0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Манометры устройство и принцип работы

Содержание

Манометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Манометр – это компактное механическое устройство для измерения давления. В зависимости от модификации оно может работать с воздухом, газом, паром или жидкостью. Существует много разновидностей манометров, по принципу снятия показаний давления в измеряемой среде, каждый из которых имеет свое применение.

Сфера использования
Манометры являются одним из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах:
  • Котлах отопления.
  • Газопроводах.
  • Водопроводах.
  • Компрессорах.
  • Автоклавах.
  • Баллонах.
  • Баллонных пневматических винтовках и т.д.

Внешне манометр напоминает невысокий цилиндр различного диаметра, чаще всего 50 мм, который состоит из металлического корпуса со стеклянной крышкой. Сквозь стеклянную часть просматривается шкала с отметками в единицах измерения давления (Бар или Па). Сбоку в корпус входит трубка с внешней резьбой для ввинчивания в отверстие системы, в которой необходимо провести измерение давления.

При нагнетании давление в измеряемой среде газ или жидкость сквозь трубку прижимает внутренний механизм манометра, что приводит к отклонению угла стрелки, которая указывает на шкалу. Чем выше создаваемое давление, тем больше отклоняется стрелка. Цифра на шкале, на которой остановится указатель, и будет соответствовать давлению в измеряемой системе.

Давление, которое может измерить манометр
Манометры являются универсальными механизмами, которые могут применяться для измерения различных значений:
  • Избытка давления.
  • Вакуумного давления.
  • Разницы давлений.
  • Атмосферного давления.

Применение этих приборов позволяет контролировать различные технологические процессы и предотвращать аварийные ситуации. Манометры предназначенные для эксплуатации в особых условиях могут иметь дополнительные модификации корпуса. Это может быть взрывозащищенность, устойчивость к коррозии или повышенной вибрации.

Разновидности манометров

Манометры используется во многих системах, где присутствует давление, которое должно находиться на четко заданном уровне. Применение прибора позволяет вести за ним контроль, поскольку недостаточное или избыточное воздействие может навредить различным технологическим процессам. Кроме этого, превышение нормы давления является причиной разрыва емкостей и труб. В связи с этим создано несколько разновидностей манометров рассчитанных под определенные условия работы.

Они бывают:
  • Образцовые.
  • Общетехнические.
  • Электроконтактные.
  • Специальные.
  • Самопишущие.
  • Судовые.
  • Железнодорожные.

Образцовый манометр предназначен для поверки другого подобного измерительного оборудования. Такие устройства определяют уровень избыточного давления в различных средах. Подобные приборы оснащены особо точным механизмом, дающим минимальную погрешность. Класс точности у них составляет от 0,05 до 0,2.

Общетехнические применяются в общих средах, которые не замерзают в лед. Такие приборы имеют класс точности от 1,0 до 2,5. Они устойчивы к вибрации, поэтому могут устанавливаться на транспорте и системах отопления.

Электроконтактные предназначены специально для контроля и предупреждения о достижении верхней отметки опасной нагрузки, способной разрушить систему. Такие приборы используются с различными средами, такими как жидкости, газы и пары. Данное оборудование имеет встроенный механизм управления электроцепями. При появлении избыточного давления манометр подает сигнал или механическим способом отключает снабжающее оборудование, нагнетающее давление. Также электроконтактные манометры могут включать специальный клапан, который сбрасывает давление до безопасного уровня. Такие приборы предотвращают аварии и взрывы на котельных.

Специальные манометры предназначены для работы с определенным газом. Такие приборы обычно имеют цветные корпуса, а не классические черные. Цвет соответствует газу, с которым может работать данный прибор. Также на шкале применяется специальная маркировка. К примеру, манометры для измерения давления аммиака, которые обычно устанавливается в промышленных холодильных установках, окрашены в желтый цвет. Подобное оборудование имеет класс точности от 1,0 до 2,5.

Самопишущие применяются в сферах, где требуется не только вести визуальный контроль за давлением системы, но и фиксировать показатели. Они пишут диаграмму, по которой можно просматривать динамику давления в любой промежуток времени. Подобные устройства можно встретить в лабораториях, а также на тепловых электростанциях, консервных заводах и прочих пищевых предприятиях.

Судовые включают широкий модельный ряд манометров, которые имеют защищенный корпус от атмосферного воздействия. Они могут работать с жидкостью, газом или паром. Имена их можно встретить на уличных газовых распределителях.

Железнодорожные манометры предназначены для контроля за избыточным давлением в механизмах, которые обслуживают рельсовый электротранспорт. В частности, их применяют на гидравлических системах, передвигающих рельсы при разведении стрелы. Подобные устройства имеют повышенную стойкость к вибрации. Они не только устойчиво переносят встряску, но при этом указатель на шкале не реагирует на механическое воздействие на корпус, точно отображая уровень давления в системе.

Читать еще:  Подключение видеорегистратора к сети

Разновидности манометров по механизму снятия показаний давления в среде
Манометры различаются и по внутреннему механизму, приводящему снятие показаний давления в системе, к которой подключаются. В зависимости от устройства они бывают:
  • Жидкостные.
  • Пружинные.
  • Мембранные.
  • Электроконтактные.
  • Дифференциальные.

Жидкостный манометр предназначен для измерения давление столба жидкости. Такие приборы работают по физическому принципу сообщающихся сосудов. Большинство устройств имеют видимый уровень рабочей жидкости, из которой они снимают показания. Эти приборы одни из редко используемых. В связи с контактом с жидкостью их внутренняя часть пачкается, поэтому постепенно прозрачность теряется, и визуально определить показания становится сложно. Жидкостные манометры были придуманы одними из самых первых, но еще встречаются.

Пружинные манометры самые часто встречаемые. Они имеют простую конструкцию, которая пригодна для ремонта. Пределы их измерения обычно составляют от 0,1 до 4000 Бар. Непосредственно сам чувствительный элемент такого механизма представляет собой трубку овального сечения, которая под действием давления ужимается. Давящая на трубку сила передается по специальному механизму на стрелку, которая проворачивается под определенным углом, указывая на шкалу с разметкой.

Мембранный манометр работает по физическому принципу пневматической компенсации. Внутри прибора имеется специальная мембрана, уровень прогиба которой зависит от воздействия создаваемого давлением. Обычно применяется две спаянных между собой мембран, образовывающих коробку. По мере изменения объема коробки чувствительный механизм отклоняет стрелку.

Электроконтактные манометры можно встретить в системах, которые автоматически контролируют давление и проводят его регулировку или сигнализируют о достижении критического уровня. В приборе имеется две стрелки, которые можно двигать. Одна устанавливается на минимальное давление, а вторая на максимальное. Внутри прибора вмонтированы контакты электрической цепи. Когда давление достигает одного из критических уровней, проводится замыкание электроцепи. В результате создается сигнал на пульт управлении или срабатывает автоматический механизм для экстренного сброса.

Дифференциальные манометры являются одними из самых сложных механизмов. Они работают по принципу измерения деформации внутри специальных блоков. Данные элементы манометра восприимчивы к давлению. По мере деформации блока специальный механизм передает изменения на стрелку, указывающую на шкалу. Движение указателя происходит до тех пор, пока перепады в системе не прекратятся и не остановятся на определенном уровне.

Класс точности и диапазон измерения

Любой манометр имеет технический паспорт, на котором указывается его класс точности. Показатель имеет цифровое выражение. Чем ниже цифра, тем прибор точнее. Для большинства приборов нормой является класс точности от 1,0 до 2,5. Они применяются в тех случаях, когда небольшое отклонение не имеет особого значения. Самую большую погрешность обычно дают приборы, которые используют автомобилисты для измерения давления воздуха в шинах. Их класс нередко опускается до отметки 4,0. Лучший класс точности имеют образцовые манометры, самые совершенные из них работают с погрешностью 0,05.

Каждый манометр рассчитан для работы в определенном диапазоне давления. Слишком мощные массивные модели не смогут зафиксировать минимальные колебания. Очень чувствительные устройства при избыточном воздействии выходят из строя или разрушаются, приводя к разгерметизации системы. В связи с этим при выборе манометра следует обращать внимание на этот показатель. Обычно на рынке можно найти модели, которые способны фиксировать перепады давления в пределах от 0,06 до 1000 мПА. Также существуют специальные модификации, так называемые тягомеры, которые предназначены для измерения разрежения давления до уровня -40 кПа.

Устройство и принцип работы манометра

Измерение давления производится с помощью чувствительного элемента — трубки Бурдона, диафрагмы, столба жидкости, тензодатчика и т.д. Наиболее распространены следующие приборы измерения давления:

  • Пьезометр
  • U-образная трубка
  • Пружинный манометр на основе трубки Бурдона
  • Диафрагменный манометр
  • Диафрагменный датчик давления
  • Тензометрический датчик давления
  • Сильфонный датчик давления
  • Пьезо-электрический датчик давления

Рассмотрим принцип действия манометров разных типов.

Как работает пружинный манометр?

Чувствительным элементом пружинных манометров является трубка Бурдона — полая латунная трубка эллиптического или овального сечения, согнутую по дуге и запаянная с одного конца. Другой конец трубки соединяется со штуцером манометра, таким образом внутренняя полость трубки сообщается с областью, в которой измеряется давление.

Давление действует на внутреннюю поверхность трубки Бурдона. Из-за разности площадей, на которые воздействует давление среды, трубка будет стремиться распрямиться. Получается, что при увеличении давления латунная трубка разгибается, а, при уменьшении — сгибается. Это приводит к перемещению запаянного конца трубки, который через тягу соединен с зубчатым сектором, воздействующим на шестерню со стрелкой. Положение стрелки с помощью нанесенной на прибор шкалы интерпретируется в величину показаний избыточного давления.

Манометры на основе трубки Бурдона способны измерять давление до сотен МПа, и широко применяются в гидроприводе, пневмоприводах, системах отопления водоснабжения.

Для чего манометр заполняют глицерином?

Для снижения вибраций и колебаний, при наличии пульсаций, скачкообразных изменениях давления, манометр заполняют демпфирующей жидкостью — глицерином, а давление к чувствительному элементу подводится через постоянный дроссель.

Что такое образцовый манометр

Образцовый манометр — прибор для измерения давления с высокой точностью, он предназначен для испытаний, тарировки, поверки, калибровки других манометров или датчиков давления, для измерения точного измерения давления, например при проведении научно-исследовательских экспериментов, осуществления тарировки, поверки других манометров.

Образцовые манометры обычно имеют устройства дополнительной настройки и корректировки, например может быть предусмотрена возможность температурной корректировки. К механизмам образцовых манометров предъявляются высокие требования они изготавливаются с высокой точностью.

Образцовые манометры показывают давление с высокой точностью, а диаметр шкалы у этих манометров больше, чем у обычных приборов. Диаметр образцовых манометров с классом точности 0,4 составляет 160 мм, а с классом точности 0,15 или 0,25 — 250 мм.

Читать еще:  Какие лампочки на ниссан кашкай 2012

Как устроен диафрагменный манометр?

В качестке чувствительного элемента в диафрагменном манометре используется мембрана, которая воздействует на механизм, соединенный со стрелкой. Подводимое к манометру измеряемое давление деформирует мембрану, которая в свою очередь заставляет перемещаться стрелку.

Диапазон измерения диафрагменного манометра зависит от жесткости и площади мембраны.

Диафрагменные манометры пригодны для работы с агрессивными средами, их используют для измерения давления в:

  • Цементных и бетонновых насосах
  • Системах транспортировки сточных вод
  • На коксовом производстве

Параметры манометров

При выборе манометров следует учитывать следующие параметры:

  • Среда, в которой измеряется давление
  • Область применения
  • Класс точности манометра
  • Диаметр, согласно ГОСТ 2405-88. «Манометры, вакуумметры, мановакуумметры» выпускаются манометры диаметром 40, 50, 63, 100, 160, 250 миллиметров
  • Предел измерений
  • Единицы измерения давления — МПа, Бар, Кгс/см 2
  • Материал корпуса
  • Наличие фланца
  • Присоединительная резьба штуцера
  • Расположение штуцера — радиальное или осевое

Шкала манометра

На манометре может быть нанесено несколько шкал, для измерения давления в различных единицах.

На представленном манометре нанесены шкалы для измерения давления в МПа и psi. Прибор показывает давление 250 Bar или 3500 psi.

Условное обозначение манометров

В обозначении прибора указывается:

  1. Функциональное назначение прибора
    • ДМ — манометр;
    • ДВ — вакуумметр;
    • ДА — мановакуумметр;
    • ДТ — тягомер;
    • ДН — напоромер;
    • ДГ — тягонапоромер.
  2. Серийный или порядковый номер манометра
  3. Величина измеряемого давления
  4. Единицы измерения
  5. Класс точности

Например, для манометра с порядковым номером 0001, пределом 100, единицей измерения МПа, классом точности 1, обозначение будет выглядеть:

Производители манометров могут устанавливать свои правила маркировки, однако принцип обозначения и основные параметры, указываемые в шифре остаются аналогичными тем, что показаны в примере.

УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННЫХ МАНОМЕТРОВ

ОБМ-100; ОБМ-160 — манометры общего назначения;

100, 160 — диаметр корпуса в мм.

Эти приборы наиболее распространены. Их преимущества: простота устройства; надежность в работе; компактность; большой диапазон измерения; малая стоимость.

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.

Под действием давления сечение трубки стремится принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного, трубка принимает первоначальную форму.

Чувствительным элементом (ЧЭ) манометра является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме овала. Трубчатая пружина изготавливается из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения.

Один конец трубки впаян в держатель со штуцером, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления.

Второй конец трубки — свободный, герметически закрыт.

К свободному концу трубчатой пружины присоединена тяга. Другой конец тяги подсоединяется к хвостовику зубчатого сектора. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги.

Зубчатый сектор удерживается на оси и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Она жестко насажена на ось стрелки.

Для устранения «мертвого хода» стрелки, вызванного наличием люфтов в соединениях, манометр снабжается упругим волоском спиральной формы, изготавливаемым из фосфористой бронзы. Внутренний конец волоска крепится к оси стрелки, а внешний — к неподвижной части прибора.

Под действием давления внутри трубки свободный конец ее перемещается и тянет за собой тягу. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает по шкале прибора величину измеряемого давления.

Пружинный манометр:

3 — (корпус) плата;

5 –шестерёнка (трибка);

7- трубка Бурдона;

8- запаянный конец;

9 -зубчатый сектор;

Билет №3,19

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

Расход – это количество продукта, протекающего через поперечное сечение трубопровода в единицу времени.

Различают: массовый и объемный расходы.

Единицы измерения массового расхода:

т/час; т/мин; т/с; кг/час; кг/мин; кг/с; г/час; г/мин; г/с.

Единицы измерения объемного расхода:

м 3 /ч; м 3 /мин; м 3 /с; л/час; л/мин; л/с.

Приборы, предназначенные для измерения расхода вещества,

называется расходомерами.

Классификация приборов для измерения расхода по принципу

1)расходомеры переменного перепада давления (85 %);

2)расходомеры постоянного перепада давления (7 %);

4)расходомеры, основанные на других принципах измерения (тахометрические, ультразвуковые, тепловые, массовые, вихреакустические и др.).

Билет №4, 20

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

Уровень — это высота столба рабочей жидкости в аппаратах.

Уровень измеряется в мм, см, м.

Приборы для измерения уровня называются уровнемерами.

Классификация уровнемеров:

Билет №5, 21

Температурой называют физическую величину, характеризующую тепловое состояние тела.

Температуру в термодинамической шкале обозначают в 0 К, а в практической шкале — в 0 С.

Классификация приборов для измерения температуры

По принципу действия приборы делят на следующие группы:

1. Термометры расширения.

2. Манометрические термометры.

3. Термометры сопротивления (работают в комплекте с логометрами и мостами).

4. Термопары (в комплекте с милливольтметрами и потенциометрами)

5. Пирометры излучения

Билет №6

I. Полный предел шкалы — определяется по формуле:

где: Xmax — конечное значение шкалы;

Xmin — начальное значение шкалы.

Для односторонней шкалы: X = Xmax

II. Цена деления шкалы — это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы.

Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.

где: С — цена деления;

D X — изменение измеряемой величины;

Читать еще:  Очки для автомобилистов с диоптриями

D n — перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы.

Билет №7

Класс точности.

Класс точности — это величина относительной приведенной погрешности.

Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора.

Класс точности не имеет единицы измерения.

Стандартный ряд классов точности:

0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.

Чем класс точности выше, тем прибор точнее.

В промышленности применяют в основном приборы классов:

Класс точности 1,5, например, означает, что наибольшая допустимая погрешность при измерении этими приборами не должна превышать 1,5 % от предела измерения.

Пьезометрические уровнемеры

(с непрерывным продуванием воздуха или газа)

Их действие основано на изменении давления воздуха или газа, барботирующего через слой жидкости с измеряемым уровнем при изменении его. Их часто применяют для измерения уровня жидкости с повышенной вязкостью, уровня агрессивных сред, а так же уровня подземных емкостей.

В этих приборах измерение уровня жидкости сводится к измерению давления, создаваемого столбом жидкости, т. е:

Р = ρ g Н

где ρ-плотность жидкости;

g — ускорение свободного падения;

Н– уровень жидкости.

Рис. Пьезометрический уровнемер

1. Дроссель. 2. Ротаметр. 3. Пьезометрическая трубка. 4. Манометр

Работа

Сжатый воздух или газ, пройдя дроссель 1 и ротаметр 2, попадает в пьезометрическую трубку 3, находящуюся в резервуаре. Сначала подачи воздуха давление будет повышаться до тех пор, пока не станет равным давлению столба жидкости высотой h. В момент уравновешивания этих давлений из трубки в жидкость начнет выходить воздух. Расход его регулирует так, чтобы он побулькивал отдельными пузырьками (приблизительно 1 пуз/сек). Расход воздуха устанавливается регулируемым дросселем 1 и контролируется ротаметром 2.

При измерении уровня жидкости следует учитывать возможность образования при определенных условиях статического электричества. Поэтому при контроле легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей (сероуглерода, бензола, масел) в качестве сжатого газа следует применить: двуокись углерода, азот, дымовые газы.

Билет №9

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Папиллярные узоры пальцев рук — маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Электрические манометры — принцип действия, устройство

В научно-исследовательских работах применяется электрический манометр.

Он предназначен для измерения давления на участке цепи. Устройство имеет такие преимущества, как компактный размер по сравнению с другими, простота в использовании, возможность управления на расстоянии и обеспечение точности проводимых измерений.

Все устройства делятся по типу:

  • индуктивные;
  • емкостные;
  • тензометрические;
  • пьезоэлектрические.

Также приборы разделяются по принципу работы:

  • пружинные;
  • жидкостные;
  • мембранные;
  • сильфонные.

Принцип действия каждого вида основан на механическом сопротивлении под действием силы. Манометры, которые определяют давление, связаны с его изменением. Они помогают его определять, контролировать и регулировать. Сферой применения является химическая промышленность, теплоэнергетика, пищевая отрасль и нефтепромышленность.

Устройство манометра

Среди плюсов данного прибора могу отметить его комплектацию. В одном прочном корпусе есть основная система и все необходимые контакты. Благодаря этому не приходится устанавливать лишние фитинги.

Я отмечу также одно единственное отрицательное качество данного устройства – его небольшая мощность. Это позволяет экономить энергию при работе прибора.

Помимо прочного корпуса манометр состоит из измерительного блока, ионизатора и камеры, внутри которой находится небольшая пластина. Также там размещается активный источник энергии, за счёт которого осуществляется всё действие. Снаружи корпуса есть шкала, помогающая отслеживать измерение давления. Она перемещается на несколько делений в зависимости от показателей. Весь механизм закрыт прозрачным стеклом.

Внутри установлен электрический преобразователь, которой способствует перемещению энергии. Под действием давления образуется сила, действующая на участок цепи. Измерительный блок имеет достаточно простое строение. Он состоит из двух сильфонов, которые связаны с основным рычагом, преобразующим энергию.

Принцип действия

Основной принцип действия электрического манометра основывается на уравновешивании давления под действующей силой. При этом один его конец должен быть запаян в основной держатель, а второй связан с последовательным механизмом. Он преобразует прямое перемещение элемента и закольцовывает его по основной стрелке.

Во время использования манометра под действием давления меняются определённые характеристики материала. При этом на третьей мембране возникает сила, которая определяется её площадью. Эта сила совмещает обе пластины из кварца, в результате чего появляется заряд с такой же силой. Далее этот заряд превращается в обычный сигнал, после чего поступает по линиям связи к устройствам измерения.

В некоторых системах манометры заменяют реле. Когда оно срабатывает, происходит замыкание контактов, подключается основная обмотка к блоку питания. Затем перекрываются контакты питания, передавая энергию на насосный движок. В результате этого запускается работа насоса. Во время снижения уровня вещества в сосуде давление падает и весь процесс начинается заново.

Измерение слишком высокого давления или, наоборот, слишком слабого приводит к некоторым трудностям. В этом случае электрические манометры хорошо справляются с поставленной задачей и помогают определить давление на любом уровне.

Пишите комментарии, дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта Электронщик , буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное. Делитесь информацией в соцсетях, ставьте лайки, если вам понравилось — это поможет развитию канала.

Ссылка на основную публикацию
Статьи c упоминанием слов:
Adblock
detector