Манометр из какого металла

Обновлено: 12.05.2024

Трубка Бурдона — эластичный элемент в контрольно-измерительных приборах, позволяющий контролировать давления всех уровней, применяемых в промышленности. Она улавливает изменения давления и преобразуют эти изменения в механическое движение. Трубка Бурдона обычно подсоединена к манометру, с помощью которого и отображается изменение давления на градуированной шкале.
С-образная трубка Бурдона

Трубка Бурдона не является самостоятельным измерительным прибором, но вспомогательным элементом, который устанавливается в измерительный прибор. Она позволяет создать перепад давления, необходимый для измерения расхода потока жидкости, газа или пара. Манометры с трубкой Бурдона являются самыми распространенными измерительными приборами по причине своей низкой стоимости, универсальности и высокой надежности.

Изготавливается из различных металлов, в том числе из бронзы, латуни, нержавеющей стали. Выбора материала обусловлен средой применения и уровнем измеряемого давления: чем выше давление, тем прочней материал.

Манометры с упругими чувствительными элементами

В любом технологическом процессе одними из основных процедур являются различные измерения. Они необходимы для того, чтобы на производственных линиях выпускалась продукция действительно высокого качества, а для этого совершенно необходима та информация, которую предоставляют обслуживающему персоналу различные измерительные приборы.

Одной из их многочисленных разновидностей является манометр. Он предназначен для того, чтобы определять те значения давления различных газов, которые превышают атмосферное, или находятся на более низком уровне. Название этого прибора происходит от греческих слов, означающих в переводе на русский язык «измеряю» («метрео») и «неплотный» («манос»).

Подавляющее большинство используемых сейчас манометров в своей конструкции имеют так называемые деформационные чувствительные элементы. Их действие основывается на том, что под воздействием давления газов меняется изгибающий момент. Его значение определяется или тем усилием, которое развивает упругий элемент, или же перемещением.

Все манометры, которые разрабатываются и изготавливаются в Российской Федерации, должны соответствовать ГОСТ 8.271-77. Именно в этом стандарте определен принцип действия измерительного прибора, а также основные требования, которым ему надлежит соответствовать.

Манометр стрелочный

Следует заметить, что упругие чувствительные элементы распространены в технике весьма широко, и их можно встретить в самых разнообразных конструкциях и приборах. Например, они являются практически обязательными компонентами электромагнитных, тензометрических, емкостных измерителях давления, причем они считаются, по сути дела, их первичными элементами. Именно с их помощью осуществляется восприятие давления, а также такой важный процесс, как линейное перемещение. Оно, в свою очередь, нередко преобразуется в электрический сигнал.

Характеристики упругих элементов, применяемых в манометрах

Чувствительные элементы, которые используются в манометрах, обладают целым рядом метрологических характеристик. Основными из них являются:

• Нелинейность и постоянство упругой характеристики;

• Рабочий ход элемента;

• Условная линейная характеристика;

Под упругой характеристикой манометра понимается та зависимость, которая имеется между возрастающим или убывающим давлением (при прямом и обратном ходе соответственно), и перемещением заданной точки упругого элемента прибора. Ее нелинейность представляет собой то отклонение упругой характеристики, которое возникает от условной линейной характеристики при прямом ходе.

Рабочий ход представляет собой то расстояние перемещения заданной точки упругого чувствительного элемента, которое образуется тогда, когда он нагружается номинальным давлением.

Под чувствительностью манометров понимается то значение, которое образует отношение приращения перемещения некоей точки упругого элемента прибора к приращению приложенного давления.

Что касается такого явления, как гистерезис, то оно является, существенным недостатком который, влияет на характеристики современных манометров. Данное явление присуще всем чувствительным элементам, которые используются в этих приборах. Гистерезис представляет собой вариацию упругой характеристики, являющейся разницей между теми показаниями манометра, которые он демонстрирует при прямом и обратном ходе.

Условной линейной характеристикой манометра является отражение прямо пропорциональной зависимости между такими показателями, как перемещение некоей точки упругого элемента и прилагаемому к нему давлению газовой среды. При этом расчеты производятся для прямого хода, а начальная и конечная точки условной характеристики совпадают с теми, что определены для условной упругой характеристики.

Еще одним важным параметром, который присущ всем современным манометрам, является тяговое усилие. Оно представляет собой характеристику, зависящую от такого показателя, как эффективная площадь деформационного преобразующего элемента. Геометрически она определяется его габаритными размерами, а также теми показателями, которые он демонстрирует под влиянием нагрузки. Тяговое усилие по своему вектору направлено на преодоление сопротивления такого устройства, как передаточный механизм, а также пружин уравновешивания и т.п.

Следует отметить, что для всех современных манометров весьма актуальными является такая проблема, как температурное расширение металла. Поскольку чувствительные элементы закрепляются в корпусах весьма жестко, то этот процесс существенно влияет на точность измерения. Чтобы она была высокой, необходимо произвести согласование коэффициентов температурного расширения различных конструктивных элементов прибора.

К его чувствительным элементам манометров предъявляются повышенные требования в том, что касается прочности, технологии и точности обработки. При их изготовлении важно выбрать оптимальные режимы таких процессов, как отжиг и последующая нормализация. Обязательно следует также принимать во внимание и такой неизбежный процесс, как «старение» металла.

В современных манометрах в качестве чувствительных элементов чаще всего используются многовитковые трубчатые пружины; одновитковые пружины Бурдона; спиральные пружины; сильфоны; мембраны различных типов.

Принцип работы трубки Бурдона

Один конец С-образной трубки Бурдона открыт, второй, именуемый наконечником — закрыт. Открытый конец соединяется с муфтой, имеющей впускное отверстие внутрь трубки. Источник давления подсоединяется к муфте, таким образом давление идет от источника через впускное отверстие и попадает в трубку.

При приложении давления трубка Бурдона приходит в движение. В зависимости от конструкции элемента и вида приложенного давления трубка стремится либо выпрямиться, либо свернуться спиралью. Правда, смещение наконечника при приложении давления незначительно, в большинстве случаев оно составляет не более одного сантиметра. При этом величина смещения наконечника пропорциональна величине приложенного давления. Манометр, с которым соединен наконечник, преобразует это небольшое смещение наконечника в движение стрелки, которое может быть считано.

Трубка Бурдона: подробно простым языком

С-образная трубка Бурдона

Параметры манометров

При выборе манометров следует учитывать следующие параметры:

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

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

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

Виды трубок Бурдона

Помимо С-образной трубки Бурдона существует спиральная трубка Бурдона, принципиальное устройство которой то же, что и у С-образной, за исключением того, что трубка в данном случае имеет форму спирали.

Такая намотка делает возможным распрямление трубки в большей степени, чем С-образной. В конечном итоге смещение наконечника трубки при приложении давления больше, чем у С-образной. Поскольку для некоторых измерительных приборов требуется большее смещение, чем у С-образной трубки, такое увеличение с использованием спиральной трубки считается преимуществом.

Спиральная трубка Бурдона

Также существует винтовая трубка Бурдона, конструкция которой очень сходна с конструкцией С-образной и спиральной трубок. Одно основное отличие заключается в следующем: в винтовой трубке витки намотаны винтообразно вплотную друг к другу. Это делает конструкцию трубки значительно более компактной по сравнению с другими, она может использоваться в ограниченном пространстве. Так же, как и спиральная, винтовая трубка имеет большее смещение наконечника по сравнению с С-образной.

Винтовая трубка Бурдона

Как работает пружинный манометр?

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

Для чего манометр заполняют глицерином?

Что такое образцовый манометр

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

Виды манометров

Сегодня представлено три вида автомобильных манометров:

механический;
реечный;
цифровой.

Механический. Особенность таких манометров состоит в их простой конструкции и надежности. Стоимость прибора низкая, относительно реечных и цифровых приборов. Главное достоинство — моментальное и точное показание давления, доступность прибора (продается в каждом автомагазине), а также надежность. Единственный недостаток — чувствительность к влаге.

Некоторые механические манометры не только показывают давление, а позволяют выпустить избыток воздуха для достижения необходимых показателей. Для этого на трубке манометра расположена кнопка спуска давления.

Рекомендуется приобретать более дорогие модели с металлическим корпусом, которые отличаются четкими и правильными показателями.

Реечный. Корпус может быть пластиковым или металлическим, штуцер интегрирован в корпус или имеется гибкий шланг около 30 см. Принцип работы схож с механическим манометром, стоимость такая же низкая, однако корпус часто подвержен повреждению.

Цифровой. Удобен тем, что показывает значение давления до сотых. Отличается более четкими показаниями, имеется подсветка дисплея, однако зимой прибор может выдавать значения с погрешностями. Электронный манометр самый компактный, но пластиковый корпус требует аккуратности использования, иначе есть риск раздавить корпус.

Как устроен диафрагменный манометр?

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

Диапазон измерения диафрагменного манометра зависит от жесткости и площади мембраны.

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

Принцип действия

Простейший механический манометр работает следующим образом: главная деталь — трубка Бурдона, которая при нагнетании давления воздуха двигает стрелку. При подключении к вентилю, давление воздуха действует на латунную трубку, которая стремится разогнутся, за счет чего другой конец трубки действует на тягу, перемещая стрелку. Подобный принцип действия распространяется и на мембранный манометр.

Манометр

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.

О чем эта статья:

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).

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.

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.

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/м 2 . Определите давление бензина на дно канистры. Ускорение g равно 9,8 H/кг.

Решение:

Согласно формуле, определяющей давление жидкости на стенки сосуда:

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?

Как работают жидкостные манометры и как ими пользоваться?

Жидкостные манометры – профессиональные приборы, решающие проблему высокоточного измерения жидкостной среды. В статье мы рассмотрим их внешний вид, схему работы, разновидности, расскажем об их использовании.

Устройство и принцип действия

Функционирование жидкостного манометра базируется на принципе сообщающихся сосудов. Фиксируемое давление уравновешивается массой жидкостного наполнителя. Его уровень передвигается на высоту, которая пропорциональна прилагаемой нагрузке. Схема прибора проста.

Измерительная система выглядит как стеклянная трубка с парой колен, наполненная рабочей средой. Учитывая, что на ее поверхности образуется лишь атмосферное давление, вещество останавливается на одинаковом уровне. Значения измерений указывают в единицах раствора (дюймах, см, мм жидкости, ртутного столба).

Например, если в трубке налита ртуть, данные указываются в мм ртутного столба. В случае повреждения такого прибора велик риск заражения ядовитыми парами. Ртутные манометры отличаются узостью диапазона измеряемых давлений.

Такие устройства снабжаются ртутоуловителями. Они применяются на практике как образцовые приборы для градуировок шкал.

Уровни рабочей среды совпадают в случае равенства давлений над ними. Если они не равны, то принимают положение, при котором избыток давления в первом сосуде уравновешивается давлением избытка жидкостного столба во втором. У многих изделий уровень рабочей среды видимый. По его показателю определяются значения проведенных замеров.

Приборы не только точны, но и отличаются стабильностью показаний. У них минимальная погрешность, оптимальная скорость установки и пуска. Они взрывобезопасны, однако характеризуются недостаточной механической прочностью стеклянных трубок. Их минусами являются незначительность пределов измерений, а также невозможность передачи в дистанционном формате, автоматической фиксации показаний.

В промышленном использовании и лабораторных условиях применяют разные модификации жидкостных манометров. Чаще других востребованы несколько вариантов устройств. Они просты и надежны, поэтому отличаются широким спектром применения. Сегодня их используют для определения разницы давления, его избыточности, разрежения, замера атмосферной нагрузки.

U-образные

В основе данных приборов сообщающиеся сосуды с конкретным давлением по одному либо нескольким уровням жидкости. Первый конец трубки соединен с системой для проведения замеров. Второй герметично спаянный либо свободно сообщается с атмосферой. Стороны устройства имеют одинаковую длину.

Трубка устанавливается на металлическое основание. У нее полистирольная шкала, градуированная в мм.

Для выполнения замеров избытка давления в один конец поступает среда при свободном втором. Так же измеряется и вакуумметрическое давление. У прибора симметричная разметка на шкале. Жидким веществом может быть вода, ртуть или спирт. Двухтрубные устройства применяются в сферах медицины, метеорологии, промышленности, трубопроводах.

Чашечные

Однотрубный жидкостный манометр работает так же, как и традиционные U-образные аналоги. Однако в сравнении с ними у него нет второй трубки. Вместо нее в конструкции предусмотрена емкость, площадь которой гораздо больше площади сечения базовой трубки. По сути, устройство состоит из чашки с отверстием внизу, к которому подсоединена открытая трубка.

В отличие от предыдущего прибора здесь применяется только жидкостный столб, нет потребности в вычислении суммарных колебаний уровней жидкости. Рабочей жидкостью может быть вода либо ртуть. Ее заливают в сосуд до нулевой отметки шкалы. Приборы используют для тарировки, а также поверки рабочих приборов, реже они являются рабочими устройствами.

Кольцевые

Кольцевые модификации, именуемые кольцевыми весами, высокоточны. Их жидкостный столб расположен в кольцевом канале. Разность давлений приводит к перетеканию жидкости. Когда измеряется давление, центр тяжести перемещается, сдвигая стрелку указателя. При измерении устройством фиксируется наклонный угол оси кольцевого канала.

Прибор имеет вид металлической трубки, изогнутой в кольцо и закрепленной на призме. В нижнюю часть кольца подается жидкость, в верхней есть перегородка. Равномерность шкалы обеспечивается особым лекальным устройством. Манометры такого типа используют для измерения давления и его перепада, определения вакуума. Они надежны и просты в исполнении.

Жидкостно-поршневые

Измерительная система данных приборов содержит в качестве одного из элементов жидкость. Однако работают устройства по-другому. В ходе проведения измерений происходит вытеснение напором стороннего штока и уравновешивание его уровня посредством калиброванных грузов.

При подборе необходимых параметров веса штока с грузами обеспечивается его подъем на уровень, который пропорционален измеряемому давлению.

Давление в данном случае вычисляется противовесовой массой, геометрическими значениями устройства, углом поворота корпуса. У корпуса есть 2 измерительные камеры, необходимые для подачи давления по имеющимся шлангам. Сфера применения устройств аналогична.

Применение

Пользоваться манометром несложно. Измеряемое давление напрямую связывается с плотностью рабочей среды, которая применяется в приборе. Прежде чем приступить к использованию, нужно уточнить, какой тип жидкости является рабочей средой (вода, спирт, ртуть).

Кроме того, имеет значение определение вида давления. Если трубки классического U-образного прибора открыты, жидкость будет подвергаться атмосферному давлению. Бывает, что они закрыты и присоединены к источнику давления. Когда концы трубок открыты, одинаковый уровень жидкости объясняется идентичным давлением, оказываемым на них.

При приложенном давлении на второй столб жидкостный уровень в первой трубке увеличивается. При этом высота второго столба снижается. Шкала устройства демонстрирует фактическую разность между приложенным и атмосферным давлением.

Однако при проведении такого измерения нужно помнить о смещении показателей высоты в обеих трубках.

Зачастую шкала прибора имеет специальное устройство, позволяющее регулировать положение самой шкалы. Прежде чем приступить к проведению измерений, нужно удостовериться в совпадении уровня жидкости в обеих трубках. После этого нужно проследить за тем, чтобы оба уровня совпали с отметкой на шкале. Данное обнуление способствует получению более точных данных, исправной работе прибора, говорит о чистоте используемой жидкости.

Манометры используют для измерения не только небольших, но и отрицательных давлений.

U-образные устройства с используемой водой применяются как напоромеры, тягонапоромеры и тягомеры при диагностировании воздушного напора, а также неагрессивных газов. Диапазон определений жидкостных манометров задается показателем высоты в трубке (размерами самого прибора и плотности используемого вещества).

Устройства применяют для градуировки манометров иных разновидностей, которые предназначены для измерения небольшого атмосферного давления, вакуума и разности давлений.

Чашечные (одно- и двухчашечные) модификации применяются для замера разницы давлений до 3 МПа. Их именуют микроманометрами с наклонной трубкой. Они безынерционные, относятся к усилительным звеньям. При увеличении чувствительности приборов автоматически уменьшается диапазон измерений микроманометров.

Условия их эксплуатации задаются температурой и ускорением падения в месте проведения замеров. Из-за воздействия температуры происходит изменение плотности, используемой для уравновешивания давления. Кроме того, изменяется длина шкалы. Погрешности измерений объясняются неточностями шкал, ошибками при отсчетах высот жидкостных столбов.

Особенности металлических манометров и их использование

Металлический манометр – компактный прибор, посредством которого удается максимально точно определить показатели давления в газообразных, парообразных и жидких средах. Стоит разобраться в популярных видах подобных изделий, а также понять, как действует устройство.

Устройство и принцип работы

Металлический манометр – прибор, оснащенный прочным корпусом из металла и богатой на комплектующие конструкцией. Подобное устройство считают одним из наиболее распространенных, поэтому активно используют в следующих системах:

А также устройством оснащают баллоны, автоклавы и компрессоры для своевременного снятия необходимых показателей и предотвращения аварийных ситуаций. Корпус манометра выполнен в виде цилиндра, диаметр которого может быть разным. Наиболее часто используемые приборы обладают диаметром в 50 мм. Дополнительные элементы конструкции:

прозрачная крышка из стекла;

шкала с предусмотренными отметками;

трубка, оснащенная резьбой.

Последняя предусмотрена для последующего ввинчивания в требуемое отверстие, где нужно определить давление. Когда в емкость поступает давление, находящаяся внутри среда, проникая через отверстие, прижимает механизм манометра. Результатом становится движение стрелки, что образует определенный угол, и таким образом указывает на актуальный показатель параметра. Чем выше в созданной сфере давление, тем дальше будет отклоняться стрелка.

Манометр – востребованный во многих системах прибор, назначение которого кроется в измерении показателей давления и определении работоспособности устройств, механизмов, а также он предупреждает любые аварии. Выделяют несколько видов манометров.

Образцовый. Особенность прибора в том, что его используют не для измерения давления, а для проведения поверки другой измерительной техники. Посредством работы такого устройства удается определить показания избыточного давления в любой среде. К плюсам образцовых моделей относят точный механизм с минимальной погрешностью.

Общетехнический. С его помощью определяют точность показателей давления паров и газов, а также жидкостей, не способных превратиться в лед. Максимальный класс точности лежит в пределах от 1,0 до 2,5. Среди преимуществ – высокая устойчивость к вибрации, возможность установки на движущихся объектах.

Электроконтактные. Применимы с целью контроля за оборудованием, которое работает в опасных условиях. При помощи прибора удается своевременно получить сигнал о достижении верхней отметки опасной нагрузки, что способна привести к разрушению целой системы. Подходит для измерения показателей в парах, газах, жидкостях. Особенность конструкции – встроенный механизм управления электроцепями. Другими словами, когда показатель, который определяет прибор, превышает требуемую отметку, устройство автоматически отключает отвечающее за нагнетание давления оборудование.

Специальный. В основном используется для работы с газами разных типов. Особенность – цветной корпус, что определяет тип газа, к которому подходит прибор. Производителями подобных устройств также предусмотрена особая маркировка на шкале. Максимальный класс точности не опускается ниже 1,0 и не поднимается выше 2,5.

Самопишущий. Устройство востребовано в сферах, где необходимо не только визуальное наблюдение за шкалой, но также отслеживание показателей на соответствующем графике. Манометры такого типа самостоятельно формируют диаграмму, которая позволяет отследить динамику изменения показателей в зависимости от назначенного временного промежутка. Устройства довольно часто встречаются в лабораториях, также востребованы в пищевой промышленности и на электростанциях.

Судовые. Используются преимущественно на судах, предназначены для работы с любыми средами: от жидкостей до паров. Среди особенностей – защищенный от атмосферного воздействия корпус и широкий ассортимент устройств.

Железнодорожный. Создан, чтобы отслеживать показатели избыточного давления в механизмах, предназначенных для обслуживания рельсового электротранспорта. К преимуществам приборов относят стойкость к вибрациям и высокий класс точности.

Существуют и другие классификации манометров. Одна из них – деление по типу используемого в конструкции внутреннего механизма. Он может быть:

Первый используется там, где требуется измерение давления столба жидкости. Пружинные манометры считаются самыми востребованными благодаря простой конструкции и высокой точности измерений. Мембранные приборы устроены по принципу пневматической компенсации, что предусматривает наличие специальной мембраны. Особенность электроконтактных в возможности автоматического контроля и регулировки давления.

Наконец, дифференциальные манометры представляют собой довольно сложный механизм, который отличается своей восприимчивостью к давлению и отображением точных результатов.

Металлические манометры востребованы во многих сферах: от нефтедобывающей до промышленной и даже пищевой. Подобные устройства устанавливают в котельных, на баллонах и других емкостях, где требуется отслеживание показателей давления с целью организации безопасной транспортировки или безаварийного использования.

Каждый манометр рассчитан для работы на определенном диапазоне давления. Поэтому стоит тщательно подойти к выбору прибора. Особое внимание следует уделить таким характеристикам.

Габариты. Не нужно покупать большие манометры, если планируется их установка на газовые баллоны или домашние котельные. В то же время маленькие приборы не подойдут для обслуживания габаритных систем.

Диапазон измерений. Здесь стоит принимать во внимание условия эксплуатации прибора и системы. Если речь идет о транспортировке опасных и взрывоопасных жидкостей, газов или паров, предпочтение лучше отдать приборам с высоким классом точности.

Вид. Производители выпускают широкий ассортимент оборудования для измерения показателей давления. Существуют специальные металлические манометры для железнодорожной и судостроительной сфер.

Устойчивость к вибрациям. Особенно актуально, если планируется транспортировка баллонов или жидкостей, газов, паров по различным системам.

Срок службы. Чем дольше служит прибор, тем меньше финансовых затрат на его замену и обслуживание.

Диапазон рабочих температур. От этого зависит возможность установки и использования металлического манометра в суровых условиях с максимально низкими или высокими температурами.

А также стоит уделить внимание резьбе прибора. Важно, чтобы она подходила. Наконец, необходимо учитывать основные функции устройства в выбранной системе и предварительно изучать характеристики модели.

Металлический манометр – надежный прибор для отслеживания показателей давления в жидкостях, газах и парах, вне зависимости от условий их эксплуатации. При помощи подобного оборудования удастся продлить срок службы систем или баллонов, а также предотвратить возникновение аварийных ситуаций.

Устройство и принцип работы манометра

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

Рассмотрим принцип действия манометров разных типов.

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

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

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

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

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

Цементных и бетонновых насосах
Системах транспортировки сточных вод
На коксовом производстве

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

Шкала манометра

Условное обозначение манометров

В обозначении прибора указывается:

Функциональное назначение прибора
- ДМ - манометр;
- ДВ - вакуумметр;
- ДА - мановакуумметр;
- ДТ - тягомер;
- ДН - напоромер;
- ДГ - тягонапоромер.
Серийный или порядковый номер манометра
Величина измеряемого давления
Единицы измерения
Класс точности

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

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

Читайте также: