Типы манометров для измерения давления воды: что это за устройство, виды (электронные и др.), цена

Содержание

Как выбрать манометр. Какие бывают типы манометров. Как установить, эксплуатировать манометр

В этой статье представлена информация о манометрах, чем руководствоваться при выборе, особенности их эксплуатации и прочее. Наряду с манометрами эта информация применима к вакуумметрам и мановакуумметрам. По тексту упоминаются только манометры, поскольку рекомендации по выбору и пр. для этих приборов одинаковы.

Манометр, вакуумметр и мановакуумметр – назначение приборов.

Манометр – прибор, с помощью которого производят измерение избыточного и вакуумметрического давления сред в разных агрегатных состояниях. Измерение производится за счет деформации трубчатой пружины (трубка Бурдона), которая находится внутри корпуса.

Вакуумметр — прибор, с помощью которого производят измерение разряжения рабочей среды. Давление позволяет контролировать чувствительный элемент прибора — трубчатая пружина.

Стандарты шкалы вакуумметра от — 1..0 атм. Шкала всегда отрицательная, т. к. вакуумметры измеряют разряжение. Производится измерение давления ниже атмосферного.

Мановакуумметр — это прибор, с помощью которого производят измерение избыточного давления и разряжения рабочей среды. Механизм, позволяющий производить измерение — деформация трубчатой пружины. Мановакуумметры перекрывают область вакуума и избыточного давления.

Отличие приборов:
Манометр измеряет только положительное давление, вакуумметр измеряет только отрицательное давление, мановакуумметр – как отрицательное, так и положительное.

Благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости в промышленности и сфере жилищно-коммунального хозяйства наиболее распространены манометры с трубкой Бурдона.

Виды манометров

В зависимости от специализации предприятия возникает потребность в измерении различных сред. Для этой цели разработаны манометры разного назначения.

Технические манометры – наиболее распространены для измерения избыточного давления
сред (воды, воздуха, газа). Широко применяются на промышленных предприятиях и в сере ЖКХ. Технический манометр подходит, если прибор не планируется применять в специфических условиях.

Виброустойчивые — манометры данного вида применяют в условиях повышенной вибрации. Устройство позволяет компенсировать вибрационную среду за счет особой конструкции. Широко применяют на насосных станциях, компрессорных установках, автотранспорте, судах и ж/д транспорте.

Коррозионностойкие манометры – приборы для измерения контроля давления в условиях агрессивных сред. Детали манометра изготовлены из нержавеющей стали, устойчивой к воздействию сред.

Манометры точных измерений или образцовые манометры — обладают более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4; 0,6). Применяют в качестве эталона при поверке и калибровке приборов для измерения давления, а также с их помощью измеряют давление технологических линий, для которых нужна повышенная точность измерения.

Манометры аммиачные — применяют для измерения вакууметрического давления в агрессивных средах, в том числе для аммиака. Применяют для систем хладоснабжения. Данный тип манометров изготовлен на основе коррозионностойких, только с измененным циферблатом.

Манометры электроконтактные — это приборы с электроконтактной группой. Предназначенные для коммутации контактов в системах автоматизации. Прибор осуществляет управление электрическими цепями от устройства, которое подает сигнал, путем замыкания и размыкания электрических цепей при достижении определенного предела давления.

Железнодорожные манометры — данный вид манометров предназначен для измерения и контроля давления, в системах (тормозных и пр.) и установках подвижного ж/д состава, метрополитена и трамваев и для измерения давления в холодильных машинах в вагонах-рефрижераторах.

Что нужно учесть при выборе манометра?

Параметры, которые важно учитывать при покупке прибора. Эта информация необходима в том случае если у Вас нет точной марки прибора, или нужная Вам модель не доступна, и необходимо правильно подобрать аналог.

Параметр диапазона измерения.

Это наиболее важный параметр.
Стандартный ряд диапазонов давления манометров:
0-1, 0-1.6, 0-2.5, 0-4, 0-6, 0-10, 0-16, 0-25, 0-40, 0-60, 0-100, 0-160, 0-250, 0-400, 0-600, 0-1000 кгс/см2

1кгс/мс2=0,980665 бар=0,0980665 МПа=98,0665 кПа.

Стандартный ряд диапазонов давления мановакуумметров:
-1..+0.6, -1..+1.5, -1..+3, -1..+5, -1..+9, -1..+15, -1..+24 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа

Стандартный ряд диапазонов давления вакуумметров:
-1..0 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа.

Если Вы сомневаетесь, с какой шкалой прибор нужен для Ваших целей, при выборе диапазона главный фактор – попадание рабочего давления в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения.

Выбирая диапазон шкалы, нужно знать, что рабочее давление должно попадать в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения.
Чтобы обеспечить стабильную работу, следует покупать прибор со шкалой 0-10 атм, т.к давление 5.5атм попадает в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы 3.3 атм и 6.6 атм соответственно.

При условии, что давление менее 1/3 шкалы, значительно возрастает погрешность измерения давления. При условии, когда измеряемое давление более 2/3 шкалы, прибор работает в перегруженном режиме, что влечет за собой сокращение срока службы манометра.

Параметр класса точности

Показывает допустимый процент погрешности результатов измерения прибора от шкалы измерения.

Существует стандартный ряд классов точности для манометров: 4, 2.5, 1.5, 1, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15.
Можно рассчитать погрешность манометра самостоятельно. Например, если Ваш прибор на 10 атм и имеет класс точности 1.5, допустимая погрешность — 1.5% от шкалы измерения (0.15 атм). В случае, если погрешность Вашего манометра превышает это значение, прибор подлежит замене. Без специального оборудования установить, что прибор неисправен, невозможно. Установить несоответствие класса точности может только специализированная организация, которая имеет поверочную установку с манометром высокого класса точности, являющимся эталоном. Проблемный манометр и эталонный прибор подсоединяются к линии с давлением, после чего сравнивают показатели.

Параметр диаметра манометра

Этот параметр важен для приборов, имеющих круглый корпус.
Стандартные диаметры: 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160, 250 мм.

Расположение штуцера.

Возможны два варианта.
Радиальное расположение — присоединительный штуцер выходит из манометра снизу.
Торцевое — штуцер расположен сзади, с тыльной части прибора.

Присоединительная резьба

Для манометров наиболее характерны метрическая и трубная виды резьбы.
Существует стандартный ряд видов резьбы: М10х1, М12х1.5, М20х1.5, G1/8,G1/4, G1/2.
Для приборов импортного производителя характерна трубная резьба. Для отечественных манометров – метрическая.

Межповерочный интервал.

Срок, по истечению которого нужно производить поверку манометра называют межповерочным интервалом. Новые приборы имеют первичную заводскую поверку. Об этом свидетельствует клеймо поверителя, расположенное на циферблате или на крпусе манометра, и отметка в паспорте. Первичная поверка бывает на 1 или 2 года. Для манометров, которые используются в личных целях, поверка не критична, поэтому можно выбирать любой манометр. Для ведомственных объектов – заводов, топочных, тепловых пунктов и пр. по истечению срока первичной поверки, манометр подлежит переповерке в центре стандартизации и метрологии, или в специализированных организациях, имеющих лицензию на поверку, и соответствующее оборудование. Следует знать, что переповерка как правило, стоит дороже, чем покупка нового прибора, или равна ей. Кроме того, к сумме добавляется оплата за сдачу прибора. Если манометр не проходит повторную поверку, придется также заплатить за ремонт и за последующую поверку.

Исходя из вышесказанного, рекомендуется:

  1. Приобретать манометр, у которого первичная поверка на 2 года.
  2. Прежде, чем отдать прибор на переповерку, посчитайте все расходы, и оцените, выгодное ли это мероприятие. В расчет входит стоимость переповерки, и оплата ремонта в случае необходимости. Например, если система подвергалась гидравлическим ударам от пульсации среды, то по истечению 2 лет службы, как правило, 50% манометров не проходят переповерку.

Условия эксплуатации манометров.

Если эксплуатация прибора предполагает особые воздействия на манометр, такие как: работа с вязкими веществами, воздействие агрессивных сред, работа в условиях высокой вибрации, в условиях высоких (более +100С) и низких (менее -40С) температур, нужно использовать специализированный прибор, предназначенный для работы в соответствующих условиях.

Перевод единиц давления манометров.

Зачастую существует необходимость измерять давление в нестандартных единицах. При покупке небольшого количества манометров заводы не будут перестраивать шкалу под необходимые Вам единицы измерения.

В этом случае полезно знать, как перевести единицы измерения самому.
1кгс/см2=10.000кгс/м2=1бар=1атм=0.1Мпа=100кПа=100.000Па=10.000мм.вод.ст.=750мм. рт. ст.= 1000мБар

Что нужно знать для установки манометров?

Чтобы произвести установку манометра необходимо использовать дополнительное оборудование. Для установки на трубу применяют трехходовые краны и игольчатые вентили. С целью защиты приборов применяют демпферные блоки, мембранные разделители, а также петлевые отборные устройства.

Трехходовой кран под манометр.

С помощью трехходового шарового или пробкового крана производят подключение прибора к оборудованию, в частности к трубопроводу. Можно также устанавливать двухходовой кран, в котором предусмотрен ручной сброс давления, при отключении прибора. Не стоит использовать стандартные шаровые краны, поскольку после его закрытия, механизм прибора продолжает оставаться в течение какого-то времени под давлением среды, в результате чего он может преждевременно выйти из строя.

При давлении до 25 кгс/см2 это наиболее распространенный вид соединения. Если давление высокое – нужно использовать игольчатые вентили. Нужно учитывать, приобретая кран, соответствие резьбы манометра и резьбы крана.

Демпферный блок.

Демпферный блок необходим, чтобы гасить пульсацию измеряемой среды. Его устанавливают перед манометром. Резкое и частое изменение давления измеряемой среды создает пульсацию, которую необходимо гасить, чтобы измерить давление среды.
Пульсацию в трубопроводе создают насосы, в которых не предусмотрено устройство плавного спуска, а также установка большого количества шаровых кранов и дисковых затворов, открытие которых создает гидравлические удары.

Разделители сред мембранные.

Мембранные разделители сред – защитное устройство, назначение которого предохранять механизм прибора от попадания в измеряемую среду агрессивных, абразивных и кристаллизующихся сред. Выбирая это дополнительное устройство, нужно, чтобы резьба манометра и мембранного разделителя совпадала.

Блок клапанный игольчатый.

С его помощью подключают к технологическому оборудованию датчики избыточного, абсолютного давления, давления-разрежения, манометров. Этот блок дает возможность производить дренаж импульсной линии, а также сбрасывать давление перед демонтажем прибора. Используя клапанный игольчатый блок, можно подключать метрологическое оборудование для контроля, не производя отключение датчика от измеряемой среды.

Правила, которым нужно следовать при установке манометров:

  1. Производить подключение манометра к системе необходимо при отсутствии давления в трубопроводе.
  2. При установлении прибора, циферблат должен быть ориентирован вертикально.
  3. Вращение прибора нужно осуществлять за штуцер с использованием гаечного ключа.
  4. Недопустимо применять усилие к корпусу прибора.

Особенности эксплуатации манометров.

Во время использования прибора, для того чтобы не сокращался срок службы манометра, следует соблюдать правила эксплуатации. Это соблюдение температурного режима, допустимого давления, вибрационных нагрузок, не использование работы с агрессивными, вязкими и кристаллизующимися средами для приборов не предназначенных для этого. Одно из наиболее важных требований — обеспечение плавной подачи давления на прибор
В случае, если прибор подобран соответственно условиям работы и не нарушаются правила его эксплуатации, проблем в его функционировании, как правило, не возникает.

Работа манометра не допускается в случае:

  1. Во время подачи давления стрелка на приборе не двигается или движется скачками.
  2. Есть повреждение стекла прибора.
  3. После прекращения воздействия давления среды стрелка не возвращается к нулевой отметке.
  4. Превышается допустимое значение погрешности при измерении.

Каким образом проводится поверка манометров.

Существует два вида поверки прибора.

Первичная – поверка, проводимая заводом изготовителем перед тем, как прибор пускают в продажу. Об этом свидетельствует клеймо на стекле или на корпусе прибора и соответствующая отметка в паспорте манометра. Первичную поверку признают контролирующие организации и прибор разрешено эксплуатировать до окончания срока поверки, указанного в паспорте (1-2 года).

Переповерка прибора. После окончания срока первичной поверки, необходима переповерка манометра. Прибор, подлежащий переповерке должен быть исправен. Иначе он не пройдет переповерку и деньги, затраченные на эту процедуру, будут потрачены впустую.
Перепроветка прибора производится специализированными организациями, имеющими соответствующее оборудование и лицензию, а также городскими центрами стандартизации и метрологии.

Компания УАМ является производителем манометров следующих видов: технические, аммиачные, электроконтактные, виброустойчивые, для агрессивных сред, точных измерений, железнодорожные, которые являются аналогами приборов, выпускаемых ведущими производителями. Аналоги нашей компании не уступают в качестве ведущим производителям высокоточных приборов данного направления товаров.
Вы можете ознакомиться с технической характеристикой приборов и сравнить показатели разных видов манометров в сводной таблице приборов.

Как правильно подобрать манометр. Основные параметры. На что важно обратить внимание при покупке?

    Манометр подбирают к конкретной системе с учетом целого комплекса норм.

    Параметры, которые следует оценить при покупке манометра.

    1. Диапазон измерения – один из важнейших критериев при выборе манометра.

    Существует стандартный ряд давлений для манометров, согласно которому нужно выбирать соответствующее. Со стандартным рядом давлений можно ознакомиться в ГОСТ 2405-88. Приборы с верхним пределом измерений до 40 кПа включительно (до 4000 кгс/м2 включительно) относятся к напоромерам, тягомерам и тягонапоромерам, а от 60 кПа (от 0,6 кгс/см2) — к манометрам, вакуумметрам и мановакуумметрам.

    Диапазон показаний (записи) прибора должен выбираться из табл. 6 ГОСТ 2405-88.


    Диапазон измерений избыточного давления должен быть от 0 до 100 % или от 25 до 75 % диапазона показаний. Иногда можно услышать рекомендацию о выборе давления в диапазоне от 1/3 до 2/3 шкалы. Если вы возьмете прибор на слишком высокое давление, и будете снимать показания от 0 до 25 % шкалы, то увеличится погрешность снятия показаний. Если прибор будет работать в диапазоне от 75 до 100 % своей шкалы, то механизм будет находиться в постоянной перегрузке и прибор быстро выйдет из строя.

    Для примера можно пользоваться следующей простой формулой. К Вашему рабочему давлению в системе, необходимо прибавить 30% и взять следующее по порядку давление из стандартного ряда по ГОСТ 2405-88.

    Допустим у вас в системе рабочее давление 2 Мпа. 2+30% = 2,6 Мпа, следующее порядковое значение по стандартному ряду это 4 Мпа. В данном случае такая шкала будет предпочтительней. 

    2. Единицы измерения.

    Очень важно при покупке манометра определиться не только с давлением, но и с единицами измерения.

    В Международной системе единиц физических величин (СИ) давление измеряется в паскалях. Паскаль равен давлению, вызываемому силой, равной одному ньютону, равномерно распределённой по нормальной к ней поверхности, площадью один квадратный метр.

    Т.к. Паскали- это общепринятые системные единицы измерения, всем нашим потребителям мы рекомендуем применять именно их. Давление выше 10 атм, принято переводить в МПа, все что ниже, рекомендуется переводить в кПа.

    Зачастую у нашего потребителя существует необходимость измерять давление в нестандартных единицах, у нашей компании есть возмо

Манометры для измерения давления воды – устройство, виды и отличия от манометров для воздуха

Манометр – это прибор, позволяющий измерить давление в водной системе или среде. С помощью этого простого устройства можно получить точные показатели давления в любой точке трубопровода или насосного агрегата. Ниже изучим конструкцию, принцип работы и отличия между разными видами манометров.

Устройство манометра для измерения давления воды

Манометр для измерения давления воды в водопроводе обладает очень простой конструкцией. Прибор состоит из корпуса и шкалы, на которой указывается измеряемая величина. Внутри корпуса может быть расположена трубчатая пружина или двухпластинчатая мембрана. Также внутри устройства находится держатель, трибко-секторный механизм и упругий чувствительный элемент.

Принцип действия прибора основывается на уравновешивании показателей давления посредством силы деформации мембраны или пружины. В результате этого процесса упругий чувствительный элемент смещается, что приводит в действие показывающую стрелку устройства.

Классификация манометров по принципу работы

В наши дни работающие в условиях давления устройства используются практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Следовательно, вместе с ними применяются и манометры, дающие точную информацию о показателях давления. При этом измерительные приборы могут отличаться между собой по конструкции и принципу действия. Имеющиеся на рынке устройства делятся на такие виды:

  • Поршневые манометры – в их устройство входит цилиндр, внутри которого располагается поршень. При работе на одну часть поршневого насоса действует рабочая среда – газ или жидкость, а с другой – давление груза определенной величины. Вместе с перемещением бегунка в действие приводится стрелка на шкале прибора;
  • Жидкостные манометры – в их конструкцию входит трубка, внутри которой находится жидкость и подвижная пробка. В процессе использования жидкостного манометра рабочая жидкость воздействует на пробку, в результате чего меняется уровень жидкости внутри трубки. В этот момент начинает двигаться стрелка прибора;
  • Деформационные манометры – внутри таких приборов располагается мембрана, деформация которой приводит в действие указательную стрелку над шкалой устройства.

Современные манометры также делятся между собой на механические и электронные устройства. Механический манометр для насоса или системы водоснабжения имеет простую конструкцию, однако не может достаточно точно измерить давление. В конструкцию электронного прибора входит контактный узел, который более точно измеряет давление рабочей среды.

По способу использования манометры делятся между собой на такие виды:

  • Стационарные – такие приборы монтируются и применяются только на определенном агрегате без возможности демонтажа измерительного устройства. Зачастую на используемом агрегате также применяется регулятор давления для воды с манометром;
  • Переносные – эти измерительные приборы могут демонтироваться и использоваться для работы с разными агрегатами и в различных системах. Переносной прибор обладает меньшими габаритами.

Каждый из перечисленных видов приборов нашел свое активное применение. Многие из современных моделей используются в системе отопления частного дома или в квартире, другие – применяются для обслуживания крупных промышленных предприятий.

Чем отличается манометр для воды от манометра для воздуха?

Не знакомые с измерительными приборами люди часто не могут отличить манометр давления воды в системе водоснабжения от прибора, который используется для измерения давления воздуха и газа. Внешне оба эти устройства практически не отличаются друг от друга. Тем не менее, различие между ними все-таки есть.

Разница между манометром для воды и воздуха заключается в конструкции и принципе их действия. В приборах для воды роль чувствительного элемента играет мембрана и сосуд с жидкостью. В воздушных манометрах чувствительным элементом служит трубчатая пружина, которая при работе заполняется газом или воздухом.

Как проверить давление воды без манометра?

Узнать показатели давления воды в трубопроводе можно без помощи манометра. Все, что для этого требуется – это использовать самодельное приспособление из прозрачного 2-метрового шланга, которое очень просто изготовить своими руками.

В основном, шланг применяется с целью получения замеров давления воды на выходе из крана. Чтобы узнать нужные показатели, один конец шланга вставляется в кран, а второй закупоривается пробкой. После этого в шланг нужно впустить немного воды.

Прежде, чем начать «эксперимент», потребуется выполнить 2 условия:

  • Установить шланг в вертикальное положение;
  • Переместить нижний конец шланга так, как указано в схеме.

Далее определить приблизительное давление воды можно по указанной формуле: P=Pатм*H0/h2, где:

  • P – давление в системе, измеряемое в атмосферах;
  • Pатм – давление, которое присутствует внутри шланга до момента открытия крана;
  • H0 – высота воздушного столба внутри шланга до момента открытия крана;
  • h2 – высота воздушного столба после заполнения шланга водой.

Нужно отметить, что собранное приспособление по принципу действия полностью повторяет обыкновенный жидкостный манометр.

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.

Чтобы рассчитать давление, понадобится мерная 3-литровая емкость и секундомер. Емкость нужно подложить под кран и засечь время, за которое она полностью наполнится водой.


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.

Что такое манометр? Манометр для измерения давления

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.

Что такие манометр?

Данный прибор предназначен для измерения избыточного давления. Однако давление может быть разным, а потому и разные манометры существуют. Например, для измерения атмосферного давления применяются вакуумметры, для определения разности давлений используются дифференциальные манометры. Но в любом случае измеряют они только давление.

Невозможно сейчас описывать все области применения этих приборов, ведь их очень много. Они могут использоваться в автомобилестроении, в сельском хозяйстве, коммунальном и жилищном хозяйстве, в любом механическом транспорте, металлургической промышленности и т.д. В зависимости от предназначения, существуют разные виды данных измерителей, но суть их всегда сводится к одному — к измерению давления.

Также эти приборы делятся на разные группы в зависимости по принципу измерения. Теперь, когда более-менее понятно, что такое манометр, можно переходить к деталям. В частности, опишем виды и области их применения.

Виды манометров давления

В зависимости от предназначения, манометры могут быть разных видов. Например, жидкостные манометры используются для измерения давления столба жидкости. Есть пружинные приборы, способные измерить прикладываемую силу. Здесь давление измеряется благодаря уравновешиванию силой деформации пружины.

Менее популярными можно назвать поршневые манометры, где измеряемое давление уравновешивается силой, которая действует на поршень прибора.

Также отметим, что в зависимости от назначения и условия использования выпускаются следующие приборы:

  • Технические — устройства общего назначения.
  • Контрольные, предназначенные для проверки устанавливаемого оборудования.
  • Образцовые — для проверки приборов и проведения измерений, где обязательна повышенная точность.

Также эти устройства можно делить по чувствительности элемента, классам точности. Например, по классам точности манометры бывают: 0.15, 0.25, 0.4, 0.6, 1, 1.5, 2.5, 4. Здесь число определяет точность прибора, и чем оно будет ниже, тем прибор точнее.

Пружинные

Предназначаются эти манометры для измерения избыточного давления. Их принцип измерения основан на использовании специальной пружины, которая деформируется под действием давления. Значение деформации чувствительного элемента (пружины) определяется специальным отсчетным устройством, которое, в свою очередь, имеет градуированную шкалу. На этой шкале пользователь видит значение измеряемого давления.

Чувствительным элементом в таких манометрах чаще всего выступает так называемая трубка Бурдона — чувствительная одновитковая пружина. Однако бывают и другие элементы: плоская гофрированная мембрана, многовитковая трубчатая пружина, сильфон (гармоникообразная мембрана). Все они одинаково эффективны, но наиболее простым и доступным и из-за этого наиболее распространенным является манометр, показывающий давление с помощью одновитковой пружины Бурдона. Именно такие модели активно применяются для измерения давления в диапазоне 0.6-1600 кгс/см2.

Жидкостные манометры

В отличие от пружинных, в жидкостных манометрах давление измеряется путем уравновешивания весом столба жидкости, а мера давления в данном случае — это уровень жидкости в сообщающихся сосудах. Такие приборы позволяют измерять давление в диапазоне 10-105 Па, и применяются они в основном в лабораторных условиях.

По сути, такой прибор — это U-образная трубка с жидкостью с большим удельным весом по сравнению с жидкостью, непосредственно в которой измеряется гидростатическое давление. Чаще всего такой жидкостью является ртуть.

В эту категорию косвенно можно отнести общетехнические и рабочие приборы типа манометра ТМ-510, ТВ-510, представляющие собой наиболее востребованную категорию. Они измеряют давление некристаллизующихся и неагрессивных паров и газов. Класс точности таких манометров: 1, 2.5, 1.5. Применяются такие на котельных, в системах теплоснабжения, при транспортировке жидкостей, а также в производственных процессах.

Электроконтактные манометры

К этой категории относятся в том числе вакууметры и мановакуумметры. Они предназначаются для измерения давления жидкостей и газов, являющихся нейтральными по отношению к стали и латуни. Конструкция этих приборов аналогичная пружинным, однако разница заключается лишь в больших геометрических размерах. Корпус электроконтактного манометра большой из-за устройства контактных групп. Также такой прибор может воздействовать на давление в контролируемой среде благодаря замыканию/размыканию контактов.

Благодаря особому электроконтактному механизму, который здесь используется, прибор можно применять в системе аварийной сигнализации. Собственно, в этой области он также используется.

Образцовые

Этот тип приборов предназначен для проверки манометров, используемых для измерений в лабораторных условиях. Их основное назначение — проверка исправности показаний рабочих манометров. Отличительная особенность таких приборов — очень высокий класс точности, который достигается благодаря конструктивным особенностям, а также зубчатому зацеплению в передаточном механизме.

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 вид газа, 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.

Самопишущие

Основное отличие таких манометров следует из названия. Эти приборы непрерывно записывают измеряемое давление на диаграмме, что позже позволяет увидеть график изменения давления в определенном временном отрезке. Используются такие приборы в энергетике и промышленности для измерения получения показателей в неагрессивных средах.

Судовые

Эти предназначаются для измерения вакуумметрического давления газов, пара и жидкостей (масла, дизельного топлива, воды). Такие приборы отличаются более высокой влагозащитой, устойчивостью к климатическим воздействиям и вибрациям. Исходя из названия, можно понять их область применения — речной и морской транспорт.

Железнодорожные

В отличие от обычных манометров, показывающих значение давления, железнодорожные приборы не показывают, а преобразовывают давление в сигнал другого вида (цифровой, пневматический и т.д.). Для этого могут быть использованы различные методы.

Такие преобразователи давления активно используются в системах управления технологическими процессами, автоматики и, несмотря на свое прямое название, они применяются в отраслях нефтедобычи, химической и атомной энергетике.

Заключение

Измерение давления требуется во многих отраслях, и для каждой из них существуют специальные манометры со своими уникальными особенностями. Есть даже специальные эталонные манометры, которые предназначаются для настройки и обязательной проверки рабочих приборов. Они хранятся в Ростехнадзоре.

Но в любой отрасли и любой тип этих приборов предназначается для измерения только давления. Теперь вы знаете, что такое манометр, какие бывают виды и приблизительно понимаете принцип измерения давления.

Манометры для измерения давления: устройство, классификация, выбор

В различных сферах деятельности применяется просто огромное количество измерительных приборов. Большое распространение получили манометры давления. Их предназначение заключается в измерении избыточного давления. Существует просто огромное количество вариантов исполнения манометров, все они характеризуются своими определенными эксплуатационными характеристиками. Прибор для измерения давления газа или жидкостей производится в соответствии с установленными стандартами.

Манометры давления

Устройство прибора

Манометр для измерения давления производится самыми различными компаниями. Классическая конструкция представлена сочетанием следующих элементов:

  1. Корпус предназначен для защиты внутреннего механизма от воздействия окружающей среды. Чаще всего при его изготовлении применяется металл с высокой коррозионной стойкостью.
  2. Стрелка прибора выступает в качестве индикатора. Она может делать один оборот вокруг своей оси.
  3. Шестеренки предназначены для непосредственной передачи вращения стрелке. Они находятся внутри конструкции.
  4. Устройство манометра для измерения давления обладает поводком и зубчатым сектором.

Конструкция прибора имеет между зубьями и шестеренками специальную пружину, которая исключает вероятность мертвого хода.

Устройство манометра

Измерительная шкала аналоговая, подбирается в зависимости от того, давление какой среды измеряется.

Манометр прибор работает по следующему принципу действия:

  1. Давление измеряемой среды поступает во внутреннюю часть конструкции.
  2. Свободный конец трубки в попытке выравнивания перемещается, за счет чего обеспечивается передача вращения стрелке.

Деформация трубки прямо пропорциональна тому, какое значение показывает устройство. Благодаря простоте конструкции она надежная, получила широкое распространение в самых различных отраслях.

Классификация приборов

В продаже встречаются различные виды манометров. Основная классификация проводится по назначению конструкции:

  1. Самопищущие сегодня применяются крайне редко. Их конструктивные особенности определяют возможность получения графиков на бумаге. Подобное устройство способно не только указывать текущий показатель, но также и происходящие изменения. Свое применения они нашли в энергетике и в сфере работы с неагрессивными веществами.
  2. Судовые требуются в качестве измерительного прибора на речных суднах. Они могут замерять давление различных жидкостей, к примеру, воды или дизельного топлива. За счет создания особой конструкции устройство защищено от воздействия окружающей среды и климата, повышена защита от вибрационной нагрузки.
  3. Железнодорожные сконструированы так, чтобы могли использоваться при сборке железнодорожного транспорта.
  4. Эталонные характеризуются высокой точностью. Именно поэтому они устанавливаются для проверки работы иных измерительных приборов, испытания приборов и их контроля.
  5. Специальные манометры используются для получения информации о различных газообразных веществ. Стоит учитывать, что в продаже встречаются варианты исполнения, предназначенные для работы с различными газами. Для их обозначения могут использоваться различные цвета и специальные обозначения.
  6. Общетехнические могут использоваться в качестве манометра давления самой различной среды. Именно подобной конструкцией измеряется избыточное вакуумное давление.
  7. Электроконтактные характеризуются тем, что могут использоваться для регулирования измеряемой среды. Все они делятся на две основные категории: приставки и небольшие выключатели.

Классификация манометров

Также выделяют следующие типы манометров для измерения давления:

  1. Деформационные характеризуются тем, что имеют различные чувствительные элементы, которые воспринимают оказываемое давление. В качестве деформируемого элемента применяются пружины и мембраны.
  2. Пьезоэлектрические имеют внутри кристалл кварца, который воспринимает электрический сигнал при механическом воздействии.
  3. Поршневые состоят из подвижного поршня. При эксплуатации на него оказывается воздействие, за счет которого поршень передвигается.
  4. Жидкостные имеют трубку, заполненную специальным веществом. Некоторые модели снабжаются двумя трубками, за счет которых определяется разница давления между двумя средами.

Электронные манометры для измерения давления получили широкое распространение. Они характеризуются высокой точностью и надежностью.

Электронные манометры

Измерительные приборы кроме этого подразделяются на несколько нижеприведенных групп:

  1. Тягомеры.
  2. Тягонапоромеры.
  3. Напорометр.
  4. Вакуумметр.
  5. Мановаккуумметры.
  6. Манометры.

Последняя рассматриваемая группа предназначается для определения избыточного давления. Этот показатель определяет разность между абсолютным и барометрическим показателем. Пределы измерений могут составлять от 0,06 до 1000 МПа.

Применение манометров

Манометр для измерения давления газа должен устанавливаться исключительно профессионалом. Это связано с тем, что при неправильном подключении устройство будет показывать неточные показатели, а также может появится утечка.

Манометр для измерения давления в шинах

Неправильная установка манометра давления снижает эксплуатационный срок устройства. В некоторых случаях, когда проводится считывание показателей и их контроль, проводить демонтаж может исключительно обслуживающая систему компания.

Выбор манометра

При выборе измерительного устройства учитываются самые различные параметры. Стоит учитывать, что манометр для газа подбирается в первую очередь с учетом безопасности.

Другими распространенными критериями назовем:

  1. Класс точности устройства манометра. Он указывается производителем в технической документации или на корпусе. Высокоточные измерительные приборы имеют высокую стоимость, но погрешность может составлять несколько долей процента.
  2. Диаметр корпуса. Компактные устройства проще спрятать в герметичном защищенном контейнере. При выборе уделяется внимание и типу используемого материала при изготовлении защитного корпуса. К примеру, металл характеризуется высокой механической защитой, пластиковые легче и обходятся намного дешевле.
  3. Предел измеряемых значений. Он может варьировать в достаточно большом диапазоне. Производитель указывает этот параметр по причине того, что он подбирается в зависимости от измеряемой среды.
  4. Диаметр резьбового штуцера и его расположение.

Кроме этого, уделяется внимание популярности бренда. Известные производители выпускают качественную продукцию, которая сможет прослужить в течение длительного периода.

Курт Дж. Лескер Компания | Технические примечания по измерению давления


Измерение давления

Единицы измерения

Давление ниже атмосферного измеряется в нескольких единицах, в том числе: торр (также называемый миллиметрами ртутного столба, мм рт. Па). В США обычно используются три единицы измерения: микрон как единица измерения давления, достигаемого обратными насосами, торр для насосов высокого вакуума и сверхвысокого вакуума и дюймы ртутного столба для насосов грубой очистки.В Европе миллибар является общей единицей измерения давления. В Японии используется паскаль, но часто торр является второстепенным. Большинству авторов научных / технических статей рекомендуется использовать паскаль в единицах СИ, а некоторые и делают.

Единицы производные от:

  • Паскаль — сила в 1 ньютон (1 кг, ускоряющаяся со скоростью 1 м / сек / сек), действующая на 1 м. 2
  • Миллибар —1000 раз больше силы 1 дина (1 г при ускорении 1 см / сек./ сек) действующий на 1 см 2
  • Торр —1/760 высоты ртутного барометра при «стандартном» атмосферном давлении
  • Миллиторр или микрон — 1000-я 1 Торр
  • Дюймов ртутного столба (вакуум) —1 / 29,92 высоты ртутного барометра при «стандартном» атмосферном давлении (принимая атмосферное давление за 0 дюймов ртутного столба)
  • дюймов ртутного столба (прогнозы погоды) —1 / 29,92 раза больше высоты ртутного барометра при «стандартном» атмосферном давлении (принимая нулевое давление за 0 дюймов ртутного столба)

Диапазоны давления

Не существует «универсального» манометра, способного измерять давление от атмосферного до сверхвысокого (динамический диапазон 10 15 ).По сути, для измерения давления используются три механизма, и выбор одного из них зависит от диапазона давления и остаточных газов в вакууме.

Базовые технологии:

Механические манометры имеют жидкостные или твердые диафрагмы, которые меняют положение под действием всех молекул газа, отскакивающих от них. Эти манометры измеряют абсолютное давление, не зависящее от свойств газа / пара. К сожалению, ниже 10 -5 Торр этот тип датчика неэффективен.

Приборы для измерения характеристик газа измеряют объемные свойства, такие как теплопроводность или вязкость. Они зависят от состава газа и эффективны в ограниченном диапазоне давлений от атмосферного до 10 -4 Торр.

Ионизационные манометры Для измерения высокого вакуума и сверхвысокого вакуума используется сбор заряда. Молекулы остаточного газа ионизируются электронами, и измеряется результирующий ионный ток. Хотя такие манометры будут ионизировать пары, а также постоянные газы, их реакция зависит от других параметров, кроме потенциала ионизации, что затрудняет точное измерение общего давления в газовых смесях.Ионизационные манометры охватывают диапазон давлений от 10 -4 Торр до 10 -10 Торр.

Типичное расположение двух датчиков, охватывающих интересующий диапазон от атмосферы до 1 x 10 9 Торр, оставляет плохо закрытую полосу при давлениях, широко используемых при напылении, травлении, CVD и т. Д. К счастью, точные измерения, необходимые для воспроизводимой обработки между 10 -1 и 10 -3 Торр, могут быть выполнены путем добавления третьего датчика — емкостного манометра.

При выборе манометра, помимо диапазона давления, следует учитывать и другие характеристики: скорость откачки манометра; как на него влияют радиация, магнетизм, температура, вибрация и агрессивные газы; и повреждения, вызванные его включением при атмосферном давлении. Эти вопросы обсуждаются ниже в разделе «Как задать параметры для манометра», но также могут быть найдены в исчерпывающих текстах о вакууме, таких как «Руководство пользователя по вакуумной технологии» Джона Ф. О’Хэнлона A.

Вакуумметры

Механические манометры

Давление газа — это сумма всех индивидуальных сил, вызванных каждым атомом или молекулой, сталкивающимися с поверхностью в любой момент. Механические датчики регистрируют эту общую силу, отслеживая движение поверхности против (восстанавливающей) силы, пытаясь удержать поверхность на своем первоначальном месте. Поскольку механические датчики реагируют только на молекулярный импульс, они измеряют давление любого газа или пара.Они могут быть очень точными или неточными в зависимости от того, как регистрируется движение.

Маклеод

Этот манометр, хотя и редко используется, в основном используется в качестве основного калибровочного стандарта для других манометров. Фактически, большой известный объем газа при неизвестном давлении улавливается в стеклянной колбе и сжимается за счет повышения уровня ртути до тех пор, пока газ не окажется в небольшом закрытом капилляре известного объема. Поскольку соотношение между исходным и конечным объемами известно и конечное давление можно измерить, исходное давление рассчитывается по закону Бойля (P1 x V1 = P2 x V2).Манометры МакЛеода особенно полезны в диапазоне от 1 Торр до 10 -4 Торр, но из-за сжатия не могут использоваться для измерения паров.

Бурдон

Бурдон

Типовые характеристики:

  • Газовая независимая
  • от 1 до 760 торр
  • Точность от 10 до 15%
  • Типичная рабочая температура: от 0 ° C до 50 ° C

Когда закрытая изогнутая трубка овального сечения из медного сплава подключается к вакууму, атмосферное давление изгибает ее в большей или меньшей степени, в зависимости от внутреннего давления.Механическая сила перемещает стрелку индикатора через зубчатую связь. Манометры Бурдона используются в основном при измерении высокого давления (чаще всего присоединяются к регуляторам на газовых баллонах), но их вариации предназначены для измерения давления от 0 до 30 дюймов ртутного столба и используются для сублимационной сушки, «домашних» вакуумных систем, вакуума пропитка и т. д., где основной проблемой является наличие вакуума, а не его точное измерение.

Пьезо

Типовые характеристики:

  • Газонезависимая
  • 0.От 1 до 1000 торр
  • Точность 1%
  • Типичная рабочая температура: от 0 ° C до 40 ° C

Пьезорезистивные датчики давления обычно состоят из кремниевой пластины, которая обрабатывается на поверхности, которая превращает кристалл в подходящую отклоняющую диафрагму при воздействии нормального напряжения (давления). Толщина кристалла кремния в его минимальном сечении является основным фактором, определяющим диапазон давления манометра от 1500 до 0.1 торр. По мере того как диафрагма отклоняется под давлением, сопротивление пьезорезистивных элементов изменяется по величине, в результате чего сеть моста Уитстона выходит из равновесия. Подача напряжения на этот мост создает выходное напряжение, пропорциональное приложенному давлению. Если элементы имеют одинаковое сопротивление, будет нулевое выходное напряжение без перепада давления на диафрагме.

Емкостные манометры

Манометр

Типовые характеристики:

  • Газовая независимая
  • Показывает четыре (4) декады ниже полной шкалы (F.S.) (т.е. манометр емкости 1000 Торр = от 1000 до 0,1 Торр, манометр емкости 0,1 Торр = 0,1 до 1e -5 Торр)
  • Погрешность от 0,25 до 0,50%
  • Версия для окружающей среды или с подогревом
  • Типичная рабочая температура: от 0 ° C до 40 ° C

Прогиб тонкой металлической диафрагмы, отделяющей известное давление от неизвестного давления, является мерой разницы давлений между двумя объемами. В емкостном манометре, как следует из названия, отклонение измеряется с использованием электрической емкости между диафрагмой и некоторыми неподвижными электродами.Емкостные манометры — самые точные устройства для измерения перепада или абсолютного давления всех газов (включая пары, которые не конденсируются при рабочей температуре манометра).

Измерительные головки указаны по их максимальному измеренному давлению (от 25 000 торр до 1 x 10 -1 торр), при этом каждая головка имеет динамический диапазон примерно на 10 4 ниже этого. Обычно точность показаний манометра составляет 0,25%, а 0,08% можно получить из высокоточных продуктов.

В то время как манометры имеют заданную рабочую температуру, емкостные манометры можно настроить (перед покупкой) для работы при температурах выше окружающей среды. Эти «нагретые» блоки имеют внутри блока нагреватель, который нагревает мембрану до заданной температуры (например, 100 ° C). Это помогает поддерживать точность емкостного манометра, а также помогает уменьшить конденсацию паров на диафрагме (до тех пор, пока внутренняя температурная компенсация устройства не превышает температуру процесса).


Мембранные манометры

Как и в емкостном манометре, эти манометры используют отклонение тонкой металлической (или кремниевой) диафрагмы, отделяющей известное давление от неизвестного. Однако в этом типе датчика отклонение определяется тензодатчиком, прикрепленным к диафрагме. Хотя это ограничивает минимальное измеряемое давление до 1 торр, оно обеспечивает стабильные, воспроизводимые показания прибора при давлении до 1200 торр.

Приборы для измерения состояния газа

Значения теплопроводности или вязкости для каждого конкретного газа различаются и нелинейно зависят от давления.Измерители свойств газа, представленные для типичных газов вакуумной камеры, неточны. Это и множество других источников неотъемлемой погрешности позволяют предположить, что показания манометра приемлемы для регистрации повторяющихся событий давления, но мало пригодны для измерения абсолютного давления.

Термопара

Термопара (T / C)

Типовые характеристики:

  • Газозависимый
  • 1e -3 до 760 Торр или 1e -3 до 1 Торр
  • Обычно пассивный (нужен контроллер)
  • Точность 50% выше 10 Торр, 15% ниже 10 Торр
  • Постоянный ток, переменная температура
  • Типичная рабочая температура: от 0 ° C до 100 ° C

Нить накала в датчике термопары нагревается до определенной температуры с помощью постоянного тока.Когда молекулы взаимодействуют с нитью, тепло передается с заданной скоростью (в зависимости от теплопроводности молекул), что вызывает разницу температур. Эта переменная температура измеряется и преобразуется в выходное напряжение, за которым следует давление. Чем выше давление (больше молекул), тем больше перепад температур. Из-за конструкции датчика и расположения нити накала датчики термопары обычно не используются для измерений выше 10 Торр, поскольку множество молекул имеет тенденцию сливаться на определенной части нити, что приводит к неточности.

Со временем молекулы прилипают к нити, что приводит к неточным измерениям. В зависимости от того, чему подвергался манометр, нить накала можно очистить, налив небольшое количество растворителя на концевую часть фланца, установив контакт с нитью (при выключенном манометре). Это должно быть сделано после анализа SDS растворителя и молекул, используемых в процессе. Оказавшись внутри, устройство можно осторожно покрутить (не как марака), чтобы растворитель вступил в контакт со всей нитью, в надежде растворить некоторые, если не все, застрявшие молекулы.После этого растворитель будет подвергнут надлежащему воздействию, и все остаточные количества будут испарены. Это можно ускорить, включив устройство, которое будет обеспечивать тепло. Эта очистка не гарантирована, так как некоторые молекулы могли вызвать коррозию нити. В этом случае предлагается заменить датчик.


Пирани

Пирани

Типовые характеристики:

  • Газозависимый
  • 1e -4 до 1000 Торр
  • Точность 50% выше 10 Торр, точность 10% ниже 10 Торр
  • Постоянная температура, переменный ток
  • Типичная рабочая температура: от 0 ° C до 40 ° C

В датчике Пирани две нити, часто платиновые, используются в качестве двух плеч моста Уитстона.Эталонная нить накала погружается в газ с фиксированным давлением, а измерительная нить подвергается воздействию системного газа. Обе нити накала нагреваются током через мост, но, в отличие от большинства Т / К, датчик Пирани использует не постоянное напряжение или мощность, а постоянную температуру нити. Молекулы газа, ударяясь о погруженный элемент, отводят энергию, которая обнаруживается и заменяется цепью обратной связи к источнику питания. Датчик Пирани будет измерять в том же диапазоне, что и датчик термопары, но увеличен до 1e -4 Торр.Однако этот датчик имеет ту же проблему, что и датчик термопары выше 10 торр.

Со временем молекулы будут прилипать к нити, что приведет к неточным измерениям. В зависимости от того, чему подвергался манометр, нить накала можно очистить, налив небольшое количество растворителя на концевую часть фланца, установив контакт с нитью (при выключенном манометре). Это должно быть сделано после анализа SDS растворителя и молекул, используемых в процессе. Оказавшись внутри, устройство можно осторожно покрутить (не как марака), чтобы растворитель вступил в контакт со всей нитью, в надежде растворить некоторые, если не все, застрявшие молекулы.После этого растворитель будет подвергнут надлежащему воздействию, и все остаточные количества будут испарены. Это можно ускорить, включив устройство, которое будет обеспечивать тепло. Эта очистка не гарантирована, так как некоторые молекулы могли вызвать коррозию нити. В этом случае предлагается заменить датчик.

Конвекция

Пирани с улучшенной конвекцией

Типовые характеристики:

  • Газозависимый
  • 1e -4 до 1000 Торр
  • Точность 5% выше 10 Торр, точность 10% ниже 10 Торр
  • Постоянная температура, переменная температура
  • Типичная рабочая температура: от 0 ° C до 40 ° C

Пирани с улучшенной конвекцией очень похож на датчик Пирани в том, что на нить накала подается ток для поддержания постоянной температуры.Когда молекулы взаимодействуют с нитью, тепло от нити отводится, и для поддержания постоянной температуры требуется больше тока. Этот перепад тока преобразуется в напряжение, а затем в давление. Однако такая конструкция датчика позволяет равномерно перемещаться вокруг нити за счет конвекции (правильного воздушного потока). Это сводит к минимуму карманы молекул, прилипающих к определенной части нити, обеспечивая более точное считывание. Это помогает поддерживать точность выше 10 торр.

Со временем молекулы будут прилипать к нити, что приведет к неточным измерениям.В зависимости от того, чему подвергался манометр, нить накала можно очистить, налив небольшое количество растворителя на концевую часть фланца, установив контакт с нитью (при выключенном манометре). Это должно быть сделано после анализа SDS растворителя и молекул, используемых в процессе. Оказавшись внутри, устройство можно осторожно покрутить (не как марака), чтобы растворитель вступил в контакт со всей нитью, в надежде растворить некоторые, если не все, застрявшие молекулы.После этого растворитель будет подвергнут надлежащему воздействию, и все остаточные количества будут испарены. Это можно ускорить, включив устройство, которое будет обеспечивать тепло. Эта очистка не гарантирована, так как некоторые молекулы могли вызвать коррозию нити. В этом случае предлагается заменить датчик.


Ионизационные датчики

Все ионизационные датчики с относительно небольшими различиями используют один и тот же принцип. Энергичные электроны ионизируют остаточные газы — положительные ионы собираются на электроде, и ток преобразуется в показания давления.Датчики с горячей нитью (Bayard-Alpert, Schulz-Phelps) используют термоэлектронную эмиссию электронов из горячей проволоки, а датчики с холодным катодом (Penning, Inverted Magnetron) используют электроны из тлеющего разряда или плазмы.

На все измерения ионным манометром серьезно влияет состав газа. Например, отчет в J. Vac. Sci. Tech. указывает, что относительная чувствительность ионного датчика (относительно N 2 = 1) составляет 5 для паров ацетона и 0,18 для He. То есть, одинаковое абсолютное давление этих чистых (газообразных) материалов даст показания манометра, отличающиеся почти в 28 раз.Ионизационные манометры не дают точных измерений абсолютного давления, если они не были недавно откалиброваны с использованием точной газовой смеси, которая должна быть измерена.

Чувствительность

Термин относительная чувствительность, использованный выше, не следует путать с параметром, называемым «чувствительность датчика». Последнее происходит из уравнения, связывающего ток положительных ионов датчика (i p ) для данной эмиссии электронов (i e ) при данном давлении газа (P): i p = S xi e x P или P = 1 / S xi p / i e

Константа пропорциональности (S в единицах обратного давления) — это чувствительность датчика.’ Практические (накаливания) ионные манометры имеют чувствительность в диапазоне от 0,6 Торр -1 до 20 Торр -1 . Это важно при выборе контроллера ионного датчика, поскольку его чувствительность должна находиться в пределах доступного диапазона контроллера. Чем выше чувствительность датчика, тем выше вероятность ионизации молекулы.

Манометры горячей нити

Ион

Типовые характеристики:

  • Газозависимый
  • 1e -9 до 1e -4 Торр (B-A) или 1e -11 до 1e -4 Торр (Nude UHV)
  • 30% точность
  • Типичная рабочая температура: от 0 ° C до 40 ° C

Два обычных ионных манометра с горячей нитью накала, Bayard / Alpert (B-A) и Schulz-Phelps (S-P), отличаются только физическим размером и расстоянием между их электродами.Обе имеют нагретые нити, смещенные для получения термоэмиссионных электронов с напряжением 70 эВ, достаточно энергичными, чтобы ионизировать любые молекулы остаточного газа, с которыми они сталкиваются. Образовавшиеся положительные ионы перемещаются к коллектору ионов, поддерживаемому при -150 В. Сила тока зависит от плотности газа (количества молекул в каждом куб. См), которая является прямой мерой давления газа.

Со временем датчик с горячей нитью накапливает множество ионизированных молекул, которые необходимо удалить для поддержания точности датчика.Это легко сделать путем «дегазации» агрегата. Это обычная практика с любым датчиком с горячей нитью накала, когда через сеть и коллектор пропускается сильный ток, по существу, спекающий эти части. Этот «прогрев» помогает удалить эти ионизированные молекулы, возвращая устройство в чистое состояние. Однако дегазация не гарантирует удаление всех молекул, поскольку некоторые из них останутся прилипшими к коллектору или даже могут вызвать эрозию. В таких случаях рекомендуется заменить датчик.

Ионный манометр Bayard-Alpert имеет достаточно линейный отклик от 1e -9 до 1e -4 Торр, с чувствительностью от 5 до 20 Торр -1 .Манометры BA доступны с одной или двумя нитями накала (вторая действует как запасная) и с двумя нитями из иридия, покрытого торием, который используется в системах с высоким содержанием кислорода и для защиты от выгорания при случайном сбросе воздуха, и вольфрам, используемый для нижнего стоимость и в остаточных газах, содержащих галогены.

Стандартный манометр B-A измеряет до 1e -9 Торр. Он не опускается ниже, потому что первичные электроны при попадании на сетку генерируют мягкое рентгеновское излучение. Рентгеновское излучение, попадающее на электрод-коллектор ионов, высвобождает фотоэлектрон, который неотличим от поступающих туда положительных ионов.Ниже 1e -9 Торр фотоэлектронная эмиссия составляет достаточно большую часть ионного тока, чтобы искажать показания давления. Специальные структуры B-A с ультратонкими коллекторами ионов будут достигать 10 -10 Торр и, возможно, даже диапазона 10 -11 Торр.

Ионный манометр Nude UHV работает по тому же принципу, что и стандартный Bayard-Alpert, но позволяет проводить более глубокие измерения вакуума, от 1e -11 до 1e -4 Торр.Это изменение базового давления связано с конструкцией манометра, которая включает решетчатую конструкцию в виде корзины и плотные нити.


Манометры с холодным катодом

ColdCathode

Типовые характеристики:

  • Газозависимый
  • 1e -10 до 1e -2 Торр
  • 30% точность
  • Типичная рабочая температура: от 0 ° C до 55 ° C

В датчиках с холодным катодом ионизирующие электроны являются частью самоподдерживающегося разряда.Однако, поскольку CCG не имеет (термоэмиссионной) нити накала, разряд инициируется паразитной полевой эмиссией или внешними событиями (космическими лучами или радиоактивным распадом). При низком давлении это может занять несколько минут, и CCG обычно включаются при высоком давлении (1e -2 Торр или выше). После запуска магнитное поле датчика удерживает электроны на спиральных траекториях, обеспечивая им большую длину пути и высокую вероятность ионизации остаточного газа. Ионы собираются и измеряются для определения давления газа.

Использовались электроды различной геометрии — цилиндры, пластины, кольца, стержни в различных комбинациях с направлением и силой магнитного поля, выбранными для максимизации измеряемого тока. Если центральные или «концевые» электроды датчика отрицательные, это принято называть магнетроном. Если те же электроды положительные, датчик называется перевернутым магнетроном.

Магнетрон: Первоначальная конструкция Пеннинга (цилиндрический анод и катоды с торцевой пластиной) не была ни точной, ни точной, и ее заменили другими геометрическими формами.Однако название Пеннинга до сих пор используется даже для магнетронов с центральными проволочными или кольцевыми катодами. Рабочее напряжение ограничено (обычно до ~ 2 кВ), чтобы избежать эффектов полевой эмиссии, которые вызывают увеличение ионного тока, не связанного с давлением. Хотя новые конструкции магнетронов удовлетворительны, они ограничены верхним диапазоном высокого вакуума и не привлекают большого внимания коммерческой общественности.

Инвертированный магнетрон: Во многом благодаря усилиям Редхеда и его коллег, эта конструкция работает в диапазоне сверхвысокого давления.Его осевой центральный анод входит в катод цилиндра / торцевых пластин через кольца защиты от напряжения (для предотвращения полевой эмиссии, влияющей на измерение ионного тока). Анод имеет гораздо более высокий потенциал, чем нормальный магнетрон (~ 6 кВ), и параллелен магнитному полю датчика. Некоторые коммерчески доступные конструкции перевернутых магнетронов имеют хорошую линейность и рабочие характеристики до 1 x 10 -11 Торр. Однако попытка запустить его при таком низком давлении может занять часы или дни.

В отличие от датчика с горячей нитью, датчик с холодным катодом не имеет нитей или сетки для дегазации. Вместо этого некоторые датчики с холодным катодом могут разбираться, обнажая ионизационную камеру и внутренние стенки датчика. Это воздействие позволяет пользователю буквально протирать внутренние стенки датчика с холодным катодом, помогая удалить молекулы, которые «распылили» на стену. Эта физическая очистка делает датчик с холодным катодом в целом более прочным, чем датчик с горячей нитью.


Комбинированные манометры

Комбинированные датчики, также известные как датчики с широким диапазоном, — это устройства, в которых используются несколько технологий для обеспечения более широкого диапазона измерений, чем любая отдельная технология. Например, наиболее распространенными датчиками широкого диапазона являются комбинация холодного катода / пирани или комбинация горячего накала / усиленной конвекцией пирани. Эти типы позволят проводить измерения от сверхвысокого напряжения до атмосферы. Поскольку эти датчики сочетают в себе разные технологии, обычно существует переходный регион, когда одна технология переходит в другую.Наиболее распространенная область между 10 -2 и 10 -3 , где пирани с усилением пирани / конвекции переходят в технологию ионизации с холодным катодом или горячей нитью. Эти блоки обычно находятся в одном корпусе, что помогает свести к минимуму беспорядок и помогает автоматизировать измерение давления, поскольку пользователю не нужно вручную активировать технологию высокого вакуума.


Анализаторы остаточных газов

Специальные масс-спектрометры, предназначенные для анализа газов, оставшихся в вакуумной камере, называются анализаторами остаточных газов или RGA.Обилие информации об экспериментальных или технологических условиях, предлагаемых анализатором арматуры, делает стационарно присоединенное устройство удобным и часто необходимым диагностическим устройством.

Квадрупольные RGA, названные в честь четырех стержней, используемых в секции массового фильтра, питаются от смешанного РЧ / постоянного напряжения. Полная информация о работе выходит за рамки этого текста, но адекватно рассматривается во многих книгах, таких как Dawson’s Quadrupole Mass Spectrometry And Its Applications и монография AVS Дринквайна и др., Partial Pressure Analyzers and Analysis .Квадрупольный анализатор (или головка датчика) прикручивается к вакуумной системе. Он состоит из ионизатора (источника ионов), подключенного к массовому фильтру, который, в свою очередь, присоединен к ионному детектору, и все они установлены на фланце сверхвысокого вакуума (часто наружный диаметр 2-3⁄4 дюйма), через который проходят вводы для питания и сигналов . Комбинированное РЧ / постоянное напряжение генерируется рядом с головкой датчика. Отсюда к шасси управления и дисплею или настольному ПК подключается только напряжение основного источника питания и информация о возвращаемом сигнале.В ионизаторе атомы и молекулы нейтрального газа бомбардируются электронами с напряжением 70 эВ от горячей нити. Ионизированные частицы извлекаются в квадруполь, где передаются только те ионы с соответствующим отношением массы к заряду (m / e) для приложенных напряжений RF / DC. Путем изменения РЧ / постоянного напряжения со временем сканируются отношения m / e, и ионный ток на каждой массе записывается в виде спектра.

Для диагностики проблем с вакуумом с помощью RGA требуется только набор моделей фрагментации, по которым можно быстро определить следующее: наличие утечек воздуха и воды; неприемлемые уровни активных газов, таких как O 2 , H 2 и H 2 O, возврат масла в насос, присутствие соединений Fl или Cl; требования к регенерации крионасоса и чистота засыпных газов.Поскольку RGA работает при давлении 10 -4 Торр или ниже, процессы высокого давления анализируются с помощью RGA, установленного во вспомогательной вакуумной системе, часто на мобильной тележке, перемещаемой на различные вакуумные станции.

Детекторы утечки

Детекторы утечки — это масс-спектрометры, которые обнаруживают только ионы гелия при m / e = 4. Поскольку они специфичны, они обнаруживают чрезвычайно малые концентрации гелия в присутствии большого количества других газов. Как следует из названия, эти устройства определяют наличие утечек и помогают их обнаружить.Превосходные инструкции по обнаружению утечек доступны в книге Харриса « Modern Vacuum Practice » или являются частью учебной программы нашего университета Лескера.

Испытуемая камера и течеискатель соединены вакуумной трубкой, и камера откачивается с помощью собственной вакуумной системы течеискателя. Гелий распыляется из тонкого сопла на поверхность камеры, где он вытесняет воздух, диффундирующий через утечку, только тогда, когда зонд направлен на место утечки.Распространенное заблуждение, что давление в камере должно быть низким, прежде чем можно будет начать испытание на герметичность. Фактически, давление в камере ниже 10 -2 Торр требуется редко. Как только впускной клапан течеискателя полностью открыт, дальнейшие усилия по снижению давления в камере только тратят время. Например, во время 11-летнего опыта работы одного оператора по проверке герметичности большинство утечек было обнаружено, в то время как впускной клапан течеискателя был сломан лишь частично. Утечки более 1 x 10 -5 атм см3 / сек.являются наиболее распространенными — «некоторые» утечки были в диапазоне 1 x 10 -6 атм см3 / сек. В диапазоне 1 x 10 -7 атм куб. см / сек было шесть утечек. диапазон, два в 1 x 10 -8 атм см / сек. диапазон, и только один в диапазоне 1 x 10 -9 атм см / сек. Поскольку большинство течеискателей имеют минимальную обнаруживаемую скорость утечки 1 x 10 -10 атм куб. См / сек., Чувствительность обнаружения редко является проблемой для обнаружения реальных утечек.

Приборы для измерения давления: выбор и применение

1.Введение

Давление жидкости определяется как мера силы на единицу площади, прилагаемой жидкостью, действующей перпендикулярно любой поверхности, с которой она контактирует. Измерения давления и давления могут быть чрезвычайно сложными и сложными. Однако при использовании надлежащих методов можно получить точные измерения давления.

Выбор прибора для измерения давления для конкретного применения должен осуществляться тщательно, принимая во внимание различные аспекты, такие как условия процесса, включая требования металлургии, требования к диапазону изменения, точность, требования к установке и т. Д.

При выборе прибора для измерения давления для конкретного применения необходимо правильно определить данные процесса, такие как фаза жидкости, давление, температура, плотность и вязкость для всех рабочих условий, включая запуск, аварийные операции и расчетные условия.

Один типичный случай — компрессор, который отключился без сброса давления.

В таких условиях давление всасывания компрессора будет выше, чем нормальное рабочее давление всасывания, и преобразователь должен быть откалиброван для соответствия этому значению давления.Такое давление называется «устоявшимся давлением».

Еще один важный параметр для выбора — это требования к диапазону изменения, на основе которых мы можем выбрать прибор для измерения давления, соответствующий максимальным и минимальным условиям в пределах заданных пределов точности.

В дополнение к вышесказанному, требования к установке выбранного прибора для измерения давления должны быть тщательно выполнены с учетом видимости и доступности, поскольку эти требования могут повлиять на компоновку трубопроводов.

2. Категоризация приборов, работающих под давлением

Наиболее часто используемыми в промышленности приборами для измерения давления являются манометры и преобразователи давления.

Манометры, т.е. местный прибор

Манометры

можно разделить на две категории

а) Манометр

б) Манометр дифференциального давления

Передатчики

Преобразователи

можно разделить на две категории

a) Датчик давления

б) Датчик дифференциального давления (DPT).DPT используются для измерения перепада давления, измерения уровня, измерения расхода.

2.2 Выбор материала

Все смачиваемые части датчиков, манометров и т. Д., Включая вспомогательное оборудование, должны быть как минимум из нержавеющей стали типа AISI 316L, а для указанных условий жидкости / процесса требуются другие материалы.

Основываясь на практическом опыте, выбор смачиваемых частей должен быть как минимум идентичен выбору трима клапана, упомянутому в соответствующей спецификации материала трубопровода.Совместимость материалов должна быть рассмотрена более подробно для сенсора и смачиваемых частей прибора для измерения давления по сравнению с трубкой и клапаном, работающими под давлением, поскольку сенсор представляет собой диафрагму толщиной несколько «мм».

Части приборов, работающие под давлением, должны быть совместимы с конструкцией / условиями эксплуатации.

Там, где это применимо, весь инструментальный материал и компоненты в кислых процессах должны быть сертифицированы в соответствии с NACE MR 01-75 (последнее издание) / ISO 15156.

Особое внимание следует уделять коррозии из окружающей атмосферы для инструментов и вспомогательного оборудования. Многочисленные среды, в которых может использоваться измеритель, затрудняют определение совместимости технологической жидкости для каждой возможной комбинации материалов. Разницу в химическом составе большинства сред можно охарактеризовать четырьмя переменными. Это галоген (например, хлор), концентрация, pH, химический потенциал и температура.

Специальные сервисные приложения, такие как кислородное обслуживание, требуют особых требований / инструкций по очистке из-за высокой степени окисления, и это следует тщательно учитывать.

Работа с водородом требует особого внимания из-за высокой проникающей способности (из-за небольших размеров атомов / молекул). Материал мембраны сенсора или материал разделительной диафрагмы должны быть покрыты золотом.

При использовании приборов для измерения давления с фланцевым разделителем диафрагмы важно проверить

P-T (давление — температура), где материал фланца мембраны — нержавеющая сталь AISI 316, а технологический соединительный фланец — из углеродистой стали.

2.3 Калибры

2.3.1 Манометр

Обычно используются манометры с трубкой Бурдона с защитной конструкцией в соответствии с EN 837-1. В нефтегазовом секторе обычно используются детали, контактирующие со средой, в качестве материала конструкции, как минимум, из нержавеющей стали 316L, с белым циферблатом диаметром 100 мм с черной меткой и черной стрелкой. Инструменты меньшего размера могут использоваться для пневматической подачи. (В некоторых случаях размер циферблата может составлять 150 мм в зависимости от проектной спецификации). Для применений с высоким давлением манометры должны иметь прочную переднюю конструкцию, продувку сзади и уплотнения там, где это требуется.Определение высокого давления может варьироваться от проекта к проекту, и это необходимо проверить, прежде чем указывать это конкретное требование. Если не указано иное, манометры должны иметь нижнее соединение ½ дюйма NPT (M) и должны быть прямого монтажа. На хвостовике указывается тип резьбы. Они должны быть изолированы от процесса с использованием двойной блок и спускной клапан (DBB) или единичного блока и выпускной клапан (SBB). Изоляция процесса зависит от философии изоляции проекта. Кроме того, на конце манометра может использоваться моноблочная сборка, если это требуется в философии проектного оборудования.Манометры должны быть снабжены внешним механизмом регулировки нуля. Материал корпуса должен быть либо фенольным, либо из нержавеющей стали AISI 316 минимум, стекло должно быть небьющимся безопасным стеклом, удерживаемым при помощи резьбового или байонетного лицевого кольца в комплекте с подходящей прокладкой. Манометры должны иметь как минимум IP 65 или IP 54 (степень защиты от проникновения может меняться от проекта к проекту).

В случаях, когда возможна чрезмерная вибрация, следует использовать заполненные жидкостью демпфирующие устройства.

Должны быть предусмотрены демпферы для работы в режиме пульсации / колебания.Устройства защиты от превышения диапазона должны быть предусмотрены там, где расчетное давление в емкости / системе превышает максимальное давление в диапазоне. Типичный пример чрезмерной вибрации — манометр, установленный на выходе из насоса.

Диапазоны манометров должны быть выбраны таким образом, чтобы нормальное рабочее давление составляло «от 50 до 75» процентов шкалы.

На основе стандартных диапазонов, доступных у известных поставщиков, обычно указываются следующие диапазоны. Однако это не ограничение. ASME B40.100 рекомендует ограничить нормальное рабочее давление 25% -75% шкалы. Если в процессе присутствует пульсация, максимальное рабочее манометрическое давление не должно превышать 50% от полного диапазона.

  • · Для давлений выше атмосферного.

0 / 0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 20; 25; 40; 60; 100; 160; 200; 250; 300; 400; 600 и 1000 бар изб.

-1/0 бар-г

  • · Для комбинированных манометров / вакуумметров

-1 / 0 / 0,6; -1 / 0 / 1,5; -1/0/3; -1/0/9 Bar-g.

Датчики

должны иметь точность, равную 1% от диапазона, включая гистерезис, линейность и повторяемость. Эта точность должна поддерживаться после кратковременного превышения давления и циклического изменения давления до 1,25 раза превышающего максимальное полномасштабное давление.

Там, где манометры с трубкой Бурдона непригодны из-за коррозии, засорения и т. Д., Используются манометры с разделительной диафрагмой.

Стандартный манометр со сплошной передней панелью

Типичный манометр

2.3.2 Принадлежности для манометров

Принадлежности для манометров следующие:

(i) Разделительная диафрагма

Манометры / преобразователи с разделительной диафрагмой используются в приложениях, где манометры с трубкой Бурдона не подходят из-за коррозионных, вязких, парафинистых, липких, закупоривающих и т. Д. Также в случае, если температура жидкости при любом нормальном или ненормальном рабочем состоянии превышает максимально допустимую температуру чувствительного элемента

Разделительная диафрагма обычно должна быть встроена в прибор.Применение разделительных диафрагм с расширением капилляров должно быть сведено к минимуму. Полный узел разделительной диафрагмы должен иметь сварную конструкцию. Резьбовые соединения использовать нельзя. Для датчиков капиллярная трубка должна быть приварена непосредственно к обоим концам датчика. Мембранные разделители следует заказывать как неотъемлемую часть прибора.

Мембранный разделитель с капилляром

Фланец заподлицо PT

Типовой фланец заподлицо Мембрана

мембрана без дублирующего фланца

Межфланцевое разделительное кольцо

Особое внимание следует уделять мембранным разделителям в приложениях с низким перепадом давления и давления.Для измерения низкого давления рекомендуется увеличить размер чувствительного элемента, чтобы зафиксировать незначительные изменения. Обычно для измерения низкого давления с разделительной диафрагмой размер диафрагмы должен быть минимум 3 дюйма.

Если требуется разделительная диафрагма, следует применять диафрагму максимального размера и минимального размера капилляров. Обычно следует использовать диафрагму минимум 2 дюйма, однако необходимо соблюдать минимально допустимый размер в соответствии со спецификациями проекта. Мембранные разделители следует заказывать как неотъемлемую часть прибора.

Материал капиллярных трубок должен быть из AISI 316SS и быть защищен гибкими трубками из нержавеющей стали с покрытием из неопрена или ПВХ в соответствии со стандартом производителя.

Длина капиллярной трубки должна соответствовать области применения, но должна быть не менее 1 метра.

Для применений с перепадом давления с двумя удаленными уплотнениями две части капиллярной трубки должны быть одинаковой длины, чтобы исключить погрешность, вызванную различными условиями окружающей среды.

Если капиллярная трубка подвергается воздействию прямых солнечных лучей или резких колебаний температуры (например,г. арктических условиях), следует учитывать теплоизоляцию и, при необходимости, отслеживание капиллярных трубок, чтобы уменьшить ошибки измерения в результате изменения температуры окружающей среды и воздействия солнечного излучения.

Жидкости для заливки должны выбираться по согласованию со стороной, ответственной за разработку технологического процесса, и с производителем. Жидкость для заполнения затвора должна соответствовать верхнему и нижнему пределу давления и температуры процесса / конструкции / окружающей среды и не должна влиять на процесс в случае разрыва мембраны.Жидкости для заполнения капсул и разделительной диафрагмы не должны представлять опасности для окружающей среды в случае выхода из строя диафрагмы.

Особое внимание следует уделять разделительным диафрагмам, используемым в условиях вакуума, то есть в условиях с более низким расчетным давлением ниже атмосферного. Заполняющие жидкости и соединения должны подходить для работы в вакууме, а также особое внимание следует уделять использованию разделительных диафрагм, работающих с небольшими диапазонами (обычно 50 мбар или меньше), и измерению уровня на границе раздела фаз.

Должны быть предоставлены средства для тестирования и калибровки преобразователей с разделительной диафрагмой в рабочих условиях.

В случае типа пластин или диафрагм уплотнения с резервным фланцем, резервный фланцем не является увлажненной частью, возможно, должны быть проверен, чтобы использовать резервный фланец с материалом конструкции из углеродистой стали. Такое расположение является экономичным и приемлемым в промышленности. Однако проверка номинальных значений давления и температуры должна быть проведена полностью до завершения технической оценки

.

(ii) Устройство экономии

Устройство защиты манометра, также известное как устройство защиты от избыточного давления и предназначенное для защиты манометра от избыточного давления.Хранитель манометра имеет предопределенную уставку, при которой он не будет позволять течь какой-либо среде. Уставка обычно может быть изменена для максимального диапазона 10% от уставки давления.

Устройство экономии

(iii) Демпфер (демпфер пульсации)

Демпферы

(демпферы пульсаций) используются с манометрами, где присутствуют резкие скачки давления и колебания, которые вызывают быстрое колебание стрелки, что затрудняет снятие показаний манометра. Демпферы значительно уменьшают пульсации и, следовательно, облегчают считывание показаний манометра, а также увеличивают срок службы манометра.

Демпфер

(iv) Сифон

Сифон используется для пара или высоких температур. Сифон образует барьер для воды / жидкости в змеевике, предотвращая воздействие высоких температур на датчик давления и паяные соединения Бурдона.

Сифон

2.3.3 Манометры дифференциального давления

Большинство требований идентичны требованиям манометра для дифференциального давления

Датчик также. Однако в зависимости от области применения описаны дополнительные функции.

Манометры дифференциального давления должны быть оснащены мембранными или сильфонными элементами, если иное не указано в техническом паспорте проекта.

Манометры

должны выдерживать избыточное давление по обе стороны от диафрагмы без повреждений или смещения калибровки. Подобно манометрам, манометры дифференциального давления также должны иметь прочную переднюю конструкцию, если давление в линии высокое, даже если диапазон перепада может быть небольшим.

Для манометра дифференциального давления требуется коллектор.Однако в зависимости от конструкции коллектора может потребоваться внешний монтаж.

Преобразователи

2,4 Преобразователи

Как правило, датчики давления должны быть электронного типа SMART с обменом данными по протоколу HART и / или протоколу FF, если этого требует проектная спецификация.

Следует свести к минимуму использование пневматических передатчиков для локальных шлейфов. Если пневматические преобразователи будут использоваться в связи с каким-либо конкретным требованием проекта, инженер должен довести это до сведения ведущего инженера / технического специалиста.

Элементы и корпус датчика давления / перепада давления должны быть изготовлены как минимум из нержавеющей стали AISI 316 L SS, если иное не предусмотрено условиями процесса.

Нормальное давление должно считываться не более чем на 75% откалиброванного диапазона для датчиков, считывающих установившееся давление. Для нестабильных условий эксплуатации нормальное давление должно считываться на уровне 60% калиброванного диапазона.

Датчики перепада давления

, используемые для измерения расхода, должны иметь возможность конфигурирования для квадратного корня или линейного выхода.

Для диапазонов низкого давления от -1 бар изб. До +2 бар изб. Для измерения давления должны использоваться приборы дифференциального давления. Соединение низкого давления должны быть открыты для атмосферы или подключен к опорному ноль (Как правило, дюкер могут быть соединены, чтобы избежать пыли / попадания воды).

Обычно передача электрического сигнала осуществляется по 2-проводной системе, от 4 до 20 мА, 24 В постоянного тока. Если проект требует, передатчики с протоколом Foundation Fieldbus (FF) должны использоваться для управления и мониторинга (подключены к системе DCS).При выборе передатчиков FF необходимо соответствующим образом учитывать следующие возможности:

(i) Функциональные блоки

(ii) Активный планировщик каналов (LAS)

(iii) Функциональный блок расширенного управления

(iv) Блок компенсации массового расхода

(v) Расширенная диагностика

Для системы ESD следует использовать протокол HART

.

Передатчики

, подключенные к системе ESD, должны быть выбраны с минимальным сертификатом SIL2.

Диапазон передачи пневматического сигнала должен составлять от 0,2 до 1 бар изб.

При наличии пульсации процесса должен использоваться датчик с внутренним демпфированием и регулируемым демпфером. Преобразователи должны иметь общую точность, включая повторяемость, как минимум 0,25% от калиброванного диапазона.

Номинальное значение корпуса преобразователя должно составлять минимум 100 бар изб.

Датчики перепада давления

должны быть способны выдерживать избыточное давление с обеих сторон чувствительного элемента, по крайней мере, равное номинальному значению корпуса, без повреждений или смещения калибровки.Например: диапазон калибровки от 0 до 10 000 мбар, номинальное значение корпуса 100 бар изб.,

Давление в трубопроводе (макс.) 60 бар изб.

Присоединение к процессу должно иметь внутреннюю резьбу ½ «NPT, а вентиляционное и дренажное соединение — внутреннюю резьбу» NPT.

Корпус должен иметь степень защиты IP 66 как минимум с кабельным вводом M20 x 1,5 мм. Материал корпуса должен быть из нержавеющей стали для тяжелых условий эксплуатации. В качестве альтернативы можно рассмотреть алюминий с эпоксидной окраской, подходящий для морской среды, после получения официального разрешения от Заказчика.

Как правило, все электронные преобразователи должны иметь встроенный индикатор (если не указано иное). Они должны быть жидкокристаллическими дисплеями (ЖКД) и конфигурироваться для чтения в процентах или технических единицах.

Встроенные индикаторы должны соответствовать местоположению и классификации опасной зоны.

Конструкция индикатора должна обеспечивать непрерывность работы прибора в случае отказа индикатора.

Особое внимание следует уделять датчикам, установленным в условиях окружающей среды при температуре ниже -20 градусов. C. Необходимо предусмотреть обогреваемые кожухи или обогреваемые изоляционные кожухи, чтобы предотвратить замерзание местного ЖК-индикатора ниже -20 градусов. С.

2.4.1 Принадлежности для передатчика

(vi) Двухклапанный коллектор

Для датчиков давления используются двухклапанные блоки. Обычно эти коллекторы устанавливаются непосредственно на датчик давления (встроенный монтаж).Материал конструкции коллекторов должен быть как минимум AISI 316SS или выше в зависимости от области применения. Материал упаковки выбирается в зависимости от предельных температур процесса.

Двухклапанный коллектор

(vii) Трехклапанный коллектор

Для преобразователей дифференциального давления используются трехклапанные блоки. Обычно эти коллекторы устанавливаются непосредственно на D.P.T. (Встроенный монтаж). Однако всякий раз, когда используются трехклапанные манифольды, важно уведомить группу по подключению, чтобы внешний слив / вентиляционные отверстия можно было рассматривать в массовом МТО.

Для манометра дифференциального давления интегральный тип коллектора не рассматривается.

Следует использовать коллектор внешнего монтажа.

Материал уплотнения выбирается в зависимости от предельных температур процесса.

(viii) Пятиклапанный коллектор

Для преобразователей дифференциального давления используются пять вентильных блоков. Обычно эти коллекторы устанавливаются непосредственно на D.P.T. (Встроенный монтаж).

(ix) Капельные кольца

Капельные кольца

называются промывочными кольцами. Эти кольца требуются только при использовании разделительной диафрагмы. Калибровка на месте также возможна при использовании капельных колец.

Размер и номинальные характеристики сливного кольца должны соответствовать выбранному разделителю диафрагмы. Он должен состоять из 2 шт. Соединений для вентиляции и слива. Типичный размер соединения составляет ½ дюйма, однако другое торцевое соединение может быть резьбовым или фланцевым, в зависимости от требований проекта.

Материал конструкции капельных колец должен быть идентичен материалу отделки резервуара или указанному в Спецификации материалов трубопровода.

В качестве надлежащей инженерной практики рекомендуется получить подтверждение выбора материала конструкции от специалиста по металлургии.

Иллюстрации являются типичными, и требования могут варьироваться от проекта к проекту.

Неразрушающий контроль — манометр, регистратор температуры и давления, насосы для гидростатических испытаний

Испытательное оборудование для напорных систем

Манометр

Манометры — это относительно недорогие механические устройства, считывание которых по большей части осуществляется вручную.
Один из самых известных типов — манометр Бурдона, который был запатентован во Франции Юджином Бурдоном в 1849 году.

Манометры Бурдона

содержат тонкостенную металлическую трубку, которая обычно ввинчивается в отсек, в котором измеряется давление. По мере увеличения давления в трубке трубка начинает выпрямляться. На другом конце трубки находится рычажная система со стрелкой. По мере выпрямления трубки указатель перемещается по шкале, показывая давление в фунтах на квадратный дюйм (PSI).Обычные формы трубок включают изогнутые или С-образные, спиральные и спиральные. Это механическое устройство, считываемое вручную. Другой тип механического манометра, который работает аналогичным образом и также содержит стрелку, называется диафрагменным манометром.

Традиционные манометры, такие как манометры Бурдона и диафрагменные манометры, чувствительны к вибрации и конденсации. Другой тип называется манометром с «заполнением», и он заполнен вязким маслом. В этой конструкции меньше движущихся частей, чем в традиционных манометрах, и она более надежна.Эта конструкция гасит вибрацию стрелки и не подвержена конденсации.

Регистратор-приемник температуры и давления

Регистратор-приемник температуры и давления — это прибор, предназначенный для общих применений температуры и давления, и ИТ записывает контролируемую температуру и давление на графике.

Система статического давления состоит из спиральной трубки Бурдона, соединенной с системой трубопроводов, и измеряет статическое давление.
Тепловая система состоит из спиральной трубки Бурдона, капилляра и колбы.Обычно все детали из нержавеющей стали.
Механизм записи часто представляет собой ручную систему, которая непрерывно записывает данные. Он преобразует механические входные значения давления и температуры в линии на вращающейся диаграмме.

Насосы для гидростатических испытаний

Гидростатический испытательный насос — это автономный переносной насос высокого давления малого объема, приводимый в действие ручным, воздушным, электрическим или газовым двигателем, со шлангом высокого давления, подсоединенным к оборудованию. Насос используется для проверки проверяемого компонента, который заполняется несжимаемой жидкостью, обычно водой.
С помощью насоса, включающего соответствующие предохранительные устройства и средства управления, давление тестового компонента медленно повышается до заданного значения и удерживается в течение заданного времени. Затем выполняется визуальный осмотр, чтобы определить, есть ли утечка или давление снижается от заданной точки давления.

Это оборудование для испытания гидростатического давления компактно, эффективно и экономично, доступно в различных комбинациях давления и расхода (возможно давление до 1000 бар (14 500 фунтов на кв. Дюйм)).Хотя теоретически вода считается несжимаемой жидкостью, она требует значительного количества подпитки для повышения давления.

Объяснение давления воды в жилых домах

Хорошее давление воды — это то, что большинство домовладельцев считает само собой разумеющимся. Нет ничего хуже, чем прийти домой после тяжелого рабочего дня, с нетерпением ждать хорошего душа, только чтобы быть встреченным струйками воды из-за низкого давления. С другой стороны, чрезмерно высокое давление может стать источником сильного стресса и разочарования.Повреждение всей водопроводной системы, от стыков до линий подачи и кранов; высокое давление также будет держать ваш счет за воду выше, чем должен быть. Ниже мы рассмотрим, как создается давление воды и почему это важно.

Как создается давление воды?

Большинство жилых районов получают воду от муниципального поставщика воды. Во многих районах используются источники подземных вод, но поверхностные воды — водохранилища, озера и реки — составляют основную часть муниципальных запасов.Каким бы ни был источник, вода обычно перекачивается на очистные сооружения, а затем в напорные резервуары, расположенные на высоких точках по всей распределительной зоне (в некоторых общинах используются высокие водонапорные башни). Высота этих резервуаров относительно зоны распределения — вместе с весом воды — это то, что создает давление. Чем выше бак, тем больше давление.

Вода под давлением перемещается из резервуара в водопровод, который питает население. В зависимости от условий местности повсюду могут располагаться подкачивающие станции, в которых используются насосы для поддержания давления в системе распределения.В областях, где давление становится слишком высоким, станции понижения давления перекачивают воду под высоким давлением в области с низким давлением, поддерживая контролируемые уровни во всей системе.

Полезный совет: В частных жилых колодцах используется напорный бак и переключатель для контроля давления воды. Чаще всего они устанавливаются на 30–50 фунтов на квадратный дюйм, при включении насоса при 30 фунтах на квадратный дюйм и выключении при 50 фунтах на квадратный дюйм.

Каким должно быть давление воды?

Многие факторы влияют на конечное давление воды в вашем доме.Высота здания относительно высоты резервуара / башни и расположения водопровода может иметь большое значение, равно как и размер магистрали и количество соединенных с ней домов. Линия обслуживания (труба, соединяющая дом с магистралью), размер которой не соответствует потребностям дома, также может повлиять на конечное давление в кране.

Профессиональный совет: Когда вода попадает в водопроводную систему вашего дома, есть много способов снизить давление — типичные виновники — заблокированные трубы, забитые фильтры или аэраторы, водонагреватели с отложениями и старые утечки.

Давление воды в жилых помещениях составляет от 45 до 80 фунтов на квадратный дюйм (фунтов на квадратный дюйм). Все, что ниже 40 фунтов на квадратный дюйм, считается низким, а все, что ниже 30 фунтов на квадратный дюйм, считается слишком низким; минимальное давление, требуемое большинством норм, составляет 20 фунтов на кв. Давление выше 80 фунтов на квадратный дюйм слишком велико. В то время как низкое давление воды является скорее неприятностью, чем серьезной проблемой (некоторые приспособления, такие как стиральные машины, имеют минимальные требования к давлению), высокое давление воды несет в себе значительно повышенный риск повреждения труб, соединений, арматуры и уплотнений, а не упомянуть об увеличении потерь воды.

Как измерить и исправить давление воды?

Давление воды можно легко измерить и контролировать с помощью простого и недорогого водяного манометра, который навинчивается на любой наконечник шланга. Манометры с «ленивой рукой» имеют дополнительный индикатор высокого уровня, который остается на самом высоком уровне давления до тех пор, пока манометр не будет сброшен. Этот тип манометра может сообщить вам, если вы испытываете скачки высокого давления, которые также могут вызвать проблемы.

Чтобы снизить высокое давление в доме, вам понадобится редукционный клапан (PRV).Фактически, они часто требуются кодексом для давлений выше 80 фунтов на квадратный дюйм. Эти устройства делают именно то, что они говорят, снижая давление до 400 фунтов на квадратный дюйм до разумного уровня по вашему выбору (большинство из них на заводе установлено на 45 фунтов на квадратный дюйм).

Примечание: PRV обычно устанавливаются сразу после водомера. Если в доме, обслуживаемом PRV, есть водонагреватель, большинство кодов требуют, чтобы код добавлял расширительный бак к водонагревателю. Это связано с тем, что у PRV есть внутренний обратный клапан, который позволяет воде течь только в одном направлении, предотвращая обратное движение воды со стороны дома PRV.Это проблема водонагревателей из-за теплового расширения (расширения воды при нагревании). В системе без PRV вода выталкивается обратно в магистраль за счет повышенного давления от расширения. Поскольку PRV предотвращает это, необходим расширительный бак, чтобы приспособиться к увеличенному объему и давлению. Без бака давление будет расти во всей домашней водопроводной системе до тех пор, пока не будет использоваться приспособление, что может привести к повреждению.

Дополнительные ресурсы: Для тех, кто проклят низким давлением воды, у нас есть несколько полезных советов в нашей статье «Что можно сделать с низким давлением воды».

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.