Model de manometru lichid. Manometre

Presiunea este o forță uniform distribuită care acționează perpendicular pe unitatea de suprafață. Poate fi atmosferică (presiunea atmosferei apropiate de Pământ), exces (depășind atmosferă) și absolută (suma atmosferei și excesului). Presiunea absolută sub atmosferă se numește rarefiate, iar rarefierea profundă se numește vid.

Unitatea de măsură a presiunii în Sistemul Internațional de Unități (SI) este Pascal (Pa). Un Pascal este presiunea creată de o forță de un Newton pe o suprafață de unu metru patrat. Deoarece această unitate este foarte mică, se folosesc și unități care sunt multiple ale acesteia: kilopascal (kPa) = Pa; megapascal (MPa) = Pa etc. Datorită complexității sarcinii de trecere de la unitățile de presiune utilizate anterior la unitatea Pascal, sunt permise temporar utilizarea următoarelor unități: kilogram-forță pe centimetru pătrat (kgf/cm) = 980665 Pa; kilogram-forță pe metru pătrat (kgf/m) sau milimetru de coloană de apă (mmH2O) = 9,80665 Pa; milimetru de mercur (mmHg) = 133,332 Pa.

Dispozitivele de monitorizare a presiunii sunt clasificate în funcție de metoda de măsurare utilizată în acestea, precum și de natura valorii măsurate.

Conform metodei de măsurare care determină principiul de funcționare, aceste dispozitive sunt împărțite în următoarele grupuri:

Lichid, în care presiunea este măsurată prin echilibrarea acesteia cu o coloană de lichid, a cărei înălțime determină cantitatea de presiune;

Cele cu arc (de deformare), la care se măsoară valoarea presiunii prin determinarea măsurii deformarii elementelor elastice;

Greutate piston, bazata pe echilibrarea fortelor create pe de o parte de presiunea masurata, iar pe de alta parte de greutati calibrate care actioneaza asupra unui piston plasat intr-un cilindru.

Electrice, în care presiunea se măsoară prin conversia valorii acesteia într-o valoare electrică și prin măsurarea proprietăților electrice ale materialului, în funcție de valoarea presiunii.

În funcție de tipul de presiune măsurată, dispozitivele sunt împărțite în următoarele:

Manometre concepute pentru a măsura excesul de presiune;

Vacuometre utilizate pentru măsurarea rarefării (vid);

Manometre si vacuum care masoara excesul de presiune si vid;

Contoare de presiune utilizate pentru măsurarea presiunilor mici în exces;

Contoare de tracțiune utilizate pentru măsurarea vidurilor mici;

Contoare de presiune de tracțiune concepute pentru a măsura presiuni scăzute și vid;

Manometre de presiune diferențială (manometre de presiune diferențială), cu ajutorul cărora se măsoară diferențele de presiune;

Barometre utilizate pentru măsurarea presiunii barometrice.

Cele mai utilizate sunt calibrele cu arc sau deformarea. Principalele tipuri de elemente sensibile ale acestor dispozitive sunt prezentate în Fig. 1.

Orez. 1. Tipuri de elemente sensibile ale manometrelor de deformare

a) - cu arc tubular cu o singură tură (tub Bourdon)

b) - cu arc tubular cu mai multe spire

c) - cu membrane elastice

d) - burduf.

Dispozitive cu arcuri tubulare.

Principiul de funcționare al acestor dispozitive se bazează pe proprietatea unui tub curbat (arc tubular) cu secțiune transversală necirculară de a-și modifica curbura atunci când presiunea din interiorul tubului se modifică.

În funcție de forma arcului, există arcuri cu o singură tură (Fig. 1a) și arcuri cu mai multe spire (Fig. 1b). Avantajul arcurilor tubulare cu mai multe spire este că mișcarea capătului liber este mai mare decât cea a arcurilor tubulare cu o singură tură, cu aceeași modificare a presiunii de intrare. Dezavantajul este dimensiunile semnificative ale dispozitivelor cu astfel de arcuri.

Manometrele cu arc tubular cu o singură rotație sunt unul dintre cele mai comune tipuri de instrumente cu arc. Elementul sensibil al unor astfel de dispozitive este un tub 1 (Fig. 2) de secțiune transversală eliptică sau ovală, îndoit într-un arc circular și etanșat la un capăt. Capătul deschis al tubului prin suportul 2 și niplul 3 este conectat la sursa de presiune măsurată. Capătul liber (lipit) al tubului 4 este conectat printr-un mecanism de transmisie la axa săgeții care se deplasează de-a lungul scalei instrumentului.

Tuburile manometrelor proiectate pentru presiuni de până la 50 kg/cm sunt din cupru, iar tuburile manometrelor proiectate pentru presiuni mai mari sunt din oțel.

Proprietatea unui tub curbat cu secțiune transversală necirculară de a modifica cantitatea de îndoire atunci când presiunea din cavitatea sa se modifică este o consecință a unei modificări a formei secțiunii transversale. Sub influența presiunii din interiorul tubului, secțiunea eliptică sau plat-ovală, deformându-se, se apropie de secțiunea circulară (axa mică a elipsei sau ovalului crește, iar axa majoră scade).

Mișcarea capătului liber al tubului atunci când acesta este deformat în anumite limite este proporțională cu presiunea măsurată. La presiuni peste limita specificată, în tub apar deformații reziduale, ceea ce îl face inadecvat pentru măsurare. Prin urmare, presiunea maximă de funcționare a manometrului trebuie să fie sub limita proporțională cu o anumită marjă de siguranță.

Orez. 2. Manometru cu arc

Mișcarea capătului liber al tubului sub influența presiunii este foarte mică, prin urmare, pentru a crește acuratețea și claritatea citirilor instrumentului, se introduce un mecanism de transmisie care mărește scara de mișcare a capătului tubului. Este alcătuit (Fig. 2) dintr-un sector de roată dințată 6, o roată dințată 7 care se integrează cu sectorul și un arc spiralat (par) 8. O săgeată indicatoare a unui manometru 9 este atașată de axa angrenajului 7. Arcul 8 este atașat la un capăt la axa angrenajului, iar la celălalt la punctul fix de pe placa mecanismului. Scopul arcului este de a elimina jocul indicatorului prin selectarea golurilor din ambreiajul angrenajului și articulațiile balamalei ale mecanismului.

Manometre cu diafragmă.

Elementul sensibil al manometrelor cu membrană poate fi o membrană rigidă (elastică) sau flască.

Membranele elastice sunt discuri de cupru sau alamă cu ondulații. Ondulările cresc rigiditatea membranei și capacitatea acesteia de a se deforma. Cutiile cu membrană sunt realizate din astfel de membrane (vezi Fig. 1c), iar blocurile sunt realizate din cutii.

Membranele moale sunt fabricate din cauciuc pe bază de țesătură sub formă de discuri cu o singură față. Sunt folosite pentru a măsura mici presiuni în exces și vid.

Manometrele cu diafragmă pot fi cu citiri locale, cu transmitere electrică sau pneumatică a citirilor către dispozitive secundare.

De exemplu, luați în considerare un manometru diferențial de presiune cu membrană de tip DM, care este un senzor de tip membrană fără scară (Fig. 3) cu un sistem de transformare diferențială pentru transmiterea valorii cantității măsurate către un dispozitiv secundar de tip KSD.

Orez. 3 Proiectarea unui manometru diferențial cu membrană tip DM

Elementul sensibil al manometrului diferențial de presiune este un bloc de membrană, format din două cutii cu membrană 1 și 3, umplute cu lichid siliconic, situate în două camere separate, separate printr-un despărțitor 2.

Miezul de fier 4 al transformatorului diferenţial 5 este ataşat de centrul membranei superioare.

O presiune mai mare (pozitivă) măsurată este furnizată în camera inferioară, iar o presiune mai mică (minus) este furnizată în camera superioară. Forța diferenței de presiune măsurată este echilibrată de alte forțe care apar atunci când cutiile de membrană 1 și 3 sunt deformate.

Pe măsură ce scăderea de presiune crește, cutia cu membrană 3 se contractă, lichidul din aceasta curge în cutia 1, care se extinde și mișcă miezul 4 al convertorului transformatorului diferenţial. Pe măsură ce căderea de presiune scade, cutia cu membrană 1 este comprimată și lichidul din aceasta este forțat în cutia 3. În același timp, miezul 4 se mișcă în jos. Astfel, poziția miezului, adică tensiunea de ieșire a circuitului transformatorului diferențial depinde în mod unic de valoarea căderii de presiune.

Pentru a lucra în sisteme de monitorizare, reglare și control pentru procesele tehnologice prin conversia continuă a presiunii medii într-un semnal de ieșire curent standard și transmiterea acestuia către dispozitive sau actuatoare secundare, se folosesc senzori-convertoare de tip Sapphire.

Se folosesc traductoare de presiune de acest tip: pentru măsurarea presiunii absolute ("Sapphire-22DA"), măsurarea presiunii în exces ("Sapphire-22DI"), măsurarea vidului ("Sapphire-22DV"), măsurarea presiunii - vid ("Sapphire-22DIV") "), presiune hidrostatică ("Sapphire-22DG").

Designul convertorului SAPFIR-22DG este prezentat în Fig. 4. Sunt utilizate pentru măsurarea presiunilor (nivelurilor) hidrostatice ale mediilor neutre și agresive la temperaturi de la -50 la 120 °C. Limita superioară de măsurare este de 4 MPa.

Orez. 4 Dispozitiv convertizor „SAPHIRE -22DG”

Traductorul de extensometru 4 de tipul cu pârghie cu membrană este plasat în interiorul bazei 8 într-o cavitate închisă 10 umplută cu lichid siliconic și este separat de mediul măsurat prin membrane metalice ondulate 7. Elementele sensibile ale traductorului de tensiometru sunt pelicule. extensometre 11 din siliciu plasate pe o placă 10 din safir.

Membranele 7 sunt sudate de-a lungul conturului exterior la baza 8 și conectate între ele printr-o tijă centrală 6, care este conectată la capătul pârghiei traductorului de extensometru 4 folosind o tijă 5. Flanșele 9 sunt etanșate cu garnituri 3 Flanșa pozitivă cu membrană deschisă este utilizată pentru a monta traductorul direct pe rezervorul de proces. Influența presiunii măsurate determină deformarea membranelor 7, îndoirea membranei traductorului 4 al tensometrului și o modificare a rezistenței jalozelor tensometrice. Semnalul electric de la traductorul de extensometru este transmis de la unitate de masura de-a lungul firelor prin intrarea etanșă 2 la dispozitivul electronic 1, care transformă modificarea rezistenței tensometrelor într-o modificare a semnalului de ieșire curent într-unul dintre intervalele (0-5) mA, (0- 20) mA, (4-20) mA.

Unitatea de măsurare poate rezista la suprasolicitare unilaterală cu exces de presiune de lucru fără distrugere. Acest lucru este asigurat de faptul că, în timpul unei astfel de supraîncărcări, una dintre membranele 7 se sprijină pe suprafața profilată a bazei 8.

Modificările de mai sus ale convertoarelor Sapphire-22 au un dispozitiv similar.

Traductoarele de măsurare de presiune hidrostatică și absolută „Sapphire-22K-DG” și „Sapphire-22K-DA” au un semnal de curent de ieșire de (0-5) mA sau (0-20) mA sau (4-20) mA, ca precum și un semnal de cod electric bazat pe interfața RS-485.

Element sensibil manometre cu burduf si manometre diferentiale sunt burduf - membrane armonice (tuburi ondulate metalice). Presiunea măsurată determină deformarea elastică a burdufului. Măsura presiunii poate fi fie mișcarea capătului liber al burdufului, fie forța generată în timpul deformării.

Diagramă schematică Manometrul de presiune diferențială cu burduf tip DS este prezentat în Fig. 5. Elementul sensibil al unui astfel de dispozitiv este unul sau două burdufuri. Burdufurile 1 și 2 sunt fixate la un capăt de o bază fixă ​​și conectate la celălalt printr-o tijă mobilă 3. Cavitățile interne ale burdufului sunt umplute cu lichid (amestec apă-glicerină, lichid organosilicium) și conectate între ele. Pe măsură ce presiunea diferențială se schimbă, unul dintre burduf se contractă, forțând fluidul în celălalt burduf și mișcând tija blocului burduf. Mișcarea tijei este convertită în mișcarea unui stilou, indicator, model integrator sau un semnal de transmisie la distanță proporțional cu diferența de presiune măsurată.

Căderea nominală de presiune este determinată de blocul de arcuri elicoidale 4.

Când căderile de presiune sunt mai mari decât cele nominale, paharele 5 blochează canalul 6, oprind curgerea lichidului și prevenind astfel distrugerea burdufului.

Orez. 5 Schema schematică a unui manometru diferenţial cu burduf

Pentru a obține informații fiabile despre valoarea oricărui parametru, este necesar să se cunoască exact eroarea dispozitivului de măsurare. Determinarea erorii principale a dispozitivului în diferite puncte de pe scară la anumite intervale se realizează prin verificarea acesteia, adică comparați citirile dispozitivului verificat cu citirile unui dispozitiv standard mai precis. De regulă, instrumentele sunt verificate mai întâi cu o valoare crescătoare a valorii măsurate (cursă înainte) și apoi cu o valoare descrescătoare (cursă inversă).

Manometrele sunt verificate în următoarele trei moduri: verificarea punctului zero, punctului de lucru și verificare completă. În acest caz, primele două verificări sunt efectuate direct la locul de muncă folosind o supapă cu trei căi (Fig. 6).

Punctul de funcționare este verificat prin conectarea unui manometru de control la manometrul de lucru și comparând citirile acestora.

Verificarea completă a manometrelor se efectuează în laborator pe o presă de calibrare sau un manometru cu piston, după îndepărtarea manometrului de la locul de muncă.

Principiul de funcționare al unei instalații cu greutate mare pentru verificarea manometrelor se bazează pe echilibrarea forțelor create pe de o parte de presiunea măsurată, iar pe de altă parte de sarcinile care acționează asupra pistonului plasat în cilindru.

Orez. 6. Scheme de verificare a punctelor zero și de funcționare ale manometrului folosind o supapă cu trei căi.

Poziții supape cu trei căi: 1 - de lucru; 2 - verificarea punctului zero; 3 - verificarea punctului de operare; 4 - purjarea liniei de impuls.

Dispozitivele de măsurare a presiunii în exces se numesc manometre, vacuum (presiune sub atmosferă) - vacuometre, exces de presiune și vid - manometre de presiune și vacuum, diferență de presiune (diferență) - manometre de presiune diferențială.

Principalele dispozitive produse comercial pentru măsurarea presiunii sunt împărțite în următoarele grupe în funcție de principiul lor de funcționare:

Lichid - presiunea măsurată este echilibrată de presiunea coloanei de lichid;

Arc - presiunea măsurată este echilibrată de forța de deformare elastică a unui arc tubular, membrane, burduf etc.;

Piston - presiunea măsurată este echilibrată de forța care acționează asupra unui piston cu o anumită secțiune transversală.

În funcție de condițiile de utilizare și scop, industria produce următoarele tipuri de dispozitive de măsurare a presiunii:

Instrumente tehnice - de uz general pentru operarea echipamentelor;

Control - pentru verificarea dispozitivelor tehnice la locul instalarii acestora;

Exemplar - pentru verificarea instrumentelor de control și tehnice și măsurători care necesită o precizie sporită.

Manometre cu arc

Scop. Pentru a măsura excesul de presiune, sunt utilizate pe scară largă manometre, a căror funcționare se bazează pe utilizarea deformării unui element sensibil elastic care are loc sub influența presiunii măsurate. Valoarea acestei deformari este transmisa dispozitivului de citire al aparatului de masura, calibrat in unitati de presiune.

Un arc tubular cu o singură tură (tub Bourdon) este cel mai adesea folosit ca element senzor al unui manometru. Alte tipuri de elemente sensibile sunt: ​​arc tubular cu mai multe spire, membrană ondulată plată, membrană de formă armonică - burduf.

Dispozitiv. Manometrele cu arc tubular cu o singură rotație sunt utilizate pe scară largă pentru a măsura excesul de presiune în intervalul 0,6 - 1600 kgf/cm². Corpul de lucru al unor astfel de manometre este un tub tubular cu secțiune transversală eliptică sau ovală, îndoit în jurul circumferinței cu 270°.

Proiectarea unui manometru cu arc tubular cu o singură rotație este prezentată în Figura 2.64. Arcul tubular - 2 cu capătul său deschis este conectat rigid la suportul - 6, fixat în carcasa - 1 a manometrului. Suportul trece printr-un fiting - 7 cu un filet care servește la conectarea la conducta de gaz în care se măsoară presiunea. Capătul liber al arcului este închis cu un dop cu o axă articulată și etanșat. Prin intermediul unei lese - 5, este conectat la un mecanism de transmisie constând dintr-un sector de angrenaj - 4, cuplat cu un angrenaj - 10, așezat nemișcat pe axă împreună cu o săgeată indicatoare - 3. Lângă angrenaj se află o arc spiralat plat (par) - 9, al cărui capăt este conectat la angrenaj, iar celălalt este montat fix pe rack. Părul presează constant tubul pe o parte a dinților sectorului, eliminând astfel jocul în angrenaj și asigurând o mișcare lină a săgeții.

Orez. 2,64. Manometru indicator cu arc tubular cu o singură rotație

Manometre electrice de contact

Scop. Manometrele, vacuometrele și manometrele cu contact electric de tip EKM EKV, EKMV și VE-16rb sunt proiectate pentru măsurarea, semnalizarea sau controlul on-off al presiunii (descărcării) gazelor și lichidelor neutre în raport cu alamă și oțel. Instrumentele de măsurare de tip VE-16rb sunt realizate într-o carcasă antideflagrantă și pot fi instalate în zone cu pericol de incendiu și explozive. Tensiunea de funcționare a dispozitivelor electrice de contact este de până la 380V sau până la 220V DC.

Dispozitiv.Concepția manometrelor electrice de contact este similară cu cele cu arc, singura diferență fiind că corpul manometrului are dimensiuni geometrice mari datorită instalării grupurilor de contact. Structura și lista principalelor elemente ale manometrelor electrice de contact sunt prezentate în Fig. 2,65..

Manometrele sunt exemplare.

Scop. Modele de manometre și vacuometre de tip MO și VO sunt destinate testării manometrelor, vacuometrelor și manometrelor de presiune și vacuum pentru măsurarea presiunii și vidului lichidelor și gazelor neagresive în condiții de laborator.

Manometrele de tip MKO și vacuometrele de tipul VKO sunt proiectate pentru a verifica funcționarea manometrelor de lucru la locul instalării lor și pentru măsurarea de control a suprapresiunii și a vidului.

Orez. 2,65. Manometre electrice de contact: a - tip EKM; ECMV; EKV;

B - tip VE - 16 Rb piese principale: arc tubular; scară; mobil

Mecanism; grup de contacte în mișcare; racord de admisie

Manometre electrice

Scop. Manometrele electrice de tip DER sunt proiectate pentru a converti în mod continuu presiunea în exces sau în vid într-un semnal de ieșire AC unificat. Aceste dispozitive sunt utilizate pentru a funcționa împreună cu dispozitive de transformare diferențială secundară, mașini de control centralizat și alte receptoare de informații capabile să primească un semnal standard datorită inductanței reciproce.

Dispozitiv și principiu de funcționare. Principiul de funcționare al dispozitivului, ca și cel al manometrelor cu arc tubular cu o singură rotație, se bazează pe utilizarea deformării elementului elastic elastic atunci când i se aplică presiunea măsurată. Structura unui manometru electric de tip DER este prezentată în Fig. 2.65.(b). Elementul elastic sensibil al dispozitivului este un arc tubular - 1, care este montat în suport - 5. O bandă - 6 este înșurubată pe suport, pe care este fixată bobina - 7 a transformatorului diferenţial. Pe suport sunt montate și rezistențe constante și variabile. Bobina este acoperită cu un ecran. Presiunea măsurată este furnizată suportului. Suportul este atașat la carcasă - 2 șuruburi - 4. Carcasa din aliaj de aluminiu este închisă cu un capac pe care este fixat conectorul - 3. Miezul - 8 al transformatorului diferenţial este conectat la capătul mobil al arcului tubular cu un șurub special - 9. Când se aplică presiune pe dispozitiv, arcul tubular este deformat, ceea ce provoacă o mișcare proporțională cu presiunea măsurată a capătului în mișcare al arcului și a miezului transformatorului diferențial asociat.

Cerințe operaționale pentru manometre scopuri tehnice:

· la instalarea manometrului, înclinarea cadranului față de verticală nu trebuie să depășească 15°;

· în poziţia de nefuncţionare, săgeata aparatului de măsurare trebuie să fie în poziţia zero;

· manometrul a fost verificat și are ștampilă și sigiliu care indică data verificării;

· nu există deteriorări mecanice ale corpului manometrului, părții filetate a fitingului etc.;

· cantarul digital este clar vizibil personal de serviciu;

· la măsurarea presiunii unui mediu gazos umed (gaz, aer), tubul din fața manometrului este realizat sub forma unei bucle în care se condensează umiditatea;

· trebuie instalat un robinet sau supapă în punctul în care se ia presiunea măsurată (în fața manometrului);

· pentru a etanșa punctul de conectare al fitingului manometrului, trebuie utilizate garnituri din piele, plumb, cupru roșu recoapt și fluoroplastic. Nu este permisă folosirea cârligului și a plumbului roșu.

Instrumentele de măsurare a presiunii sunt utilizate în multe industrii și sunt clasificate, în funcție de scopul lor, după cum urmează:

· Barometre – măsoară presiunea atmosferică.

· Vacuometre – măsoară presiunea de vid.

· Manometre – măsoară excesul de presiune.

· Manometre de presiune și vacuum – măsoară vidul și excesul de presiune.

· Vacuometre bar – măsoară presiunea absolută.

· Manometre de presiune diferențială – măsoară diferențele de presiune.

Conform principiului de funcționare, instrumentele de măsurare a presiunii pot fi de următoarele tipuri:

· Dispozitivul este lichid (presiunea este echilibrată folosind greutatea coloanei de lichid).

· Dispozitive greutate-piston (presiunea măsurată este echilibrată de forța creată de greutățile calibrate).

· Dispozitive cu transmisie de la distanță a citirilor (se folosesc modificări ale diferitelor caracteristici electrice ale unei substanțe sub influența presiunii măsurate).

· Dispozitivul este arc (presiunea măsurată este echilibrată de forțele elastice ale arcului, a cărui deformare servește ca măsură de presiune).

Pentru Pentru măsurarea presiunii sunt folosite diverse instrumente , care pot fi împărțite în două grupe principale: lichide și mecanice.

Cel mai simplu dispozitiv este piezometru, măsurarea presiunii într-un lichid prin înălțimea unei coloane din același lichid. Este un tub de sticlă, deschis la un capăt (tub din Fig. 14a). Un piezometru este un dispozitiv foarte sensibil și precis, dar este util doar atunci când se măsoară presiuni mici, altfel tubul se dovedește a fi foarte lung, ceea ce complică utilizarea acestuia.

Pentru a reduce lungimea tubului de măsurare, se folosesc dispozitive cu un lichid de densitate mai mare (de exemplu, mercur). Manometru cu mercur este un tub în formă de Y, al cărui cot curbat este umplut cu mercur (Fig. 14b). Sub influența presiunii din vas, nivelul de mercur din piciorul stâng al manometrului scade, iar în dreapta crește.

Manometru diferențial de presiune utilizat în cazurile în care este necesar să se măsoare nu presiunea într-un vas, ci diferența de presiune în două vase sau în două puncte ale unui vas (Fig. 14 c).

Utilizarea dispozitivelor lichide este limitată la regiunea de presiuni relativ scăzute. Dacă trebuie să măsurați presiune ridicata, utilizați dispozitive de al doilea tip - mecanice.

Manometru cu arc este cel mai comun dintre dispozitivele mecanice. Este alcătuit (Fig. 15a) dintr-un tub de alamă sau oțel curbat cu pereți subțiri gol (arc) 1, al cărui capăt este etanșat și conectat printr-un dispozitiv de antrenare 2 la un mecanism de transmisie 3. O săgeată 4 este situată pe axă. al mecanismului angrenajului.Al doilea capăt al tubului este deschis și conectat la vasul, în care se măsoară presiunea. Sub influența presiunii, arcul este deformat (îndreptat) și, printr-un dispozitiv de antrenare, activează o săgeată, a cărei abatere determină valoarea presiunii pe o scară de 5.

Manometre cu diafragmă clasificat și ca mecanic (Fig. 15b). În locul unui arc, în ele este instalată o placă-membrană subțire 1 (metal sau din material cauciucat). Deformarea membranei este transmisă prin dispozitivul de antrenare la o săgeată care indică valoarea presiunii.

Manometrele mecanice au câteva avantaje față de cele lichide: portabilitate, versatilitate, simplitate de proiectare și operare și o gamă largă de presiuni măsurate.

Pentru măsurarea presiunilor mai mici decât cele atmosferice, se folosesc manometre lichide și mecanice, al căror principiu de funcționare este același cu cel al manometrelor.

Principiul vaselor comunicante .

Vase comunicante

Comunicarea se numesc vase care au între ele un canal umplut cu lichid. Observațiile arată că în vasele comunicante de orice formă se stabilește întotdeauna un lichid omogen la același nivel.

Lichidele diferite se comportă diferit chiar și în vasele comunicante de aceeași formă și dimensiune. Să luăm două vase cilindrice comunicante de același diametru (Fig. 51), să turnăm pe fundul lor (umbrit) un strat de mercur (umbrit), iar deasupra turnăm lichid cu densități diferite în cilindri, de exemplu r 2 h 1).

Să selectăm mental, în interiorul tubului care leagă vasele comunicante și umplut cu mercur, o zonă din zona S, perpendiculară pe suprafața orizontală. Deoarece lichidele sunt în repaus, presiunea pe această zonă din stânga și din dreapta este aceeași, adică. p 1 = p 2 . Conform formulei (5.2), presiunea hidrostatică p 1 = 1 gh 1 și p 2 = 2 gh 2. Echivalând aceste expresii, se obține r 1 h 1 = r 2 h 2, din care

h1/h2 =r2/r1. (5,4)

Prin urmare , lichide diferite în repaus sunt instalate în vase comunicante în așa fel încât înălțimile coloanelor lor se dovedesc a fi invers proporționale cu densitățile acestor lichide.

Dacă r 1 =r 2, atunci din formula (5.4) rezultă că h 1 =h 2, adică. lichide omogene sunt instalate în vase comunicante la acelaşi nivel.

Ibricul și gura lui sunt vase comunicante: apa din ele este la același nivel. Aceasta înseamnă că duza ceainicului ar trebui

Montaj instalatii sanitare.

Un rezervor mare de apă (turn de apă) este instalat pe turn. Din rezervor sunt conducte cu un număr de ramuri care duc în case. Capetele țevilor sunt închise cu robinete. La robinet, presiunea apei care umple conductele este egală cu presiunea coloanei de apă, care are o înălțime egală cu diferența de înălțime dintre robinet și suprafața liberă a apei din rezervor. Deoarece rezervorul este instalat la o înălțime de zeci de metri, presiunea la robinet poate atinge mai multe atmosfere. Evident, presiunea apei la etajele superioare este mai mică decât presiunea de la etajele inferioare.

Apa este furnizată în rezervorul turnului de apă prin pompe

Tub de măsurare a apei.

Tuburile de măsurare a apei pentru rezervoarele de apă sunt construite pe principiul vaselor comunicante. Astfel de tuburi, de exemplu, se găsesc pe rezervoarele din vagoane de cale ferată. Într-un tub de sticlă deschis conectat la rezervor, apa se află întotdeauna la același nivel ca în rezervorul însuși. Dacă tubul de măsurare a apei este instalat pe un cazan cu abur, atunci capătul superior al tubului este conectat la partea superioară a cazanului, umplut cu abur.

Acest lucru se face astfel încât presiunile deasupra suprafeței libere a apei din cazan și din tub să fie aceleași.

Peterhof este un ansamblu magnific de parcuri, palate și fântâni. Acesta este singurul ansamblu din lume ale cărui fântâni funcționează fără pompe sau structuri complexe de presiune a apei. Aceste fântâni folosesc principiul vaselor comunicante - se iau în considerare nivelurile fântânilor și iazurilor de depozitare.

Caracteristica presiunii este forța care acționează uniform asupra unei unități de suprafață a corpului. Această forță influențează diferite procese tehnologice. Presiunea se măsoară în pascali. Un pascal este egal cu o forță de un newton aplicată pe o suprafață de 1 m2.

Tipuri de presiune

• Atmosferic.

• Metrica de vid.

• Excesiv.

• Absolut.

Atmosferic presiunea este generată de atmosfera Pământului.

Vacuometru presiunea este presiunea care nu atinge presiunea atmosferică.

Excesiv presiunea este o valoare a presiunii mai mare decât presiunea atmosferică.

Absolut presiunea se determină din valoarea zero absolut (vid).

Tipuri și muncă

Dispozitivele care măsoară presiunea se numesc manometre. În tehnologie, cel mai adesea este necesar să se determine excesul de presiune. O gamă semnificativă de valori ale presiunii măsurate și condiții speciale pentru măsurarea acestora în diferite procese tehnologice determină varietatea de tipuri de manometre, care au propriile diferențe în ceea ce privește caracteristicile de proiectare și principiile de funcționare. Să luăm în considerare principalele tipuri utilizate.

Barometre

Un barometru este un dispozitiv care măsoară presiunea aerului din atmosferă. Există mai multe tipuri de barometre.

Mercur Un barometru funcționează pe baza mișcării mercurului într-un tub pe o anumită scară.

Lichid Un barometru funcționează pe principiul echilibrării unui lichid cu presiunea atmosferică.

Barometru aneroid functioneaza prin modificarea dimensiunilor unei cutii metalice sigilate cu vid in interior, sub influenta presiunii atmosferice.

Electronic Barometrul este un instrument mai modern. Acesta convertește parametrii unui aneroid convențional într-un semnal digital, care este afișat pe un afișaj cu cristale lichide.

Manometre de lichid

În aceste modele de dispozitive, presiunea este determinată de înălțimea coloanei de lichid, care egalizează această presiune. Dispozitivele lichide sunt fabricate cel mai adesea sub formă de 2 vase de sticla, interconectate, în care se toarnă lichid (apă, mercur, alcool).

Fig-1

Un capăt al recipientului este conectat la mediul de măsurat, iar celălalt este deschis. Sub presiunea mediului, lichidul curge dintr-un vas în altul până când presiunea se egalizează. Diferența de nivel de lichid determină excesul de presiune. Astfel de dispozitive măsoară diferența de presiune și vid.

Figura 1a prezintă un manometru cu 2 conducte care măsoară vidul, presiunea manometrică și presiunea atmosferică. Dezavantajul este eroarea semnificativă în măsurarea presiunilor care au pulsație. Pentru astfel de cazuri, se folosesc manometre cu 1 conductă (Figura 1b). Acestea conțin o margine a unui vas mai mare. Cupa este conectată la cavitatea care se măsoară, a cărei presiune mută lichidul în partea îngustă a vasului.

La măsurare, se ia în considerare doar înălțimea lichidului din cotul îngust, deoarece lichidul își schimbă nesemnificativ nivelul în cană, iar acest lucru este neglijat. Pentru măsurarea presiunilor mici în exces, se folosesc micromanometre cu 1 conductă cu un tub înclinat la un unghi (Figura 1c). Cu cât înclinarea tubului este mai mare, cu atât citirile dispozitivului sunt mai precise, datorită creșterii lungimii nivelului lichidului.

Un grup special este considerat a fi dispozitive pentru măsurarea presiunii, în care mișcarea lichidului într-un recipient acționează asupra unui element sensibil - un flotor (1) în Figura 2a, un inel (3) (Figura 2c) sau un clopot (2). ) (Figura 2b), care sunt conectate la o săgeată, care este un indicator de presiune.

Fig-2

Avantajele unor astfel de dispozitive sunt transmisia de la distanță și înregistrarea valorilor.

Extensometre

În domeniul tehnic, extensometrele pentru măsurarea presiunii au câștigat popularitate. Principiul lor de funcționare este de a deforma elementul senzor. Această deformare are loc sub influența presiunii. Componenta elastică este conectată la un dispozitiv de citire având o scară gradată în unități de presiune. Manometrele de deformare sunt împărțite în:

• Arc.
• Burduf.
• Membrană.

Fig-3

Manometre cu arc

În aceste dispozitive, elementul sensibil este un arc conectat la indicator printr-un mecanism de transmisie. Presiunea acționează în interiorul tubului, secțiunea transversală încearcă să ia o formă rotundă, arcul (1) încearcă să se desfacă, ca urmare indicatorul se mișcă de-a lungul scalei (Figura 3a).

Manometre cu diafragmă

În aceste dispozitive, componenta elastică este membrana (2). Se îndoaie sub presiune și acționează asupra săgeții folosind un mecanism de transmisie. Membrana este realizată ca o cutie (3). Acest lucru crește acuratețea și sensibilitatea dispozitivului datorită deviației mai mari la presiune egală (Figura 3b).

Manometre cu burduf

În dispozitivele de tip burduf (Figura 3c), elementul elastic este un burduf (4), care este realizat sub forma unui tub ondulat cu pereți subțiri. Se aplică presiune pe acest tub. In acelasi timp, burduful creste in lungime si, cu ajutorul unui mecanism de transmisie, misca acul manometrului.

Burduf și specii membranare Manometrele sunt folosite pentru a măsura presiunile în exces minore și vidul, deoarece componenta elastică are o rigiditate scăzută. Atunci când astfel de dispozitive sunt folosite pentru a măsura vidul, ele sunt numite calibre de tiraj. Un dispozitiv care măsoară presiunea în exces este contor de presiune , pentru măsurarea presiunii în exces se folosesc vid manometre de tracțiune .

Dispozitivele de măsurare a presiunii de tip deformare au un avantaj față de modelele lichide. Acestea permit transmiterea de la distanță și înregistrarea automată a citirilor.

Acest lucru se întâmplă din cauza conversiei deformării componentei elastice într-un semnal de ieșire de curent electric. Semnalul este înregistrat de instrumente de măsură care sunt calibrate în unități de presiune. Astfel de dispozitive se numesc manometre electrice de deformare. Extensometrul, transformatorul diferențial și convertoarele de modulație magnetică sunt utilizate pe scară largă.

Convertor transformator diferenţial

Fig-4

Principiul de funcționare al unui astfel de convertor este schimbarea curentului de inducție în funcție de valoarea presiunii.

Dispozitivele cu un astfel de convertor au un arc tubular (1), care mișcă miezul de oțel (2) al transformatorului, și nu săgeata. Ca urmare, puterea curentului de inducție furnizat prin amplificatorul (4) la dispozitivul de măsurare (3) se modifică.

Dispozitive de magnetomodulație pentru măsurarea presiunii

În astfel de dispozitive, forța este convertită într-un semnal de curent electric datorită mișcării unui magnet asociat cu o componentă elastică. Când se deplasează, magnetul acționează asupra convertorului de modulație magnetică.

Semnalul electric este amplificat într-un amplificator cu semiconductor și trimis către dispozitive electrice secundare de măsurare.

Extensometre

Convertizoarele bazate pe un extensometru funcționează pe baza dependenței rezistenței electrice a extensometrului de cantitatea de deformare.

Fig-5

Extensometrele (1) (Figura 5) sunt fixate pe elementul elastic al dispozitivului. Semnalul electric la ieșire apare din cauza unei modificări a rezistenței tensometrului și este înregistrat de dispozitive de măsurare secundare.

Manometre electrice de contact

Fig-6

Componenta elastică din dispozitiv este un arc tubular cu o singură rotație. Contactele (1) și (2) se realizează pentru orice semne de pe scala instrumentului prin rotirea șurubului din cap (3), care se află pe exteriorul geamului.

Când presiunea scade și atinge limita inferioară, săgeata (4) folosind contactul (5) va porni circuitul lămpii de culoarea corespunzătoare. Când presiunea crește până la limita superioară, care este setată prin contactul (2), săgeata închide circuitul lămpii roșii cu contactul (5).

Clase de precizie

Manometrele de măsurare sunt împărțite în două clase:

1. Exemplar.

2. Muncitorii.

Instrumentele model determină eroarea citirilor instrumentelor de lucru care sunt implicate în tehnologia de producție.

Clasa de precizie este interconectată cu eroarea admisă, care este valoarea abaterii manometrului de la valorile reale. Precizia dispozitivului este determinată de procentul erorii maxime admisibile la valoarea nominală. Cu cât procentul este mai mare, cu atât precizia dispozitivului este mai mică.

Modelele de manometre au o precizie mult mai mare decât modelele de lucru, deoarece servesc la evaluarea consistenței citirilor modelelor de lucru ale dispozitivelor. Manometrele standard sunt utilizate în principal în condiții de laborator, deci sunt fabricate fără protecție suplimentară față de mediul extern.

Manometrele cu arc au 3 clase de precizie: 0,16, 0,25 și 0,4. Modelele de lucru ale manometrelor au clase de precizie de la 0,5 la 4.

Aplicarea manometrelor

Instrumentele de măsurare a presiunii sunt cele mai populare dispozitive în diverse industrii atunci când se lucrează cu materii prime lichide sau gazoase.

Enumerăm principalele locuri în care sunt utilizate astfel de dispozitive:

• În industria gazelor și petrolului.
• În inginerie termică pentru monitorizarea presiunii purtătorului de energie în conducte.
• În industria aviației, industria auto, întreținerea aeronavelor și automobile.
• În industria ingineriei mecanice atunci când se utilizează unități hidromecanice și hidrodinamice.
• În dispozitivele și instrumentele medicale.
• În echipamente și transport feroviar.
• În industria chimică pentru a determina presiunea substanţelor în procese tehnologice.
• În locuri folosind mecanisme și unități pneumatice.

Căutare text integral.

Principiul de funcționare se bazează pe echilibrarea presiunii măsurate sau a diferenței de presiune cu presiunea unei coloane de lichid. Au un design simplu și o precizie ridicată de măsurare și sunt utilizate pe scară largă ca instrumente de laborator și de calibrare. Manometrele pentru lichide sunt împărțite în: în formă de U, clopot și inel.

în formă de U. Principiul de funcționare se bazează pe legea vaselor comunicante. Sunt disponibile în cupe cu două țevi (1) și cu o singură țeavă (2).

1) sunt un tub de sticlă 1 montat pe o placă 3 cu o scară și umplut cu un lichid barieră 2. Diferența de niveluri în coturi este proporțională cu căderea de presiune măsurată. „-” 1. serie de erori: din cauza inexactității în măsurarea poziției meniscului, modificări în T înconjurător. mediu, fenomene de capilaritate (elimină prin introducerea de corecții). 2. necesitatea a doua citiri, ceea ce duce la o crestere a erorii.

2) rep. este o modificare a celor cu două țevi, dar un cot este înlocuit cu un vas larg (cupă). Sub influența excesului de presiune, nivelul lichidului din vas scade și din tub crește.

Plutitor în formă de U Manometrele de presiune diferențială sunt similare în principiu cu manometrele de cupă, dar pentru a măsura presiunea folosesc mișcarea unui flotor plasat într-o cană atunci când nivelul lichidului se modifică. Prin intermediul unui dispozitiv de transmisie, mișcarea flotorului este convertită în mișcarea săgeții indicatoare. Gamă largă de măsurare „+”. Principiul de funcționare lichid manometrele se bazează pe legea lui Pascal - presiunea măsurată este echilibrată de greutatea coloanei de fluid de lucru: P = ρgh. Constă dintr-un rezervor și un capilar. Apa distilată, mercurul și alcoolul etilic sunt folosite ca fluide de lucru. Sunt utilizate pentru măsurarea presiunilor mici în exces și a vidului, a presiunii barometrice. Au design simplu, dar nu există transmisie de date la distanță.

Uneori, pentru a crește sensibilitatea, capilarul este plasat la un anumit unghi față de orizont. Atunci: P = ρgL Sinα.

ÎN deformare manometrele sunt folosite pentru a contracara deformarea elastică a elementului senzor (SE) sau forța dezvoltată de acesta. Există trei forme principale de SE care s-au răspândit în practica măsurătorilor: arcuri tubulare, burduf și membrane.

Arc tubular(arc de gabarit, tub Bourdon) - un tub metalic elastic, unul dintre capetele căruia este etanșat și are capacitatea de a se mișca, iar celălalt este fixat rigid. Arcurile tubulare sunt utilizate în principal pentru a converti presiunea măsurată aplicată la interiorul arcului în mișcare proporțională a capătului său liber.

Cel mai comun este un arc tubular cu o singură tură, care este un tub îndoit la 270° cu un oval sau eliptic. secțiune transversală. Sub influența excesului de presiune furnizat, tubul se desfășoară, iar sub influența vidului se răsucește. Această direcție de mișcare a tubului se explică prin faptul că, sub influența excesului de presiune internă, axa mică a elipsei crește, în timp ce lungimea tubului rămâne constantă.

Principalul dezavantaj al arcurilor luate în considerare este unghiul lor mic de rotație, ceea ce necesită utilizarea mecanismelor de transmisie. Cu ajutorul lor, deplasarea capătului liber al unui arc tubular cu câteva grade sau milimetri este transformată într-o mișcare unghiulară a săgeții cu 270 - 300°.

Avantajul este o caracteristică statică aproape de liniară. Aplicația principală este indicarea instrumentelor. Domenii de măsurare ale manometrelor de la 0 la 10 3 MPa; vacuometre - de la 0,1 la 0 MPa. Clase de precizie a instrumentelor: de la 0,15 (exemplu) la 4.

Arcurile tubulare sunt realizate din alamă, bronz și oțel inoxidabil.

Burduf. Burduful este o cupă de metal cu pereți subțiri, cu ondulații transversale. Partea inferioară a paharului se mișcă sub presiune sau forță.

În cadrul liniarității caracteristicilor statice ale burdufului, raportul dintre forța care acționează asupra acestuia și deformația cauzată de acesta rămâne constant. si se numeste rigiditatea burdufului. Burdufurile sunt fabricate din diferite grade de bronz, oțel carbon, oțel inoxidabil, aliaje de aluminiu etc. Burduful cu un diametru de 8–10 până la 80–100 mm și o grosime a peretelui de 0,1–0,3 mm sunt produse în serie.

Membrane. Există membrane elastice și elastice. O membrană elastică este o placă rotundă flexibilă, plată sau ondulată, care se poate îndoi sub presiune.

Caracteristica statică a membranelor plate se modifică neliniar odată cu creșterea presiune, prin urmare o mică parte din cursa posibilă este utilizată ca zonă de lucru. Membranele ondulate pot fi utilizate pentru deformari mai mari decât cele plate, deoarece au o neliniaritate semnificativ mai mică a caracteristicii. Membranele sunt fabricate din diferite clase de oțel: bronz, alamă etc.

Manometrele de lichid (conducta) funcționează pe principiul vaselor comunicante - prin echilibrarea presiunii fixe cu greutatea lichidului de umplere: coloana de lichid se deplasează la o înălțime proporțională cu sarcina aplicată.

Măsurătorile bazate pe metoda hidrostatică sunt atractive datorită combinației lor de simplitate, fiabilitate, rentabilitate și precizie ridicată. Un manometru cu lichid în interior este optim pentru măsurarea căderilor de presiune cu 7 kPa (în versiuni speciale - până la 500 kPa).

Tipuri și tipuri de dispozitive

Pentru măsurători de laborator sau aplicații industriale se folosesc diverse opțiuni manometre cu construcție de conducte. Următoarele tipuri de dispozitive sunt cele mai solicitate:

• în formă de U. Baza proiectării este vasele comunicante în care presiunea este determinată de unul sau mai multe niveluri de lichid simultan. O parte a tubului este conectată la sistemul de conducte pentru a efectua măsurarea. În același timp, celălalt capăt poate fi închis ermetic sau poate avea comunicare liberă cu atmosfera.
• Cupată. Un manometru de lichid cu un singur tub este în multe privințe similar cu designul instrumentelor clasice în formă de U, dar în loc de un al doilea tub, folosește un rezervor larg, a cărui suprafață este de 500-700 de ori mai mare decât zona secțiunii transversale a tubului principal.
• Inel. În dispozitivele de acest tip, coloana de lichid este închisă într-un canal inelar. Când presiunea se schimbă, centrul de greutate se mișcă, ceea ce, la rândul său, duce la mișcarea săgeții indicator. Astfel, dispozitivul de măsurare a presiunii înregistrează unghiul de înclinare a axei canalului inelar. Aceste manometre atrag rezultate de mare precizie care nu depind de densitatea lichidului și a mediului gazos de pe acesta. În același timp, domeniul de aplicare al unor astfel de produse este limitat de costul lor ridicat și de complexitatea întreținerii.
• Piston lichid. Presiunea măsurată deplasează tija străină și echilibrează poziția acesteia cu greutăți calibrate. Prin selectarea parametrilor optimi pentru masa tijei cu greutăți, este posibil să se asigure ejectarea acesteia într-o cantitate proporțională cu presiunea măsurată și, prin urmare, convenabil pentru control.

În ce constă un manometru pentru lichid?

Dispozitivul unui manometru de lichid poate fi văzut în fotografie:

Aplicarea manometrului lichidului

Simplitatea și fiabilitatea măsurătorilor bazate pe metoda hidrostatică explică utilizarea pe scară largă a dispozitivelor umplute cu lichid. Astfel de manometre sunt indispensabile atunci când se efectuează cercetare de laborator sau rezolvarea diferitelor probleme tehnice. În special, instrumentele sunt utilizate pentru următoarele tipuri de măsurători:

• Ușoară suprapresiune.
• Diferența de presiune.
• Presiunea atmosferică.
• Sub presiune.

Un domeniu important de aplicare a manometrelor pentru conducte cu umplutură lichidă este verificarea instrumentelor de control și măsurare: manometre, manometre, vacuometre, barometre, manometre diferențiale și unele tipuri de manometre.

Manometru lichid: principiu de funcționare

Cel mai comun design al dispozitivului este un tub în formă de U. Principiul de funcționare al manometrului este prezentat în figură:

Un capăt al tubului are legătură cu atmosfera - este expus la presiunea atmosferică Patm. Celălalt capăt al tubului este conectat la conducta țintă folosind dispozitive de alimentare - este expus presiunii mediului măsurat Rab. Dacă indicatorul Rabs este mai mare decât Patm, atunci lichidul este deplasat într-un tub care comunică cu atmosfera.

Instructiuni de calcul

Diferența de înălțime dintre nivelurile de lichid este calculată prin formula:

h = (Rabs – Ratm)/((rl – ratm)g)
Unde:
Abs – presiune absolută măsurată.
Ratm – presiunea atmosferică.
rzh – densitatea fluidului de lucru.
ratm – densitatea atmosferei înconjurătoare.
g – accelerația gravitațională (9,8 m/s2)
Indicatorul de înălțime a fluidului de lucru H este format din două componente:
1. h1 – scădere în coloană față de valoarea inițială.
2. h2 – creșterea coloanei în altă parte a tubului față de nivelul inițial.
Indicatorul ratm nu este adesea luat în calcul în calcule, deoarece rl >> ratm. Astfel, dependența poate fi reprezentată astfel:
h = Rizb/(rzh g)
Unde:
Rizb este excesul de presiune al mediului măsurat.
Pe baza formulei de mai sus, Rizb = hrж g.

Dacă este necesară măsurarea presiunii gazelor evacuate, se folosesc instrumente de măsurare în care unul dintre capete este etanșat ermetic, iar presiunea de vid este conectată la celălalt folosind dispozitive de alimentare. Designul este prezentat în diagramă:

Pentru astfel de dispozitive se utilizează formula:
h = (Ratm – Rabs)/(rzh g).

Presiunea la capătul etanș al tubului este zero. Dacă există aer în el, calculele presiunii manometrului de vid se efectuează după cum urmează:
Ratm – Rabs = Rizb – hrzh g.

Dacă aerul din capătul etanșat este evacuat și contrapresiunea Ratm = 0, atunci:
Rab = hrzh g.

Modelele în care aerul de la capătul sigilat este evacuat și evacuat înainte de umplere sunt potrivite pentru utilizare ca barometre. Fixarea diferenței de înălțime a coloanei în partea etanșă vă permite calcule precise presiune barometrică.

Avantaje și dezavantaje

Manometrele pentru lichide au atât puternice cât și părţile slabe. La utilizarea acestora, este posibilă optimizarea costurilor de capital și de exploatare pentru activitățile de control și măsurare. În același timp, ar trebui să ne amintim despre posibilele riscuri și vulnerabilități ale unor astfel de structuri.

Avantajele cheie ale instrumentelor de măsurare umplute cu lichid includ:

• Precizie mare de măsurare. Dispozitivele cu un nivel scăzut de eroare pot fi folosite ca referințe pentru verificarea diferitelor echipamente de control și măsurare.
• Ușurință în utilizare. Instrucțiunile de utilizare a dispozitivului sunt extrem de simple și nu conțin acțiuni complexe sau specifice.
• Cost scăzut. Prețul manometrelor de lichid este semnificativ mai mic în comparație cu alte tipuri de echipamente.
• Instalare rapida. Conexiunea la conductele țintă se realizează cu ajutorul dispozitivelor de alimentare. Instalarea/dezasamblarea nu necesită echipament special.

Atunci când utilizați manometre umplute cu lichid, trebuie luate în considerare unele puncte slabe ale unor astfel de modele:

• O creștere bruscă a presiunii poate duce la eliberarea fluidului de lucru.
• Nu este oferită posibilitatea înregistrării și transmiterii automate a rezultatelor măsurătorilor.
• Structura internă a manometrelor de lichid determină fragilitatea crescută a acestora
• Dispozitivele se caracterizează printr-un interval de măsurare destul de îngust.
• Corectitudinea măsurătorilor poate fi afectată de curățarea slabă a suprafețelor interne ale tuburilor.

Principiul de funcționare

Principiul de funcționare al manometrului se bazează pe echilibrarea presiunii măsurate prin forța de deformare elastică a unui arc tubular sau a unei membrane cu două plăci mai sensibile, un capăt al căruia este etanșat într-un suport, iar celălalt este conectat prin o tijă la un mecanism tribic-sector care transformă mișcarea liniară a elementului sensibil elastic într-o mișcare circulară a săgeții indicatoare.

Soiuri

Grupul de instrumente care măsoară excesul de presiune include:

Manometre - instrumente cu măsurători de la 0,06 la 1000 MPa (Măsurați excesul de presiune - diferența pozitivă dintre presiunea absolută și cea barometrică)

Vacuometrele sunt dispozitive care măsoară vidul (presiunea sub atmosferă) (până la minus 100 kPa).

Manometrele și manometrele sunt manometre care măsoară atât presiunea în exces (de la 60 la 240.000 kPa) cât și vacuum (până la minus 100 kPa).

Contoare de presiune - manometre pentru presiuni mici în exces de până la 40 kPa

Contoare de tracțiune - vacuometre cu o limită de până la minus 40 kPa

Manometre de presiune și vacuum cu limite extreme care nu depășesc ±20 kPa

Datele sunt date în conformitate cu GOST 2405-88

Majoritatea manometrelor autohtone și importate sunt fabricate în conformitate cu standardele general acceptate; prin urmare, manometrele de diferite mărci se înlocuiesc între ele. Atunci când alegeți un manometru, trebuie să știți: limita de măsurare, diametrul corpului, clasa de precizie a dispozitivului. Locația și filetul fitingului sunt, de asemenea, importante. Aceste date sunt aceleași pentru toate dispozitivele produse în țara noastră și Europa.

Exista si manometre care masoara presiunea absoluta, adica excesul de presiune + atmosferica

Un dispozitiv care măsoară presiunea atmosferică se numește barometru.

Tipuri de manometre

În funcție de designul și sensibilitatea elementului, există manometre de presiune pentru lichide, deadweight și de deformare (cu arc tubular sau membrană). Manometrele sunt împărțite în clase de precizie: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0 (decât număr mai mic, cu atât dispozitivul este mai precis).

Tipuri de manometre

După scop, manometrele pot fi împărțite în tehnic - tehnic general, contact electric, special, cu autoînregistrare, feroviar, rezistent la vibrații (umplut cu glicerină), navă și de referință (model).

Tehnic general: conceput pentru măsurarea lichidelor, gazelor și vaporilor care nu sunt agresive pentru aliajele de cupru.

Contact electric: au capacitatea de a regla mediul măsurat, datorită prezenței unui mecanism de contact electric. Un dispozitiv deosebit de popular din acest grup poate fi numit EKM 1U, deși a fost întrerupt de mult timp.

Special: oxigen - trebuie degresat, deoarece uneori chiar și ușoară contaminare a mecanismului în contact cu oxigenul pur poate duce la o explozie. Produs adesea în carcase albastre cu simbolul O2 (oxigen) pe cadran; acetilenă - aliajele de cupru nu sunt permise în fabricarea mecanismului de măsurare, deoarece la contactul cu acetilena există pericolul formării de cupru exploziv de acetilenă; amoniac - trebuie să fie rezistent la coroziune.

Referință: având o clasă de precizie mai mare (0,15; 0,25; 0,4), aceste dispozitive sunt folosite pentru verificarea altor manometre. În cele mai multe cazuri, astfel de dispozitive sunt instalate pe manometre cu piston cu greutate mare sau pe alte instalații capabile să dezvolte presiunea necesară.

Manometrele pentru nave sunt destinate utilizării în flotele fluviale și maritime.

Căi ferate: destinat utilizării în transportul feroviar.

Auto-înregistrare: manometre într-o carcasă, cu un mecanism care vă permite să reproduceți graficul de funcționare al manometrului pe hârtie de diagramă.

Conductivitate termică

Indicatoarele de conductivitate termică se bazează pe scăderea conductibilității termice a unui gaz sub presiune. Aceste manometre au un filament încorporat care se încălzește atunci când trece curentul prin el. Un termocuplu sau un senzor de temperatură rezistiv (DOTS) poate fi utilizat pentru a măsura temperatura filamentului. Această temperatură depinde de viteza cu care filamentul transferă căldură gazului din jur și, prin urmare, de conductibilitatea termică. Este adesea folosit un indicator Pirani, care folosește un singur filament de platină atât ca element de încălzire, cât și ca DOTS. Aceste manometre oferă citiri precise între 10 și 10-3 mmHg. Art., dar sunt destul de sensibili la compoziție chimică gazele măsurate.

[edit]Două filamente

O bobină de sârmă este folosită ca încălzitor, în timp ce cealaltă este folosită pentru a măsura temperatura prin convecție.

Manometru Pirani (un fir)

Manometrul Pirani este format dintr-un fir metalic expus presiunii care se măsoară. Firul este încălzit de curentul care circulă prin el și răcit de gazul din jur. Pe măsură ce presiunea gazului scade, efectul de răcire scade și temperatura de echilibru a firului crește. Rezistența unui fir este o funcție de temperatură: prin măsurarea tensiunii pe fir și a curentului care circulă prin acesta, se poate determina rezistența (și astfel presiunea gazului). Acest tip de manometru a fost proiectat pentru prima dată de Marcello Pirani.

Termocuplu și manometrele cu termistor funcționează într-un mod similar. Diferența este că un termocuplu și un termistor sunt folosite pentru a măsura temperatura filamentului.

Domeniu de măsurare: 10−3 - 10 mmHg. Artă. (aproximativ 10−1 - 1000 Pa)

Manometru de ionizare

Manometrele de ionizare sunt cele mai sensibile instrumente de măsurare pentru presiuni foarte scăzute. Ei măsoară presiunea indirect prin măsurarea ionilor produși atunci când gazul este bombardat cu electroni. Cu cât densitatea gazului este mai mică, cu atât se vor forma mai puțini ioni. Calibrarea unui manometru ionic este instabilă și depinde de natura gazelor măsurate, care nu este întotdeauna cunoscută. Ele pot fi calibrate prin comparație cu citirile manometrelor McLeod, care sunt mult mai stabile și independente de chimie.

Electronii termoionici se ciocnesc cu atomii de gaz și generează ioni. Ionii sunt atrași de electrod la o tensiune adecvată, cunoscută sub numele de colector. Curentul colectorului este proporțional cu rata de ionizare, care este o funcție de presiunea sistemului. Astfel, măsurarea curentului de colector permite determinarea presiunii gazului. Există mai multe subtipuri de manometre de ionizare.

Domeniu de măsurare: 10−10 - 10−3 mmHg. Artă. (aproximativ 10−8 - 10−1 Pa)

Majoritatea manometrelor de ioni vin în două tipuri: catod cald și catod rece. Al treilea tip - un manometru cu rotor rotativ - este mai sensibil și mai scump decât primele două și nu este discutat aici. În cazul unui catod fierbinte, un filament încălzit electric creează un fascicul de electroni. Electronii trec prin manometru și ionizează moleculele de gaz din jurul lor. Ionii rezultați se colectează pe electrodul încărcat negativ. Curentul depinde de numărul de ioni, care la rândul său depinde de presiunea gazului. Manometrele cu catod fierbinte măsoară cu precizie presiunea în intervalul 10-3 mmHg. Artă. până la 10−10 mm Hg. Artă. Principiul unui manometru cu catod rece este același, cu excepția faptului că electronii sunt produși într-o descărcare creată de o descărcare electrică de înaltă tensiune. Manometrele cu catod rece măsoară cu precizie presiunea în intervalul 10-2 mmHg. Artă. până la 10−9 mm Hg. Artă. Calibrarea manometrelor de ionizare este foarte sensibilă la geometria structurală, compoziția chimică a gazelor măsurate, coroziune și depuneri de suprafață. Calibrarea lor poate deveni inutilizabilă atunci când este pornită la presiune atmosferică și foarte scăzută. Compoziția vidului la presiuni scăzute este de obicei imprevizibilă, așa că un spectrometru de masă trebuie utilizat împreună cu un manometru de ionizare pentru măsurători precise.

catod fierbinte

Un indicator de ionizare cu catod fierbinte Bayard-Alpert constă de obicei din trei electrozi care funcționează în modul triodă, filamentul fiind catodul. Cei trei electrozi sunt colectorul, filamentul și grila. Curentul colectorului este măsurat în picoampși de un electrometru. Diferența de potențial dintre filament și masă este de obicei de 30 volți, în timp ce tensiunea rețelei sub tensiune constantă este de 180-210 volți, cu excepția cazului în care există un bombardament electronic opțional prin încălzirea rețelei, care poate avea un potențial ridicat de aproximativ 565 volți. Cel mai comun indicator de ioni este un catod fierbinte Bayard-Alpert cu un mic colector de ioni în interiorul rețelei. O carcasă de sticlă cu o gaură pentru vid poate înconjura electrozii, dar de obicei nu este utilizat și manometrul este construit direct în dispozitivul de vid, iar contactele sunt direcționate printr-o placă ceramică în peretele dispozitivului de vid. Manometrele de ionizare cu catod fierbinte pot fi deteriorate sau pot pierde calibrarea dacă sunt pornite la presiunea atmosferică sau chiar la vid scăzut. Măsurătorile manometrelor de ionizare cu catod fierbinte sunt întotdeauna logaritmice.

Electronii emiși de filament se mișcă de mai multe ori în direcții înainte și înapoi în jurul rețelei până când o lovesc. În timpul acestor mișcări, unii electroni se ciocnesc cu moleculele de gaz și formează perechi electron-ion (ionizare electron). Numărul unor astfel de ioni este proporțional cu densitatea moleculelor de gaz înmulțită cu curentul termoionic, iar acești ioni zboară către colector, formând un curent ionic. Deoarece densitatea moleculelor de gaz este proporțională cu presiunea, presiunea este estimată prin măsurarea curentului ionic.

Sensibilitatea la presiune scăzută a manometrelor cu catod fierbinte este limitată de efectul fotoelectric. Electronii care lovesc rețeaua produc raze X, care produc zgomot fotoelectric în colectorul de ioni. Acest lucru limitează intervalul de măsurători mai vechi cu catod fierbinte la 10-8 mmHg. Artă. și Bayard-Alpert la aproximativ 10−10 mm Hg. Artă. Firele suplimentare la potențialul catodic în linia de vizibilitate dintre colectorul de ioni și rețea împiedică acest efect. În tipul de extracție, ionii sunt atrași nu de un fir, ci de un con deschis. Deoarece ionii nu pot decide ce parte a conului să lovească, ei trec prin gaură și formează un fascicul de ioni. Acest fascicul de ioni poate fi transmis la o cupă Faraday.

ARZATOR PRECAMERA

Arzătorul pre-camera este un dispozitiv format dintr-un colector de gaz cu orificii pentru evacuarea gazului, un monobloc cu canale și o pre-camera refractară ceramică, amplasată deasupra colectorului, în care gazul este amestecat cu aer și amestecul gaz-aer este ars. . Arzatorul precamera este destinat arderii gazelor naturale in cuptoarele cazanelor sectionale din fonta, uscatoarelor si altor instalatii termice care functioneaza la vid de 10-30 Pa. Arzatoarele din precameră sunt amplasate pe podeaua focarului, creând astfel condiții bune pentru distribuirea uniformă a fluxurilor de căldură pe lungimea focarului. Arzatoarele din precamera pot functiona la presiune joasa si medie a gazului. Arzătorul precamera este format dintr-un distribuitor de gaz ( țeavă de oțel) cu un rând de orificii pentru evacuarea gazului. În funcție de puterea termică, arzătorul poate avea 1, 2 sau 3 colectoare. Un monobloc ceramic este instalat deasupra galeriei de gaz pe un cadru de oțel, formând o serie de canale (mixere). Fiecare priză de gaz are propriul său mixer ceramic. Fluxurile de gaz care curg din orificiile galeriei ejectează 50-70% din aerul necesar arderii, restul aerului provine din cauza rarefării din focar. Ca urmare a ejectării, formarea amestecului este intensificată. Amestecul este încălzit în canale, iar la ieșire începe să ardă. Din canale, amestecul de ardere intră în precamera, în care se arde 90-95% din gaz. Precamera este realizată din cărămizi de argilă refractă; arata ca o fanta. Arderea gazului are loc în cuptor. Înălțimea pistoletului este de 0,6-0,9 m, coeficientul de exces de aer este de 1,1...1,15.

Compensatoarele sunt concepute pentru a atenua (compensa) expansiunea temperaturii conductelor de gaz, pentru a evita ruperea conductelor, pentru ușurința instalării și demontării fitingurilor (flanșă, supape).

O conductă de gaz de 1 km lungime cu un diametru mediu se prelungește cu 12 mm atunci când este încălzită cu 1 °C.

Compensatorii sunt:

· Obiectiv;

· în formă de U;

· În formă de liră.

Compensator de lentileare o suprafață ondulată care își modifică lungimea în funcție de temperatura conductei de gaz. Compensatorul de lentile este realizat din semilentile ștanțate prin sudare.

Pentru a reduce rezistența hidraulică și a preveni înfundarea, în interiorul compensatorului este instalată o țeavă de ghidare, sudată pe suprafața interioară a compensatorului pe partea de intrare a gazului.

Partea inferioară a semi-lentilelor este umplută cu bitum pentru a preveni acumularea de apă.

Când instalați compensatorul în timpul iernii, este necesar să îl întindeți puțin, iar vara, dimpotrivă, să îl comprimați cu piulițe de cuplare.

În formă de U În formă de liră

compensator.compensator.

Schimbările de temperatură a mediului din jurul conductei de gaz provoacă modificări ale lungimii conductei de gaz. Pentru o secțiune dreaptă a unei conducte de gaz din oțel de 100 m lungime, prelungirea sau scurtarea cu o schimbare de temperatură de 1° este de aproximativ 1,2 mm. Prin urmare, pe toate conductele de gaz după supape, numărând de-a lungul fluxului de gaz, trebuie instalate compensatoare de lentile (Fig. 3). În plus, în timpul funcționării, prezența unui compensator de lentile facilitează instalarea și demontarea supapelor.

Atunci când proiectează și construiesc conducte de gaz, aceștia se străduiesc să reducă numărul de compensatoare instalate prin maximizarea utilizării autocompensării prin schimbarea direcției traseului atât în ​​plan, cât și în profil.

Orez. 3. Compensator lentila 1 - flansa; 2-teava; 3 - cămașă; 4 - jumătate de lentilă; 5 - laba; 6 - coastă; 7 - tracțiune; 8 - nucă

Principiul de funcționare al unui manometru de lichid

În poziția inițială, apa din tuburi va fi la același nivel. Dacă se aplică presiune pe filmul de cauciuc, nivelul lichidului dintr-un cot al manometrului va scădea, iar în celălalt, prin urmare, va crește.

Acest lucru este arătat în imaginea de mai sus. Apăsăm pe film cu degetul.

Când apăsăm pe film, presiunea aerului din cutie crește. Presiunea este transmisă prin tub și ajunge la lichid, deplasându-l. Pe măsură ce nivelul acestui cot scade, nivelul lichidului din celălalt cot al tubului va crește.

Prin diferența de niveluri de lichid, se va putea aprecia diferența dintre presiunea atmosferică și presiunea exercitată asupra peliculei.

Următoarea figură arată cum să utilizați un manometru de lichid pentru a măsura presiunea dintr-un lichid la diferite adâncimi.

Manometru cu diafragmă

Într-un manometru cu membrană, elementul elastic este o membrană, care este o placă metalică ondulată. Deformarea plăcii sub presiunea lichidului este transmisă printr-un mecanism de transmisie către indicatorul instrumentului care alunecă de-a lungul scalei. Instrumentele cu membrană sunt utilizate pentru măsurarea presiunii de până la 2,5 MPa, precum și pentru măsurarea vidului. Uneori se folosesc dispozitive cu ieșire electrică, în care la ieșire este trimis un semnal electric, proporțional cu presiunea de la intrarea manometrului.