пружины выполняет движение, пропорциональное величине давления. Движение передается посредством стрелочного механизма на шкалу. Для измерений давления до 60 или 100 кгс/см2 применяются, как правило, согнутые с углом витка около 270°, кругообразные пружины. Для измерений давления с более высокими значениями используются пружины с несколькими лежащими друг над другом витками и одинаковым витковым диаметром (винтовая пружина) или со спиралеобразными витками, лежащими в одной плоскости (плоская спиральная пружина).      


Манометры с пластинчатой пружиной

Пластинчатые пружины представляют собой тонкие гофрированные мембраны кругообразной формы, которые зажимаются или привариваются по краю между двумя фланцами и вступают в соприкосновение с измеряемой средой только с одной стороны. Вызванный в результате такого соприкосновения прогиб пропорционален величине давления. Движение передается посредством стрелочного механизма на шкалу. Пластинчатые пружины обладают сравнительно высоким перестановочным усилием. В результате кольцеобразного крепления пластинчатые пружины менее восприимчивы к вибрациям по сравнению с трубчатыми пружинами, однако погрешность показаний при изменениях температуры у них больше. Благодаря опорам для мембран достигается повышенная стойкость к перегрузкам. Покрытия или фольга, наносимые на поверхность пластинчатых пружин обеспечивают защиту от коррозийных измеряемых сред. Широкие соединительные отверстия или открытые соединительные фланцы, а также возможности по промывке делают пластинчатые пружины, особенно пригодными при работе с высоковязкими, загрязненными или кристаллизующимися веществами.


Манометры с коробчатой пружиной

Давление измеряемой среды воздействуют на внутреннюю сторону коробки, состоящей из двух кругообразных, гофрированных, герметично прилегающих друг к другу мембран. Возникающее под давлением поступательное движение пропорционально величине давления. Движение передается на шкалу с помощью стрелочного механизма. Манометры с коробчатой пружиной особенно пригодны для измерений давления газообразных сред. Защита от перегрузки возможна только в определенных границах. Для повышения чувствительности в манометре может устанавливаться ряд коробчатых пружин («пакет» коробчатых пружин).


Баровакуумметры – манометры абсолютного давления. Данные приборы используются для измерений давления независимо от колебаний атмосферного давления окружающей среды. В соответствии с различными сферами применения и диапазонами показаний, манометры для измерений абсолютного давления изготавливаются согласно принципам измерений и формам чувствительных элементов, которые применяются в манометрах для измерения относительного давления. Давление измеряемой среды определяется по отношению к базовому давлению, которое равняется абсолютному давлению с величиной 0 (=абсолютный вакуум). Это означает, что на стороне измерительного элемента, не соприкасающейся с измеряемой средой, должно присутствовать базовое давление. Присутствие базового давления при использовании соответствующей формы пружин достигается посредством вакуумирования и герметизации соответствующей измерительной камеры или облегающего корпуса. Передача движения измерительного элемента и индикация давления осуществляются аналогично выше описанным манометром относительного давления   


Дифференциальные манометры применяются для измерений разницы между двумя отдельными давлениями. Базовым давлением является то, которое присутствует на стороне, взятой за эталонную. В качестве чувствительных элементов используются пружины тех же форм, что и в манометрах относительного давления. Как правило, чувствительные элементы подвергаются воздействию давления с обеих сторон. Установленная таким образом разность давлений передается с помощью стрелочного механизма непосредственно на шкалу. Если измеряемые давления одинаковы, измеряемый элемент остается неподвижным и показания прибора отсутствуют. Измерение низких разностных давлений возможно даже при высоком статическом давлении. Защита от высоких перегрузок обеспечивается с помощью пластинчатых чувствительных элементов. При выборе манометра следует учитывать допустимое статическое (рабочее) давление, а также максимально допустимую перегрузку со стороны «+» и «-». Для преобразования деформации чувствительного элемента в показания стрелки используются принципы, аналогичные принципам действия манометров избыточного давления.
По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.


  • Образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов. Образцовые манометры имеют следующие классы точности:
    0,05; 0,2 — грузопоршневые манометры;
    0,16; 0,25; 0,4 — пружинные манометры.
  • Рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений. Рабочие манометры имеют классы точности 0,4; 06; 1; 1,5; 2,5; 4.

Манометры для измерения давления газа: типы, особенности конструкции и действия измерителей


Нередко появляется необходимость в измерении давления, создаваемого газом. Например, в баллонах, в газопроводах, в различных емкостях и сосудах. Для контроля и мониторинга показателей применяют манометры для измерения давления газа. Эти устройства служат в разных сферах жизнедеятельности, начиная от медицины, заканчивая тяжелой промышленностью.

Для того чтобы приобретение прибора оказалось не напрасным, а купленный манометр соответствовал требованиям производственных процессов, стоит ознакомиться с классификацией. Мы познакомим вас с разновидностями измерителей давления газа. Расскажем об их конструктивных особенностях и принципах действия.

Общая информация

Прибор для измерения давления газов или жидкостей в замкнутом пространстве называется манометром. Его принцип действия основан на равенстве измеряемого давления и силы упругости (деформации) трубчатой пружины (пружинный механизм). В некоторых моделях применяется чувствительная двухпластинчатая мембрана (мембранный тип). Один ее конец запаян в держатель, а другой через тягу взаимодействует с трибко-секторным механизмом, который преобразует перемещение элемента в круговое движение стрелки.

Измерители давления, несмотря на одинаковый принцип действия, применяются для различных условий эксплуатации и имеют разные схемы исполнения. Одни показывают величину давления жидкости, а другие работают только с газом. Некоторые из них применяются в контрольно-измерительной аппаратуре для определения точных показателей давления.

Физический смысл давления

Давление (Р) является физической величиной, которая равна силе (Fn), действующей перпендикулярно на единицу площади поверхности. Иными словами, величина давления в произвольном элементе поверхности определяется таким образом: отношение нормальной составляющей силы (dFn), которая действует на участок поверхности площадью dS. Соотношение имеет следующий вид: P = dFn / dS. Если необходимо вычислить среднее значение величины P, то следует воспользоваться формулой: Pср = F / S.

Единицей измерения является паскаль (Па). Международное обозначение — Pa. Для упрощения расчетов используются единицы измерений с приставками: 1 кПа = 1000 Па, 1 МПа = 1000 кПа = 1000000 Па и т. д. Физический смысл 1 Па: сила, равная 1 Н, равномерно распределена по нормальной поверхности, площадь которой равна 1 метру квадратному. Существуют и другие единицы измерения: бар, килограмм-сила на кв. см., техническая атмосфера, миллиметр ртутного столба, миллиметр и метр водяного столба.

Типы приборов

Приборы, которые измеряют величину избыточного давления и разрежение (ниже атмосферного), имеют определенные разновидности. Они классифицируются следующим образом:

  1. Манометры.
  2. Вакуумметры.
  3. Мановакуумметры.
  4. Напоромеры.
  5. Тягомеры.
  6. Тягонапоромеры.
  7. Барометры.
  8. Тонометры.

Отличие первой группы от всех заключается в диапазоне измерений. Он колеблется от 0,06 до 1000 МПа. Измеряется положительная разность между абсолютным и барометрическим значениями. Вакуумметры измеряют разрежение, т. е. величину ниже атмосферного давления. Третья группа приборов является комбинированной, поскольку измеряет избыточное и вакуумметрическое давление. В первом случае диапазон измерений находится в пределах от 60 до 240000 кПа.

Напоромеры — приборы для измерения величин, значения которых не превышают 40 кПа. Пятая группа измеряет низкие значения (до -40 кПа). Тягонапоромеры являются комбинированными устройствами, измеряющими давление в пределах от -40 кПа до 40 кПа. Барометры показывают величину атмосферного давления. Тонометры применяются в медицине для измерения значений кровяного давления человека.

Классификация манометров по конструкции осуществляется следующим образом: жидкостные, грузопоршневые и деформационные. Последний тип включает в свою конструкцию чувствительный элемент. Он представляет собой трубчатую пружину. В моделях с высоким классом точности применяется мембрана. Класс точности также влияет на классификацию приборов (чем меньше величина, тем он точнее): 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5 и 4.

Способ установки на трехходовой кран

Если планируется, что при проверке данных придется переводить прибор на атмосферное давление, то для этого, как правило, перед ним устанавливают трехходовой кран. Его и используют для подачи атмосферного воздуха. Кроме того, монтаж манометров с трехходовым краном и трубкой сифоном, допускает выполнение замены устройства без прекращения подачи рабочей среды. Кроме этого наличие такого крана позволяет выполнять разные работы тогда, когда прекращение ее работы не обязательно.

Виды манометров

Приборы делятся на определенные виды. Это зависит от функций, которые они выполняют, а также сферы применения. Их можно разделить таким образом:

  1. Общетехнические.
  2. Электроконтактные.
  3. Специальные.
  4. Самопишущие.
  5. Железнодорожные.
  6. Виброустойчивые.
  7. Судовые.
  8. Эталонные.
  9. Автомобильный.

Специалисты рекомендуют каждый из приборов применять только для целей и условий, указанных в руководстве по эксплуатации манометра. Невыполнение требований, указанных в документации, может привести к выходу измерителя из строя. Кроме того, в результате этого возможны грубые нарушения техники безопасности, которые приводят к несчастным случаям.

Общетехнические и электроконтактные

Общетехнические приборы используются для измерения в неагрессивных средах жидкостей, газов и паров. Они бывают радиальными и осевыми. Главным условием эксплуатации является следующее: любое вещество, которое находится в жидком и газообразном состояниях, не реагирующее со сплавами меди.

Электроконтактные приборы имеют, как правило, 2 электрических контакта. Первая группа соответствует минимальной величине давления, а вторая — максимальной. Контакты настраиваются на определенные значения. Принцип действия приборов довольно прост. При снижении величины давления на предельно допустимый уровень, который настраивается, происходит размыкание цепи. Таким же образом работает и верхняя граница.

Возможность замыкания и размыкания контактов можно отключить. Для этого следует установить значение низкой границы на 0, а высокой — на максимальное значение шкалы прибора. Они получили применение в промышленности. Можно использовать также сразу две границы, установив одну стрелку на минимальное значение, а другую — на предельно допустимую величину, на которую рассчитано оборудование.

Для использования одной границы следует установить минимальную в положение 0, а максимальный уровень на необходимое значение. Аналогично устанавливается только нижняя граница, но в этом случае нужно установить стрелку на нужное минимальное значение. Высокий предел поставить на максимальное значение.

Например, в угольной промышленности для охлаждения электродвигателя на конвейере применяется манометр для измерения давления воды. При понижении ее давления до определенного значения двигатель невозможно запустить, что помогает сохранить оборудование от перегрева. Кроме того, выставляется верхний предел. Это нужно для того, чтобы давление воды не вывело из строя систему охлаждения.

Манометры с электрическими контактами не применяются для точных измерений, поскольку стрелочный механизм при взаимодействии с одной из контактных групп показывает значения со значительной погрешностью. При загазованности пространства следует применять модели с взрывозащитой.

Специальные измерители

Специальные манометры делятся на три типа: кислородные, ацетиленовые и аммиачные. Первый тип должен монтироваться на обезжиренные трубы агрегатов, поскольку незначительное загрязнение может привести к взрыву прибора и другого электрооборудования. Они выпускаются в корпусах голубого цвета. На шкале прибора указывает маркировка химической формулы кислорода (O2).

Второй вид применяется в устройствах и механизмах для измерения показаний давления ацетилена. «Внутренняя начинка» измерителя содержит специальный металлический сплав, который не реагирует с газом. Необходимо отметить, что замена деталей на медные недопустима. При взаимодействии газа с медными сплавами может образоваться взрывоопасная ацетиленистая медь. Аммиачные приборы должны быть устойчивыми к коррозийным процессам, поскольку возможно повреждение корпуса с последующей утечкой газа.

Самопишущие регистраторы

Самопишущие регистраторы давления являются сложными электронными устройствами с пишущим механизмом, который состоит из специального пера и устройства подачи чернил. Во время работы прибора выполняется регистрация показаний давления в определенный промежуток времени в виде диаграммы.

Они обладают погрешностью, которая связана со скольжением пера по бумаге. Этот недостаток устранен в современных моделях. При этом применяется специальный порт для подключения струйного или лазерного принтера. Такое усовершенствование позволяет применять самопишущие манометры не только для контроля показания давления, но и для тестирования и точных измерений для разработки различного оборудования.

Железнодорожные и виброустойчивые

Существуют модели, которые применяются в условиях вибраций. Железнодорожные манометры применяются в аппаратуре контроля работы двигателя поездов. Наиболее распространенными моделями считаются МП-2 стрелочного и дискового типов. Манометр с вращающимся диском применяется для измерения Р в неагрессивных средах. Для удобного снятия показаний в состав устройств включена подсветка шкалы.

Диапазоны показаний приборов:

  1. Без диска: от 0 до 16 кгс / кв. см.
  2. С диском: от 0 до 10 кгс / кв. см.

Приборы обладают классами точности 1,5 и 2,5 и могут выдержать вибрации от 5 до 25 Гц с амплитудными значениями, равными 0,1 мм. Виброустойчивые приборы применяются в условиях эксплуатации при высоких значениях вибраций. Некоторые виды измерителей считаются устойчивыми к вибрациям и комбинированными. Например, манометры, которые устанавливаются на выходе мощных шахтных насосных установках.

Эталонные и судовые

Цифровые эталонные (образцовые) манометры применяются для измерения величины давления жидкостей и веществ, которые находятся в газообразном состоянии. Они отличаются высоким классом точности и оснащаются специальным цифровым дисплеем. На нем отображается текущая величина давления в системе, а также превышение номинального уровня (нормальных показателей). Эталонные манометры обладают некоторыми особенностями по сравнению с обыкновенными аналоговыми моделями:

  1. Проверкой и калибровкой других манометров.
  2. Применением в системах безопасности.
  3. Возможностью сохранения показаний.
  4. Выявлением пиковых уровней и помещением этих значений в память.

Очень часто предприятия отправляют измерители давления в метрологические организации для выявления дефектов приборов и их калибровки. Это очень важно, поскольку существенно влияет на сроки эксплуатации оборудования и предупреждение несчастных случаев. Кроме того, эталонные манометры выявляют утечку газов и жидкостей. Если на предприятии установлены такие приборы, то это позволяет существенно снизить появление нештатных ситуаций.

Образцовые манометры эксплуатируются на любых объектах коммунального комплекса, заводах, газопроводах, предприятиях угледобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностях. Кроме того, они являются универсальными, поскольку применяются для работы с жидкостями, газами и парами. Их можно применять в агрессивных и неагрессивных средах. Корпус является герметичным, и надежно защищен от попадания жидкостей, пыли и грязи.

Судовые приборы применяются для эксплуатации на речном и морском видах транспорта. Они устойчивы к вибрациям и агрессивным средам. Достигается это при помощи герметичного корпуса и виброзащиты.

Автомобильная разновидность

Основное предназначение автомобильных манометров — измерение давления воздуха внутри шин автотранспорта. В некоторых моделях машин они включены в стандартную комплектацию. Приборы бывают двух типов: аналоговые (механические) и цифровые. Первые имеют цифровую шкалу со стрелочным указателем. Они считаются более надежными, чем цифровые. Приборы имеют некоторую особенность: при приближении уровня давления к верхней границе его погрешность увеличивается.

Цифровой манометр оснащен жидкокристаллическим дисплеем, на который выводится результат измерения. Измеритель обладает большим классом точности, чем аналоговый. Существенным недостатком приборов этого типа считается наличие источника питания (постоянно нужно иметь запасные батарейки или аккумуляторы). Кроме того, любой тип автомобильного манометра нельзя протирать салфеткой, поскольку это увеличивает погрешность измерений.

Проверка давления исходя из расхода воды

Второй способ определения давления заключается в выполнении расчетов с использованием данных о количестве воды, вытекающей из крана. Помимо этих данных, также потребуется:

  • Узнать конфигурацию трубопровода и определить, из какого материала он изготовлен;
  • Рассчитать диаметр трубы;
  • Определить интенсивность вытекания жидкости;
  • Определить степень открытия крана.

Определить приблизительное давление можно уже после выполненной операции, однако полученные результаты будут очень неточными. Ведь в любом случае банка будет полностью заполнена менее, чем за 10 секунд, из-за чего полученная величина давления будет значительно меньше, чем по регламенту. Тем не менее, отталкиваться всегда нужно от того, что 3-литровая емкость будет полностью заполняться водой за 7 и менее секунд. В таком случае давление внутри трубопровода будет наиболее приближенным к регламентированному.

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления или разности давлений давлением столба жидкости. Они имеют простое устройство и высокую точность измерения, широко применяются как лабораторные и поверочные приборы. Жидкостные манометры подразделяются на: U-образные, колокольные и кольцевые.

U-образные. Принцип действия основан на законе сообщающихся сосудов. Они бывают двухтрубные (1) и чашечные однотрубные(2).

1) представляют собой стеклянную трубку 1, укрепленную на плате 3 со шкалой и залитую запорной жидкостью 2. Разность уровней в коленах пропорциональна измеряемому перепаду давления. «-»1.ряд погрешностей: вследствие неточности отсчета положения мениска, изменения Т окруж. среды, явлений капиллярности (устраняется введением поправок). 2. необходимость двух отсчетов, что приводит к увеличению погрешности.

2) предст. собой модификацию двухтрубных, но одно колено заменено на широкий сосуд (чашечку). Под действием избыточного давления уровень жидкости в сосуде снижается, а в трубке повышается.

Поплавковые U-образные дифманометры по принципу действия подобны чашечным, но для измерения давления в них используют перемещение поплавка, помещенного в чашку, при изменении уровня жидкости. По средством передаточного устройства перемещение поплавка преобразуется в перемещение показывающей стрелки. «+» широкий предел измерения.

Колокольные манометры. Используются для измерения перепадов давления и разряжений.

В этом приборе колокол 1, подвешенный на пос-

тоянно растянутой пружине 2, частично погружен в разделительную жидкость 3, налитую в сосуд 4.При Р1=Р2 колокол прибора будет находиться в равновесии. При возникновении разности давлений равновесии нарушит-ся и появиться подъемная сила, кот. будет перемещать колокол. При перемещении колокола пружина сжимается.

Кольцевые манометры. Применяются для измерения разности давления, а также небольших давлений и разряжений. Действие основано на принципе «кольцевых весов».

Рекомендации по выбору

Все модели манометров изготавливаются по определенным государственным стандартам. Следовательно, они являются взаимозаменяемыми. Выбор манометра для отдельного измерения или изготовления манометрических систем необходимо осуществлять по его техническим характеристикам и условиям эксплуатации. Следует обратить внимание на такие характеристики приборов:

  1. Габариты и масса.
  2. Диапазон измерений (максимальная величина).
  3. Вид.
  4. Класс точности.
  5. Степень защиты.
  6. Устойчивость к вибрациям.
  7. Срок службы.
  8. Среда эксплуатации.
  9. Диапазон рабочих температур.
  10. Резьба.

Перед выбором прибора-измерителя следует определить его основные функции в какой-либо системе. Например, нет смысла переплачивать деньги за образцовый манометр для измерения давления в шинах или использования в масляных станциях.

Таким образом, для выбора манометра следует руководствоваться его основными техническими характеристиками и условиями эксплуатации в различных системах. Очень важно придерживаться основных критериев, поскольку это позволит избежать различных неблагоприятных ситуаций.

32.Многоконтурные аср

Многоконтурные АСР обычно используют в тех случаях когда одноконтурный АСР даже с п-регулятором не позволяют получить требуемого кач-ва регулирования (чаще всего это объекты обладающие большим временем запаздывания). Широкое распространение в пищевой промышленности получили каскадные АСР, кот. также относятся к многоконтурным АСР. Каскадные обычно используют в тех случаях, когда наряду с основным технологическим параметром У, можно найти вспомогательный Уштрих, кот. также зависит от основного возмущаещего воздействия, но имеет меньшее время запаздывания.

Часто при решении задач в области физики приходится сталкиваться с такими приборами, как манометры. Но что такое манометр, как он работает и какие виды бывают? Об этом и поговорим сегодня.

Термопроводность

Термопроводные манометры основываются на уменьшении теплопроводности газа с давлением. В таких манометрах встроена нить накала, которая нагревается при пропускании через неё тока. Термопара или датчик определения температуры через сопротивление (ДОТС) могут быть использованы для измерения температуры нити накала. Эта температура зависит от скорости с которой нить накала отдаёт тепло окружающему газу и, таким образом, от термопроводности. Часто используется манометр Пирани, в котором используется единственная нить накала из платины одновременно как нагревательный элемент и как ДОТС. Эти манометры дают точные показания в интервале между 10 и 10−3 мм рт. ст., но они довольно чувствительны к химическому составу измеряемых газов.

Две нити накаливания

Одна проволочная катушка используется в качестве нагревателя, другая же используется для измерения температуры через конвекцию.

Манометр Пирани (oдна нить)

Манометр Пирани состоит из металлической проволоки, открытой к измеряемому давлению. Проволока нагревается протекающим через неё током и охлаждается окружающим газом. При уменьшении давления газа, охлаждающий эффект тоже уменьшается и равновесная температура проволоки увеличивается. Сопротивление проволоки является функцией температуры: измеряя напряжение через проволоку и текущий через неё ток, сопротивление (и таким образом давление газа) может быть определено. Этот тип манометра был впервые сконструирован Марчелло Пирани.

Термопарный и термисторный манометры работают похожим образом. Отличие же в том, что термопара и термистор используются для измерения температуры нити накаливания.

Измерительный диапазон: 10−3 — 10 мм рт. ст. (грубо 10−1 — 1000 Па)

Ионизационный манометр

Ионизационные манометры — наиболее чувствительные измерительные приборы для очень низких давлений. Они измеряют давление косвенно через измерение ионов образующихся при бомбардировке газа электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше ионов будет образовано. Калибрирование ионного манометра — нестабильно и зависит от природы измеряемых газов, которая не всегда известна. Они могут быть откалибрированы через сравнение с показаниями манометра Мак Леода, которые значительно более стабильны и независимы от химии.

Термоэлектроны соударяются с атомами газа и генерируют ионы. Ионы притягиваются к электроду под подходящим напряжением, известным как коллектор. Ток в коллекторе пропорционален скорости ионизации, которая является функцией давления в системе. Таким образом, измерение тока коллектора позволяет определить давление газа. Имеется несколько подтипов ионизационных манометров.

Измерительный диапазон: 10−10 — 10−3 мм рт. ст. (грубо 10−8 — 10−1 Па)

Большинство ионных манометров делятся на два вида: горячий катод и холодный катод. Третий вид — это манометр с вращающимся ротором более чувствителен и дорог, чем первые два и здесь не обсуждается. В случае горячего катода электрически нагреваемая нить накала создаёт электронный луч. Электроны проходят через манометр и ионизируют молекулы газа вокруг себя. Образующиеся ионы собираются на отрицательно заряженном электроде. Ток зависит от числа ионов, которое, в свою очередь, зависит от давления газа. Манометры с горячим катодом аккуратно измеряют давление в диапазоне 10−3 мм рт. ст. до 10−10 мм рт. ст. Принцип манометра с холодным катодом тот же, исключая, что электроны образуются в разряде созданным высоковольтным электрическим разрядом. Манометры с холодным катодом аккуратно измеряют давление в диапазоне 10−2 мм рт. ст. до 10−9 мм рт. ст. Калибрирование ионизационных манометров очень чувствительно к конструкционной геометрии, химическому составу измеряемых газов, коррозии и поверхностным напылениям. Их калибровка может стать непригодной при включении при атмосферном и очень низком давлении. Состав вакуума при низких давлениях обычно непредсказуем, поэтому масс-спектрометр должен быть использован одновременно с ионизационным манометром для точных измерений.

Горячий катод

Ионизационный манометр с горячим катодом Баярда-Алперта обычно состоит из трёх электродов работающих в режиме триода, где катодом является нить накала. Три электрода — это коллектор, нить накала и сетка. Ток коллектора измеряется в пикоамперах электрометром. Разность потенциалов между нитью накала и землёй обычно составляет 30 В, в то время как напряжение сетки под постоянным напражением — 180—210 вольт, если нет опционоальной электронной бомбардировки, через нагрев сетки, которая может иметь высокий потенциал приблизительно 565 Вольт. Наиболее распространённый ионный манометр — это горячим катодом Баярда-Алперта с маленьким ионным коллектором внутри сетки. Стеклянный кожух с отверстием к вакууму может окружать электроды, но обычно он не используется и манометр встраивается в вакуумный прибор напрямую и контакты выводятся через керамическую плату в стене вакуумного устройства. Ионизационные манометры с горячим катодом могут быть повреждены или потерять калибровку если они включаются при атмосферном давлении или даже при низком вакууме. Измерения ионизационных манометров с горячим катодом всегда логарифмичны.

Электроны испущенные нитью накала движутся несколько раз в прямом и обратном направлении вокруг сетки пока не попадут на неё. При этих движениях, часть электронов сталкивается с молекулами газа и формирует электрон-ионные пары (электронная ионизация). Число таких ионов пропорционально плотности молекул газа умноженной на термоэлектронный ток, и эти ионы летят на коллектор, формируя ионный ток. Так как плотность молекул газа пропорциональна давлению, давление оценивается через измерение ионного тока.

Чувствительность к низкому давлению манометров с горячим катодом ограничена фотоэлектрическим эффектом. Электроны, ударяющие в сетку, производят рентгеновские лучи, которые производят фотоэлектрический шум в ионном коллекторе. Это ограничивает диапазон старых манометров с горячим катодом до 10−8 мм рт. ст. и Баярда-Алперта приблизительно к 10−10 мм рт. ст. Дополнительные провода под потенциалом катода в луче обзора между ионным коллектором и сеткой предотвращают этот эффект. В типе извлечения ионы притягиваются не проводом, а открытым конусом. Поскольку ионы не могут решить, какую часть конуса ударить, они проходят через отверстие и формируют ионный луч. Этот луч иона может быть передан нa кружку Фарадея.

Холодный катод

Существует два вида манометров с холодным катодом: манометр Пеннинга (введённый Максом Пеннингом), и инвертированный магнетрон. Главное различие между ними состоит в положении анода относительно катода. Ни у одного из них нет нити накаливания, и каждому из них требуется напряжение до 0,4 кВ для функционирования. Инвертированные магнетроны могут измерять давления до 10−12 мм рт. ст.

Такие манометры не могут работать если ионы, генерируемые катодом рекомбинируют прежде, чем они достигнут анод. Если средняя длина свободного пробега газа меньше, чем размеры манометра, тогда ток на электроде исчезнет. Практическая верхняя граница измеряемого давления манометра Пеннинга 10−3 мм рт. ст.

Точно так же манометры с холодным катодом могут не включиться при очень низких давлениях, так как почти полное отсутствие газа мешает устанавливать электродный ток — особенно в манометре Пеннинга, который использует вспомогательное симметричное магнитное поле, чтобы создать траектории ионов порядка метров. В окружающем воздухе подходящие ионые пары формируются посредством воздействия космической радиации; в манометре Пеннинга приняты меры, чтобы облегчить установку пути разряда. Например, электрод в манометре Пеннинга обычно точно сужается, для облегчения полевой эмиссии электронов.

Циклы обслуживания манометров с холодным катодом вообще измеряются годами, в зависимости от газового типа и давления, в котором они работают. Используя манометр с холодным катодом в газах с существенными органическими компонентами, такими как остатки масла насоса, может привести к росту тонких углеродистых плёнок в пределах манометра, которые в конечном счете замыкают электроды манометра, или препятствуют гереации пути разряда.

Содержание

  • 1 Описание манометра
  • 2 Разновидности
  • 3 Типы манометров
  • 4 Виды манометров
  • 5 Манометр с трубкой Бурдона 5.1 Принцип работы.
  • 5.2 Температурная шкала.
  • 5.3 Диапазоны измерения.
  • 5.4 Заполняющая жидкость.
  • 5.5 Контакты.
  • 6 Термопроводность
      6.1 Две нити накаливания.
  • 6.2 Манометр Пирани (oдна нить).
  • 6.3 Ионизационный манометр.
  • 6.4 Горячий катод.
  • 6.5 Холодный катод.
  • 7 Применение манометров
  • 8 Цветовая маркировка
  • 9 См. также
  • 10 Примечания
  • 11 Ссылки
  • Подготовка к измерению АД

    Чтобы точно померить систолическое и диастолическое (верхнее и нижнее) давление, необходимо иметь определенные навыки. Немаловажное значение имеет и специальная подготовка. Врачи рекомендуют придерживаться таких правил:

    1. Минимум за 1 час до измерения давления следует отказаться от курения, употребления спиртного и продуктов с содержанием кофеина. Также стоит воздержаться от физических нагрузок;
    2. Не стоит выполнять измерение, если хочется в туалет. Переполненный мочевой пузырь может увеличить показатели приблизительно на 10 пунктов.
    3. Мерить давление следует в комфортной обстановке. Это стоит делать при комнатной температуре.
    4. Измерение стоит проводить в сидячем положении. При этом пациент должен как минимум за 5 минут до манипуляций расслабиться и находиться в спокойном состоянии.
    5. Руку, на которую планируется надевать манжету, следует поставить так, чтобы локоть был расположен на уровне сердца.
    6. Важно хорошо расслабить руку.
    7. Во время процедуры запрещено говорить или двигаться.
    8. При необходимости выполнения нескольких измерений между ними стоит сделать перерыв 3-5 минут. Благодаря этому давление в сосудах после сжимания манжетой нормализуется.


    При наличии отклонений в работе сердца и сосудов мерить с помощью ручного тонометра давление следует регулярно. В домашних условиях рекомендуется придерживаться такого графика:

    1. Утром. Первое измерение выполняют спустя 1 час после пробуждения. Важно учитывать, что перед этим запрещено принимать горячий душ, употреблять кофе, спиртные напитки и тяжелую пищу.
    2. Вечером. Второй раз измерение выполняют вечером. Это позволяет сравнить полученные значения.
    3. По самочувствию. Дополнительные измерения следует проводить, ориентируясь на состояние здоровья человека. Основанием могут стать такие симптомы, как головокружение или головная боль.

    Важно: При отсутствии жалоб у человека измерение давления следует осуществлять не чаще 1 раза в 2 суток. При более частом проведении процедуры есть риск появления высокой ломкости сосудов. Также существует вероятность появления отечности и застоя лимфы.

    Что в итоге?

    Явных проколов наши испытания не выявили. Это хорошее подтверждение тому, что не надо покупать откровенно сувенирные побрякушки, от которых мы сразу и отказались.

    Какой манометр предпочесть — механический или электронный? Электронные сразу выдают результат, не требуя от владельца умения ориентироваться в хитросплетениях малогабаритных шкал, проградуированных в разных единицах измерения. Подсветка для них также не проблема. Правда, батарейки могут разрядиться в самый неподходящий момент, ведь манометр обречен валяться в недрах багажника. Но больше других нам приглянулся AirLine APR-МD‑06: удобный, симпатичный, не врет. Только не забывайте вовремя менять источник питания.

    Распространенные ошибки


    Ниже приведен перечень самых распространенных ошибок, которые могут привести к неправильному результату после измерения АД, а в следствие – к ошибочному диагнозу:

    1. Неправильная подготовка к измерению АД. Очень важно не нагружать организм физическими нагрузками перед процедурой (включая быстрые пешие прогулки и легкую пробежку).
    2. Закатывание рукавов. В этом случае завернутая ткань сдавливает руку, перекрывая естественное кровообращение, что приведет к неверному результату. Лучшим решением будет заранее надеть футболку или кофту с короткими рукавами. Но если вы уже пришли в медицинское учреждение с длинным рукавом, то можно просто вытащить руку из него.
    3. Манжета неподходящего размера. Важно, чтобы размер манжеты тонометра совпадал с обхватом вашей руки. При измерении АД она должна плотно облегать руку и не соскальзывать.
    4. Расположение руки. Ваша рука должна находиться на горизонтальной поверхности, примерно на одном уровне с сердцем. Недопустимо, чтобы она свисала или напрягалась. Это даст ложный результат.

    Надеемся, что данная информация поможет вам разобраться с вопросом о том, как измерить давление механическим тонометром. Достаточно несколько раз провести процедуру самостоятельно или применить полученные теоретические знания на вашем близком человеке. У вас все получится!

    Специальные

    Эта категория приборов используется в разных отраслях промышленности для измерения давления таких газов, как аммиак, водород, кислород, ацетилен и т.д. Чаще всего измерение манометром специальным возможно только одного типа газа. Для каждого такого манометра указывается для измерения давления которого он предназначается. Также и сам манометр окрашивается в определенный цвет, соответствующий цвету газа, для которого этот прибор предназначен. В обозначении прибора также применяется определенная литера. К примеру, аммиачные манометры всегда окрашиваются в желтый цвет, обозначаются литерой A и имеют коррозионостойкое исполнение.

    Существуют специальные виброустойчивые приборы, которые работают в условиях большого пульсирующего давления окружающей среды и сильных вибраций. Если в таких условиях использовать обычный манометр, то долго он не прослужит, т.к. передаточный механизм быстро выйдет из строя. Основной критерий виброустойчивого манометра — это герметичность и коррозионностойкая сталь корпуса.

    Монометры

     

    Классификация приборов давления

    В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:
    • Манометры – для измерения избыточного давления.
    • Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума).
    • Мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений.
    • Барометры – для измерения атмосферного давления.
    • Баровакуумметры – для измерения абсолютного давления.
    • Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений.

    По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на жидкостные, пружинные, грузопоршневые и с дистанционной передачей показаний.

    Приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровненя жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, дифманометры и др.

    Пружинными приборами называются приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. К этой группе относятся разнообразные приборы, отличающиеся по виду пружин (мембраны, сильфоны, манометрические трубки). Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике.
    Грузопоршневыми приборами называются приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень.
    К приборам с дистанционной передачей показаний относятся приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.
    По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.
    • Образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов. Образцовые манометры имеют следующие классы точности: 0,05; 0,2 — грузопоршневые манометры; 0,16; 0,25; 0,4 — пружинные манометры.
    • Рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений. Рабочие манометры имеют классы точности 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4.

     

    Манометр — виды, принцип действия и характеристики

    В некоторых случаях следует измерить давление жидкости или газообразного вещества. Для этой цели применяется измерительный прибор, который называется манометром. Очень важным аспектом является его правильный выбор, поскольку каждая модель обладает различными техническими характеристиками. Этот фактор следует учитывать.

    Общая информация

    Прибор для измерения давления газов или жидкостей в замкнутом пространстве называется манометром. Его принцип действия основан на равенстве измеряемого давления и силы упругости (деформации) трубчатой пружины (пружинный механизм). В некоторых моделях применяется чувствительная двухпластинчатая мембрана (мембранный тип). Один ее конец запаян в держатель, а другой через тягу взаимодействует с трибко-секторным механизмом, который преобразует перемещение элемента в круговое движение стрелки.

    Измерители давления, несмотря на одинаковый принцип действия, применяются для различных условий эксплуатации и имеют разные схемы исполнения. Одни показывают величину давления жидкости, а другие работают только с газом. Некоторые из них применяются в контрольно-измерительной аппаратуре для определения точных показателей давления.

    Физический смысл давления

    Давление (Р) является физической величиной, которая равна силе (Fn), действующей перпендикулярно на единицу площади поверхности. Иными словами, величина давления в произвольном элементе поверхности определяется таким образом: отношение нормальной составляющей силы (dFn), которая действует на участок поверхности площадью dS. Соотношение имеет следующий вид: P = dFn / dS. Если необходимо вычислить среднее значение величины P, то следует воспользоваться формулой: Pср = F / S.

    Единицей измерения является паскаль (Па). Международное обозначение — Pa. Для упрощения расчетов используются единицы измерений с приставками: 1 кПа = 1000 Па, 1 МПа = 1000 кПа = 1000000 Па и т. д. Физический смысл 1 Па: сила, равная 1 Н, равномерно распределена по нормальной поверхности, площадь которой равна 1 метру квадратному. Существуют и другие единицы измерения: бар, килограмм-сила на кв. см., техническая атмосфера, миллиметр ртутного столба, миллиметр и метр водяного столба.

    Типы приборов

    Приборы, которые измеряют величину избыточного давления и разрежение (ниже атмосферного), имеют определенные разновидности. Они классифицируются следующим образом:

  • Манометры.
  • Вакуумметры.
  • Мановакуумметры.
  • Напоромеры.
  • Тягомеры.
  • Тягонапоромеры.
  • Барометры.
  • Тонометры.
  • Отличие первой группы от всех заключается в диапазоне измерений. Он колеблется от 0,06 до 1000 МПа. Измеряется положительная разность между абсолютным и барометрическим значениями. Вакуумметры измеряют разрежение, т. е. величину ниже атмосферного давления. Третья группа приборов является комбинированной, поскольку измеряет избыточное и вакуумметрическое давление. В первом случае диапазон измерений находится в пределах от 60 до 240000 кПа.

    Напоромеры — приборы для измерения величин, значения которых не превышают 40 кПа. Пятая группа измеряет низкие значения (до -40 кПа). Тягонапоромеры являются комбинированными устройствами, измеряющими давление в пределах от -40 кПа до 40 кПа. Барометры показывают величину атмосферного давления. Тонометры применяются в медицине для измерения значений кровяного давления человека.

    Классификация манометров по конструкции осуществляется следующим образом: жидкостные, грузопоршневые и деформационные. Последний тип включает в свою конструкцию чувствительный элемент. Он представляет собой трубчатую пружину. В моделях с высоким классом точности применяется мембрана. Класс точности также влияет на классификацию приборов (чем меньше величина, тем он точнее): 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5 и 4.

    Виды манометров

    Приборы делятся на определенные виды. Это зависит от функций, которые они выполняют, а также сферы применения. Их можно разделить таким образом:

  • Общетехнические.
  • Электроконтактные.
  • Специальные.
  • Самопишущие.
  • Железнодорожные.
  • Виброустойчивые.
  • Судовые.
  • Эталонные.
  • Автомобильный.
  • Специалисты рекомендуют каждый из приборов применять только для целей и условий, указанных в руководстве по эксплуатации манометра. Невыполнение требований, указанных в документации, может привести к выходу измерителя из строя. Кроме того, в результате этого возможны грубые нарушения техники безопасности, которые приводят к несчастным случаям.

    Общетехнические и электроконтактные

    Общетехнические приборы используются для измерения в неагрессивных средах жидкостей, газов и паров. Они бывают радиальными и осевыми. Главным условием эксплуатации является следующее: любое вещество, которое находится в жидком и газообразном состояниях, не реагирующее со сплавами меди.

    Электроконтактные приборы имеют, как правило, 2 электрических контакта. Первая группа соответствует минимальной величине давления, а вторая — максимальной. Контакты настраиваются на определенные значения. Принцип действия приборов довольно прост. При снижении величины давления на предельно допустимый уровень, который настраивается, происходит размыкание цепи. Таким же образом работает и верхняя граница.

    Возможность замыкания и размыкания контактов можно отключить. Для этого следует установить значение низкой границы на 0, а высокой — на максимальное значение шкалы прибора. Они получили применение в промышленности. Можно использовать также сразу две границы, установив одну стрелку на минимальное значение, а другую — на предельно допустимую величину, на которую рассчитано оборудование.

    Для использования одной границы следует установить минимальную в положение 0, а максимальный уровень на необходимое значение. Аналогично устанавливается только нижняя граница, но в этом случае нужно установить стрелку на нужное минимальное значение. Высокий предел поставить на максимальное значение.

    Например, в угольной промышленности для охлаждения электродвигателя на конвейере применяется манометр для измерения давления воды. При понижении ее давления до определенного значения двигатель невозможно запустить, что помогает сохранить оборудование от перегрева. Кроме того, выставляется верхний предел. Это нужно для того, чтобы давление воды не вывело из строя систему охлаждения.

    Манометры с электрическими контактами не применяются для точных измерений, поскольку стрелочный механизм при взаимодействии с одной из контактных групп показывает значения со значительной погрешностью. При загазованности пространства следует применять модели с взрывозащитой.

    Специальные измерители

    Специальные манометры делятся на три типа: кислородные, ацетиленовые и аммиачные. Первый тип должен монтироваться на обезжиренные трубы агрегатов, поскольку незначительное загрязнение может привести к взрыву прибора и другого электрооборудования. Они выпускаются в корпусах голубого цвета. На шкале прибора указывает маркировка химической формулы кислорода (O2).

    Второй вид применяется в устройствах и механизмах для измерения показаний давления ацетилена. «Внутренняя начинка» измерителя содержит специальный металлический сплав, который не реагирует с газом. Необходимо отметить, что замена деталей на медные недопустима. При взаимодействии газа с медными сплавами может образоваться взрывоопасная ацетиленистая медь. Аммиачные приборы должны быть устойчивыми к коррозийным процессам, поскольку возможно повреждение корпуса с последующей утечкой газа.

    Самопишущие регистраторы

    Самопишущие регистраторы давления являются сложными электронными устройствами с пишущим механизмом, который состоит из специального пера и устройства подачи чернил. Во время работы прибора выполняется регистрация показаний давления в определенный промежуток времени в виде диаграммы.

    Они обладают погрешностью, которая связана со скольжением пера по бумаге. Этот недостаток устранен в современных моделях. При этом применяется специальный порт для подключения струйного или лазерного принтера. Такое усовершенствование позволяет применять самопишущие манометры не только для контроля показания давления, но и для тестирования и точных измерений для разработки различного оборудования.

    Железнодорожные и виброустойчивые

    Существуют модели, которые применяются в условиях вибраций. Железнодорожные манометры применяются в аппаратуре контроля работы двигателя поездов. Наиболее распространенными моделями считаются МП-2 стрелочного и дискового типов. Манометр с вращающимся диском применяется для измерения Р в неагрессивных средах. Для удобного снятия показаний в состав устройств включена подсветка шкалы.

    Диапазоны показаний приборов:

  • Без диска: от 0 до 16 кгс / кв. см.
  • С диском: от 0 до 10 кгс / кв. см.
  • Приборы обладают классами точности 1,5 и 2,5 и могут выдержать вибрации от 5 до 25 Гц с амплитудными значениями, равными 0,1 мм. Виброустойчивые приборы применяются в условиях эксплуатации при высоких значениях вибраций. Некоторые виды измерителей считаются устойчивыми к вибрациям и комбинированными. Например, манометры, которые устанавливаются на выходе мощных шахтных насосных установках.

    Эталонные и судовые

    Цифровые эталонные (образцовые) манометры применяются для измерения величины давления жидкостей и веществ, которые находятся в газообразном состоянии. Они отличаются высоким классом точности и оснащаются специальным цифровым дисплеем. На нем отображается текущая величина давления в системе, а также превышение номинального уровня (нормальных показателей). Эталонные манометры обладают некоторыми особенностями по сравнению с обыкновенными аналоговыми моделями:

  • Проверкой и калибровкой других манометров.
  • Применением в системах безопасности.
  • Возможностью сохранения показаний.
  • Выявлением пиковых уровней и помещением этих значений в память.
  • Очень часто предприятия отправляют измерители давления в метрологические организации для выявления дефектов приборов и их калибровки. Это очень важно, поскольку существенно влияет на сроки эксплуатации оборудования и предупреждение несчастных случаев. Кроме того, эталонные манометры выявляют утечку газов и жидкостей. Если на предприятии установлены такие приборы, то это позволяет существенно снизить появление нештатных ситуаций.

    Образцовые манометры эксплуатируются на любых объектах коммунального комплекса, заводах, газопроводах, предприятиях угледобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностях. Кроме того, они являются универсальными, поскольку применяются для работы с жидкостями, газами и парами. Их можно применять в агрессивных и неагрессивных средах. Корпус является герметичным, и надежно защищен от попадания жидкостей, пыли и грязи.

    Судовые приборы применяются для эксплуатации на речном и морском видах транспорта. Они устойчивы к вибрациям и агрессивным средам. Достигается это при помощи герметичного корпуса и виброзащиты.

    Автомобильная разновидность

    Основное предназначение автомобильных манометров — измерение давления воздуха внутри шин автотранспорта. В некоторых моделях машин они включены в стандартную комплектацию. Приборы бывают двух типов: аналоговые (механические) и цифровые. Первые имеют цифровую шкалу со стрелочным указателем. Они считаются более надежными, чем цифровые. Приборы имеют некоторую особенность: при приближении уровня давления к верхней границе его погрешность увеличивается.

    Цифровой манометр оснащен жидкокристаллическим дисплеем, на который выводится результат измерения. Измеритель обладает большим классом точности, чем аналоговый. Существенным недостатком приборов этого типа считается наличие источника питания (постоянно нужно иметь запасные батарейки или аккумуляторы). Кроме того, любой тип автомобильного манометра нельзя протирать салфеткой, поскольку это увеличивает погрешность измерений.

    Рекомендации по выбору

    Все модели манометров изготавливаются по определенным государственным стандартам. Следовательно, они являются взаимозаменяемыми. Выбор манометра для отдельного измерения или изготовления манометрических систем необходимо осуществлять по его техническим характеристикам и условиям эксплуатации. Следует обратить внимание на такие характеристики приборов:

  • Габариты и масса.
  • Диапазон измерений (максимальная величина).
  • Вид.
  • Класс точности.
  • Степень защиты.
  • Устойчивость к вибрациям.
  • Срок службы.
  • Среда эксплуатации.
  • Диапазон рабочих температур.
  • Резьба.
  • Перед выбором прибора-измерителя следует определить его основные функции в какой-либо системе. Например, нет смысла переплачивать деньги за образцовый манометр для измерения давления в шинах или использования в масляных станциях.

    Таким образом, для выбора манометра следует руководствоваться его основными техническими характеристиками и условиями эксплуатации в различных системах. Очень важно придерживаться основных критериев, поскольку это позволит избежать различных неблагоприятных ситуаций.

    Предыдущая

    ФизикаФотоэффект — уравнение и формула Эйнштейна, применение

    Следующая

    ФизикаЗакон Гука — определение, формула и примеры применения

    Анализ промышленных манометров — Общество

    1. Приборы измерения и регулирования давления. Назначение
    Давление (р) — физическая скалярная величина, измеряемая отношением силы, действующей перпендикулярно площади поверхности, к площади этой поверхности.
    Абсолютное давление — это давление, измеренное относительно абсолютного нуля давлений или, иначе говоря, абсолютного вакуума.
    Относительное давление (в компрессорной технике — избыточное) — это давление, измеренное относительно земной атмосферы.
    Приборы для измерения полных давлений называют манометрами, если речь идет о малых давлениях, употребляется также термин вакуумметры, они предназначены для измерения:
    — абсолютного давления;
    — избыточного (относительного) давления;
    — разности давлений;
    — вакуумметрического давления.
    В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:
    Манометры — для измерения избыточного давления.
    Манометр абсолютного давления — для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля.
    Мановакуумметры — для измерения вакуумметрического и избыточного давлений.
    Вакуумметры — для измерения вакуумметрического давления (вакуума).
    Барометры — для измерения атмосферного давления.
    Баровакуумметры — для измерения абсолютного давления.
    Дифференциальные манометры — для измерения разности давлений.
    За единицу давления в Международной системе принимается паскаль (1 Па). 1 Па — давление, производимое силой 1 Н, действующей на поверхность площадью 1 м2 перпендикулярно этой поверхности (приложение 1)
    Используются также другие внесистемные единицы давления: 1 ат, 1 мм рт. ст. 1 мм рт. ст. — давление, оказываемое столбом ртути высотой 1 мм. 1 ат — давление воздушного столба на уровне моря (760 мм рт. ст.). Соотношение между этими единицами приведены в табл. 1

    Значение давления может отсчитываться от 0 (абсолютное давление) или от атмосферного (избыточное давление). Если давление измеряется в технических атмосферах, то абсолютное давление обозначается как ата, а избыточное — как ати, например, 9 ата, 8 ати.
    Единицы измерения производительности по газу
    Производительность компрессоров измеряется как объем сжимаемого газа за единицу времени. Основная применяемая единица — метр кубический в минуту (м3/мин.). Используемые единицы — л/мин. Производительность приводят, как правило, либо для условий (давление и температура газа) всасывания, либо для нормальных условий (давление 1 атм., температура 20 С). В последнем случае перед единицей объема ставят букву «н» (например, 5 нм3/мин). В англоязычных странах в качестве единицы производительности используют кубический фут в минуту (cubic foot per minute или CFM). 1 CFM = 28,3168 л/мин. = 0,02832 м3/мин. 1 м3/мин =35,314 CFM.
    Соотношение между этими единицами приведены в табл. 2
    Таблица соотношений единиц измерения производительности:


    Приборы для измерения и регулирования давления можно подразделить на:
    — приборы для измерения и регулирования высокого давления;
    — приборы для измерения и регулирования низкого давления.
    Высокое давление — это давление более 1 атм.
    Низкое давление — это давление не превышающие 1 атм.
    Диапазон низких давлений подразделяется на низкий, средний, высокий и сверхвысокий вакуум.( рис. 1)

    По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на жидкостные, пружинные, грузопоршневые и с дистанционной передачей показаний.
    Приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровней жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, дифманометры и др.
    Деформационными (пружинными) приборами называются приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. К этой группе относятся разнообразные приборы, отличающиеся по виду пружин (мембраны, сильфоны, манометрические трубки). Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике.
    Типы пружинных приборов давления:
    Пружинно-поршневые;
    Пружинно-мембранные;
    Пружинно-колокольные;
    Пружинно-сильфонные.
    Грузопоршневыми приборами называются приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень.
    К приборам с дистанционной передачей показаний относятся приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.
    По способу измерения давления приборы делятся на:
    — механические;
    — электронные.
    На сегодняшний день насчитывается около 100 механических приборов измерения и регулирования давления, полный список приборов приведен в приложении 2.
    По принципу регистрации всю группу манометров делят:
    — на манометры прямого действия;
    — на манометры косвенного действия.
    Жидкостные, компрессорные и деформационные манометры относятся к манометрам прямого действия. Они непосредственно измеряют давление газа. Их показания принципиально не зависят от состава газа и лишь опосредованно могут зависеть от температуры. Манометры косвенного действия измеряют не само давление, а некоторую его функцию. Их показания зависят от рода газа и его температуры.
    Классы точности
    По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.
    Образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов.
    Рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений.
    Степень точности приборов легла в основу их разделения па классы. Класс точности измерительных приборов характеризуется уровнем допускаемой погрешности.
    Класс точности — величина, характеризующая основную допустимую приведенную погрешность прибора. Она выражает в процентах отношение наибольшей допустимой абсолютной погрешности прибора, находящегося в нормальных условиях работы, к его номинальной величине.
    Образцовые манометры имеют следующие классы точности:
    грузопоршневые манометры — 0,05; 0,2;
    пружинные манометры — 00,16; 2,5; 0,4.
    Рабочие манометры имеют классы точности — 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4.
    Выбор того или иного метода измерения зависит от характера измеряемой величины, необходимой точности измерения и от измерительной аппаратуры. Как бы совершенны ни были измерительные приборы, и методы измерений все же они дают лишь приближенные значения измеряемых величин. Отклонения результатов измерений от действительного значения измеряемой величины называется погрешностью измерения. За действительное значение измеряемой величины принимается величина, измеренная образцовым прибором.
    Допустимой погрешностью называется наибольшая погрешность показания прибора, допускаемая нормами.
    При классификации приборов по степени точности различают два вида погрешностей — основную и дополнительную.
    Основной погрешностью прибора называется его погрешность при нормальных условиях, когда внешние неблагоприятные факторы отсутствуют или их влияние сведено к минимуму. Эта погрешность обусловливается несовершенством конструкции и сборки прибора; главными факторами ее являются: трение в опорах подвижной части, неточность градуировки и вычерчивания шкалы.
    Дополнительной погрешностью называется погрешность показания, вызываемая воздействием внешних условий на прибор при отклонении от нормальных условий работы, а именно: температуры окружающей среды, влажности воздуха, вибрации, тряски и т. п.
    К основным характеристикам относятся также вариации показаний. Вариация показаний измерительного прибора — это наибольшая находимая экспериментальная разность между повторными показаниями измерительного прибора, соответствующими одному и тому же действительному значению измеряемой им величины при неизменных внешних условиях.
    У показывающих приборов вариацию можно обнаружить, если произвести ряд наблюдений, изменяя действительное значение измеряемой величины от наименьшего до наибольшего, а затем в обратном порядке, и отмечая соответствующие этим значениям показания прибора. Причиной вариации является трение и мертвый ход подвижных частей механизма прибора, неполная упругость пружин и других деталей, подверженных действию сил, изменяющих их форму или размеры.
    Вариация более резко выражена у приборов, имеющих механизм, но она существует и у других приборов, как, например, у жидкостных термометров и манометров, где сопротивление жидкости движению вызывает отставание показаний.
    Способы измерения давления основываются главным образом на уравновешивании действующих усилий при помощи столба жидкости или за счет деформации различного вида пружин.
    Распределение промышленных манометров по отраслям
    Приборы для измерения и контроля давления широко используются в таких отраслях промышленности как нефтяной, газовой и многих других. Распределение промышленных манометров по отраслям представлено на рис. 2.
    В связи с определенными требованиями, предъявляемыми к манометрам в отдельных отраслях промышленности, таких как авиастроение, химическая промышленность, а также незначительное использование манометров в таких отраслях как пищевая, энергетика, металлургия, то в данном исследовании эти отрасли рассмотрены не будут.
    Распределение промышленных манометров по типам в отраслях
    1. В нефтяной отрасли используются следующие типы манометров:
    — для нефтяных скважин;
    — регистрирующие;
    — общего назначение диапазонами:
    0…6 МПа, 0…4 МПа, 0…25 МПа, 0…160 МПа
    0…1,0 МПа; 0…6 МПа; 0…40 МПа
    0…1,6 МПа; 0…10МПа; …60 МПа
    0…2,5 МПа; 0…16 МПа; 0…100 МПа
    — виброустойчивые.
    2. Газовая отрасль:
    — общего назначения;
    — дифференциальные.
    3. Автомобилестроение:
    — для тормозных систем:
    0…10 МПа
    — для автомобильных насосов (посадочный диаметров кожуха — 44 мм)
    0…4 кгс/см2
    0…6 кгс/см2
    — в пневмосистемах автомобиля (посадочный диаметров кожуха — 60 мм)
    0…6 кгс/см2
    — в тракторах:
    0…6 кгс/см2
    — общего назначения
    4.Судостроение:
    — судовой
    0…100 кгс/см2
    160…600 кгс/см2
    — корабельный
    -1…0…1,5…9 кгс/см2
    — общего назначения
    5. Водные системы
    — общего назначения
    — виброустойчивые
    6. Железнодорожный транспорт
    — железнодорожный
    0…6 кгс/см2
    0…10 кгс/см2
    0…16 кгс/см2
    7. Авиастроение
    — авиационный двустрелочный (0…16 кгс/см2)
    8. Пищевая промышленность:
    — молочный (заполнитель полиэтилсилоксановая жидкость)
    0…10 кгс/см2 (Кл. точности 5)
    9. Химическая промышленность:
    — аммиачные
    0…100 кгс/см2
    свыше 160 кгс/см2
    — коррозионные

    Манометры высокого давления (МВД)
    Нефтяная отрасль

    1. НПЗ — 30 шт. [1]
    На НПЗ приходится в среднем 500 шт. МВД
    30 х 500 = 15 000 шт.
    2. Нефтебазы — 900 шт. [1]
    На нефтебазу приходится в среднем 500 шт. МВД
    900 х 500 = 450 000 шт.
    3. АЗС — 70 000 шт.
    Количество МВД — 10
    70 000 х 10 = 700 000 шт.
    4. Бензовозы (Из расчета, что один бензовоз обслуживает две АЗС)
    70 000/2 = 35000 шт.
    МВД — 2 шт.
    35 000 х 2 = 70 000
    Итого на нефтяную отрасль приходится в среднем
    15 000 + 450 000 + 700 000 + 70 000 = 1 235 000 шт.
    Газовая отрасль
    1. Автомобиль газ. [2]
    Автомобилей — 400 000
    Количество МВД — в среднем 5 шт.
    400 000 х 5 = 2 000 000 шт.
    2. Газорегуляторные пункты — 100
    ГРШ — 1000
    Количество МВД в одном ГРШ — минимум 2 шт.
    100 х 1000 х 2 = 200 000 шт.
    3. АГКС — 230 [3]
    МВД в среднем на одной АГНС — 25 шт.
    230 х 25 = 5750 шт.
    4. Бытовое газовое оборудование
    газовые котлы -250 000 шт.[4]
    МВД минимум 2
    250 000 х 2 = 500 000 шт.
    5. Приборы для газосварочного оборудования — 500 000 шт.
    МВД минимум 1 шт.
    500 000 х 1 = 500 000 шт.
    6. Автоцистерны (газ) — 108 (Из расчета, что одна автоцистерна обслуживает 2 АГКС)
    МВД минимум 2
    108 х 2 = 316 шт.
    Итого на газовую отрасль приходится в среднем
    2 000 000 + 200 000 + 5 750 + 500 000 + 316 = 2 706 066 шт.
    Автомобилестроение
    1. Автомобиль — 1 164 667 шт./год [5]
    Количество МВД — в среднем 5 шт.
    1 164 667 х 5 = 5 823 335 шт.
    2. Оборудование для подкачки шин
    АЗС — 70 000
    АГКС -208
    На каждой второй заправке осуществляется шиномонтаж с использованием спец. оборудования
    (70 000 + 208)0,5 = 35 104
    МВД — минимум 1
    35 104 х 1 = 35 104 шт.
    Итого на автомобилестроение приходится в среднем МВД
    5 823 335 + 35 104 = 5 858 439 шт.
    Водные системы
    1. Котельные — 68 000 шт.
    МВД — в среднем 10 шт.
    68 000 х 10 = 680 000 шт.
    Железнодорожный транспорт
    вагоны ж/д — 850 000
    трамвай — 12 500
    метровагон — 5791
    Локомотивы 20 000 шт. (износ 70%)
    МВД в среднем 3
    (850 000 + 12 500 + 5791 + 20 000) х 3 = 2 664 873 шт.
    На замену из расчета замены в каждом транспорте по 2 шт.
    (850 000 + 12500 + 5791 + 20 000) х 2 = 1 776 582 шт.
    Итого на железнодорожный транспорт приходится в среднем МВД
    2 664 873 + 1776 582 = 4 441 455 шт.
    По предварительным оценкам, при проведении сегментации рынка приборов для измерения давления было выявлено, что наибольшее количество приборов приходится на следующие сегменты:
    1. на автомобилестроение — 5 858 439 шт.
    2. на железнодорожный транспорт — 4 441 455 шт.
    3. на газовую отрасль — 2 706 066 шт.
    4. на нефтяную отрасль — 1 235 000 шт.
    5. на водные системы — 680 000 шт.
    Проверка предварительных данных
    Автомобилестроение

    В ходе исследования было выявлено, что в основном в автомобилях используются различные датчики* (таб. 3), которые не относятся к категории промышленных манометров высокого давления.
    ДАТЧИК — элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства, преобразующий контрольную величину (давление, температуру, частоту, скорость, силу света, напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал, удобный для измерения, передачи, хранения, регистрации и воздействия на управляемые процессы.

    В автомобилестроении манометры высокого давления используются для проверки и регулировки давления подачи топлива, а также производительности насоса в автомобилях, как правило, это контрольные манометры со штуцерами, шлангами и вентелем, шкала манометра до 6 кгс/см2. В тормозных системах используются манометры след. диапазонов:

    Таким образом, емкость рынка манометров высокого давления в автомобилестроении с учетом корректировки составит:
    170 408 х 2 = 340 816 (где 170 408 — годовой выпуск грузовиков, 2 — МВД)
    64 812 х 2 = 129 624 (где 64 812 — годовой выпуск автобусов, 2 — МВД)
    70 000 х 1 = 70 000 (где 70 000 — количество АЗС, 1 — МВД)
    208 х 1 = 208 (где 208 — количество АГКС, 1 — МВД)
    25 000 х 1 = 25 000 (индивидуальное пользование)
    ИТОГО: 340 816 + 129 624 + 70 000 + 208 + 25 000 = 565 648 МВД
    Таким образом, предварительная оценка была завышена в 10 раз.
    Вагоностроение
    Железнодорожный транспорт

    вагоны ж/д — 850 000 шт.
    трамвай — 12 500 шт.
    метровагон — 5791 шт.
    Локомотивы 20 000 шт. (износ 70%)
    МВД в среднем 3
    (12 500 + 5791 + 20 000) х 3 = 114 873 шт.
    На замену из расчета замены в каждом транспорте по 2 шт.
    (12500 + 5791 + 20 000) х 2 = 76 582 шт.
    Итого на железнодорожный транспорт приходится в среднем МВД
    114 873 + 76 582 = 191 455 шт.
    Таким образом, предварительная оценка была завышена в 23 раза.

    Список литературы
    1. Даг Харрис «Переработка нефти в России и Украине» 23.08.2004 г.
    2. Васюков Г. В. Некоторые аспекты обеспечения пожарной безопасности объектов хранения, технического обслуживания и ремонта газобаллонных автомобилей. 2004 г.
    3. ИД «Нефть и Капитал» от 12 июля 2005 г. «Природный газ и автомобиль»
    4. Пономарев «Российский рынок бытовых газовых котлов»
    5. Пробуем. Ру от 12.2004 «Производство автомобилей в России выросло на 9,6%»
    6. Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции
    7. http://kipovez.nm.ru/poverca/prdavl/obcv.html Общие сведения о приборах давления. Характеристика и классификация приборов.
    8. ГОСТ 2405-88 Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия
    9. Бюллетень Счетной палаты РФ №8 (80) /2004 год «Данные о количестве метровагонов по всем действующим метрополитенам в РФ»
    10. Стариковская С. М. Физические методы исследования. Семинарские занятия. Часть 1. Москва 2001
    11. http:// www.lbmvac.ru Таблица соотношений между основными единицами измерения давления.
    Приложение 1
    Таблица стандартных размеров давлений


    Приложение 2
    Механические приборы измерения и регулирования давления

    Вакуумметры
    Датчики
    1. Датчики высоты
    2. Датчики давления динамические
    3. Датчики давления для предельных (экстремальных) условий
    4. Датчики давления миниатюрные и сверхминиатюрные
    5. Датчики давления программируемые
    6. Датчики давления с выходом данных в виде графической кривой
    7. Датчики давления с усилением выходного сигнала
    8. Датчики давления со скоростной, мгновенной индикацией
    9. Датчики с индикацией экструзивного давления
    10. Датчики сжатия и растяжения
    11. Датчики уменьшения давления газа и кислорода
    12. Датчики эталонные для калибровки манометров
    Датчики и первичные преобразователи давления
    1. Датчики и первичные преобразователи давления абсолютные
    2. Датчики и первичные преобразователи давления вакуумные
    3. Датчики и первичные преобразователи давления двунаправленные (двусторонние)
    4. Датчики и первичные преобразователи давления дифференциальные
    5. Датчики и первичные преобразователи давления жидкостные
    6. Датчики и первичные преобразователи давления относительные (сравнительные)
    7. Датчики и первичные преобразователи манометрического, избыточного давления
    Демпферы (гасители) колебаний давления для манометров
    Манометры

    1. Манометры U-образные и двухколенные для двух типов жидкостей
    2. Манометры дифференциальные (дифманометры)
    3. Манометры для измерения абсолютного давления
    4. Манометры для измерения положительного (избыточного) давления
    5. Манометры для нефтяных скважин
    6. Манометры для полимеров
    7. Манометры для сжиженных газов в баллонах
    8. Манометры для хладагентов
    9. Манометры судовые
    10. Манометры железнодорожные
    11. Манометры ионизационные (ионизационные вакуумметры)
    12. Манометры комбинированные для измерения избыточного давления и вакуума (мановакуумметры)
    13. Манометры многоколенные
    14. Манометры наклонные (с наклонной U-образной трубкой)
    15. Манометры одноколенные
    16. Манометры освещенные сигнально-предупредительные
    17. Манометры переносные
    18. Манометры прецизионные
    19. Манометры прецизионные для лабораторий и химической промышленности
    20. Манометры с индикацией и регистрацией (самопишущие)
    21. Манометры электрические и электронные
    22. Манометры, индикаторы давления
    23. Маностаты, стабилизаторы давления
    24. Микроманометры
    Оборудование для измерения и контроля давления в переносных огнетушителях
    Оборудование для испытаний под давлением
    Приборы манометрические и вакуумные сигнально-предупредительные
    Регуляторы

    1. Регистраторы, самопишущие устройства измерения давления
    2. Регуляторы давления
    3. Регуляторы давления для оборудования пищевой промышленности
    4. Регуляторы давления с ручным управлением
    5. Регуляторы давления с управляемой мембраной
    6. Регуляторы давления электронные
    7. Регуляторы и редукторы давления для воздуха
    8. Регуляторы и редукторы давления для газов
    9. Регуляторы и редукторы давления для жидкостей
    Реле давления для холодильных установок
    Стенды для калибровки манометров, приборов измерения давления
    Трубки для манометров
    Тягомеры
    Уплотнения диафрагменные приборов измерения давления в жидких
    агрессивных средах
    Устройства защиты манометров
    Устройства контроля давления
    Устройства регулировки давления газа для газогенераторных установок
    Эталоны давления
    ЗАО «Медтехника»
    198516, г.Санкт-Петербург, г. Петродворец, ул. Фабричная дом №1
    Телефон: (812) 326-54-70; факс (812) 346-54-71
    e-mail: [email protected]

    %PDF-1.4 % 1 0 объект >>> эндообъект 2 0 объект >поток 2021-03-05T10:07:23+01:002021-03-05T10:07:40+01:002021-03-05T10:07:40+01:00Adobe InDesign 15.0 (Windows)uuid:d4205c62-40ba-4677- 86ca-321760eb2c19adobe: DocId: INDD: 472d1ee5-6d0b-11dd-9eda-fd9197fddb19xmp.id: e7c3970a-09d8-7647-a7df-7f9d0411b0ddproof: pdfxmp.iid: 964e68bd-994d-6b49-9505-74fc6f735fa9xmp.did: 68C95B6DE967E311B745CFADC77BD0FCadobe: DocId: indd:472d1ee5-6d0b-11dd-9eda-fd9197fddb19по умолчанию

  • преобразовано из application/x-indesign в application/pdfAdobe InDesign 15.0 (Windows)/2021-03-05T10:07:23+01:00
  • приложение/pdfБиблиотека Adobe PDF 15.0False конечный поток эндообъект 3 0 объект > эндообъект 5 0 объект /LastModified/NumberofPages 1/OriginalDocumentID/PageUIDList>/PageWidthList>>>>>/Resources>/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageC]/XObject>>>/TrimBox[0,0 0,0 595,276 841,89]/Type/Page >> эндообъект 6 0 объект /LastModified/NumberofPages 1/OriginalDocumentID/PageUIDList>/PageWidthList>>>>>/Resources>/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageC]/XObject>>>/TrimBox[0.0 0,0 595,276 841,89]/Тип/Страница>> эндообъект 7 0 объект /LastModified/NumberofPages 1/OriginalDocumentID/PageUIDList>/PageWidthList>>>>>/Resources>/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageC]/XObject>>>/TrimBox[0,0 0,0 595,276 841,89]/Type/Page >> эндообъект 8 0 объект /LastModified/NumberofPages 1/OriginalDocumentID/PageUIDList>/PageWidthList>>>>>/Resources>/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageC]/XObject>>>/TrimBox[0,0 0,0 595,276 841.89]/Тип/Страница>> эндообъект 9 0 объект /LastModified/NumberofPages 1/OriginalDocumentID/PageUIDList>/PageWidthList>>>>>/Resources>/Font>/ProcSet[/PDF/Text/ImageC]/XObject>>>/TrimBox[0,0 0,0 595,276 841,89]/Type/Page >> эндообъект 10 0 объект /LastModified/NumberofPages 1/OriginalDocumentID/PageUIDList>/PageWidthList>>>>>/Resources>/Font>/ProcSet[/PDF/Text]/XObject>>>/TrimBox[0.0 0.0 595,276 841,89]/Type/Page>> эндообъект 37 0 объект >поток HWn9}Wl

    Приборы для измерения давления

    Ряд приборов информирует пилота о состоянии самолета и условиях полета путем измерения давления.Датчики давления можно найти в группе полета и группе двигателя. Они могут быть либо прямым считыванием, либо дистанционным зондированием. Это одни из самых важных инструментов на самолете, и они должны точно информировать пилота для обеспечения безопасности полетов. Измерение давления включает в себя некий механизм, который может обнаруживать изменения давления. Затем добавляется метод калибровки и отображения информации для информирования пилота. Тип давления, которое необходимо измерить, часто делает один чувствительный механизм более подходящим для использования в конкретном случае.Тремя основными механизмами измерения давления, используемыми в авиационных приборных системах, являются трубка Бурдона, диафрагма или сильфон и твердотельное чувствительное устройство.

     

    Трубка Бурдона показана на рис. 10-9. Открытый конец этой спиральной трубки фиксируется на месте, а другой конец запечатывается и может свободно двигаться. Когда жидкость, которую необходимо измерить, направляется в открытый конец трубки, незакрепленная часть спиральной трубки имеет тенденцию выпрямляться. Чем выше давление жидкости, тем сильнее выпрямляется трубка.При снижении давления трубка расправляется. Указатель прикреплен к этому подвижному концу трубки, обычно через соединение небольших валов и шестерен. Путем калибровки этого движения выпрямляющей трубки можно создать поверхность или циферблат инструмента. Таким образом, наблюдая за перемещением стрелки по шкале лицевой панели приборов, расположенной за ней, пилоту сообщается увеличение и уменьшение давления.

    Рис. 10-9. Трубка Бурдона является одним из основных механизмов измерения давления.

    Трубка Бурдона является внутренним механизмом многих манометров, используемых в самолетах. Когда необходимо измерить высокое давление, трубка должна быть жесткой. В манометрах, используемых для индикации более низкого давления, используется более гибкая трубка, которая легче разматывается и скручивается. Большинство трубок Бурдона изготавливаются из латуни, бронзы или меди. Сплавы этих металлов позволяют многократно сматывать и разматывать трубу.

     

    Манометры с трубкой Бурдона просты и надежны. Некоторые из инструментов, в которых используется механизм с трубкой Бурдона, включают манометр моторного масла, манометр гидравлического давления, манометр кислородного баллона и манометр противообледенительного чехла.Поскольку давление пара, создаваемого нагретой жидкостью или газом, увеличивается с повышением температуры, механизмы с трубкой Бурдона также можно использовать для измерения температуры. Это делается путем калибровки соединительного рычага указателя и перемаркировки лицевой стороны датчика с температурной шкалой. Датчики температуры масла часто используют механизмы с трубкой Бурдона. [Рис. 10-10]Рис. 10-10. Механизм трубки Бурдона можно использовать для измерения давления или температуры путем повторной калибровки соединительного звена указателя и масштабирования лицевой стороны прибора для чтения в градусах Цельсия или Фаренгейта.

    Поскольку измерение и отображение информации о давлении или температуре с помощью механизма с трубкой Бурдона обычно происходит в одном корпусе прибора, чаще всего это манометры прямого считывания. Но сенсорное устройство с трубкой Бурдона также можно использовать дистанционно. В любом случае необходимо направить измеряемую жидкость в трубку Бурдона. Например, на приборной доске установлен обычный манометр прямого считывания, измеряющий давление масла в двигателе и показывающий его летчику в кабине.Небольшой отрезок трубки соединяет отверстие для масла под давлением на двигателе, проходит через брандмауэр и входит в заднюю часть манометра. Эта установка особенно функциональна на легких одномоторных самолетах, в которых двигатель установлен прямо перед приборной панелью в передней части фюзеляжа. Однако блок дистанционного зондирования может быть более практичным на двухмоторных самолетах, где двигатели находятся на большом расстоянии от индикатора давления в кабине. Здесь движение трубки Бурдона преобразуется в электрический сигнал и передается на дисплей кабины по проводу.Это легче и эффективнее, исключая возможность утечки жидкости в салон самолета.

     

    Мембрана и сильфон — два других основных чувствительных механизма, используемых в авиационных приборах для измерения давления. Диафрагма представляет собой полый тонкостенный металлический диск, обычно гофрированный. Когда давление подается через отверстие на одной стороне диска, весь диск расширяется. Поместив рычаг в контакт с другой стороной диска, движение находящейся под давлением диафрагмы может быть передано стрелке, которая регистрирует движение по шкале на лицевой стороне прибора.[Рис. 10-11]Рис. 10-11. Мембрана, используемая для измерения давления. Вакуумированная герметичная диафрагма называется анероидом.

    Диафрагмы также могут быть герметизированы. Мембрану можно вакуумировать перед герметизацией, не оставляя внутри абсолютно ничего. Когда это сделано, диафрагма называется анероидом. Анероиды используются во многих летных приборах. Диафрагму также можно заполнить газом до стандартного атмосферного давления, а затем герметизировать. Каждая из этих диафрагм имеет свое применение, которое описано в следующем разделе.Общим фактором для всех является то, что расширение и сжатие боковой стенки диафрагмы представляет собой движение, которое коррелирует с увеличением и уменьшением давления.

    Когда несколько диафрагменных камер соединены вместе, устройство называется сильфоном. Эта гармошка из диафрагм может быть очень полезна при измерении разницы давлений между двумя газами, называемой перепадом давления. Как и в случае с одинарной диафрагмой, именно движение боковых стенок сильфонного узла коррелирует с изменениями давления и к которому прикреплены рычажный механизм и зубчатая передача для информирования пилота.[Рис. 10-12]Рис. 10-12. Сильфон в дифференциальном манометре сравнивает два разных значения давления. Конечное движение сильфона от стороны с наибольшим входным давлением происходит, когда давления в сильфоне не равны. Связь индикатора откалибрована для отображения разницы.

    Диафрагмы, анероиды и датчики давления в сильфонах часто располагаются внутри единого корпуса прибора, который содержит указатель и шкалу прибора, считываемую пилотом на приборной панели.Таким образом, многие приборы, в которых используются эти чувствительные и надежные механизмы, представляют собой датчики прямого считывания. Но во многих системах приборов дистанционного зондирования также используются диафрагма и сильфон. В этом случае чувствительное устройство, содержащее чувствительную к давлению диафрагму или сильфон, расположено удаленно на двигателе или планере. Это часть преобразователя, который преобразует давление в электрический сигнал. Преобразователь или передатчик посылает сигнал на датчик в кабине или на компьютер для обработки и последующего отображения измеренного состояния.Примерами приборов, в которых используется диафрагма или сильфон в манометре прямого считывания или дистанционного измерения, являются высотомер, указатель вертикальной скорости, манометр перепада давления в кабине (в герметичных самолетах) и манометр в коллекторе.

    Твердотельные микротехнологические датчики давления используются в современных самолетах для определения критического давления, необходимого для безопасной эксплуатации. Многие из них имеют цифровой выход, готовый для обработки электронными бортовыми компьютерами и другими бортовыми компьютерами.Некоторые датчики посылают микроэлектрические сигналы, которые преобразуются в цифровой формат для использования компьютерами. Как и в случае аналоговых датчиков, описанных выше, ключом к работе твердотельных датчиков является постоянное изменение их свойств при изменении давления.

    Твердотельные датчики, используемые в большинстве авиационных приложений, демонстрируют переменную выходную электрическую мощность или изменения сопротивления при изменении давления. Наиболее распространены кристаллические пьезоэлектрические, пьезорезисторные и полупроводниковые датчики. В типичном датчике крошечные провода встроены в кристалл или чувствительный к давлению полупроводниковый чип.Когда давление отклоняет кристалл(ы), создается небольшое количество электричества или, в случае полупроводникового чипа и некоторых кристаллов, изменяется сопротивление. Поскольку изменения тока и сопротивления напрямую зависят от величины отклонения, выходы можно калибровать и использовать для отображения значений давления.

    Почти вся информация о давлении, необходимая для двигателя, планера и бортовых приборов, может быть получена и/или рассчитана с помощью твердотельных датчиков давления в сочетании с датчиками температуры.Но примечательно продолжающееся использование анероидных устройств для сравнений с абсолютным давлением. Твердотельные датчики давления — это системы дистанционного зондирования. Датчики устанавливаются на самолете в удобных и эффективных местах.

    Рекомендация бортмеханика

       

    Станьте экспертом по приборам — Учебный дом Instrulearning

    Главная  »  Стать экспертом по приборам

    Руководство для студентов и техников, изучающих приборостроение

    Изучение приборов не всегда так просто.Найти нужную информацию в Интернете может быть непросто. Иногда информация является неполной, не содержит подробностей, написана на техническом жаргоне или просто неверна.

    Instrupaedia — это образовательный веб-сайт, который предоставит вам все дополнительные сведения, которые помогут вам узнать об измерительных устройствах, используемых в обрабатывающей промышленности. Будь вы студентом, начинаете карьеру в качестве техника-измерителя или просто любопытны, вы найдете потрясающие статьи о способах измерения давления, температуры, уровня, расхода… все они объясняются простым языком.

    Мы даже выйдем за пределы аналогичных веб-сайтов, предложив бесплатные высококачественные шаблоны спецификаций для ваших приборов, потому что мы считаем, что ваше время ограничено, и вам не следует заново изобретать то, что уже существует.

    «Сэкономьте время и получите копию наших шаблонов спецификаций».

    «Попробуйте версии наших таблиц данных в формате Excel и узнайте, как они наполнены выбираемыми вариантами и входными сообщениями, которые помогут вам в заполнении шаблона.

    Измерение давления

    Загляните за кулисы устройства для измерения давления и узнайте, как оно работает. Вы найдете всю информацию, необходимую для выбора и определения этих устройств.

    Измерение температуры

    Существует несколько способов измерения температуры. Узнайте о различных методах и свойствах измерения температуры.

    Измерение уровня

    Основные принципы всех видов измерения уровня и всего, что с этим связано.Посмотрите, какая технология лучше всего подходит для конкретного приложения.

    Измерение расхода

    Все виды объемных расходомеров, принцип их работы, свойства, преимущества, ограничения и многое другое.

    Измерение массового расхода

    Принципы действия и особенности средств измерения массового расхода. Изучите различные методы и сделайте правильный выбор для своего приложения.

    Запорные и регулирующие клапаны

    Теория и практика регулирующей и запорной арматуры.Различные конструкции и их потенциал для управления вашим процессом.

    Шаблоны спецификаций

    Попробуйте версии наших таблиц данных в формате Excel и узнайте, как они наполнены выбираемыми вариантами и входными сообщениями, которые помогут вам заполнить шаблон.

    Инструкции по установке

    Вы выбрали измерительный прибор, но не знаете, как его правильно установить? Найдите свой ответ в этой категории.

    Программные инструменты

    Полезные онлайн-инструменты для ежедневного использования техниками по КИПиА.Сэкономьте драгоценное время при расчетах, используя правильный инструмент.

    Вопросы и ответы

    Ответы на часто задаваемые вопросы об измерительных приборах. Предназначен для быстрого ответа на срочный вопрос.

    Реклама

    9 различных типов преобразователей датчиков

    Члены могут загрузить эту статью в формате PDF.

    Что вы узнаете:

    • В чем разница между преобразователем и датчиком?
    • Девять различных типов датчиков-передатчиков.
    • Как работает каждый тип передатчика?
    • Какие компоненты каждого типа преобразователя?

    Датчики и преобразователи играют все более важную роль в области приборов и счетчиков, а также в промышленной автоматизации. Эти два прибора обычно используются на оборудовании, требующем измерения температуры, давления, расхода и пространства объекта, и результаты должны передаваться для дальнейшего автоматического управления.

    Те, кто не привык к таким приборам, могут легко запутаться, поскольку и сенсор, и трансмиттер используются для измерения среды.Итак, для начала давайте сначала поговорим о различиях между датчиками и передатчиками.

    Датчик состоит из чувствительного элемента и преобразователя. Чувствительный элемент может воспринимать измеренные переменные (температура, давление, уровень жидкости и расход), а элемент преобразования может преобразовывать измеренные переменные в нестандартные электрические сигналы или другие формы выходных сигналов. Выходной сигнал датчика нестандартен.

    В отличие от датчиков, преобразователь изначально не может воспринимать измеряемые переменные.Скорее, он просто преобразует нестандартный электрический сигнал, выдаваемый датчиком, в измеримый электрический сигнал, обычно в сигнал тока от 4 до 20 мА или сигнал напряжения от 1 до ~ 5 В постоянного тока. При этом передатчик также усиливает сигнал для последующего приемного прибора.

    В настоящее время многие трансмиттеры объединены с сенсорами для создания одного прибора. Этот интегрированный прибор называется преобразователем, а не датчиком; например, преобразователь Rosemount серии 3051 и преобразователь ABB серии TTH 200 и т. д.

    Ниже приведены 9 различных типов передатчиков. Обсуждаются их принципы работы и компоненты, чтобы помочь лучше понять, какой передатчик является лучшим вариантом для конкретного использования.

    1. Встроенный датчик температуры

    Встроенный датчик температуры обычно состоит из датчика температуры (термопары или терморезистивного датчика) и двухпроводного полупроводникового электронного блока. При изготовлении датчик температуры устанавливается непосредственно в распределительную коробку в цельном модуле, образуя интегрированный преобразователь.

    Существует два основных типа встроенных преобразователей температуры:

    Преобразователь температуры с термическим сопротивлением

    Принцип работы блок преобразования и усиления для измерения температуры жидких, паровых и других газовых сред или твердых поверхностей от -200 до 1600℃ в различных технологических процессах.Обычно он используется с прибором отображения, записывающим прибором и различными системами управления.

    На датчик температуры воздействует температура, вызывающая сопротивление или потенциальный эффект, который преобразуется в сигнал дифференциального напряжения. После преобразования и усиления сигнала теплового сопротивления нелинейная зависимость между температурой и сопротивлением компенсируется линейной схемой. После схемы V/I-преобразователя преобразователь будет выдавать сигнал постоянного тока 4 ~ 20 мА, соответствующий измеряемой температуре.

    На рис. 1 показана работа терморезистивного преобразователя температуры.

    Измерение температуры термосопротивлением основано на том принципе, что сопротивление металлического проводника увеличивается с повышением температуры. Большинство термисторов состоят из чистых металлических материалов. В настоящее время широко используются платина и медь, а также никель, марганец и родий для изготовления термисторов.

    Компоненты

    Датчик температуры термопары

    Принцип работы

    Принцип работы датчика температуры показан на рис. 2 .Термоэлектрическая сила, создаваемая термопарой, компенсируется и усиливается холодным концом. Затем нелинейная ошибка между термоэлектрической силой и температурой устраняется линейной схемой.

    Затем сигнал усиливается и преобразуется в стандартный токовый выходной сигнал 4 ~ 20 мА. После этого пользователи могут использовать результат сигнала в микрокомпьютерной системе или других традиционных инструментах. Или, в зависимости от требований пользователей, результат сигнала также может быть использован для взрывозащищенных или пожаробезопасных измерительных приборов.

    Для предотвращения сбоя контроля температуры, вызванного обрывом провода термопары при измерении термопары, преобразователь также оснащен схемой защиты от отключения питания.

    Если термопара сломана или плохо подсоединена, преобразователь выдает максимальное значение (28 мА), чтобы отключить питание прибора.

    Компоненты
    • Справочные материалы
    • Компенсация холодного спая

    • Амплификация Блок
    • линеаризация обработки
    • V / I преобразования

    • Разъединение обработки
    • обращенной защита соединения

    • Токоограничивающая защита

    • Прочие схемные блоки

    Встроенный преобразователь температуры имеет длинный список преимуществ, включая простую конструкцию, экономию проводов, большой выходной сигнал, высокую помехоустойчивость, хорошие характеристики. линейность, простой прибор отображения, антисейсмический и влагостойкий прочный модуль, защита от обратного подключения и ограничения тока, а также надежная работа.

    2. Датчик давления

    Датчики давления могут преобразовывать полученные сигналы давления газа, жидкости и другие сигналы в стандартные сигналы тока и напряжения. Затем они отправляют результаты на последующие приборы, такие как сигнализатор индикации, регистратор и регулятор для измерения, индикации и регулирования процесса.

    Принцип работы

    Датчик давления также называется датчиком дифференциального давления. Его принцип измерения аналогичен показанному на Рисунок 3 .

    Давление процесса и эталонное давление воздействуют соответственно на два конца чувствительного к давлению узла интегрированного кремния, и перепад давления вызывает деформацию кремниевой пластины. Смещение деформации чрезвычайно мало (микроны).

    Полный динамический мост Уитстона на кремниевой пластине приводится в действие внешним источником тока, а выходное напряжение находится на уровне милливольт, что пропорционально давлению. Из-за превосходной прочности силиконового материала линейность и индекс вариации выходного сигнала очень высоки.

    При работе преобразователь преобразует измеряемую физическую величину в сигнал напряжения (мВ). Он подается на дифференциальный усилитель с большим увеличением и может противодействовать температурному дрейфу.

    Затем усиленный сигнал преобразуется в соответствующий сигнал тока блоком преобразования напряжения и тока. Через нелинейную коррекцию генерируется стандартный сигнал тока и напряжения, линейный по отношению к входному давлению.

    Датчик давления можно разделить на датчик общего давления (0.001 ~ 20 МПа) и микропреобразователь дифференциального давления (0 ~ 30 кПа).

    Компоненты
    • Датчик давления
    • Модуль цепи
    • Дисплей метр
    • Корпус
    • Разъем Процесс

    3. Жидкостное датчик уровня

    Жидкость уровня Преобразователь фактически представляет собой применение преобразователя давления для измерения уровня жидкости.В соответствии с методом измерения, способом установки и конструкцией он позже был назван датчиком уровня жидкости, который также относится к области измерения уровня жидкости. Три варианта датчика этого типа включают:

    Датчик уровня с плавающим шаром

    Принцип работы

    На рис. 4 показан принцип работы датчика уровня с плавающим шаром.

    Как правило, удельный вес магнитного плавающего шара меньше 0.5, чтобы он мог плавать на поверхности жидкости и перемещаться вверх и вниз по измерительной трубе. Трубка снабжена измерительным элементом, способным преобразовывать измеренный сигнал уровня жидкости в сигнал сопротивления, пропорциональный изменению уровня жидкости под действием внешнего магнетизма. По завершении измерения преобразователь преобразует электронный блок в 4 ~ 20 мА или другой стандартный выходной сигнал.

    Разработанный с модульной схемой, датчик уровня жидкости с плавающим шаром обладает преимуществами кислотостойкости, влагостойкости, ударопрочности и коррозионной стойкости.

    В схему встроены схемы обратной связи по постоянному току и внутренней защиты, которые обеспечивают максимальный выходной ток не более 28 мА. Таким образом, блок питания может быть надежно защищен, а вторичный прибор не будет поврежден.

    Компоненты

    • Магнитный плавающий шар

    • Измерительный катетеров блок

    • Сигнал

    • Электронный блок

    • Соединительная коробка

    • компоненты Установочные

    Float ing — Буйковый уровнемер

    Принцип работы

    На рис. 5 показан принцип работы поплавкового уровнемера.

    Уровнемер буйкового типа разработан в соответствии с принципом плавучести Архимеда, согласно которому магнитный плавающий шар заменяется буем.

    Поплавковый уровнемер использует крошечную металлическую пленку для определения натяжения для измерения уровня, границы или плотности жидкости. При использовании для измерения он может работать в соответствии с обычной операцией настройки с помощью кнопок управления на рабочем месте.

    Буй погружается в жидкость в буйковой камере и жестко связан с торсионно-трубной системой.Сила, действующая на систему торсион-труба, равна чистой стоимости веса самого буя за вычетом плавучести буя. Под действием этой равнодействующей силы трубка кручения закрутится на определенный угол.

    Положение, плотность или граничное положение жидкости в камере буя изменяют плавучесть буя, погруженного в жидкость, что меняет угол скрученной трубки. Изменение передается на датчик, жестко связанный с торсионной трубкой, которая изменяет выходное напряжение датчика.Выходной сигнал будет дополнительно усиливаться электронными компонентами и преобразовываться в выходной ток 4 ~ 20 мА.

    Поплавковый датчик уровня жидкости использует микроконтроллер и соответствующие электронные схемы для измерения переменных процесса, обеспечивает выход тока и имеет ЖК-дисплей, на котором отображается значение. В его конструкции реализована возможность обмена данными по протоколу HART.

    Компоненты

    • Детектор: буй и соединительный стержень ЦАП (цифро-аналоговый преобразователь) и ЖК-дисплей

    Датчик гидростатического давления

    Принцип работы

    Датчик уровня гидростатического давления в основном используется для измерения уровня жидкости в городской воде водоснабжение и водоотведение, водоочистные сооружения, водохранилища, реки, океаны, нефтяные резервуары, нефтяная, химическая промышленность, электроэнергетика и другие применения.

    Измеряемой средой может быть вода, масло, кислота, щелочь и вязкая жидкость. Прибор может выводить двухпроводной токовый сигнал при 4-~20 мА постоянного тока, который имеет преимущества передовой технологии, высокой точности, стабильного и надежного качества, а также простоты установки и использования.

    Преобразователь гидростатического давления является идеальным прибором для измерения уровня жидкости в системах обнаружения и контроля технологических процессов.

    На рис. 6 показан принцип работы преобразователя гидростатического давления.Этот преобразователь основан на принципе, согласно которому гидростатическое давление измеряемой жидкости пропорционально высоте жидкости.

    Он использует пьезорезистивный эффект рассеянных кремниевых или керамических чувствительных элементов для преобразования гидростатического давления в электрический сигнал. После температурной компенсации и линейной коррекции электрический сигнал преобразуется в сигнал стандартного тока 4–20 мА постоянного тока для вывода.

    Установка и использование преобразователя уровня гидростатического давления очень удобны.Пользователи могут поместить сенсорную часть трансмиттера непосредственно в жидкость, а трансмиттерную часть можно зафиксировать с помощью фланцев или кронштейнов.

    Компоненты

    • Bux Box

    • Датчик датчика

    • Проводя воздух. производственный процесс.Он в основном используется для длительного и непрерывного измерения уровня жидкости или твердого порошка в проводящих и непроводящих средах.

      Принцип работы

      Принцип работы емкостного преобразователя уровня показан на рис. 7 . Когда два вида давления от измеряемой среды поступают в камеры высокого и низкого давления емкостного датчика уровня жидкости, они будут действовать по обе стороны диафрагмы δ-элемента (т. е. чувствительного элемента).Далее самой диафрагмой и заполняющей жидкостью сигнал будет передаваться на обе стороны измерительной диафрагмы.

      Если давление с обеих сторон непостоянно, смещение измерительной диафрагмы пропорционально разности давлений. Таким образом, емкость с обеих сторон не одинакова. После генерации и демодуляции он преобразуется в сигнал, пропорциональный давлению.

      АЦП преобразует ток демодулятора в цифровой сигнал, значение которого используется микропроцессором для определения значения входного давления.Микропроцессор управляет работой преобразователя.

      Кроме того, микропроцессор может выполнять линеаризацию датчика, сброс диапазона измерения, преобразование технических единиц, демпфирование, извлечение квадратного корня, точную настройку датчика и другие операции, а также диагностику и цифровую связь.

      Наконец, ЦАП может преобразовывать скорректированный цифровой сигнал от микропроцессора в данные, которые могут быть скорректированы программным обеспечением преобразователя. Данные хранятся в EEPROM, который будет в полной безопасности даже после сбоя питания.

      Компоненты

      5. Ультразвуковой передатчик

      Ультразвуковой передатчик делится на две категории: обычный ультразвуковой передатчик (без счетчика) и встроенный ультразвуковой передатчик. Последнее используется чаще.

      Принцип работы

      Ультразвуковой уровнемер может измерять высоту материала в контейнере на основе принципа акустического отражения. Он измеряет и отображает значение уровня материала (уровень жидкости или уровень материала) и отправляет выходной сигнал на главный компьютер в главной диспетчерской.

      На рис. 8 показана схема работы ультразвукового преобразователя. Сначала он измеряет расстояние до поверхности объекта, а значение уровня (уровень жидкости или уровень материала) получается путем вычитания значения измерения расстояния из высоты установки (расстояние от поверхности пьезоэлектрического преобразователя до дна контейнера). .

      Поэтому высота установки должна быть установлена ​​на измеритель уровня. Другие параметры также должны быть установлены, например, полная шкала и нулевая точка удаленного токового сигнала.

      Ультразвуковые передатчики широко используются в области очистки воды и сточных вод, например, в насосных станциях, сборных колодцах, биохимических реакторах и отстойниках; электроэнергетика и горнодобывающая промышленность, например, в резервуарах для шлама и угольного шлама, а также для очистки воды; и нефтяной промышленности.

      Их можно использовать для измерения уровня жидкости, уровня материала, открытого канала и других измерений протекающей жидкости, а также расстояния.

      Датчик этого типа решает многие проблемы, связанные с традиционными методами измерения (такими как датчики вращения, давления, емкости и поплавка), включая заедание, намотку, блокировку, утечку, коррозию среды и неудобное обслуживание.

      Компоненты
      • Пьезоэлектрический чип
      • Ультразвуковой зонд

      6. Сурьма электрод Кислотность Передатчик

      Передатчик сурьмы электрод кислотность, промышленный онлайн аналитический инструмент, обеспечивает функции, такие как обнаружение PH, автоматическая очистка и преобразование электрического сигнала. Это система измерения pH, состоящая из сурьмяного электрода и электрода сравнения.

      Принцип работы

      На рис. 9 показаны четыре типа преобразователей кислотности сурьмяных электродов и их компоненты.

      В измеряемом кислотном растворе существует разность потенциалов между поверхностью металлической сурьмы и триоксидом сурьмы из-за образования слоя оксида триоксида сурьмы на поверхности сурьмяного электрода. Величина разности потенциалов зависит от концентрации оксида сурьмы, что соответствует умеренной концентрации иона водорода в растворе кислоты.

      Если предположить, что замедление сурьмы, триоксида сурьмы и водного раствора равно 1, электродный потенциал можно рассчитать по формуле Нернста.

      Компоненты

      • Датчик кислотности

      • 24-В. Преобразователь концентрации определяет концентрацию путем измерения значения проводимости раствора. Он может непрерывно определять концентрацию кислоты, щелочи и соли в водных растворах для промышленных процессов.

        Датчик этого типа в основном используется для обработки питательной воды для котлов, подготовки химических растворов, защиты окружающей среды и других процессов промышленного производства.

        Принцип работы

        На рис. 10 показаны части, из которых состоит преобразователь концентрации кислоты, щелочи и соли.

        Принцип работы преобразователя концентрации кислоты, щелочи и соли заключается в следующем: в определенном диапазоне концентрация кислотно-щелочного раствора пропорциональна его проводимости.Следовательно, пока измеряется проводимость раствора, можно рассчитать кислотно-щелочную концентрацию. Когда измеряемый раствор поступает в специальную ячейку проводимости, если поляризация электрода и распределенная емкость игнорируются, это может быть эквивалентно чистому сопротивлению.

        При постоянном напряжении переменного тока выходной ток линейно зависит от проводимости, а проводимость пропорциональна концентрации кислоты и щелочи в растворе.Следовательно, пока измеряется ток раствора, можно рассчитать концентрацию кислоты, щелочи и соли.

        Компоненты

        8. Преобразователь электропроводности

        Преобразователь электропроводности подобен встроенному преобразователю. Он косвенно измеряет концентрацию ионов, измеряя проводимость раствора. Кроме того, он может непрерывно определять проводимость водного раствора в промышленном процессе.

        Принцип работы

        На рис. 11 поясняется принцип работы преобразователя электропроводности.Поскольку раствор электролита так же хорош, как и металлический проводник, электрический ток, протекающий через раствор электролита, несомненно, будет иметь эффект сопротивления, и он соответствует закону Ома.

        Однако температурная характеристика сопротивления жидкости противоположна характеристике металлического проводника, имеющего отрицательную температурную характеристику. Чтобы отличить его от металлического проводника, проводимость раствора электролита выражается проводимостью (обратной величине сопротивления) или проводимостью (обратной величиной удельного сопротивления).

        В сценарии, когда два взаимно изолированных электрода образуют ячейку проводимости, а измеряемый раствор помещается в середину ячейки и прикладывается переменный ток постоянного напряжения, образуется токовая петля.

        Если напряжение и размер электрода фиксированы, существует определенная функциональная связь между током контура и проводимостью. Таким образом, электропроводность измеряемого раствора может быть получена путем измерения тока, протекающего через раствор.

        Компоненты

        Компоненты, конструкция и схема преобразователя электропроводности такие же, как у преобразователя концентрации кислоты, щелочи и соли.

        9. Интеллектуальный передатчик

        Принцип работы

        На рис. 12 показаны датчики и микропроцессоры, составляющие интеллектуальный передатчик. Он в полной мере использует вычислительные и запоминающие способности микропроцессора и может обрабатывать данные датчиков, включая преобразование измерительного сигнала (например, фильтрацию, усиление, аналого-цифровое преобразование и т. д.).), отображение данных, автоматическая коррекция и автоматическая компенсация и т. д.

        Микропроцессор представляет собой ядро ​​интеллектуального преобразователя. Он может не только вычислять, хранить и обрабатывать измеренные данные, но и настраивать датчик с помощью контура обратной связи для достижения наилучшего сбора данных.

        Поскольку микропроцессор обладает разнообразными программными и аппаратными функциями, он может выполнять задачи, недоступные для традиционных преобразователей. Таким образом, интеллектуальные передатчики могут снизить сложность изготовления датчика, а также улучшить его характеристики в широком диапазоне.

        Компоненты

        • Чувствительный элемент

        • аналого-цифровой схемой преобразования

        • цифро-аналоговой схемы преобразования

        • Микропроцессор

        • Цифровой дисплей панели

        • HART элемент связи

        Преимущества интеллектуальных датчиков

        • Возможность автоматической компенсации: Интеллектуальный датчик может автоматически компенсировать нелинейность, температурный и временной дрейф датчика с помощью программного обеспечения.Он может сам диагностировать ошибки. После включения он может выполнить самопроверку датчика, чтобы проверить, нормально ли работает каждая часть датчика, и принять решение. Его обработка данных удобна и точна. Он может автоматически обрабатывать данные в соответствии с внутренней программой, такой как статистическая обработка, удаление аномальных значений и так далее.

        • Двусторонняя связь: микропроцессор может не только получать и обрабатывать данные датчика, но и передавать информацию датчику для настройки и управления процессом измерения.Он может хранить и запоминать информацию, включая данные о характеристиках, информацию о конфигурации и записи компенсации датчиков.

        • Интерфейс цифрового выхода: Выходной цифровой сигнал можно легко подключить к компьютеру или полевой шине.

        Резюме

        При выборе преобразователя следует учитывать фактические условия установки, условия окружающей среды, характеристики прибора, экономичность и измеряемую среду.На практике измерительную работу можно разделить на прямые измерения и косвенные измерения. Его использование включает измерение процесса, управление процессом и блокировку устройства.

        При покупке преобразователя необходимо тщательно выбрать соответствующий тип и модель преобразователя в соответствии с указанными выше целями.

        Каталожные номера

        Анна Грис, 2011 г., «Каков принцип работы резистивного преобразователя давления?», WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG, просмотрено 12 марта 2021 г.

        Control Automation 2019, «Что такое гидростатическое давление?», Control Automation , просмотрено 8 мая 2021 г. 2018, «Основы интеллектуальных передатчиков», ForumAutomation, просмотрено 11 мая 2021 г.

        Horiba 2016, «Детектор (электрод сравнения, электрод температурной компенсации, комбинированный электрод)», Horiba, просмотрено 14 марта 2021 г.

        Inst Tools 2018, «Принцип двухэлектродного зонда проводимости», Instrumentationtools, просмотрено 14 марта 2021 г. level switch Principle», Instrumentationtools, просмотрено 13 марта 2021 г.

        InstrumentationToolbox 2011, «Основы термометрических датчиков сопротивления (RTD)», InstrumentationToolbox, просмотрено 8 мая 2021 г.

        Киртан Гопал Панда, 2016 г., «Влияние окружающей среды на точность». ультразвукового датчика работает в миллиметровом диапазоне», ResearchGate, просмотрено 13 марта 2021 г.

        Мишель Шервини, 2009 г., «Термоэлектрические материалы для термопар, факультет материаловедения и металлургии Кембриджского университета», просмотрено 12 марта 2021 г.

        SMAR International Corp., 2018 г., «Как работает датчик плотности DT300?», SMAR International Corporation, просмотрено 8 мая 2021 г.

        Приборы для измерения давления Примечания | Датчики для исследований и промышленные приборы

        Измерительные приборы

        Для измерения давления доступно несколько приборов, эти приборы можно разделить на устройства для измерения давления и устройства для измерения вакуума.U-образные манометры заменяются меньшими и более прочными устройствами, такими как кремниевая диафрагма. Приборы для измерения вакуума требуют специальных методов измерения очень низких давлений.
        Манометры
        Манометры являются хорошими примерами приборов для измерения давления, хотя они не так распространены, как раньше, из-за разработки новых, меньших размеров, более прочных и простых в использовании датчиков давления [2].
        U-образные манометры  состоят из U-образных стеклянных трубок, частично заполненных жидкостью.При одинаковом давлении с обеих сторон уровни жидкости будут соответствовать нулевой точке шкалы, как показано на рис. 7.4(а). Шкала градуирована в единицах давления. Когда к одной стороне U-образной трубки прикладывается более высокое давление, как показано на рис. 7.4(b), жидкость поднимается выше со стороны более низкого давления, так что разница в высоте двух столбов жидкости компенсирует разницу под давлением.
        Разность давлений определяется как:
        P R − P L = γ × разность высоты жидкости в столбах…..(7.7)
        где γ — удельный вес жидкости в манометре.
        Рис. 7.4 Простые U-образные манометры с (а) отсутствием перепада давления и (б) более высоким давлением с левой стороны.

        ➢ Мембраны, капсулы и сильфоны
        Манометры представляют собой основную группу датчиков, измеряющих давление по отношению к атмосферному давлению. Манометрические датчики обычно представляют собой устройства, которые меняют свою форму при приложении давления. К таким устройствам относятся диафрагмы, капсюли, сильфоны и трубки Бурдона.
        Диафрагмы состоят из тонкого слоя или пленки материала, закрепленного на жестком каркасе, как показано на рис. 7.5(a). Давление может быть приложено к одной стороне пленки для измерения манометра, при этом другой входной порт остается открытым для атмосферы. Давление может быть приложено к обеим сторонам пленки для дифференциального измерения, а определение абсолютного давления может быть достигнуто за счет частичного вакуума на одной стороне диафрагмы. Для чувствительной пленки можно использовать широкий спектр материалов: от резины до пластика для низкого давления, кремния для среднего давления и нержавеющей стали для высокого давления.Когда к диафрагме прикладывается давление, пленка искажается или становится слегка сферической, что можно обнаружить с помощью тензодатчика, пьезоэлектрического датчика или изменения емкостных методов. Более старые методы включали устройства с магнитными и углеродными сваями. В показанном устройстве положение диафрагмы определяется с помощью емкостных методов, а измерение может быть выполнено с использованием моста переменного тока или с использованием методов импульсного переключения. Эти методы очень точны, и можно получить превосходную линейную корреляцию между давлением и амплитудой выходного сигнала.
        Рис. 7.5 Поперечное сечение (а) емкостного датчика и (б) микроминиатюрного кремниевого датчика давления.

        Силиконовые диафрагмы в настоящее время широко используются. Поскольку кремний является полупроводником, пьезорезистивный тензорезистор и электроника усилителя могут быть интегрированы в верхнюю поверхность кремниевой структуры, как показано на рис. 7.5(b) (см. также рис. 6.9). Эти устройства имеют встроенную температурную компенсацию для тензорезисторов и усилителей и обладают высокой чувствительностью, обеспечивающей высокое выходное напряжение (5 В FSD).Они очень маленькие, точные (<2% полной шкалы), надежные, имеют хороший рабочий диапазон температур (от -50° до 120°C), имеют низкую стоимость, могут выдерживать высокие перегрузки, имеют длительный срок службы и не подвержены воздействию многих химических веществ. . Доступны коммерческие устройства для измерения избыточного, дифференциального и абсолютного давления до 200 фунтов на квадратный дюйм (1,5 МПа). Этот диапазон может быть расширен за счет использования диафрагм из нержавеющей стали до 10 000 фунтов на квадратный дюйм (70 МПа) [3].
        Поперечное сечение, показанное на рис. 7.5(b), представляет собой микроминиатюрный датчик давления с дифференциальным кремниевым чипом (матрицей датчика).Размеры чувствительных элементов очень малы, а матрица упакована в пластиковый корпус (примерно 0,2 дюйма толщиной и 0,6 дюйма в диаметре). Датчик используется в самых разных промышленных приложениях, широко используется в автомобильных приложениях для измерения давления (например, давление воздуха в коллекторе, атмосферное давление воздуха, масло, трансмиссионная жидкость, тормозная жидкость, гидроусилитель руля, давление в шинах и многие другие приложения, такие как тонометры) [4].
        Капсулы представляют собой две диафрагмы, соединенные спиной к спине.К пространству между диафрагмами можно прикладывать давление, заставляя их раздвигаться для измерения манометрического давления. Расширение диафрагмы может быть механически связано с показывающим устройством. Прогиб в капсуле зависит от ее диаметра, толщины материала и упругости. В качестве материалов используются фосфористая бронза, нержавеющая сталь и железоникелевые сплавы. Диапазон давления инструментов, использующих эти материалы, составляет до 50 фунтов на квадратный дюйм (350 кПа). Капсулы можно соединять вместе для повышения чувствительности и механического движения, или, как показано на рисунке 7.6, они могут быть соединены как два противоположных устройства, чтобы их можно было использовать для измерения дифференциального давления. Измерительная система использует метод замкнутого контура для преобразования движения руки (давления) в электрический сигнал и поддержания ее в нейтральном положении в системе баланса сил. Когда происходит изменение давления, движение в руке воспринимается линейным регулируемым дифференциальным трансформатором (LVDT) или датчиком положения другого типа. Сигнал усиливается и приводит в действие электромагнит, возвращающий рычаг в нейтральное положение.Ток, необходимый для управления электромагнитом, пропорционален приложенному давлению, а амплитуда выходного сигнала пропорциональна току электромагнита. Преимущество системы управления с обратной связью заключается в том, что любая нелинейность в капсульном датчике давления с замкнутой обратной связью.

        механическая система практически исключена. Эта установка обеспечивает вывод высокого уровня, высокое разрешение, хорошую точность и стабильность. Ток, подаваемый на электромагнит, может представлять собой постоянный ток с переменной амплитудой или ток с широтно-импульсной модуляцией, который легко может быть преобразован в цифровой сигнал.
        Сильфоны аналогичны капсюлям, за исключением того, что диафрагмы не соединены непосредственно друг с другом, а разделены гофрированной трубкой или трубкой с гофрами, как показано на рис. 7.7. Когда к сильфону прикладывается давление, он удлиняется за счет растяжения извилин, а не концевых диафрагм. Материалы, используемые для датчика давления сильфонного типа, аналогичны материалам, используемым для капсулы, что обеспечивает диапазон давления для сильфона до 800 фунтов на квадратный дюйм (5 МПа). Сильфонные устройства могут использоваться для измерения абсолютного, избыточного и дифференциального давления.
        Дифференциальные измерения можно выполнить путем механического соединения двух сильфонов таким образом, чтобы они располагались друг против друга при приложении к ним давления, как показано на рис. 7.7. При приложении давления P 1 и P 2 к сильфону получаются показания дифференциальной шкалы. P 2 может быть атмосферным давлением для манометрических измерений. Сильфон является наиболее чувствительным из механических устройств для измерения низкого давления (т. е. от 0,5 до 210 кПа).

        ➢ Трубки Бурдона
        Трубки Бурдона представляют собой полые, уплощенные или овальные бериллиевые, медные или стальные трубы с поперечным сечением, как показано на рис. 7.8(а). Затем сплющенной трубке придают форму круга в три четверти, как показано на рис. 7.8(b). Принцип действия заключается в том, что внешний край поперечного сечения имеет большую поверхность, чем внутренняя часть. При приложении давления к внешнему краю прилагается пропорционально большая общая сила из-за его большей площади поверхности, и диаметр круга увеличивается. Стенки трубки имеют толщину от 0,01 до 0,05 дюйма. Трубки закреплены на одном конце. Когда на трубку оказывается давление, она пытается выпрямиться, и при этом свободный рисунок 7.7 Дифференциальные сильфонные манометры (P 1 − P 2 ) для прямого считывания показаний шкалы.

        конец трубы движется. Это движение может быть механически связано со стрелкой, которая будет показывать давление в виде индикатора прямой видимости, или оно может быть связано с потенциометром, который будет выдавать значение сопротивления, пропорциональное давлению, в виде электрического сигнала. Трубка Бурдона датируется 1840-ми годами. Это надежный, недорогой и один из самых распространенных манометров общего назначения.
        Трубки Бурдона могут без повреждений выдерживать перегрузки до 40 % от их максимальной номинальной нагрузки, но в случае перегрузки может потребоваться повторная калибровка. Трубка Бурдона обычно используется для измерения положительного манометрического давления, но также может использоваться для измерения отрицательного манометрического давления. Если давление в трубке Бурдона понизить, то диаметр трубки уменьшится. Это движение можно соединить со стрелкой, чтобы получился вакуумметр. Трубки Бурдона могут иметь диапазон давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм (70 МПа) [5].
        Трубки Бурдона также могут иметь спиральную или спиралевидную форму для увеличения их диапазона. На рис. 7.9(а) показана трубка Бурдона в виде спирали, а на рис. 7.9(б) показана трубка в виде спирального манометра. Эти конфигурации более чувствительны, чем круглая трубка Бурдона, и расширяют нижний предел диапазона давления трубки Бурдона с 3,5 кПа до 80 Па.

        ➢ Другие датчики давления
        Барометры используются для измерения атмосферного давления.Простым барометром был ртутный стеклянный барометр, который в настоящее время мало используется из-за его хрупкости и токсичности ртути. Анероидный (нежидкостный) барометр предпочтительнее для прямого считывания [например, сильфон на рис. 7.7 или спиральная трубка Бурдона на рис. 7.9(b)], а твердотельный датчик абсолютного давления предпочтительнее для электрических выходов.
        Пьезоэлектрический манометр показан на рис. 7.10. Пьезоэлектрические кристаллы создают напряжение между противоположными сторонами, когда к кристаллу прикладывается сила или давление.Это напряжение можно усилить, а устройство использовать как датчик давления. Чтобы компенсировать силу, создаваемую весом диафрагмы при измерении давления, см. рис. 7.8 (а) Поперечное сечение трубки Бурдона и (б) Манометр с трубкой Бурдона.

        Рис. 7.9 Манометры с трубкой Бурдона: (a) спиральная трубка и (b) спиральная трубка.

        Рис. 7.10 Сечение пьезоэлектрического чувствительного элемента.

        датчик перемещается или его скорость изменяется (например, при наличии вибрации), иногда используется сейсмический груз или масса с другой стороны пьезоэлектрического кристалла к диафрагме [6].Пьезоэлектрические устройства имеют хорошую чувствительность, широкий диапазон рабочих температур (до 300°C) и хорошую частотную характеристику (до 100 кГц), но плохо подходят для работы на низких частотах (менее 5 Гц) или для работы на постоянном токе из-за к смещению и дрейфу, вызванному изменениями температуры (пироэлектрический эффект). Пьезоэлектрические устройства лучше подходят для динамических, а не статических измерений.

        ➢ Вакуумные приборы
        Вакуумные приборы используются для измерения давления ниже атмосферного.Трубки Бурдона, диафрагмы и сильфоны могут использоваться в качестве вакуумметров, но они измеряют отрицательное давление по отношению к атмосферному давлению. Кремниевый манометр абсолютного давления имеет встроенный эталон низкого давления, поэтому он откалиброван для измерения абсолютного давления. Обычные устройства можно использовать до 20 торр (5 кПа), и этот диапазон можно расширить примерно до 1 торр с помощью специальных сенсорных устройств.
        Ионизационные манометры могут использоваться для измерения давления от 10 −3 атм до примерно 10 −12 атм.Газ ионизируется пучком электронов, и ток измеряется между двумя электродами в газе. Ток пропорционален количеству ионов в единице объема, которое также пропорционально давлению газа. Датчик ионизации показан на рис. 7.11(а) [7].
        Рис. 7.11 Вакуумные манометры: (a) ионизационный манометр и (b) манометр Пирани. Манометр Пирани показан на рис. 7.11(b). Со специальными настройками и термопарами датчик Пирани может измерять вакуум примерно до 1 торр (10 -3 атм).Эти методы основаны на связи теплопроводности и излучения нагревательного элемента с числом молекул газа в единице объема в области пониженного давления, определяющим давление.
        Манометр Маклеода представляет собой устройство, предназначенное для измерения низких давлений (1 торр). Устройство сжимает газ низкого давления до уровня, на котором его можно измерить. Затем изменение объема и давления можно использовать для расчета исходного давления газа при условии, что газ не конденсируется.

        Принцип работы вакуумметров компании Miepl Millenium Instruments Limited

        Вакуумметры, показания давления которых не зависят от типа газа (механические вакуумметры)

        Вакуумметр Бурдона

        Внутренняя часть трубы, изогнутой в виде дуги окружности (так называемая трубка Бурдона), соединена с вакуумной системой. Под действием внешнего атмосферного давления конец трубки более или менее изгибается в процессе вакуумирования.Это приводит в действие устройство указателя, которое прикреплено к этой точке. Соответствующее давление может быть считано на линейной шкале. С помощью манометров Бурдона можно приблизительно определить давление в диапазоне от 10 мбар (7,5 Торр) до атмосферного давления.

        Вакуумметр капсульный

        Этот вакуумметр содержит герметичную вакуумированную тонкостенную мембранную капсулу, расположенную внутри прибора. По мере снижения вакуумметрического давления капсула вздувается. Это движение передается через систему рычагов на стрелку и затем может быть считано как давление на линейной шкале.

        Мембранный вакуумметр

        В случае диафрагменного вакуумметра, способного измерять абсолютное давление, герметичная вакуумная камера отделена диафрагмой от измеряемого вакуумметрического давления. Это служит эталонным количеством. С увеличением откачки разница между измеряемым давлением и давлением в эталонной камере становится меньше, вызывая изгиб диафрагмы. Этот изгиб может быть передан с помощью механических средств, таких как рычаг, например, на стрелку и шкалу, или электрически с помощью тензодатчика или изгибающего стержня для преобразования в электрический измерительный сигнал.Диапазон измерения таких мембранных вакуумметров простирается от 1 мбар (0,75 торр) до более 2000 мбар (1500 торр).

        Емкостной вакуумметр

        Чувствительная к давлению диафрагма этих емкостных датчиков абсолютного давления изготовлена ​​из керамики Al2O3. Термин «емкостное измерение» означает, что пластинчатый конденсатор создается диафрагмой с неподвижным электродом за диафрагмой. Когда расстояние между двумя пластинами этого конденсатора изменяется, это приводит к изменению емкости.Это изменение, пропорциональное давлению, затем преобразуется в соответствующий электрический измерительный сигнал. Здесь вакуумированная эталонная камера также служит эталоном для измерения давления. С помощью емкостных датчиков можно точно измерять давление от 10-5 мбар/Торр до давления, значительно превышающего атмосферное, при этом необходимо использовать разные емкостные датчики с диафрагмами разной толщины (и, следовательно, чувствительности).

        Вакуумметры, показания давления которых зависят от типа газа

        Датчик теплопроводности (Пирани)

        Этот принцип измерения использует теплопроводность газов для измерения давления в диапазоне от 10-4 мбар/Торр до атмосферного давления.Нить накала внутри измерительной головки образует одно плечо моста Уитстона. Напряжение нагрева, подаваемое на мост, регулируется таким образом, что сопротивление нити и, следовательно, температура нити остаются постоянными независимо от количества тепла, выделяемого нитью. Поскольку передача тепла от нити к газу увеличивается с увеличением давления, напряжение на мосту является мерой давления. Усовершенствования в отношении температурной компенсации привели к стабильным показаниям давления даже при значительных изменениях температуры, в частности, при измерении низких давлений.

        Ионизационный вакуумметр с холодным катодом (Penning)

        Здесь давление измеряется с помощью газового разряда в манометрической головке, при этом газовый разряд воспламеняется при приложении высокого напряжения. Результирующий ионный ток выводится в виде сигнала, пропорционального преобладающему давлению. Газовый разряд поддерживается также при низких давлениях с помощью магнита. Новые концепции конструкции таких датчиков обеспечивают безопасную и надежную работу этих так называемых датчиков Пеннинга в диапазоне давлений от 10-2 до 1 x 10-9 мбар/Торр.

        Ионизационный вакуумметр с горячим катодом

        В этих датчиках обычно используются три электрода. Горячий катод испускает электроны, которые падают на анод. Таким образом, газ, давление которого необходимо измерить, ионизируется. Результирующий поток положительных ионов регистрируется через третий электрод – так называемый детектор ионов – и этот ток используется в качестве сигнала, пропорционального давлению. Датчики с горячим катодом, которые в основном используются сегодня, основаны на принципе Баярда-Альперта.При таком расположении электродов можно проводить измерения в диапазоне давлений от 10-10 до 10-2 мбар/торр. Другие варианты расположения электродов позволяют получить доступ к более высокому диапазону давлений от 10–1 мбар/торр до 10–10 мбар/торр.

        Для измерения давления ниже 10-10 мбар/Торр используются так называемые экстракторные ионизационные датчики по Рэдхеду. В экстракторных ионизационных датчиках созданные ионы фокусируются на очень тонком и коротком детекторе ионов. Благодаря геометрическому расположению этой системы можно почти полностью исключить такие мешающие воздействия, как рентгеновские эффекты и десорбция ионов.Экстракторный ионизационный манометр позволяет измерять давление в диапазоне от 10-4 до 10-12 мбар/Торр.

        грузопоршневых манометров | Калибровка давления

        Калибровка грузопоршневого манометра

        Калибровка грузопоршневого манометра — это сравнение показаний тестируемого устройства, например манометра, с известным давлением, создаваемым точными гирями. Основные этапы выполнения калибровки с помощью грузопоршневого манометра включают в себя присоединение к тестеру устройства для измерения давления, применение ряда грузов для получения известных давлений и сравнение известных давлений с показаниями давления на тестируемом устройстве.

        Преимущества использования грузопоршневого манометра для калибровки устройств измерения давления заключаются в том, что они охватывают широкий диапазон давлений и обеспечивают очень стабильное давление при калибровке устройств. Стабильность давления особенно заметна по сравнению с вариантами компараторов давления с цифровыми манометрами.

        Различные названия грузопоршневого манометра

        Люди относятся к грузопоршневым манометрам по-разному, в том числе:

        • Манометр грузоподъемностью
        • Калибратор собственного груза
        • Грузоподъемная машина
        • Грузоподъемный аппарат

        Разница между гидравлическим и пневматическим грузопоршневым манометром

        Основные различия между гидравлическим и пневматическим грузопоршневым манометром заключаются в том, что гидравлический манометр работает с жидкостью под давлением, а пневматический манометр работает с воздухом или газом.Гидравлические грузопоршневые грузопоршневые манометры рассчитаны на более высокие значения полного давления, тогда как пневматические устройства больше подходят для более низких давлений.

        Компания Fluke предлагает несколько типов грузопоршневых манометров:

        Каждый из них предназначен для создания точного давления для калибровки приборов для измерения давления.

        Грузовые манометры

        чаще всего используются в калибровочных лабораториях для калибровки электронных или механических приборов для измерения давления, таких как манометры или вакуумметры. Со временем эти инструменты могут стать менее точными, поэтому их необходимо калибровать, чтобы каждый раз обеспечивать правильные и согласованные измерения.

        Как пользоваться грузопоршневым манометром

        Следующее видео и ссылки на другие видео показывают, как использовать грузопоршневые тестеры и демонстрируют, как они работают. Некоторые видеоролики демонстрируют калибровку манометра с помощью грузопоршневого манометра. И есть видео, которое демонстрирует, как использовать электронный грузопоршневой манометр, и объясняет его преимущества по сравнению с неэлектрическими грузопоршневыми манометрами.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.