Манометры; Студопедия - услуги электромонтажа, строительства и ремонта

Манометры и вакуумметры, пружинные манометры используются для проверки манометров общего назначения и для особо точных измерений. Манометры используются для проверки эталонных манометров.

Содержание

Манометры

Изучение назначения, конструкции, принципа действия и калибровки приборов для измерения давления (абсолютного, манометрического, вакуумного).

Приборы для измерения давления

Приборы для измерения давления можно разделить на различные категории. Они делятся на следующие классы в зависимости от характера измеряемого давления

1) барометры – приборы для измерения атмосферного давления:

2) манометры – приборы для измерения манометрического давления

3) манометры – вакуумные манометры

4) мановакуумные манометры – манометрические и вакуумные манометры;

5) Манометры абсолютного давления – Приборы для измерения абсолютного (полного) давления;

6) измерители дифференциального давления – дифференциальные манометры.

Различают измерительные приборы по принципу действия:

Простейшим прибором для измерения манометрического давления является пьезометр (рис. 1, а). Он представляет собой вертикально установленную трубку из прозрачного стекла или ПВХ с открытым верхним концом.

Пьезометрические измерения производятся в единицах длины, поэтому иногда давление выражают в единицах высоты столба данной жидкости. Пьезометр высотой 1,5 или 2 м может измерять давление до 0,15 или 0,20 атм.

Основным преимуществом пьезометра является простота устройства и точность измерения. Основным недостатком пьезометра является небольшой диапазон измеряемых давлений. При более высоких давлениях пьезометр становится слишком громоздким. Еще одним недостатком пьезометра является его хрупкость.

Измеряется избыточное давление в жидкостях или газах с манометрами. Это очень широкий спектр измерительных приборов различного дизайна и конструкции.

На рисунке 1,б показана концептуальная схема поршневого манометра. При увеличении давления в сосуде жидкость или газ, согласно закону Паскаля, передает это давление на нижнюю поверхность поршня, заставляя его подниматься или опускаться. Поршень соединен системой рычагов со стрелкой индикатора.

Рис.1 Манометры

a) пьезометр, b) поршневой манометр, c) жидкостный манометр, d) диафрагменный манометр, e) сильфонный манометр

Другим типом манометра является открытый (жидкостный) манометр (рис.1, в). Он состоит из U-образной трубки, заполненной ртутью или другой жидкостью. Работа основана на законе сообщающихся сосудов и на уравновешивании измеренного давления газа с давлением столба жидкости (ртути, воды и т.д.). На один конец трубки подается давление. Жидкость в другой трубке поднимается до тех пор, пока измеренное давление не будет точно равно давлению, вызванному разностью уровней жидкости на двух концах трубки. Зная эту разницу высот, можно рассчитать давление.

Недостатком такого манометра является то, что значение давления зависит от гравитационного ускорения в данном месте. Манометры этого типа не всегда калибруются в паскалях, и часто удобно измерять давление в единицах высоты столба жидкости – миллиметрах ртути, столбе воды (1 мм столба воды – 9,8 Па; 1 мм столба ртути = 133,3 Па).

Одним из простых приборов для измерения повышенных и высоких давлений является трубчатый манометр или манометр Бурдона. Его основным элементом является овальная латунная трубка 1, согнутая в дугу (рис. 2).

Жидкость или газ, создавая давление внутри трубы, распрямляет ее.

Жидкость или газ подается в патрубок 3, соединенный с трубкой 1. Трубка в развернутом состоянии приводит в движение систему шестеренок и рычагов 2, которые поворачивают стрелку 4; чем больше давление, тем на больший угол повернется стрелка. Угол поворота стрелки пропорционален измеряемому давлению. Шкала на циферблате градуирована в единицах давления. Обычно манометр калибруется в МПа. Эти манометры используются для измерения давления воздуха, пара, газов и жидкостей. Автомобильные манометры для измерения давления в шинах часто представляют собой манометры типа Бурдона.

Поэтому он является тензометрическим датчиком.

К тензометрическим датчикам также относятся мембранные и сильфонные датчики (рис. 1, d, e).

Основной частью мембранного манометра является гибкая круглая плоская пластина, которая прогибается под действием давления.

Сильфонный манометр (сильфон) представляет собой тонкостенную цилиндрическую оболочку с поперечными гофрами, способную к значительному смещению под давлением. Для повышения жесткости в сильфон часто помещают пружину. Сильфоны изготавливаются из бронзы, углеродистой стали и алюминиевых сплавов. Серийно выпускаются бесшовные и сварные сильфоны диаметром от 8-10 до 80-100 мм. Сильфонные манометры более чувствительны, чем мембранные, и имеют более широкий диапазон измерения.

Основными преимуществами этих приборов являются большой диапазон измеряемых давлений, простота устройства и применения, портативность и универсальность.

Основным недостатком этих приборов является несогласованность их показаний, вызванная постепенным изменением упругих свойств пружинного элемента, возникновением остаточной деформации, износом приводного механизма. Поэтому такие приборы необходимо периодически проверять.

Манометры позволяют определить давление только с определенной степенью точности. Класс точности манометров определяется значением k, которое является максимально допустимой погрешностью значения, соответствующего пределу шкалы манометра.

Номинальные диапазоны классов точности манометров: 0,005; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,35; 1; 2; 2,5; 4,0; 6,0.

Манометры и вакуумметры, пружинные манометры используются для проверки манометров общего назначения и для особо точных измерений. Манометры с собственным весом используются для проверки эталонных манометров.

Манометры класса 0,05 используются для проверки эталонных пружин и других прецизионных манометров, а манометры класса 0,2 – для проверки технических манометров общего назначения.

Пружинные манометры Чаще всего используются манометры. Они имеют простую конструкцию и ремонтопригодны. Их диапазоны измерения обычно составляют от 0,1 до 4000 бар. Сам датчик имеет форму овальной трубки, которая сжимается под действием давления. Сила, действующая на трубку, передается специальным механизмом на стрелку, которая поворачивается на определенный угол, указывая на шкалу с отметками.

1 Что такое манометр, вакуумметр и мановакуумметр?

Манометр – это технический измеритель давления.

Манометр – это прибор, предназначенный для измерения положительного давления рабочей среды с помощью трубчатой пружины (трубки Бурдона).

Технический вакуумметр.

Вакуумметр – это прибор, предназначенный для измерения вакуума рабочей среды путем деформации трубчатой пружины. Стандартный диапазон измерения для вакуумметров составляет -1…0 атм. Шкала манометра всегда отрицательная, так как давление измеряется ниже атмосферного.

Вакуумметр – это технический измеритель вакуума.

Мановакрометр – это прибор, предназначенный для измерения избыточного и пониженного давления рабочей среды посредством деформации трубчатой пружины.

Вышеизложенное в простых терминах :
– если шкала прибора показывает только положительное давление, то это манометр.
– Если шкала манометра показывает только отрицательное давление, то это вакуумный манометр.
– Если на шкале прибора есть как отрицательное, так и положительное давление, то это манометр.

Манометры с пружиной Бурдона чаще всего встречаются в промышленности и коммунальном хозяйстве. Это объясняется простотой конструкции и относительно низкой стоимостью.

Измерение “изнутри” .

Пластинчатые пружины представляют собой тонкие гофрированные мембраны круглого сечения, которые зажимаются или свариваются по краю между двумя фланцами и контактируют со средой только с одной стороны. Прогиб, вызванный этим контактом, пропорционален величине давления. Это движение передается на шкалу с помощью стрелочного механизма. Листовые рессоры имеют относительно большую восстанавливающую силу. Из-за кольцевого крепления листовые рессоры менее подвержены вибрации, чем трубчатые рессоры, но имеют большую погрешность индикации из-за колебаний температуры. Мембранные опоры обеспечивают повышенную устойчивость к перегрузкам. Покрытия или фольга на поверхности рессор обеспечивают защиту от агрессивных сред. Благодаря широким соединительным отверстиям или открытым фланцам, а также возможности промывки, тарельчатые пружины особенно подходят для работы с высоковязкими, загрязненными или кристаллизующимися веществами.

Классификация манометров

Все приборы для измерения давления можно разделить по принципу действия на:

Жидкостные манометры, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в соединенных сосудах служит мерой давления, называются жидкостными манометрами. В эту группу входят чашечные и U-образные манометры, дифманометры и т.д.
Приборы весопоршневого типа, в которых измеряемое давление уравновешивается силой, оказываемой калиброванными массами, действующими на свободно движущийся поршень в цилиндре.
Приборы дистанционного считывания – это приборы, использующие изменения электрических свойств веществ (электрическое сопротивление проводников, электрическая емкость, наличие электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и т.д.) под действием измеряемого давления. К ним относятся марганцевые измерители сопротивления, пьезоэлектрические измерители с использованием кристаллов кварца, турмалина или соли Сегне, измерители емкости, ионизационные измерители и т.д.
Пружинные манометры, в которых измеряемое давление уравновешивается упругой силой пружины, деформация которой служит мерой давления. Пружинные манометры широко применяются в машиностроении благодаря простоте конструкции и удобству использования. В эту группу входят различные устройства, отличающиеся типом пружины:

Трубчатые пружины – это трубки, согнутые в круглую форму с овальным сечением. Давление измеряемой среды действует на внутреннюю часть этой трубки, заставляя ее овальное сечение принимать почти круглую форму. В результате искривления трубки пружины в кольцах трубки возникают напряжения, которые заставляют пружину расширяться. Свободный конец пружины совершает движение, пропорциональное величине давления. Это движение передается на шкалу с помощью стрелочного механизма. Для измерения давления до 60 или 100 кгс/см2 пружины обычно изгибаются под углом витка около 270°, круглые. Для измерения более высокого давления используются пружины с несколькими наложенными друг на друга витками одинакового диаметра (спиральная пружина) или с витками, расположенными по спирали и лежащими в одной плоскости (плоская пружина).

Манометры с пластинчатыми рессорами

Лопастные пружины представляют собой тонкие гофрированные мембраны круглой формы, которые обжаты или приварены по краям между двумя фланцами и находятся в контакте со средой только с одной стороны. Прогиб, вызванный этим контактом, пропорционален величине давления. Это движение передается на шкалу с помощью стрелочного механизма. Листовые рессоры имеют относительно большую восстанавливающую силу. Благодаря кольцевой форме крепления, листовые рессоры менее подвержены вибрации, чем трубчатые, но имеют большую погрешность показаний при изменении температуры. Мембранные опоры обеспечивают повышенную устойчивость к перегрузкам. Покрытия или фольга на поверхности рессор обеспечивают защиту от коррозионных агентов. Благодаря широким соединительным отверстиям или открытым фланцам, а также возможности промывки, пластинчатые пружины особенно подходят для работы с высоковязкими, загрязненными или кристаллизующимися веществами.

Манометры с коробчатой пружиной

Давление измеряемой среды подается на внутреннюю часть коробки, которая состоит из двух круглых, гофрированных, герметично закрытых мембран. Поступательное движение, создаваемое давлением, пропорционально величине давления. Это движение передается на шкалу с помощью стрелочного механизма. Манометры с пружиной особенно подходят для измерения давления газообразных сред. Защита от перегрузки возможна только в определенных пределах. Для повышения чувствительности в прибор можно установить несколько коробчатых пружин (“пакет коробчатых пружин”).

Баровакуумные манометры – Манометры для измерения абсолютного давления. Эти манометры используются для измерения давления независимо от изменений окружающего атмосферного давления. В зависимости от различных областей применения и диапазонов показаний манометры абсолютного давления изготавливаются в соответствии с принципами измерения и формой измерительных элементов, используемых в манометрах относительного давления. Давление измеряемой среды определяется по отношению к эталонному давлению, которое является абсолютным давлением 0 (= абсолютный вакуум). Это означает, что опорное давление должно присутствовать на той стороне измерительного элемента, которая не находится в контакте с измеряемой средой. Наличие эталонного давления достигается путем опорожнения и уплотнения соответствующей измерительной камеры или корпуса с помощью пружины подходящей формы. Передача движения измерительного элемента и отображение давления происходит так же, как и в описанных выше относительных манометрах.

Дифференциальные манометры используются для измерения разницы между двумя дифференциальными давлениями. Эталонное давление – это давление, которое существует на стороне, принятой за эталон. В элементах датчика используются пружины той же формы, что и в манометрах относительного давления. Как правило, сенсорные элементы подвергаются давлению с обеих сторон. Определенная таким образом разница давления передается непосредственно на шкалу с помощью механизма индикации. Если измеряемые давления одинаковы, датчик остается неподвижным и показания отсутствуют. Измерение малых перепадов давления возможно даже при высоких статических давлениях. Защита от высоких перегрузок обеспечивается пластинчатыми датчиками. При выборе манометра необходимо учитывать допустимое статическое (рабочее) давление и максимально допустимую перегрузку со стороны “+” и “-“. Для преобразования деформации чувствительного элемента в показания индикатора применяются принципы, аналогичные тем, которые используются в манометрах.
Средства измерений в зависимости от их метрологического назначения делятся на манометры и рабочие манометры.

Примечание. Дипоманометр, верхний предел измерения которого не превышает 40000 Па (4000 кгс/м), называется микроманометром.

Какой прибор измеряет положительное давление

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СССР

Государственная система обеспечения единства измерений

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ

Термины и определения

Государственная система для обеспечения единообразия
измерения. Приборы для измерения давления.
Термины и определения

Дата поступления 1979-01-01

Разработано и внедрено Всесоюзным ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательским институтом метрологии имени Д.И.Менделеева (ВНИИМ)

Руководители проекта: Г.И.Полухин, М.Е.Балашов

УТВЕРЖДЕНО Всесоюзным научно-исследовательским институтом технической информации, классификации и кодирования (ВНИИКИ)

А.А.Саков, заместитель директора

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по стандартизации от 19 декабря 1977 г. N 2934

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области средств измерения давления.

Термины, установленные в настоящем стандарте, обязательны для применения в документации всех видов, руководствах, инструкциях, научно-технической литературе и справочниках.

Для каждого понятия существует один стандартный термин. Использование синонимов стандартизированного термина запрещено.

Синонимы, которые не применимы, перечислены в стандарте в качестве справочного термина и помечены “Ndp”.

Для некоторых стандартных терминов сокращенные формы стандартных терминов приведены в качестве ссылки и могут использоваться в тех случаях, когда различные интерпретации невозможны.

Стандарт содержит эквиваленты ряда терминов на немецком (), английском () и французском () языках для справочных целей.

Стандарт включает алфавитные указатели терминов на русском языке и их иностранных эквивалентов, а также справочное приложение, в котором приведены термины и определения понятий, используемых в стандарте в области измерения давления.

Стандартизированные термины напечатаны жирным шрифтом, их сокращенные формы – светлым, а неприемлемые синонимы – курсивом.

1. Измерительный прибор

D. Манометр

E. Манометр

Устройство или измерительный блок для измерения давления или перепада давления

2. Манометр абсолютного давления

D. Абсолютный манометр

E. Абсолютное давление

Манометр для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля

3. Барометр

Манометр абсолютного давления для измерения давления приземной атмосферы.

Примечание. Барометр с непрерывной записью показаний называется барографом.

4. Манометр

Манометр для измерения разности между абсолютным давлением, превышающим абсолютное давление окружающей среды, и абсолютным давлением окружающей среды.

1. в большинстве случаев абсолютное давление окружающей среды – это атмосферное давление.

2. манометр для газообразных сред с верхним пределом измерения не более 40000 Па (4000 кгс/м) называется манометром.

5. Манометр отрицательного давления

Манометр для измерения давления разбавленного газа.

Примечание. Манометр для измерения давления разбавленного газа с верхним пределом измерения не более 40000 Па (4000 кгс/м) называется стресс-манометром.

6. Мановакуумметр

E. Комбинированный манометр для измерения давления и вакуума

Манометр для измерения манометрического давления и вакуумметрического давления газа.

Примечание. Манометр для газообразных сред с верхним пределом измерения не более 20 000 Па (2 000 кгс/м) называется тяговым манометром

7. Дифференциальный манометр

E. Дифференциальное манометрическое давление

E. Дифференциальный манометр

Манометр для измерения разницы между двумя давлениями.

8. Преобразователь давления

E. Преобразователь давления

F. Преобразователь для измерения давления

Основной преобразователь давления, который непосредственно получает измеренное давление и преобразует его в другую физическую величину.

9. Преобразователь парциального давления

E. Манометр для измерения парциального давления

F. Манометр для частичного нажатия

Манометр для измерения давления, оказываемого одним из газов в газовой смеси при удалении других газов, при условии сохранения первоначального объема и температуры

Типы манометров в зависимости от принципа действия

10. Манометр для измерения давления жидкостей

E. Манометр для измерения уровня жидкости

Манометр, принцип работы которого основан на уравновешивании измеряемого давления или разности давлений давлением столба жидкости

11. U-образный манометр

D. U-образный манометр

E. Манометр с U-образной трубкой

F. Манометр с U-образной трубкой

Жидкостный манометр, состоящий из соединенных сосудов, в которых измеряемое давление определяется одним или несколькими уровнями жидкости

12. Измеритель компрессии

E. Манометр для измерения давления сжатия

жидкостный манометр, в котором для измерения абсолютного давления разбавленного газа газ предварительно сжимается ртутью.

13. Колокольный манометр

Манометр, в котором давление определяется по смещению колокола, погруженного в жидкость, или по силе, которую он создает от измеряемого давления.

14. Кольцевой манометр

дифференциальный манометр, в котором измеряемая разность давлений определяется углом поворота кольцевого корпуса или крутящим моментом, создаваемым грузом, подвешенным к корпусу

15. Манометр с нагруженным поршнем

E. Давление нагрузочного поршня

Манометр, основанный на принципе уравновешивания давления, измеряемого весом поршня с помощью грузоприемного устройства и грузиков, с учетом сил трения жидкости

16. Тензометрический датчик

D. (Манометр) с эластичным уплотнением

E. Пружинный манометр

Манометр, принцип действия которого основан на взаимосвязи между деформацией чувствительного элемента или создаваемой им силы и измеряемым давлением.

17. Мембранный манометр

Манометр, в котором измерительным элементом является мембрана или мембранная коробка.

18. Сильфонный манометр

Манометр с сильфоном в качестве измерительного элемента.

19. Трубчато-пружинный манометр

Манометр, в котором чувствительный элемент представляет собой трубчатую пружину

20. Манометр со слабой мембраной

Манометр, в котором измеряемое давление воспринимается провисающей мембраной и преобразуется в силу, уравновешиваемую дополнительным устройством.

21. Электрический манометр

Манометр, основанный на связи между электрическими параметрами преобразователя давления и измеряемым давлением

22. Пьезоэлектрический манометр

Электрический манометр, принцип действия которого основан на зависимости электрического заряда пьезоэлектрического элемента от измеряемого давления

23. Манометр сопротивления

Электрический манометр, принцип действия которого основан на зависимости электрического сопротивления датчика от измеряемого давления.

24. Ионизационный манометр

E. Ионизационный манометр

F. Манометр и легкие

Электрический манометр, принцип действия которого основан на том, что ток положительных ионов, образующихся при ионизации молекулы разбавленного газа, зависит от измеряемого давления.

25. Электронный ионизационный манометр

Например. Индикатор горячего катода

D. Heisskathoden-ionisations Манометр

Е. Манометр с горячим катодом

F. Катушка с длинным катодом в холодном состоянии

Ионизационный измеритель, в котором газ ионизируется электронами, ускоренными электрическим полем

26. Измеритель магнитного разряда

Нд. Манометр для измерения давления холодного катода

Е. Манометр с золотым катодом

F. Катодный манометр

Ионизационный манометр, основанный на связи между током электрического разряда в магнитном поле и измеряемым давлением

27. Радиоизотопный манометр

Манометр, также называемый радиоизотопным манометром. Радиоизотопный манометр

D. Радиоизотопный манометр

Е. Манометр для радиоактивной ионизации

Ионизационный манометр, в котором излучение от радиоизотопного источника используется для ионизации газа

28. Термометр

Нд. Термоэлектрический манометр

D. Термоэлектрический манометр

Е. Измеритель теплопроводности

F. Прибор для измерения температуры

Манометр, основанный на теплопроводности разбавленного газа как функции давления.

29. Термоэлектрический манометр

Термометр, использующий зависимость T.E.D. термопары от измеряемого давления

30. Измеритель вязкости

Е. Манометр для измерения вязкости

Манометр, основанный на вязкости вакуумного газа, определяемой движением твердого тела внутри него, и измерении давления.

31. Манометр

Управляющее устройство, которое начинает или прекращает генерировать выходной сигнал при достижении заданного давления.

Пружинные манометры выпускаются следующих классов точности – 0,5; I; 1,5; 2,5; 4, что соответствует относительной процентной погрешности измерения.

Выбор инструмента

В современной промышленности используются различные типы манометров. На Для того чтобы сделать хорошую покупку манометра Чтобы правильно купить манометр, который подходит для всех параметров производственного процесса, необходимо знать:

Тип манометра.
Рабочий диапазон измерения давления.
Его класс точности.
Его среда установки.
Размеры корпуса.
Функциональная нагрузка устройства.
Место установки и размер резьбы соединителя.
Условия его эксплуатации.

Если вы будете следовать приведенному выше списку, то сможете выбрать оптимальный счетчик, потому что все производители счетчиков соблюдать установленные стандарты . Поэтому устройства разных компаний в основном взаимозаменяемы.

Типы манометров

Современное приборостроение предлагает несколько типов приборов, представляющих собой манометры различных диапазонов:

Для того чтобы правильно выбрать устройство в соответствии с допустимым диапазоном давления, необходимо знать рабочее значения давления процесса Это и есть цель приобретения инструмента. Не ошибитесь в операциях со знаками плюс и минус и прибавьте 30% к операционной стоимости.

Измерительный прибор следует выбирать с учетом условий эксплуатации и окружающей среды. Это позволит специальный манометр для использования с воздухом, водой, паром, кислородом, аммиаком, ацетоном или газом. Среды могут быть самыми разными, в том числе агрессивными, поэтому материалы приборов адаптированы к таким условиям эксплуатации. Данные корпуса, в частности прочность и диаметр, учитываются, если корпус будет эксплуатироваться в условиях вибрации или высокой влажности, чтобы корпус не был поврежден коррозией или механическими воздействиями.

Функциональная нагрузка

Манометр следует выбирать в соответствии с потребностями процесса, он должен соответствовать функции и условиям эксплуатации. Манометры подразделяются на следующие типы Функциональная нагрузка:

На функцию указывает тип корпуса, который может быть:

устойчивость к вибрации.
взрывобезопасный.
Манометр может быть виброустойчивым, взрывобезопасным или коррозионностойким.

Манометры используются в котельных системах, судостроении и на железных дорогах. Существует группа устройств, которые могут работать в пищевой промышленности производство. Материал корпуса манометра позволяет соблюдать условия эксплуатации.

Циклы эксплуатации манометров с холодным катодом измеряются в годах, в зависимости от типа газа и давления, при котором они работают. Использование манометра с холодным катодом в газах, содержащих значительное количество органических компонентов, таких как остатки насосного масла, может привести к образованию тонких обугленных слоев внутри манометра, которые в конечном итоге закоротят электроды манометра или сделают невозможным отслеживание пути разряда.

Цветовое кодирование

Довольно часто корпуса манометров, используемых для измерения давления газов, имеют цветовую маркировку. Например, манометры с синим корпусом подходят для измерения давления кислорода. Желтые манометры для аммиака, белые манометры для ацетилена, темно-зеленые манометры для водорода и серо-зеленые манометры для хлора. Манометры для пропана и других горючих газов имеют красный цвет. Черный корпус для невоспламеняющихся газов.

Читайте далее: