Манометр измеряет: какое давление показывает манометр, устройство манометра и как им измерять

alexxlab | 26.05.2023 | 0 | Разное

какое давление показывает манометр, устройство манометра и как им измерять

Ни одно современное здание не обходится без отопительной системы. А для ее стабильной и безопасной эксплуатации требуется точный контроль давления теплоносителя. Если давление в пределах гидравлического графика стабильное, то отопительная система работает нормально. Однако при ее повышении появляется риск разрыва трубопровода.

• Описание и назначение манометра
• Классификация приборов
• Устройство и принцип действия
• Маркировка по цвету
• Преимущества использования
• Класс точности прибора

Понижение давления также может привести к таким негативным последствиям, как, например, образование кавитации, то есть в трубопроводе образуются пузырьки воздуха, которые, в свою очередь, могут вызвать коррозию. Поэтому поддерживать нормальное давление крайне необходимо, и благодаря манометру это становиться возможным. Помимо отопительных систем такие приборы применяются в самых различных областях.

Описание и назначение манометра

Манометр представляет собой прибор, измеряющий уровень давления. Существуют такие виды манометров, которые применяются в самых разных отраслях, и, разумеется, для каждой из них предназначен свой манометр. Для примера можно взять барометр — прибор, предназначенный для измерения давления атмосферы. Они широко применяются в машиностроении, в сельском хозяйстве, в строительстве, в промышленности и в других сферах.

Эти приборы измеряют давление, и это понятие растяжимое, по крайней мере, и у этой величины также есть свои разновидности. Чтобы ответить на вопрос о том, какое давление показывает манометр, стоит рассмотреть этот показатель в целом. Это величина, определяющая отношение силы, действующей на единицу площади поверхности, перпендикулярно этой поверхности. Практически любой технологический процесс сопровождается этой величиной.

Виды давления:

• атмосферное — давление атмосферы земли, которое создается массой воздушного столба;
• абсолютное давление —это показатель, отсчет которого с учетом атмосферного, начинается с нуля;
• избыточное — под избыточным подразумевают разность двух показателей атмосферного и абсолютного;
• вакуум или, другими словами, разряженное — наоборот, представляет собой разницу абсолютного и атмосферной или барометрической величины;
• дифференциальное — это разность между двумя измеряемыми показателями, которые не имеют отношения к природным показателям.

Для измерения каждого из перечисленных выше видов показателей существуют определенные типы манометров.

Классификация приборов

Типы манометров различаются по двум признакам: по виду измеряемого ими показателя и по принципу действия.

По первому признаку они подразделяются на:

• приборы, предназначенные для измерения атмосферного давления, иначе они называются барометры;
• приборы, измеряющие избыточное и абсолютное;
• вакуумметры, призваны измерять разность атмосферного и абсолютного давлений;
• напорометры, измеряют малое (до 40 кПа) избыточное давление;
• тагометры, вид вакуумметра, которое измеряет избыточное давление верхнего предела 40 кПа;
• дифференциальные манометры, измеряют разность давлений.

Они работают по принципу уравновешивания разницы давлений определенной силой. Поэтому устройство манометров разное, в зависимости от того, как именно происходит это уравновешивание.

По принципу действия они делятся на:

• жидкостные, уравновешивание разницы давлений в таких приборах происходит за счет гидростатического давления столба жидкости, в устройстве используется принцип сообщающихся сосудов;
• пружинные имеют простую конструкцию, и широко применяются для измерения давления среды в широких диапазонах;
• мембранные, основаны на пневматической компенсации, уравновешивание давления происходит за счет силы упругости мембранной коробки;
• электроконтактные, применяются в автоматических системах контроля и сигнализации, поскольку с их помощью можно регулировать измеряемую среду благодаря встроенному в корпус электроконтактному механизму;
• дифференциальные используются для измерения уровня жидкостей под напором расхода жидкости, пара и газа с помощью диафрагм.

По назначению существуют такие виды манометров, как:

• общетехнические приборы применяются для измерения напора жидкостей, газов и паров, химически нейтральных к сплавам меди;
• кислородные, они производятся в корпусах голубого цвета с указанием О2 на циферблате, применяются для измерения кислородного давления в баллонах или вакуумах;
• ацетиленовые применяются для контроля избыточного давления ацетилена;
• эталонные применяются в целях проверки других приборов, поскольку они обладают большой точностью;
• судовые применяются в судах и морском транспорте;
• железнодорожные используются на железнодорожном транспорте;
• самопишущие имеют встроенный механизм, который позволяет воспроизводить на бумаге результат работы.

Устройство и принцип действия

Устройство манометра может иметь различную конструкцию в зависимости от вида и предназначения. Так, например, устройство, измеряющее напор воды, имеет довольно простую и понятную конструкцию. Она состоит из корпуса и шкалы с циферблатом, которая отображает значение. В корпусе имеется встроенная пружина трубчатая либо мембрана с держателем, трипко-секторным механизмом и упругий элемент. Прибор функционирует по принципу уравнивания давления за счет силы изменения формы (деформации) мембраны либо пружины. А деформация, в свою очередь, приводит в движение чувствительный упругий элемент, действие которого отображается на шкале с помощью стрелки.

Жидкостные манометры состоят из длинной трубки, которую наполняют жидкостью. В трубке с жидкостью находится подвижная пробка, на которую влияет рабочая среда, измерять силу напора следует в зависимости от перемещения уровня жидкости. Манометры могут предназначаться для измерения разницы, такие устройства состоят из двух трубок.

Поршневые — состоят из цилиндра и поршня, расположенного внутри. Рабочая среда, в которой измеряется давление воздействует на поршень и уравновешивается грузом некоторой величины. Когда показатель изменяется, поршень перемешается и приводит в действие стрелку, которая показывает значение давления.

Термопроводные состоят из нити накаливания, которые нагреваются, когда через них пропускается электрический разряд. Принцип работы таких приборов основан на снижении теплопроводности газа с давлением.

Манометр Пирани назван так в честь Марчелло Пирани, который впервые сконструировал устройство. В отличие от термопроводных, состоит из металлической проводки, которая также нагревается во время прохождения через нее тока и охлаждается под воздействием рабочей среды, а именно газа. При уменьшении давления газа снижается и эффект охлаждения, а температура проводки возрастает. Величина измеряется посредством измерения напряжения в проводе во время прохождения через нее тока.

Ионизационные являются самыми чувствительными устройствами, которые используются для вычисления малых давлений. Как следует из названия устройства, его принцип работы основывается на измерении ионов, которые образуются под воздействием электронов на газ. Количество ионов зависит от плотности газа. Однако ионы имеют очень нестабильную природу, которая напрямую зависит от рабочей среды газа или пара. Поэтому для уточнения применяются другой вид манометра Мак Леода. Уточнение происходит за счет сравнения показателей ионизационного манометра, с показаниями прибора Мак Леода.

Существует два вида ионизационных устройств: с горячим и холодным катодом.

Первый вид был сконструирован Баярдом Аллертом, состоит из электродов, которые работают в режиме триода, а в качестве катода выступает нить накала. Самый распространённый вид горячего катода — ионный манометр, в конструкции которого помимо коллектора, нити и сетки встроен небольшой ионный коллектор. Такие приборы очень уязвимы, они могут легко потерять калибровку, в зависимости от условий работы. Поэтому показания этих приборов всегда логарифмичны.

Холодный катод также имеет свои разновидности: интегрированный магнетрон и манометр Пеннинга. Их главное отличие заключается в положении анода и катода. В конструкции этих приборов нет нити накалывания, поэтому им для работы им требуется напряжение до 0,4 кВт. Использовать такие устройства не эффективно при низком уровне давления. Поскольку они могут просто не заработать и не включиться. Принцип их работы основан на выработке тока, что невозможно при полном отсутствии газа, особенно для манометра Пеннинга. Так как устройство работает только в определенном магнитном поле. Оно необходимо для создания нужной траектории движения ионов.

Маркировка по цвету

Манометры, измеряющие давление газа, имеют цветные корпуса, их специально окрашивают в различные цвета. Существует несколько основных цветов, которые используются для окрашивания корпуса. Как, например, манометры, которые измеряют давление кислорода, имеют корпус голубого цвета с условным обозначением О2, аммиачные манометры имеют корпус, окрашенный в желтый цвет, ацетиленовые — белого цвета, водородные — темно-зеленого, хлорные — серого. Приборы, измеряющие давление горючих газов, окрашиваются в красный цвет, а негорючих —черный.

Преимущества использования

В первую очередь, стоит отметить универсальность манометра, который заключается в возможности контролировать давление и поддерживать ее на определенном уровне. Во-вторых, устройство позволяет получить точные показатели нормы, так и отклонение от них. В-третьих, доступность практически любо человек может себе позволить приобрести данный прибор. В-четвертых, устройство способно работать стабильно и бесперебойно на протяжении длительного времени, и не требует специальных условий или навыков.

Использование таких устройств в таких областях, как медицина, химическая промышленность, машино- и автомобилестроение, морской транспорт и других требующих точного контроля давления, значительно облегчает работу.

Класс точности прибора

Манометров очень много, и каждому виду присваивается определенный класс точности согласно предписаниям ГОСТ, под которым понимается допустимая погрешность, выражающаяся в процентном отношении к диапазону измерений.

Существует 6 классов точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4. У каждого типа манометра они также различаются. Приведенный выше список относится к рабочим манометрам. Для пружинных устройств, к примеру, соответствуют следующие показатели 0,16; 0,25 и 0,4. Для поршневых — 0,05 и 0,2 и так далее.

Класс точности имеет обратно пропорциональную зависимость от диаметра шкалы прибора и от типа прибора. То есть, если диаметр шкалы больше, то точность и погрешность манометра уменьшается. Класс точности условно принято обозначать следующими латинскими буквами KL также можно встретить и CL, которая указывается на шкале прибора.

Значение погрешности можно вычислить. Для этого используется два показателя: класс точности или KL и диапазон измерений. Если класс точности (KL) равен 4, то диапазон измерений составит 2,5 МПа (Мегапаскаль), а погрешность будет равна 0,1 МПа. Вычисляется по формуле произведение класса точности и диапазона измерений, деленное на 100. Поскольку погрешность выражается в процентах, результат нужно переводить в проценты путем деления на 100.

Помимо основного вида, существует и дополнительная погрешность. Если для вычисления первого вида используются идеальные условия или натуральные величины, влияющие на особенности конструкции прибора, то второй вид напрямую зависит от условий. Например, от температуры и вибрации или других условий.

Манометр — из чего состоит? Виды и типы

Покажем, как применять знание физики в жизни

Начать учиться

Почему о давлении говорят, что оно высокое или низкое, а не малое или большое? Все дело в первом измерительном приборе, появившемся в XVII веке благодаря ученому Торричелли. Это была трубка со ртутью, уровень которой понижался или повышался в зависимости от атмосферного давления. Похожим образом действовал и первый прибор, измеряющий давление в замкнутой системе. Разберемся, каково устройство манометров в современном мире.

Что такое манометр

Термин «манометр» в основе имеет два греческих слова: «измерять» и «неплотный». Из этого понятны его назначение и основные функции — измерения в неких неплотных средах (жидкостях и газах).

Манометр — это прибор для измерения искусственно созданного давления газа или жидкости в замкнутой системе.

Не следует путать его с барометром, который тоже показывает давление, но только атмосферное. В то время как с помощью манометра можно измерить, с какой силой жидкость или газ давит на стенки герметично закрытой емкости. Условно говоря, он показывает плотность воздуха внутри закрытого пространства.

Единица измерения давления: паскаль (Па). Она отражает силу в 1 Н, которая равномерно действует на площадь 1 кв. м. Также давление иногда измеряют в барах, атмосферах, миллиметрах ртутного или водяного столба.

Для чего нужен манометр

В зависимости от модификации манометры могут использоваться в самых разных сферах:

• при накачивании автомобильных шин;

• в обслуживании систем кондиционирования и отопления;

• в гидравлических узлах для передвижения железнодорожной стрелки;

• для контроля давления в пневматических агрегатах на производстве;

• в нефтяной и газодобывающей промышленности;

• для обслуживания двигателей на морских судах и т. д.

Основное назначение манометра — проинформировать об избыточном или недостаточном давлении воды, пара, газа или иной рабочей среды. В промышленности также выделяют сигнальные приборы, которые помогают предотвратить взрывы и техногенные катастрофы из-за разрыва емкостей с опасными веществами (например, аммиаком или горячим паром).

Узнай, какие профессии будущего тебе подойдут

Пройди тест — и мы покажем, кем ты можешь стать, а ещё пришлём подробный гайд, как реализовать себя уже сейчас

Жидкостный манометр

Этот тип манометров появился первым еще в XVII веке. Он ведет свое начало от опытов Торричелли — одного из учеников Галилео Галилея.

Итальянский ученый погружал в емкость запаянную с одного конца и наполненную ртутью трубку. Некоторое количество ртути выливалось из трубки, и в ее верхней части получался вакуум. Соответственно, при повышении атмосферного давления ртутный столбик в трубке поднимался, а при понижении — опускался.

Принцип работы жидкостного манометра в целом похож на принцип работы системы из опыта Торричелли. Этот прибор представляет собой систему сообщающихся сосудов — две трубки, соединенные в U-образную конструкцию. Система наполовину заполнена жидкостью (обычно ртутью), и если на нее действует только атмосферное давление — уровень жидкости в обеих трубках будет одинаков.

Если одну из трубок подключить к накачивающему устройству или к закрытой емкости, на жидкость в ней будет действовать измеряемое давление (Р₁). В то время как на жидкость во второй трубке действует только атмосферное давление (Р₂). При изменении Р₁ уровень жидкости во второй трубке тоже будет меняться.

Измерив разность высоты столба Δh = h₁ − h₂, можно узнать, насколько изменилось давление Δp = p₁ − p₂.

Результат измерений, полученный в сантиметрах ртутного столба, переводят в паскали из расчета:

1 см ртутного столба (при 0°C) = 1333,22 Па.

Для получения результата сразу в паскалях можно воспользоваться формулой, которая определяет давление воды на стенки емкости:

Р = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба.

Ускорение свободного падения (g) равно 9,8 H/кг.

Интересный факт!

Слава изобретателя манометра принадлежит Торричелли, но на самом деле он был придуман на столетие раньше Леонардо да Винчи. Гениальный художник и ученый написал трактат по гидравлике, в котором рассказал о замере давления воды с помощью U-образной системы. Однако этот труд до широкой публики дошел только в XIX веке.

Другие виды манометров

Жидкостный манометр дает возможность точных измерений, но у него есть большой недостаток: конструкция боится ударов и вибраций. Поэтому сегодня такие приборы используются в основном в лабораториях. С развитием промышленности возникли другие типы манометров, которые могут измерять давление в любых условиях — на подвижных механизмах, при сильных вибрациях и т. д. По конструкции выделяют деформационные и поршневые (грузопоршневые) приборы.

Деформационные манометры

Манометр деформационного типа — это компактное механическое устройство, измеряющее давление сразу в паскалях (без перевода из других единиц). Его рабочим элементом является дугообразная или спиральная трубка Бурдона, в которую накачивается газ. Если давление внутри трубки повышается, она начинает распрямляться, и это движение через систему тяг передается на стрелку. При снятии давления она возвращается в свое первоначальное положение.

Вместо трубки может быть использована пружина, мембрана или другой чувствительный элемент, который деформируется под давлением. Принцип действия манометра остается тем же: деформация передается на стрелку, движущуюся по шкале.

Деформационные металлические манометры чаще всего используются в быту и на производстве. Они компактны, отлично переносят вибрации, не требуют строго вертикальной установки. Если нужно выбрать, к примеру, автомобильный манометр, он будет именно такого типа.

Интересный факт!

Деформационный манометр был изобретен случайно. В 1845 году швейцарский ученый Р. Шинц наблюдал, как на производстве рабочие восстанавливали сплющенную металлическую трубку, заглушив один ее конец и закачав внутрь воду. Под действием давления трубка разогнулась, а ученому пришла в голову мысль использовать такой же элемент для измерений, но работать с воздухом, а не с водой.

Поршневые манометры

Несмотря на то, что поршневые манометры были созданы раньше деформационных, они получили меньшее распространение. Сегодня такие приборы используются для исследования скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, а также для сверки показаний в лабораториях.

На рисунке ниже можно увидеть, из чего состоит манометр поршневого типа. В самом простом варианте это емкость с маслом, соединенная при помощи штуцера с измеряемой средой. В емкость погружен цилиндр с тщательно притертым поршнем (зазор между стенками цилиндра и поршнем должен быть минимальным). На торце поршня закреплена тарель, на которую могут укладываться грузы.

Снизу на поршень действует измеряемое давление Р, сверху оно уравновешивается некой силой, создаваемой весом самого поршня и грузов G₁+ G₂.

Давление под поршнем рассчитывается по формуле:

, где G₁— масса грузов, G₂— масса поршня с тарелью, g — ускорение свободного падения, F — площадь поршня.

Также давление можно выразить через силу согласно закону Паскаля:

P = F / S, где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.

С помощью поршневых маномеров впервые измеряли давление ученые-физики Георг Паррот и Эмиль Ленц. Но широкое распространение эти приборы получили благодаря некому Рухгольцу, который запустил их в массовое производство.

Задачи

Чтобы научиться решать задачи под руководством опытного преподавателя, приходите на онлайн-курсы по физике для 9 класса!

Задача 1

В канистру налит бензин и высота столба составляет 0,6 м. Плотность бензина — 710 кг/м². Определите давление бензина на дно канистры. Ускорение g равно 9,8 H/кг.

Решение:

Нам известно:

h = 0,6 м;

ρ = 710 кг/м².

Согласно формуле, определяющей давление жидкости на стенки сосуда:

Р = ρgh;

P = 710 × 9,8 × 0,6 = 4174,8 Па = 4,7 кПа.

Ответ: 4,7 кПа.

Задача 2

На поршень, погруженный в цилиндр с маслом, положили груз весом 3 кг. Площадь поршня составляет 2 см2, а его вес — 300 гр. Чему равна сила давления под поршнем?

Решение:

Итак, у нас дано:

G₁= 3 кг;

G₂= 300 гр = 0,3 кг;

F = 2 см² = 0,0002 м²;

Ускорение g равно 9,8 H/кг.

Ответ: 161,7 кПа.

Яна Кононенко

К предыдущей статье

111.6K

Напряженность электрического поля

К следующей статье

Закон Джоуля-Ленца

Получите индивидуальный план обучения физике на бесплатном вводном уроке

На вводном уроке с методистом

1. Выявим пробелы в знаниях и дадим советы по обучению

2. Расскажем, как проходят занятия

3. Подберём курс

Манометр – принцип работы

Рис. 1: Манометр

Манометр измеряет давление газа или жидкости в системе. Он контролирует давление жидкости в различных приложениях, таких как автомобильная, аэрокосмическая, медицинская и обрабатывающая промышленность. Измерение давления в системе имеет решающее значение для обеспечения согласованности продукта и меры безопасности, чтобы знать об утечках или повышении давления в системе. Перед определением манометра важно понять основные принципы измерения давления. В этой статье рассказывается, как работают манометры и как их выбрать для конкретного применения.

Содержание

• Основы измерения давления и давления
• Что такое манометр
• Как работают аналоговые манометры
• Аксессуары
• Критерии выбора
• Единицы измерения давления
• Диапазоны давления
• Номинальный размер
• Точность манометра
• Материалы
• Типы монтажа и соединения
• Безопасность и срок службы
• Часто задаваемые вопросы

• Манометр Бурдона

• мембранный манометр

• Аксессуары для манометров

• пневматический регулятор давления

Основы давления и измерения давления

Давление – это сила, приложенная перпендикулярно поверхности на единицу площади. В стоячей жидкости или газе это сила, приложенная к стенке сосуда в данной точке.

Статическое давление (рис. 2, обозначенное буквой A) одинаково во всех направлениях. Однако движущаяся жидкость оказывает дополнительное давление в направлении потока, оказывая при этом незначительное влияние на поверхности, параллельные направлению потока, как показано на рисунке 2. Это дополнительное давление называется динамическим давлением (рисунок 2, обозначенный C). Общее давление потока (также называемое давлением застоя) представляет собой сумму статического и динамического давления в этом потоке (рисунок 2, обозначенный буквой D).

Прибор измеряет общее давление потока, если он обращен в направлении потока. Приборы, рассматриваемые в следующих разделах, предназначены для измерения статического давления в системе. Давление часто измеряется в трех формах: абсолютное, избыточное и дифференциальное давление. Прочтите нашу статью о пресс-формах для более подробной информации о каждом типе.

Рисунок 2: Статическое давление в зависимости от общего давления; Статическое давление (A и B), динамическое давление (C) и общее/статическое давление (D и E)

Что такое манометр?

Манометр – это устройство, измеряющее давление (интенсивность) жидкости. Обычно он состоит из циферблата или цифрового дисплея, который показывает давление, а также датчика, который измеряет давление и преобразует его в электрический сигнал, который может считываться дисплеем. Мониторинг значения давления в гидравлической системе контролирует давление здания в системе. Гидравлическая система предназначена для работы в заданном диапазоне давления, поэтому крайне важно убедиться, что манометр соответствует рабочему диапазону. Манометры обычно состоят из чувствительного к давлению элемента (например, трубки Бурдона или диафрагмы), соединенного с измерительным механизмом и дисплеем, например, циферблатом или цифровым индикатором. Чувствительный к давлению элемент деформируется под давлением газа или жидкости, и эта деформация преобразуется измерительным механизмом в читаемое измерение.

Рис. 3: Символ манометра

Как работают аналоговые манометры

Для измерения давления в системе было разработано множество методов, и среди этих методов анероидные манометры, также известные как механические манометры, являются наиболее широко распространенными технологиями. .

Анероидные манометры измеряют давление с помощью металлического элемента, чувствительного к давлению. Этот элемент принимает различные формы, но его основной принцип работы остается неизменным: упругое изгибание под действием перепада давления. Деформация этого элемента затем может быть измерена и преобразована во вращение указателя на дисплее аналоговой шкалы. Тремя основными типами анероидных манометров являются трубка Бурдона, диафрагма и капсульный элемент. Цифровые датчики по сравнению с аналоговыми имеют более высокую точность. Прочтите нашу статью о цифровых манометрах, чтобы узнать больше об этом типе.

Манометр с трубкой Бурдона

Трубка Бурдона представляет собой уплощенную тонкостенную трубку с закрытым концом, имеющую форму буквы С или спираль, как показано на рис. овальное сечение становится более круглым и выпрямляет трубку. Трубка восстанавливает свою форму по мере исчезновения давления жидкости. Изменение формы этой трубки создает рисунок движения на свободном конце трубки, который преобразуется во вращение стрелки с помощью звеньев и шестерен.

Трубка Бурдона измеряет манометрическое давление (относительно атмосферного давления). Трубка Бурдона является наиболее часто используемым типом манометра из-за его превосходной чувствительности, линейности и точности. Прочтите нашу статью о манометрах с трубкой Бурдона, чтобы подробнее узнать о принципе работы прибора и критериях выбора. Манометры с трубкой Бурдона бывают различных конструкций и специальностей для различных применений. Диапазон давления манометров с трубкой Бурдона варьируется от 0–0,6 бар (0–8,7 фунта на кв. дюйм) до 0–1600 бар (0–23 206 фунтов на кв. дюйм) с классом точности (обсуждается далее в этой статье), как правило, между 0,1 и 4,0. Обычно они изготавливаются из нержавеющей стали, латуни или монеля (никелевого сплава). Манометр с трубкой Бурдона является наиболее распространенным и используется во многих приложениях для измерения среднего и высокого давления. В химической, автомобильной и аэрокосмической промышленности манометры с трубкой Бурдона используются для измерения давления.

Рис. 4. Трубка Бурдона (слева), рабочая схема трубки Бурдона, показывающая приложенное давление (A) и развиваемую силу (B) (в центре), и циферблат (справа)

Мембранный манометр

Мембранный манометр использует отклонение гибкой мембраны, которая разделяет две среды, как показано на рис. в этом случае можно измерить абсолютное давление). Диафрагма часто бывает металлической или керамической, ее можно зажать между двумя фланцами или приварить. По мере того, как давление нарастает, оно изгибает диафрагму, что может превратить это измерение в циферблатное измерение с помощью шестерен и рычажных механизмов. Подробнее о принципе работы и критериях выбора прибора читайте в нашей статье о мембранных манометрах. Мембранные манометры подходят для агрессивных газов, жидкостей или высоковязких сред. Датчик широко используется в химической/нефтехимической промышленности, на электростанциях, в горнодобывающей промышленности, на суше и в море, а также в отраслях, связанных с экологическими технологиями. Манометр мембранного типа измеряет давление в диапазоне от 0–2,5 мбар (0–0,036 фунт/кв. дюйм) до 0–25 бар (362,5 фунт/кв. дюйм) с классом точности обычно от 0,6 до 2,5.

Мембранные манометры успешно используются во многих отраслях промышленности для измерения как абсолютного, так и дифференциального давления. Они используются в приложениях, где требуется высокий уровень чистоты. Он также подходит для отраслей промышленности, имеющих дело с агрессивными жидкостями. Мембранные манометры используются в таких отраслях, как производство продуктов питания и напитков, фармацевтика, нефтехимия и горнодобывающая промышленность.

Рис. 5: Слева: Принцип работы мембранного манометра: звено (A), диафрагма (B), стрелка (C) и впускной патрубок (D) Справа: Мембранный манометр

Манометр с капсульным элементом

Манометр с капсульным элементом измеряют воздух и сухие газы при низких давлениях. Манометр состоит из двух круглых мембран, соединенных по внешнему краю, как показано на рис. 6. Одна из диафрагм имеет отверстие посередине, через которое поступает среда. Расширение или сжатие камеры из-за перепада давления между внешней и внутренней средами позволяет измерять давление. Аналогично работает сильфонный манометр.

Манометры с капсульным элементом почти исключительно используются для точного измерения давления в газообразных средах. Они наиболее распространены среди пневматических систем низкого давления, дыхательных клапанов, контроля избыточного давления, контроля фильтров и вакуумных насосов. Диапазон измерения большинства этих манометров обычно составляет 0,1–0,6 мбар (0,001–0,009psi) с классом точности обычно от 0,1 до 2,5. Капсульные манометры используются для измерения низкого положительного/отрицательного давления в газообразных средах. Хотя манометры с капсульным элементом обычно требуют минимального обслуживания, в процессе эксплуатации могут возникнуть проблемы. Прочтите нашу статью об устранении неполадок с манометрами для получения дополнительной информации о том, как решить эти проблемы.

Рис. 6: Манометр с капсульным элементом, соединенный (слева) с камерой давления (A), капсульным элементом (B), штоком с патрубком давления (C), вводом давления (D), циферблатом (E), окном (F ), движение (G), указатель (H) и манометр капсульного элемента (справа)

Аксессуары

Различные аксессуары, которые можно использовать с манометрами. Общие:

• Уплотнения/прокладки: Обеспечивают надлежащее уплотнение.
  • Плоский: Уплотнение плоское и не допускает дополнительного вращения показаний манометра.
  • Профиль: Уплотнение имеет профиль и позволяет считывать показания манометров на 1/2 или полный оборот для обеспечения правильной ориентации при установке. Профильные уплотнения могут быть как внешними, так и внутренними.
• Защитные колпачки: Резиновый колпачок, надеваемый на манометр для увеличения прочности и амортизации.
• Переходники: Если вход манометра и размер выходного соединения различаются, можно использовать переходник. Это также может быть полезно, если тип соединения у обоих разный (например, BSPP и NPT).
• Вставные соединители: Вставные соединители позволяют быстро и легко установить или снять шланг к манометру.
• Демпферы: Демпфер давления гасит последствия скачков и пульсаций давления, позволяя манометру оставаться читаемым и продлевая срок его службы.

Критерии выбора

Манометры бывают различных конструкций, каждая из которых предназначена для определенных областей применения и отраслей. На выбор этих устройств влияет несколько факторов, таких как точность, размер циферблата, окружающая среда, среда и диапазон рабочего давления. Кроме того, существуют различные приложения, для которых используются манометры, такие как манометры фильтров для бассейнов, вакуумметры, манометры компрессоров и манометры воды. Ознакомьтесь с нашими советами по выбору манометров, чтобы узнать больше обо всех факторах, которые необходимы для принятия решения о выборе манометра.

Единицы измерения давления

Манометры поставляются в различных единицах измерения. В таблице 1 описаны часто используемые единицы измерения манометров, а также их преобразование в эквиваленты в паскалях.

	Паскаль (Па или Н/м 2 )
1 бар	= 105
1 ат (кг/см 2 или кгс/см 2 или техническая атмосфера)	= 9,80 665 × 104
1 атм (стандартная атмосфера)	= 1,01 325 × 105	= 760 торр
1 торр (мм рт. ст. или миллиметр ртутного столба)	= 1,333 224 × 102
1 см вод. ст. 2 O (см водяного столба или сантиметр водяного столба)	= 98,0665	= 10 мм вод.ст. 2 О
1 мм вод. ст. 2 O (мм водяного столба или миллиметр водяного столба)	= 9,80 665
1 фунт-сила/дюйм 2 (фунт/кв. дюйм)	= 6,8 948 × 103	= 16 унций/дюйм 2
1 унция/дюйм 2 (унция/дюйм 2 )	= 4,30 922 × 102
1 дюйм ртутного столба (дюйм ртутного столба)	= 3,37 685 × 103

Таблица 1: Общие единицы измерения, используемые в манометрах

Диапазоны давления

Европейский стандарт EN 837 содержит стандартные процедуры, требования к конструкции, испытания и руководства по установке для широко используемых манометров. EN 837-1 и EN 837-3 предоставляют информацию о конструкции циферблатов концентрических шкал. Манометры могут работать с широким спектром диапазонов, от водяных манометров низкого давления до гидравлических манометров высокого давления, которые часто оснащены демпферами. Предпочтительной единицей давления является бар, а в таблицах 2-6 ​​приведены данные о наиболее часто используемых диапазонах давления. Обратите внимание, что необходимо ограничить нормальное рабочее давление манометра 25 – 75% шкалы. Если процесс связан с пульсацией, максимальное рабочее манометрическое давление не должно превышать 50% от полного диапазона.

Диапазоны давления в барах

0 – 0,6	0 -1	0 -1,6	0 – 2,5	0 – 4
0 – 6	0-10	0–16	0 – 25	0 – 40
0 – 60	0 – 100	0 -160	0 – 250	0 – 400
0 – 600	0 -1000	0 -1600

Таблица 2: Диапазоны давления (в бар)

Диапазоны давления в мбар

0 – 1	0 – 1,6	0 – 2,5	0 – 4	0 – 6
0 – 10	0 – 16	0 – 25	0 – 40	0 – 60
0 – 100	0 – 160	0 – 250	0 – 400	0 – 600

Таблица 3: Диапазоны давления (в мбар)

Диапазоны вакуума в бар

В вакуумных манометрах стрелка вращается против часовой стрелки при увеличении вакуума.

-0,6 – 0

-1 – 0

Таблица 4: Диапазоны вакуума (в барах)

Диапазоны вакуума в мбар

-1 – 0	-1,6 – 0	-2,5 – 0	-4 – 0	-6 – 0
-10 – 0	-16 – 0	-25 – 0	-40 – 0	-60 – 0
-100 – 0	-160 – 0	-250 – 0	-400 – 0	-600 – 0

Таблица 5: Диапазоны вакуума (в мбар)

Комбинированные диапазоны давления и вакуума в бар

-1 – 0,6	-1 – 1,5	-1 – 3	-1 – 5
-1 – 9	-1 – 15	-1 – 24

Таблица 6: Комбинированные диапазоны давления и вакуума в барах

Номинальный размер

Номинальный размер (NS) манометра – это диаметр манометра. Номинальные размеры манометров согласно EN 837: 40, 50, 63, 80, 100, 160 и 250 мм

Точность манометра

Классы точности (KL) определяют максимальную допустимую погрешность каждого манометра в процентах от максимального показания шкалы. Например, манометр с максимальным показанием 10 бар и классом точности 4 может отклоняться от фактического давления на 4% (0,4 бар). Другим примером является манометр со шкалой от 0 до 100 бар с точностью 2%. Это означает, что манометр имеет точность в пределах 2 делений по всему диапазону. Установка манометра с низкой точностью может привести к ошибочным измерениям, а использование манометра с чрезмерно высокой точностью увеличивает стоимость покупки, калибровки и обслуживания этого манометра.

Класс точности	Пределы допустимой погрешности (в процентах от диапазона)
0,1	0,1%
0,25	0,25%
0,6	0,6%
1	1%
1,6	1,6%
2,5	2,5%
4	4%

Таблица 7: Класс точности манометров

Материалы

Поскольку в манометрах используются различные элементы для измерения давления, при выборе правильного манометра важно учитывать химическую совместимость материалов. Пожалуйста, обратитесь к таблице химической совместимости.

Типы монтажа и соединения

• Стандартное резьбовое соединение: Манометр этого типа просто ввинчивается в имеющуюся резьбу. Резьба уплотняется компрессионным уплотнением для конической резьбы и уплотнительным кольцом для параллельной резьбы.
• Встроенный манометр: К этому креплению манометра присоединяется внутренняя резьба.
• Фланцевый манометр: Этот вид крепления предлагается для тех, кто хочет установить манометр на шкаф управления.

Безопасность и срок службы

Согласно EN 837-2, в целях безопасности следует выбирать манометр с таким диапазоном, чтобы максимальное рабочее давление не превышало 75 % максимального значения шкалы для установившегося давления или 65 % максимального значения шкалы для циклического давления.

При использовании опасных сред под давлением, таких как кислород, ацетилен, горючие вещества и токсичные вещества, необходимо выбрать манометр с дополнительными мерами безопасности, например, с выпускным устройством сзади. Эти меры безопасности гарантируют, что любая утечка или взрыв компонентов, находящихся под давлением, не повредит никому, находящемуся перед весами.

Весь корпус манометров, подверженных постоянным механическим вибрациям, часто заливается маслом или глицерином. Это относится к манометрам, используемым в мойках высокого давления.

При быстро пульсирующем давлении, например, при установке манометров поршневыми насосами, обычно используется дроссельное отверстие, чтобы сгладить колебания давления и обеспечить среднее значение. Это увеличивает срок службы манометра за счет исключения ненужного износа шестерен манометра. Износ является нормальным явлением для манометров с течением времени. Прочтите нашу статью об обслуживании и устранении неисправностей манометров, чтобы узнать больше.

Часто задаваемые вопросы

Что делает промышленный манометр?

Измеряет давление газа или жидкости в промышленных условиях. Устройство отслеживает и регулирует давление жидкости в широком диапазоне применений в автомобильной, аэрокосмической, медицинской и обрабатывающей промышленности.

Как работают манометры?

Манометры состоят из чувствительного к давлению элемента, соединенного с измерительным механизмом и дисплеем, например, циферблатом или цифровым индикатором. Чувствительный к давлению элемент деформируется под давлением газа или жидкости, и эта деформация преобразуется измерительным механизмом в читаемое измерение.

Что такое манометр природного газа?

Манометр для природного газа измеряет давление природного газа и обнаруживает утечки. Обычно изготавливается из латуни или нержавеющей стали.

• Манометр Бурдона

• мембранный манометр

• Аксессуары для манометров

• пневматический регулятор давления

Манометр | инструмент | Британика

Давление

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Джеймс Ватт

Похожие темы:

Манометр с трубкой Бурдона металлический сильфон манометрическое давление диафрагма вакуумметр

См. всю связанную информацию →

манометр , прибор для измерения состояния жидкости (жидкости или газа), определяемый силой, с которой жидкость в состоянии покоя действует на единицу площади, например, в фунтах на квадратный дюйм или ньютон на квадратный сантиметр.

Показания манометра, представляющие собой разницу между двумя значениями давления, называются манометрическим давлением. Если меньшее из давлений является атмосферным, то общее или абсолютное давление представляет собой сумму манометрического и атмосферного давления.

Викторина «Британника»

Забавные факты измерения и математики

Простейшим прибором для измерения статического давления примерно до 90 фунтов на квадратный дюйм (62 ньютона на квадратный сантиметр) является U-образный манометр (показан на рисунке), в котором один столб жидкости в трубке открыт для в область высокого давления, а другой столб в область низкого давления. Дифференциальное давление определяется разницей уровней между двумя столбами жидкости и рассчитывается как разница уровней, умноженная на плотность жидкости. Наиболее часто используемыми жидкостями для манометров являются ртуть, масло, спирт и вода.

Манометр с трубкой Бурдона, изобретенный около 1850 г., до сих пор является одним из наиболее широко используемых приборов для измерения давления жидкостей и газов всех видов, включая пар, воду и воздух, при давлении до 100 000 фунтов на квадратный дюйм ( 70 000 ньютонов на квадратный сантиметр). Устройство (также показанное на рисунке) состоит из уплощенной круглой трубки, свернутой в дугу окружности. Один конец припаян к центральному блоку и открыт для жидкости, давление которой необходимо измерить; другой конец запаян и соединен со шпинделем указателя. Когда давление внутри трубки больше, чем давление снаружи, трубка стремится выпрямиться, поворачивая стрелку. Давление считывается по круговой шкале.

Металлические сильфоны и диафрагмы также используются в качестве элементов, чувствительных к давлению. Из-за больших отклонений при небольших изменениях давления сильфонные инструменты особенно подходят для давлений ниже атмосферного.