Какое давление измеряет манометр – Манометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

alexxlab | 02.02.2020 | 0 | Разное

Содержание

Что измеряет манометр и какое давление показывает.

Очень часто в жизни, а особенно на производстве, приходится сталкиваться с таким прибором измерения, как манометр.

Манометр – это прибор для измерения избыточного давления. Из-за того, что эта величина может быть различной, приборы тоже имеют разновидности. Областей применения этих приборов очень много. Применяться они могут в металлургической промышленности, в любом механическом транспорте, жилищном и коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, автомобилестроении и прочих отраслях.

Виды и конструкция прибора

В зависимости от того, для каких целей приборы используются, они подразделяются на различные типы. Самыми распространёнными являются манометры пружинные. Они имеют свои преимущества:

Измерение величины в широком диапазоне.
Хорошие технические характеристики.
Надёжность.
Простота устройства.

В пружинном манометре чувствительным элементом является полая внутри изогнутая трубка. Она может иметь сечение в виде овала или эллипсоида.

Эта трубка деформируется под воздействием давления . Она запаяна с одной стороны, а с другой находится штуцер, при помощи которого измеряют величину в среде. Конец трубки, который запаян, соединяется с передаточным механизмом.

Конструкция прибора такова:

Корпус.
Стрелки прибора.
Шестерёнки.
Поводок.
Зубчатый сектор.

Между зубьями сектора и шестерёнки устанавливается специальная пружина, которая необходима для того, чтобы исключить мёртвый ход.

Измерительная шкала представлена в Барах или Паскалях. Стрелка показывает избыточное давление той среды, в которой проводится замер.

Принцип действия очень прост. Давление от измеряемой среды поступает внутрь трубки. Под его воздействием трубка пытается выровняться, так как площадь внешней и внутренней поверхностей имеет разную величину. Свободный конец трубки совершает движение, при этом стрелка поворачивается на определённый угол благодаря передаточному механизму. Измеряемая величина и деформация трубки находятся в прямолинейной зависимости. Именно поэтому значение, которое показывает стрелка, и является давлением определённой среды.

Разновидности систем для измерения давления

Есть много разных манометров для измерения низкого и высокого давления. Но технические характеристики у них разные. Основным отличительным параметром является класс точности. Манометр будет показывать точнее, если значение будет меньше. Самые точные – цифровые устройства.

По своему назначению манометры бывают следующих видов:

По принципу работы выделяют такие типы:

Жидкостные системы измерения

Величина в этих манометрах измеряется при помощи уравновешивания веса жидкостного столба. Мерой давления является уровень жидкости в сообщающихся сосудах. Этими приборами можно измерять величину в пределах 10−105 Па. Они нашли своё применение в лабораторных условиях.

По сути, это U-образная трубка, где находится жидкость с большим удельным весом в сравнении с той жидкостью, в которой непосредственно измеряется гидростатическое давление. Такой жидкостью чаще всего является ртуть.

К этой категории можно отнести рабочие и общетехнические приборы типа ТВ-510, ТМ-510. Эта категория наиболее востребована. С их помощью измеряют давление неагрессивных и некристаллизующихся газов и паров. Класс точности этих приборов: 1, 1.5, 2.5. Они нашли своё применение в производственных процессах, при транспортировке жидкостей, в системах водоснабжения и на котельных.

Электроконтактные приборы

В эту категорию можно отнести мановакуумметры и вакуумметры. Предназначаются они для измерения величины газов и жидкости, которые по отношению к латуни и стали являются нейтральными. Конструкция в них такая же, как и у пружинных. Отличие лишь в больших геометрических размерах. Из-за устройства контактных групп корпус электроконтактного прибора большой. Этот прибор на давление в контролируемой среде может воздействовать благодаря размыканию/замыканию контактов.

Благодаря используемому электроконтактному механизму этот прибор можно использовать в системе аварийной сигнализации.

Образцовые измерители

Предназначается это устройство для проверки манометров, которые измеряют величину в лабораторных условиях. Основным их назначением является проверка исправности данных рабочих манометров. Отличительной чертой служит очень высокий класс точности. Он достигается благодаря конструктивным особенностям и зубчатому зацеплению в передаточном механизме.

Эти приборы применяются в различных промышленных отраслях для измерения давления таких газов, как ацетилен, кислород, водород, аммиак и прочие. В основном измерять давление специальным манометром можно только у одного типа газа. На каждом приборе указывается тот газ, для которого он предназначается. Прибор также окрашен в цвет газа, для которого его можно использовать. Пишется и начальная буква газа.

Есть ещё и виброустойчивые специальные манометры, которые способны работать при сильных вибрациях и большом пульсирующем давлении окружающей среды. Если применять обычный манометр в подобных условиях, то он быстро сломается, так как из строя выйдет передаточный механизм. Главным критерием таких приборов является коррозионно-стойкая сталь корпуса и герметичность.

Аммиачные системы должны быть коррозионно-стойкими. В изготовлении измерительного механизма ацетиленовых не допускают сплавов меди. Связано это с тем, что при контакте с ацетиленом есть риск образования ацетиленистой взрывоопасной меди. Кислородные механизмы должны быть обезжиренными. Это связано с тем, что в некоторых случаях даже незначительный контакт чистого кислорода и загрязнённого механизма может вызвать взрыв.

Самопишущие приборы

Отличительной чертой таких приспособлений является то, что они способны на диаграмме записывать измеряемое давление, которое позволит увидеть изменения в определённое время. Своё применение они нашли в промышленности с неагрессивными средствами и энергетике.

Судовые и железнодорожные

Судовые манометры предназначены для того, чтобы измерить вакуумметрическое давление жидкостей (воды, дизельного топлива, масла), пара и газа. Их отличительными чертами является высокая влагозащита, устойчивость к вибрациям и климатическим воздействиям. Применяются в речном и морском транспорте.

Железнодорожные, в отличие от обычных манометров, давление не показывают, а преобразовывают в сигнал прочего типа (пневматический, цифровой и прочие). Для этих целей используются разные методы.

Активно такие преобразователи применяются в системах автоматики, управления технологическими процессами. Но несмотря на своё назначение, их активно используют в отраслях атомной энергетики, химической и нефтедобычи.

Виды измерительных приборов

Приборы для измерения давления подразделяются на такие разновидности:

Большинство импортных и отечественных манометров изготавливаются по всем общепринятым стандартам. Именно по этой причине существует возможность замены одной марки на другую.

При выборе прибора необходимо опираться на такие показатели:

Расположение штуцера – осевое или радиальное.
Диаметр резьбы штуцера.
Класс точности прибора.
Диаметр корпуса.
Предел измеряемых значений.

Манометр ионизационный

Манометры ионизационные являются самыми чувствительными приборами измерения для очень маленького давления. Они производят замеры косвенно через измерение тех ионов, которые образуются при бомбардировке газов электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше будет образовано ионов. Калибрование ионизационного манометра нестабильно. Оно зависит от природы газа, который измеряется. А эта природа известна не всегда. Могут быть они откалибрированы через сравнение со значениями манометра Мак Леода, которые от химии независимы и более стабильны.

Термоэлектроды с атомами газа ударяются и регенерируют ионы. Они притягиваются к электроду под напряжением, которое для них подходит (это подходящее напряжение называется коллектором). В коллекторе ток пропорционален скорости ионизации, которая в системе является функцией давления. Именно так при помощи измерений тока коллектора можно определить газовое давление.

Большинство ионных манометров подразделяются на три вида:

Калибрование ионных манометров очень чувствит

la57.ru

Манометры для измерения давления

Технические характеристики манометров давления, подбор по давлению

	Манометры для коммунальных нужд	Промышленные манометры	Для измерения низкого давления газа, напоромеры	Виброустойчивые манометры	Коррозионно стойкие виброустойчивые манометры	Электронтактные манометры ЭКМ
Изображение
Название	ТМ-510-М2	ТМ-110, ТМ-210, ТМ-310, ТМ-510, ТМ-610	КМ-11, КМВ-22, КМ-22	ТМ-320, ТМ-520, ТМ-620	ТМ-121, ТМ-221, ТМ-321, ТМ-521, ТМ-621	ТМ-510.05, ТМ-610.05
Диаметр, мм	100	40, 50, 63, 100, 150	63, 100	63, 100, 150	40, 50, 63, 100, 150	100, 150
Диапазон	0…60 кгс	-1…1000 кгс	-12.5…60 кПа	0…1000 кгс	-1…1000 кгс	0…1000 кгс
Нержавейка	–	–	Да	Да	Да	–
Гидро заполнение	–	–	–	да	да	–
Резьба штуцера	М20×1,5 или G½;	М10×1 или G⅛; М12×1,5 или G¼; М20×1,5 или G½;	М12×1,5 М20×1,5 или G½;	М12×1,5 или G¼; М20×1,5 или G½;	G⅛; G¼; М12×1,5 или G¼; М20×1,5 или G½;	М20×1,5 или G½;
Штуцер	радиальный	радиальный или осевой	радиальный или осевой	радиальный или осевой	радиальный или осевой	радиальный

Выбрать манометры можете в каталоге.

Рабочее давление манометра определяется по формуле P_{раб. ниж.}=0,25*Pmax P_{раб. верх.}=0,75*Pmax, т.е. рабочее давление находится в диапазоне 0,25 … 0,75 % от максимального значения манометра. Манометры, вакуумметры и мановакуумметры показывающие предназначены для измерений избыточного и вакуумметрического давления жидкостей и газов. Принцип действия манометров основан на зависимости деформации чувствительного элемента от измеряемого давления. В качестве чувствительного элемента используется трубка Бурдона. Под воздействием измеряемого давления свободный конец трубки перемещается и с помощью специального механизма вращает стрелку манометра.

Основным узлом манометров является трубчатая пружина. При возрастании давления пружина разгибается, и перемещение её конца с помощью передаточного механизма преобразуется во вращение показывающей стрелки относительно шкалы циферблата манометра. Измеряемое давление подается в трубчатую пружину через резьбовой штуцер. Шкалы давления приборов могут быть отградуированными в кПа, МПа, кгс/см2, бар.

Таблица соответствия манометров различных производителей

Росма	Метер	Манотомь	Wika
ТМ-110	–	ДМ 2018	111.10
ТМ-210	ДМ 02-50	ДМ 2029	111.10
ТМ-310	ДМ 02-063	МП2-У, МП2-УУ2, МП2	111.10
ТМ-510	ДМ 02-100	МП3-У, МП3-УУ2, МП3	111.10
ТМ-610	ДМ 02-160	МП4-У, МП4-УУ2, МП4	111.10
ТМ-810	ДМ 02-250	ДМ 8010	211.11
ТМ-510 IP54	–	МП3-УУХЛ1
ТМ-610 IP54	–	МП4-УУХЛ1
ТМ-610 МТИ	–	МПТИ	312.20
ТМ-510.05	ДМ 02-V	ДМ2010Сг, ДВ2010Сг, ДА2010Сг, ДМ2010Ф
ТМ-610.05	ДМ 02-V	ДМ 2005Сг, ДМ2005Ф
ТМ-511 Nh4		МП3А-У
ТМ-611 Nh4	–	МП4А-У
ТМ-320	ДМ 93-063	ДМ 8032-ВУ	213.53.063
ТМ-520	ДМ93-100	ДМ 8008-ВУ, М-3ВУ	213.53.100, 212.20.100
ТМ-621 Nh4	–	ДМ 8008А-ВУ
ТМ-221			131.11
ТМ-321	ДМ90-063	–	232.50.063, 233.50.063
ТМ-521	ДМ90-100	МП3А-Кс, М-3ВУКс	232.50.100, 233.50.100
ТМ-621	ДМ90-160	МП4А-Кс, М-4ВУКс	232.50
ТМ-521.05	–	–	PGS21.100
ТМ-621.05	–		PGS23.160
КМ-11	НМ96-063		612.20
КМ-22	НМ96-100	–	612.20

Таблица подбора манометров

Росма	Диаметр, мм	Класс точности	Резьба штуцера	Материал корпуса	Группы манометров
ТМ-110	40	2,5	G⅛, M10×1, NPT⅛	сталь	Стандартный IP40
ТМ-210	50	2,5	М12×1,5 или G¼	сталь	Стандартный IP40
ТМ-310	63	2,5	М12×1,5 или G¼	сталь	Стандартный IP40
ТМ-510	100	1,5	М20×1,5 или G½	сталь	Стандартный IP40
ТМ-610	150	1,5	М20×1,5 или G½	сталь	Стандартный IP40
ТМ-810	250	1,5	М20×1,5 или G½	сталь	Котловой IP40
ТМ-510 IP54	100	1,5	М20×1,5 или G½	сталь	Стандартный исполнение IP54
ТМ-610 IP54	150	1,5	М20×1,5 или G½	сталь	Стандартный исполнение IP54
ТМ-610 МТИ	150	0,4 … 1	М20×1,5 или G½	сталь	Образцовый
ТМ-510.05	100	1,5	М20×1,5 или G½	сталь	Стандартный электроконтактный IP40
ТМ-610.05	150	1,5	М20×1,5 или G½	сталь	Стандартный электроконтактный IP40
ТМ-511 Nh4	100	1,5	М20×1,5 или G½	хромированная сталь 10	Аммиачный IP65
ТМ-611 Nh4	150	1,5	М20×1,5 или G½	хромированная сталь 10	Аммиачный IP65
ТМ-320	63	1,5	М12×1,5 или G¼	нержавеющая сталь	Виброустойчивый
ТМ-520	100	1	М20×1,5 или G½	нержавеющая сталь	Виброустойчивый
ТМ-621 Nh4	100	1	М20×1,5 или G½	нержавеющая сталь	Аммиачный коррозионностойкий IP65
ТМ-221	50	2,5	IP65	нержавеющая сталь	Коррозионностойкий виброустойчивый IP65
ТМ-321	63	1,5	М12×1,5 или G¼	нержавеющая сталь	Коррозионностойкий виброустойчивый IP65
ТМ-521	100	1	М20×1,5 или G½	нержавеющая сталь	Коррозионностойкий виброустойчивый IP65
ТМ-621	150	1	М20×1,5 или G½	нержавеющая сталь	Коррозионностойкий виброустойчивый IP65
ТМ-521.05	100	1,5	М20×1,5	нержавеющая сталь	Коррозионностойкий виброустойчивый электроконтактный
ТМ-621.05	150	1,5	М20×1,5	нержавеющая сталь	Коррозионностойкий виброустойчивый электроконтактный
КМ-11	63	2,5	М12×1,5	сталь	Напоромер (низких давлений газов)
КМ-22	100	1,5	М20×1,5 или G½	нержавеющая сталь	Напоромер (низких давлений газов)

Таблица перевода единиц измерения давления па мпа бар атм мм

	Па	кПа	МПа	кгc/cм2	бар	физ. атм	мм.вод.ст.	мм.рт.ст.	psi
1 Па	1	10^-3	10^-6	1,02*10-5	10^-5	9,87*10-6	0,10	7,5*10-3	1,45*10-4
1 кПа	10³	1	10^-3	1,02*10-2	10^-2	9,87*10-3	101,97	7,50	0,14
1 МПа	10⁶	10³	1	10,197	10	9,87	101971,6	7500,62	145,04
1 кгс/см2	98066,5	98,07	0,098	1	0,98	0,97	104	735,56	14,22
1 бар	10⁵	100	0,1	1,0197	1	0,99	10197,2	750,06	14,50
1 физ.атм.	1,01	1,01	0,10	1,03	1,01	1	1,03	760	14,69
1 мм.вод.ст.	9,81	9,81*10-3	9,81*10-6	10-4	9,81*10-5	9,68*10-5	1	7,36*10^-2	1,42*10^-3
1 мм.рт.ст.	133,32	0,13	1,33*10-4	1,36*10-3	1,33*10-3	1,32*10-3	13,59	1	1,93*10^-3
1 psi	6894,76	6,89	6,89*10-3	7,03*10-2	6,89*10-2	6,80*10-2	703,07	51,71	1

deomera.ru

Как правильно использовать манометр для измерения давления в трубопроводе

Манометры — незаменимые приборы, с помощью которых осуществляется измерение давления рабочей среды в трубопроводах, котлах, насосах, другом оборудовании и в аппаратах. Эти устройства отличаются простым принципом снятия показаний. Чтобы разобраться с тем, как измерить давление манометром, не требуется какой-либо специальной подготовки. Справиться с этим сможет практически любой человек, прошедший инструктаж. Однако есть определенные моменты, которые необходимо учитывать.

Виды манометров

Сегодня существует большое количество разновидностей манометров. Они имеют различную конструкцию и подходят для разных целей. Для измерения давления рабочей среды в трубопроводах и различном оборудовании чаще всего применяют следующие виды приборов:

пружинные — величина давления уравновешивается за счет силы, возникающей при деформации пружины. Приборы отличаются простотой конструкции, благодаря этому при необходимости не составляет сложности разобрать манометр для проведения ремонта;
мембранные — основным функциональным элементом является мембрана, которая деформируется под действием напора рабочей среды, за счет чего возникает уравновешивающая сила упругости;
поршневые — для уравновешивания давления используется поршень с грузом определенной величины;
электроконтактные — эти приборы используются в системах автоматического контроля и сигнализации.

Как правильно измерять давление манометром

Мерить давление очень просто, если понимать общий принцип действия, характерный для всех механических манометров. Прибор имеет уравновешивающий элемент (пружину, поршень, мембрану и т.д.), который воспринимает нагрузку от напора рабочей среды и деформируется либо перемещается под ее воздействием. Уравновешивающий элемент размещается внутри корпуса прибора и имеет механическую связь со стрелкой. Таким образом, перемещение стрелки измерителя зависит от величины действующего давления. Эта величина отображается стрелкой на шкале прибора.

Чтобы получить показания, достаточно просто смотреть на шкалу манометра. Стрелка на ней указывает на шкале величину давления, которое действует в системе в настоящий момент. При изменении измеряемой величины стрелка одновременно перемещается по шкале на соответствующее значение. Это делает измерение максимально удобным и доступным практически для любого человека.

Однако просто смотреть на прибор бывает недостаточно. Чтобы правильно пользоваться манометром, необходимо также иметь представление о величинах измерения, которые указываются на шкале. Чаще всего используются следующие величины:

техническая атмосфера. Величина атмосферного давления, действующего на уровне Мирового океана. Одна атмосфера соответствует 1 кг/см2;
величина водяного столба. Соответствует гидростатическому давлению столба воды нормальной плотности высотой 1 мм температурой 4 °C, которое действует на плоское основание. Эта единица часто применяется при осуществлении гидравлических расчетов;
бар — техническая величина, которая примерно соответствует 1 атмосфере и 10 м водяного столба. Часто используется в характеристиках насосов, арматурных устройств, котлов, другого оборудования;
паскаль. Единица измерения, принятая в системе СИ, равная 1 Н/м2. Величина, равная 0,1 МПа, примерно соответствует 1 атмосфере или 1 бар.

Класс точности

При измерении нужно учитывать также класс точности прибора, который указывается в его паспорте и на шкале (условно обозначается литерами KL или CL). Это процентное отношение допустимой погрешности к диапазону измерений. Стандартном предусматривается следующий ряд классов точности: 4; 2,5; 1,5; 1; 0,6; 0,4; 0,25; 0,15. Более высокий класс точности говорит о том, что прибор менее точный. Низкое его значение свидетельствует о высокой точности.

Величину допустимой погрешности можно рассчитать путем умножения класса точности на диапазон измерений с последующим делением полученного произведения на 100. Так, для манометра 4 класса точности с диапазоном измерения 2,5 МПа величина погрешности составит 0,1 МПа.

grom.ru

U-образные манометры – книга «МАНОМЕТРЫ» от НПО «ЮМАС»

U-образный манометр – это жидкостный манометр, состоящий из сообщающихся сосудов, в которых измеряемое давление определяют по одному или нескольким уровням жидкости/16/.

В U-образных стеклянных манометрах свободный конец трубки сообщается с атмосферой, а к другому концу подводится измеряемое давление. Простейшая схема измерения давления жидкостным стеклянным манометром показана на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Схема функционирования стеклянного жидкостного манометра

Атмосферное давление р_атм воздействует на один конец U-образной трубки, частично заполненной рабочей жидкостью. Другой конец трубки с помощью различного рода подводящих устройств соединен с областью измеряемого давления р_абс. При р_абс > р_атм жидкость, находящаяся в части подведенного измеряемого давления, будет вытесняться в часть, соединенную с атмосферой. В результате между уровнями жидкостей, находящимися в разных частях U-образной трубки, образуется столб жидкости, высота h которого определяется из выражения

h = (р_абс – р_атм)/((r_ж – r_атм )g), (3.1)

где р_абс– абсолютное измеряемое давление; r_ж – плотность рабочей жидкости; r_атм – то же окружающей атмосферы; g – ускорение свободного падения, принимаемое в среднем равным 9,80665 м/с², но имеющее зависимость от географической широты местности.

Высота столба рабочей жидкости h состоит из двух частей: высоты h₁, представляющей понижение столба жидкости относительно начального – «нулевого» уровня, и высоты h₂– отражающей его повышение в другой части U-образной трубки, т. е. увеличение относительно начального положения – («нуля»).

Плотностью окружающей среды, т. е. воздуха из-за условия r_ж >> r_атм можно пренебречь. Учитывая выражение (1.3), определяющее разность между абсолютным и атмосферным давлением как избыточное, зависимость (3.1) может быть представлена как

h = р_изб/(r_жg). (3.2)

Здесь р_изб – измеряемое избыточное давление.

Из (3.2) измеряемое избыточное давление, определяемое с помощью стеклянного жидкостного манометра, может определяться как

р_изб = hr_ж g. (3.3)

Для измерения давления разряженных газов используются жидкостные стеклянные манометры, схема которых представлена на рис. 3.2.

Рис. 3.2. Схема стеклянного жидкостного вакуумметра абсолютного давления

В этих приборах к одному концу стеклянной U-образной трубки подводится вакуумметрическое давление, другой конец герметично запаян. Для этого случая выражение (3.1) в общем виде можно представить как

– h = (р_атм – р_абс)/(r_жg). (3.4)

В торце запаянного конца давление равно нулю.

Если в запаянном конце будет находиться воздух, то вакуумметрическое избыточное давление может быть определено как

р_атм – р_абс= р_изб – hr_жg. (3.5)

В некоторых типах приборов воздух в запаянном конце «откачивается» и при заполнении рабочей жидкостью близко к «абсолютному нулю», т. е. прибор заполняется рабочей жидкостью под вакуумом и давление противодействия р_атм = 0. Тогда выражение (3.5) может быть представлено в следующем виде:

р_абс= hr_жg. (3.6)

Конструкция, в которой запаянный конец перед заполнением рабочей жидкостью вакууммируется, может использоваться в качестве барометра. Отсчет значения барометрического давления производится по величине столба жидкости в запаянной части трубки.

Минус в уравнении (3.4) определяет вакуумметрическое давление. Высота столба жидкости h в этом случае определяет верхний предел диапазона измерения и является составляющей

h = h₁ + h₂. (3.7)

Здесь h₁ и h₂ – высота столбов жидкости, вытесненной под воздействием измеряемого давления от начальной отметки – нуля в двух трубках U-образного манометра.

Рис. 3.3. U-образный жидкостный стеклянный мановаку-умметр:

1 – U-образная стеклянная трубка; 2 – крепежные скобы; 3 – основание; 4 – шкальная пластина

На рис.3.3 показан U-образный жидкостный стеклянный мановакуумметр. U-образная стеклянная трубка 1 с помощью скоб 2 крепится на металлическом или деревянном основании 3. На нем же между двумя трубками установлена шкальная пластина 4 с нанесенной линейной разметкой. Трубка заполняется рабочей жидкостью до нулевой отметки относительно шкальной пластины. Утолщения на концах стеклянной трубки предназначены для более плотного подсоединения резиновых шлангов.

При измерении избыточного давления к одному концу U-образной трубки подается среда измеряемого давления. Второй выход остается свободным и сообщается с атмосферой. Аналогичная ситуация происходит при измерении вакуумметрического давления. Симметричность линейной разметки на шкальной пластине обеспечивает применимость прибора для измерения избыточного и (или) вакуумметрического давления.

При измерении дифференциального (разностного) давления «плюсовый» и «минусовый» каналы подсоединяются к концам стеклянной U-образной трубки 1. Из-за симметричности линейной разметки практически отсутствуют различия в соответствии подведенного давления
на концах трубки.

U-образные жидкостные манометры с водой в качестве рабочей жидкости могут использоваться как напоромеры, тягонапоромеры и тягомеры для измерения давления воздуха, неагрессивных газов в диапазоне ±10 кПа. При давлении ±0,1 МПа рабочей жидкостью манометра может служить ртуть. Такие приборы применяются для измерения давления воды, неагрессивных жидкостей и газов.

Ниже приведены приблизительные оценки основных погрешностей, воздействующих, по данным С. Ф. Чистякова/2/, на точность показаний стеклянного жидкостного ма-нометра:

· погрешность градуировки шкалы составляет до 0,2-0,4 мм;

· смачиваемость стекла – капиллярные силы вносят неточность до 0,1-0,2 мм;

· отклонение прибора от строго вертикального положения может приводить к погрешности до 0,03 % на каждый градус.

Кроме этого, достаточно большую погрешность могут вносить: неравномерность сечения стеклянных трубок по их высоте, а при точных измерениях, как это следует из (3.3), варьирование плотности рабочей жидкости r_ж с изменением ее температуры, а также ускорение свободного падения g.

При использовании табличных данных погрешность определения плотности рабочей жидкости r_ж, по показателям разных авторов, не превышает 0,005 %. Следует обратить внимание на применение жидкостей, способных поглощать влагу или испаряться. Так, в большинстве случаев теоретическая и реальная плотности спиртов различаются, и табличные данные принимаются по некорректным начальным параметрам, что изначально приводит к появлению погрешности.

Некоторые производители к документации на жидкостный измеритель давления прилагают таблицу изменения плотности рабочей жидкости и поправок на вариацию этой плотности в зависимости от температуры, а также, например, для спиртов, таблицу зависимости плотности от его крепости.

Ускорение свободного падения g незначительно зависит от географической широты местности. его величина остается постоянной в рабочем регионе, не зависит от измеряемого давления, и поэтому вносимые этим параметром погрешности не превышают 10^–3-10^–4%.

Визуальная оценка оператором уровня также может влиять на погрешность измерения. Разработаны различные методы снижения такой погрешности. Например, установка несложной оптической системы, позволяющей «накладывать» реальный и перевернутый мениски жидкости, обеспечивает значительное повышение точности отсчета уровня жидкости в жидкостном манометрическом приборе.

М. А. Гуляев и А. В. Ерюхин /24/ предложили в зависимости от применяемых способов следующие значения погрешностей отсчета уровня ртутного манометра:

· по миллиметровой шкале – ±1 мм;

· по зеркальной шкале – ±0,2-0,3 мм;

· с помощью нониусного устройства – ±0,05-0,1 мм;

· катетометром – ±0,2 мм;

· интерференционным методом – ±10^–5 мм.

При отсчете измеряемого уровня необходимо учитывать свойства рабочих жидкостей, у которых угол смачиваемости x различен (рис. 3.4). Так, при использовании высокосмачиваемых жидкостей (вода, спирт) отсчет рекомендуется вести по вогнутой части мениска, а при применении несмачиваемых жидкостей (таких, как ртуть) – по выпуклой его части на оси трубки. Кроме этого, смачиваемость и текучесть жидкости предопределяют минимальный диаметр используемых трубок. При применении спирта в качестве рабочей жидкости рекомендуется минимальный внутренний диаметр стеклянных трубок 5 мм, ртути – 8 мм, воды – 15 мм.

Рис. 3.4. Вид менисков для различных жидкостей:

а – смачивающей и б – несмачивающей

При использовании ртути в качестве рабочей жидкости, особенно при точных измерениях, когда в чашечных манометрах применяются капилляры и сечения широкого сосуда и капилляра существенно отличаются, может наблюдаться эффект капиллярной депрессии. Сущность этого эффекта состоит в различии уровней несмачиваемой жидкости в сообщающихся капилляре и широком сосуде при воздействии одного и того же давления на поверхности жидкостей в этих объемах.

В промышленных условиях, как следует из приведенного выше материала, требуется тщательный контроль применяемых в жидкостных манометрах стеклянных трубок, так как их внутренний диаметр на практике может колебаться от 8 до 12 мм, что вносит существенные погрешности в результат измерения.

По данным разных специалистов/25/, без дополнительных оптических приспособлений погрешность показаний стеклянных жидкостных манометров принимается в лучшем случае равной ±1 мм. При использовании U-образных жидкостных манометрических приборов отсчет двух уровней (на каждой трубке) приводит к погрешности измерений ±2 мм при температуре окружающей среды 20 ± 5 °С. Верхние пределы измерений для стеклянных жидкостных манометров 100, 160, 250, 400, 600 и 1000 мм. Соответственно при одной и той же погрешности отсчета высоты столба жидкости класс точности жидкостного прибора колеблется от 2 до 0,2.

Для обеспечения корректности измерений обязательным является очистка внутренних поверхностей стеклянных трубок от пыли и грязи. С этой целью стеклянные жидкостные манометры промывают насыщенным раствором двухромовокислого калия (хромпика) в серной кислоте, затем – спиртом и водой.

jumas.ru

Манометры для измерения давления: устройство, классификация, выбор

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

Манометры давления

Устройство прибора

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

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

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

Устройство манометра

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

Манометр прибор работает по следующему принципу действия:

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

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

Классификация приборов

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

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

Классификация манометров

Также выделяют следующие типы манометров для измерения давления:

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

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

Электронные манометры

Измерительные приборы кроме этого подразделяются на несколько нижеприведенных групп:

Тягомеры.
Тягонапоромеры.
Напорометр.
Вакуумметр.
Мановаккуумметры.
Манометры.

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

Применение манометров

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

Манометр для измерения давления в шинах

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

Выбор манометра

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

Другими распространенными критериями назовем:

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

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

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

stankiexpert.ru

05а Приборы для измерения давления

Приборы для измерения давления 05а-5

Тема 05а. Приборы для измерения давления

Гидростатическое давление – модуль сжимающего напряжения, возникающего в покоящейся жидкости.

Свойства : 1) направлено всегда по внутренней нормали к площадке, на которую оно действует;

2) в любой точке жидкости по всем направлениям одинаково.

Приборы для измерения давления

Классификация:

По характеру измеряемой величины :

Барометры – для измерения атмосферного давления .
Манометры – для измерения избыточного давления

(разницы между абсолютным и атмосферным давлением, т.е. ).

Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (разницы между атмосферным давлением и абсолютным, т.е. ).
Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений.
Микроманометры – для измерения малых давлений и малых перепадов давления.

По принципу действия различают приборы

жидкостные, пружинные,

поршневые, электрические,

комбинированные и др.

По классу точности образцовые, контрольные и рабочие.

Класс точности численно равен отношению допустимой абсолютной ошибки измерения прибора к верхнему пределу измерения в процентах .

К = 0.25 ; 0.4 ; 0.6 – образцовые и контрольные;

К = 1.0 ; 1.5 ; 2.4 ; 4.0 – рабочие.

К жидкостным приборам для измерения давления относятся пьезометры, манометры, вакуумметры, дифференциальные манометры.

Пьезометры применяются для измерения избыточного и вакуумметрического давления.

Верхний конец пьезометра (стеклянной трубки) сообщается с атмосферой. Избыточное давление определяется по формуле , где – высота поднятия жидкости над измеряемой точкой.

Угинчус, стр. 45

Давление на плоскости 0-0, называемой плоскостью сравнения, обозначим

слева:

справа:

Избыточное давление в сосуде

Здесь – плотность жидкости в сосуде, заполняющей левое колено диффманометра. Если это воздух, плотность которого в 800 раз меньше плотности воды, то ею можно пренебречь. Тогда .

Замечание. Использование ртути запрещено не только в учебных учреждениях, но и на производстве.

U‑образный манометр может быть использован как жидкостный вакуумметр

слева

справа

Дифференциальные манометры

применяются для измерения разности давлений в двух точках покоящейся и движущейся жидкости.

слева

справа

Разность одинакова для абсолютных и избыточных давлений.

Микроманометры с наклонной трубкой и наклонной шкалой позволяют измерять с большей точностью малые давления газов. Избыточное давление на поверхности жидкости в чашке равно

где – плотность жидкости;

– угол наклона трубки к горизонту.

Рисунок 2 – Пружинный манометр:

а – с трубчатой пружиной; б – с мембраной

Из металлических приборов наиболее распространенным на практике является пружинный манометр (см. рис.), принцип действия которого следующий.

Под действием давления жидкости полая пружина 1 частично распрямляется и посредством зубчатого механизма 2 приводит в движение стрелку 3, перемещающуюся относительно шкалы 4. Принцип действия пружинного манометра основан на уравновешивании силы давления жидкости упругой силой пружины. Пружинный манометр показывает избыточное давление.

Основной деталью прибора является согнутая по дуге окружности полая трубка, имеющая в сечении овальную форму (трубка Бурдона). Один из концов трубки запаян. Под действием давления свободный конец трубки поворачивается на некоторый угол, пропорциональный измеряемому давлению. При этом с помощью поводка поворачивается зубчатый сектор, который поворачивает шестеренку, с осью которой жестко связана стрелка.

Недопустимо подавать на манометры с упругим элементом давление больше максимально допустимого по паспорту прибора (и меньше – вакуум). Остаточная деформация упругого элемента неустранима, прибор испорчен.

В грузопоршневых приборах (рисунок 3) величина давления определяется по весу грузов, помещаемых на рабочей площадке поршня, под которым создано измеряемое давление.

Приемным элементом, преобразующим величину деформации упругого элемента, пропорциональную давлению, в тот или иной электрический сигнал, является датчик давления.

Используются датчики:

индуктивные (дифференциальный трансформатор с подвижн. сердечником),

емкостные,

пьезоэлектрические,

полупроводниковые

и датчики сопротивления.

Важно для использования в системах управления и защиты – выходной сигнал электрический.

Точность механических и электрических манометров достигает 0,1 % максимального значения шкалы.

studfiles.net

Измерение давления | КИПиА Портал

Давление — это физическая величина, характеризующая напряжённое состояние среды (жидкой или газообразной. Давление возникает в результате действия силы на поверхность тела. Оно определяет термодинамическое состояние веществ. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования. С задачей измерения давления приходится сталкиваться в измерениях некоторых технологических параметров, например расхода газа или пара, при изменяющихся термодинамических параметрах, уровня жидкости, и др. Повышенное или пониженное давление (несоблюдение режима) в ходе технологического процесса в каком-либо аппарате может привести к потере качества продукта на конечной стадии процесса.

По Международной системе единиц (СИ), единицей измерения давления принят паскаль (Па) — давление, создаваемое силой в 1 ньютон (Н), равномерно распределенной по поверхности площадью 1м² и направленной нормально к ней. Для технических измерений была принята техническая атмосфера, равная давлению, которое производит сила в 1 кгс (9,80665 н) на площадь в 1 см². Разнообразие видов измеряемых давлений, а также областей их применения в технологии обусловило использование наряду с системной единицей давления и внесистемных единиц. К их числу относятся бар, миллиметр ртутного столба, килограмм-сила на квадратный сантиметр, килограмм — сила на квадратный метр, миллиметр водяного столба.

Приборы давления применяются для контроля и управления технологическими процессами. Это устройства служат для прямого или косвенного сравнения измеряемой величины с мерой. На промышленных установках наиболее распространены манометры избыточного давления, имеющие обычно нулевую точку отсчета (от атмосферного давления). Применяются и узкопредельные манометры — манометры с безнулевой шкалой.

Напоромеры — это манометры избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40 кПа.

Вакуумметры — это приборы для измерения давления разреженного газа.

Тягомеры — это вакуумметры для измерения давления разреженного газа с верхним пределом измерения не более — 40 кПа.

Мановакуумметры — предназначенных для измерения избыточного давления и давления разреженного газа.

Тягонапоромеры — это мановакуумметры для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20 кПа.

Дифманометры — это приборы измеряющие разность двух давлений.

Манометры применяют для измерения постоянных и переменных по направлению давлений.

Постоянным давлением — считают давление, не изменяющееся или плавно изменяющееся по времени со скоростью не более 1% / cек. от суммы верхних пределов измерений приборов.

Переменным давлением — считают давление, плавно и многократно возрастающее или убывающее по любому периодическому закону со скоростью от 1 до 10% /с от суммы верхних пределов измерений.

По принципу действия средства измерений давления подразделяются на следующие:

Жидкостные — основанные на уравновешивании измеряемого давления соответствующего столба жидкости.

Деформационные (пружинные) — измеряющие давление по величине деформации упругих различных элементов или по развиваемой ими силе.

Грузопоршневые — в которых измеряемое давление уравновешивается внешней силой, действующей на поршень.

Электрические — основанные или на преобразовании давления в одну из электрических величин, или на изменении электрических свойств материала под действием давления. Такое подразделение не является полным и может быть дополнено средствами измерений, основанными на других физических явлениях.

Жидкостные средства измерений давления с гидростатическим уравновешиванием.

В жидкостных приборах с гидростатическим уравновешиванием мерой измеряемого давления является высота столба рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости, называемой затворной или манометрической, применяются дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт, трансформаторное масло. Выбор рабочей жидкости определяется диапазоном измеряемого давления, условиями эксплуатации и требуемой точностью измерений.

В настоящее время номенклатура жидкостных средств измерений давления с гидростатическим уравновешиванием существенно ограничена. В большинстве случаев они заменены более совершенными деформационными средствами измерений.

К числу жидкостных средств измерений давления (разности давлений и разряжения) с гидростатическим уравновешиванием, ещё применяются на технологических потоках, относятся поплавковые и колокольные дифманометры. Принцип действия поплавковых дифманометров основан на уравновешивании измеряемого перепада давления гидростатическим давлением, создаваемым столбом рабочей жидкости, заполняющей дифманометр. Поплавковый дифманометр представляет собой два сообщающихся сосуда. Площадь одного сосуда значительно больше другого. Внутренняя полость сообщающихся сосудов заполняется рабочей жидкостью (ртутью или трансформаторным маслом) до нулевой отметки. О значение измеряемой разности давлений судят по отсчетному устройству, указатель которого механически связан с поплавком, расположенным в полости широкого сосуда.

Поплавковые дифманометры рассчитаны на номинальные перепады давления, верхние пределы которых ограничены значениями от 6,3 кПа до 0,10 кПа. Такие дифманометры используются при статических давлениях измеряемой среды не более 25 МПа. Класс точности 1,0 и 1,5.

Колокольные дифманометры этого типа представляю собой колокол, погруженный в рабочую жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений. Противодействующая сила создается за счет утяжеления колокола при его подъеме и уменьшении тяжести колокола при его погружении. Достигается это за счет изменения гидростатической подъемной силы, действующей на колокол согласно закона Архимеда.

Колокольные дифманометры с гидростатическим уравновешиванием обладают высокой чувствительностью и использовались для измерения малых давлений, перепадов давлений и разряжений.

Деформационные средства измерений давления.

Высокая точность, простота конструкции, надежность и низкая стоимость являются основными факторами, обуславливающими широкое распространение деформационных приборов для измерения давления в промышленности. Эти приборы предназначены для измерения избыточного давления и разряжения неагрессивных жидких и газообразных сред.

Принцип действия деформационных средств измерений давления основан на использовании упругой деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы. Мерой измеряемого давления в средствах измерений данного типа является деформация упругого элемента или развиваемая им сила. Наибольшее распространение в практике измерений получили три основные формы чувствительных элементов: трубчатые пружины, сильфоны и мембраны.

Трубчатая пружина (пружина Бурдона) — упругая криволинейная металлическая полая трубка, один из концов которой имеет возможность перемещаться, а другой — жестко закреплен. Трубчатые пружины используются в основном для преобразования измеряемого давления, поданного во внутреннее пространство пружины, в пропорциональное перемещение ее свободного конца. Наиболее распространена одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой изогнутую по дуге окружности трубку с обычно овальным поперечным сечением. Под влиянием поданного избыточного давления трубка раскручивается, а под действием разряжения скручивается. Для передачи перемещения свободного конца деформационного чувствительного элемента к указателю манометра используют секторные и рычажные передаточные механизмы. С помощью передаточного механизма перемещение свободного конца трубчатой пружины в несколько градусов или миллиметров преобразуется в угловое перемещение стрелки на 270 — 300 г.

Манометры имеют разные шкалы в зависимости от контролируемого параметра и градуируются в кгс/ cм2. Рабочая зона манометра находится на средине шкалы и должна быть не более 2/3 от шкалы. Для отсчета показаний во многих приборах имеются отсчетные приспособления (чаще всего шкала или указатель). Шкала — это совокупность отметок, расположенных вдоль какой — либо линии или по окружности (манометры), которые изображают ряд последовательных чисел, соответствующих значениям измеряемой среды. Значение измеряемой величины, соответствующее одному делению, называют ценой деления шкалы. Указатель шкалы представляет собой в большинстве случаев стрелку, позволяющую отсчитывать по шкале значение измеряемой величины. На шкале обычно указывают класс точности прибора.

Сильфон — тонкостенная цилиндрическая оболочка с поперечными гофрами способная получать значительные перемещения под действием давления или силы. При действии осевой нагрузки, внешнего или внутреннего давления длина сильфона изменяется, увеличиваясь или уменьшаясь в зависимости от направления приложенной силы. В значительных пределах деформация сильфона пропорциональна действующей силе, т. е. характеристика сильфона прямолинейна. В пределах линейности статической характеристики сильфона отношение действующей на него силы к вызванной ею деформации остается постоянным и называется жёсткостью сильфона. Для увеличения жесткости внутри сильфона часто помещают пружину. Сильфоны изготовляют из бронзы различных марок, углеродистой стали, нержавеющей стали, алюминиевых сплавов и др. Серийно производят бесшовные и сварные сильфоны диаметром от 8 — 10 до 80 — 100 мм и толщиной стенки 0,1 — 0,3мм.

Приборы этого типа предназначены для измерения избыточного давления, разряжения и разности давлений.

Мембраны бывают упругие и эластичные. Упругая мембрана — гибкая круглая плоская (плоская мембрана) или гофрированная (гофрированная мембрана) пластина, способная получить прогиб под действием давления. Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увеличением давления, поэтому здесь в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготавливают, из различных марок стали, бронзы, латуни и т. д. Эластичная мембрана, предназначена для измерения малых давлений и разности давлений, представляет собой зажатые между фланцами плоские или гофрированные диски, выполненные из прорезиненной ткани, тефлона и др.

Измерительные приборы с чувствительным мембранным элементом предназначены для измерения атмосферного и избыточного давлений и разряжения. Из-за малости усилий, развиваемых чувствительным деформационным элементом, мембранные приборы выпускаются в основном показывающими. Принцип действия приборов состоит в преобразовании измеряемого давления или разряжения в перемещение жесткого центра чувствительного мембранного элемента, которое с помощью передаточного механизма преобразуется во вращательное движение указателя.

Грузопоршневые манометры.

Грузопоршневые манометры — в основном применяются в качестве эталонных и образцовых приборов для градуировки и поверки различных видов пружинных манометров, так как они отличаются от манометров других видов высокой точностью и широким диапазоном измерений.

Принцип действия состоит в уравновешивании давления, действующего на поршень с одной стороны, давлением грузов с другой стороны.

Электрические средства измерений давления.

К электрическим средствам измерения давления относятся выпускаемые в настоящее время измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования, различаются как видом деформационного чувствительного элемента, так и способом преобразования его перемещения или развиваемого им усилия в сигнал измерительной информации. Для преобразований применяются индуктивные, дифференциально- трансформаторные, емкостные, тензорезисторные и др. преобразовательные элементы. Преобразование усилия, развиваемого чувствительным элементом, в сигнал измерительной информации осуществляется пьезоэлектрическими элементами.

Индуктивные преобразователи давления — мембрана воспринимающая давление, является подвижным якорем электромагнита. Под действием измеряемого давления мембрана перемещается, что вызывает изменение электрического сопротивления индуктивного преобразовательного элемента.

Эта величина измеряется обычно мостами переменного тока или резонансными контурами. с последующим отображением на шкале прибора.

Дифференциально — трансформаторный преобразователь — содержит деформационный чувствительный элемент и деформационно — трансформаторный преобразователь. Дифференциально — трансформаторный преобразователь содержит каркас из диэлектрика, на котором размещены катушка с первичной обмоткой, состоящей из двух секций и двух секций вторичной обмотки. Внутри канала катушки расположен подвижный сердечник из магнитомягкого материала, связанный с пружиной тягой. К выходу вторичной обмотки подключен делитель, состоящий из регулируемого и постоянного резисторов. Принцип действия основан на возникновении магнитного потока, пронизывающего обе секции вторичной обмотки и индуцирующие в них ЭДС, при протекании по первичной обмотке токового сигнала. Выходной сигнал определяется взаимной индуктивностью между первичной обмоткой и выходной цепью и может быть представлен в виде сигнала напряжения переменного тока. Преобразование измеряемого давления осуществляется путем преобразования давления в деформацию (перемещение) чувствительного элемента и последующего преобразования в электрический сигнал, приходящий на показывающий прибор в операторной.

Емкостной преобразователь — измерение давления основано на зависимости емкости преобразовательного элемента от перемещения мембраны под действием измеряемого давления. Преобразователь состоит из металлической мембраны, являющейся подвижным электродом емкостного преобразовательного элемента и неподвижного электрода изолированного от корпуса с помощью кварцевых изоляторов.

Тензорезисторные преобразователи — это приборы оснащенные преобразовательными элементами тензорезисторного типа и получили название тензорезисторных измерительных преобразователей давления. Преобразователи давления этого вида представляют собой чувствительный деформационный элемент, чаше всего мембрану, на которую наклеиваются или напыляются тензорезисторы (тензодатчик). В основе принципа лежит явление тензоэффекта, суть которого состоит в изменении сопротивления проводников и полупроводников при их деформации. Под воздействием измеряемого давления деформируемый упругий элемент вызывает пропорциональное изменение электрического сопротивления тензорезисторов, собранных по мостовой схеме, которое в дальнейшем преобразуется и усиливается для формирования унифицированного аналогового выходного сигнала (4 – 20 мА).

Системы измерения давления сред на современных автоматизированных производствах используют в качестве первичных преобразователей измерительные преобразователи (датчики) давления с выходными электрическими токовыми сигналами.

Эти датчики по сравнению с показывающими манометрами имеют значительно более высокий класс точности, более трудоемки в наладке, при проверке требуют применения образцовых высокоточных средств измерения на входе и выходе.

На рисунке представлена схема электрического соединения оборудования КИП, обеспечивающего контроль давления на технологической установке.

Преобразователь давления устанавливается во взрывоопасном помещении или в специальном шкафу на территории технологической установки. Они как правило, не имеют шкалы, позволяющей непосредственно оценить давление, а преобразуют его в электрический сигнал. Измеряемое давление воздействующее на тензодатчик, преобразуется электронным блоком в токовый сигнал, который передается по искробезопасной двухпроводной линии передачи к терминальному оборудованию и блоку питания, находящимся во невзрывоопасном (операторная или машинный зал) помещении.

Блок питания обеспечивает по той же линии питание первичного преобразователя (датчика давления) и терминального оборудования.

kipia-portal.ru

TOP HEADLINES