Металлический манометр назначение прибора
Обновлено: 16.05.2024
Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.
Медная трубка согнута полукольцом. Под давлением воздуха пытается разогнуться, приводя в движение стрелку на ее конце. После отключения давления возвращается в свое состояние.)))
Для измерения давления используют манометры и барометры. Барометры используются для измерения атмосферного давления. Для других измерений используются манометры. Произошло слово манометр от двух греческих слов: манос – неплотный, метрео – измеряю.
Трубчатый металлический манометр
Существуют различные типы манометров. Рассмотрим подробнее два из них. На следующем рисунке изображен трубчатый металлический манометр.
Его изобрел в 1848 году француз Э. Бурдон. На следующем рисунке видна его конструкции.
Основные составные части это: согнутая в дугу полая трубка (1), стрелка (2), зубчатка (3), кран (4), рычаг (5).
Принцип действия трубчатого манометра
Один конец трубки запаян. В другой конец трубки, с помощью крана соединяется с сосудом, в котором необходимо измерить давление. Если давление начнет увеличиваться, трубка будет разгибаться, при этом воздействуя на рычаг. Рычаг через зубчатку связан со стрелкой, поэтому при увеличении давления стрелка будет отклоняться, указывая давление.
Если же давление будет уменьшаться, то трубка будет сгибаться, а стрелка двигаться в обратном направлении.
1Закрытый жидкостный манометр. [1]
Металлический манометр ( рис. 140) состоит из изогнутой металлической трубки, запаянной с одного конца, другой конец трубки присоединяют к резервуару, давление в котором должно быть измерено. Под действием поступающего в трубку газа или жидкости трубка стремится разогнуться. Конец трубки соединен со стрелкой, которая указывает давление по шкале. Приборы, служащие для измерения атмосферного Давления, называют барометрами. [2]
Металлические манометры бывают трубчатые и пластинчатые. При атмосферном давлении стрелка манометра показывает 0 кг / см2, что соответствует давлению 1 эта. [3]
4Ртутный дифференциальный манометр. [4]
Металлические манометры просты по устройству и достаточно надежны в работе. [5]
Металлические манометры просты по устройству и достаточно надежны в работе. Для периодического контроля за исправностью манометров служат проверенные контрольные манометры. Манометр, находящийся в работе на аппарате, должен иметь пломбу с датой осмотра и проверки. [6]
Металлические манометры ( Вурдона) применяют в испытательных машинах путем непосредственного присоединения к рабочему гидравлич. [7]
8Пружинный манометр. [8]
Металлические манометры разделяются на мембранные, в которых основной рабочей частью являются стальные мембраны, и пружинные, с пустотелой трубкой-пружиной. [9]
Металлические манометры дают обычно невысокую точность измерения; они должны периодически проверяться и иметь паспорт. [10]
11Схемы дроссельных устройств хлораторов. | Схемы измерителей расхода газа, работающих на принципе сужения потока. | Схема работы смесительного. [11]
Замена жидкостных измерителей металлическими манометрами значительно повысила точность дозирования и упростила эксплуатацию аппарата. Смесительные устройства хлораторов должны обеспечивать максимальное поглощение газа водой. [12]
На рисунке 128 изображен металлический манометр. Основная часть такого манометра - согнутая в дугу металлическая трубка 1 ( рис. 129), один конец которой закрыт. Другой конец трубки посредством крана 4 сообщается с сосудом, в котором измеряют давление. При увеличении давления трубка разгибается и движение закрытого конца ее при помощи рычага 5 и зубчатки 3 передается стрелке 2, движущейся около шкалы прибора. При уменьшении давления трубка благодаря своей упругости возвращается в прежнее положение, а стрелка - к нулевому делению шкалы. [13]
Для измерения высоких давлений служил металлический манометр, для низких - закрытый с одной стороны ртутный воздушный манометр. [14]
Для измерения больших давлений употребляется металлический манометр ( рис. 59), состоящий из металлической изогнутой в виде завитка трубки. Один конец трубки неподвижно прикреплен к коробке манометра. Этот конец соединяется с сосудом, в котором измеряется давление. Другой, свободный, конец закрыт, и к нему присоединяется стрелка. Часто стрелка присоединяется не непосредственно, а при помощи рычагов и зубчатой рейки с колесом. [15]
МАНОМЕТРЫ
Манометрами называются приборы для измерения давления жидкости, пара или газа. Они подразделяются на барометры, манометры избыточного давления, вакуумметры и манометры абсолютного давления.
Единицы измерения давления:
– Паскаль (Па, кПа, МПа);
– килограмм силы на единицу площади (кгс/м2, кгс/см2);
– миллиметры ртутного столба (ммрт.ст.);
– миллиметры водяного столба (ммв.ст.).
Соотношение между единицами давления различных систем измерений:
| Единица | Коэффициент перевода | |||
| давления | кгс/м 2 или мм в. ст. | кгс/см 2 | ммрт.ст. | Па |
| 1кгс/м 2 1мм вод.ст. | 10 -4 | 73,556 10 -3 | 9,80665 | |
| 1кгс/см 2 | 10 4 | 735,56 | 98066,5 | |
| 1мм рт.ст. | 13,6 | 1,36 10 -3 | 133,322 | |
| 1Па | 0,101 | 10,2 10 -6 | 7,5 10 -3 | |
| 1бар | 10,2 | 1,02 | - | 10 5 |
Манометры по области их применения подразделяются на:
– технические общего назначения;
– технические специального назначения;
– манометры для сверхвысоких давлений (свыше 1000 кгс/см2);
– приборы с дополнительными устройствами, которые формируют дискретные или аналоговые сигналы обеспечивающие связь датчиков со схемами управления, сигнализации, противоаварийной защиты, блокировки контролируемого технологического процесса.
Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабжены манометрами прямого действия. Манометр устанавливается на штуцере сосуда или трубопроводе между сосудом и запорной арматурой.
На шкалах манометров может указываться химическая формула или наименование газа, для которого предназначен прибор.
Манометры, где чувствительным элементом является трубчатая одновитковая пружина, относятся к наиболее распространенным.
Действие их основано на использовании зависимости между упругой деформа-
цией чувствительного элемента и внутренним давлением.
Величина деформации пружины, вызванная изменением давлением в ее полости, с помощью передаточного механизма преобразуется во вращательное движение стрелки, пропорциональное деформации пружины, а значит и измеряемому давлению.
Манометры выпускаются следующих классов точности: 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4 (цифры расположены в порядке уменьшения значения класса точности приборов).
Класс точности – это предельно допустимая относительная погрешность прибора, приведенная к диапазону его шкалы, выраженная в процентах.
Выбор прибора по этому параметру определяется проектным решением на применяемые средства измерения и диктуется требованиями к технологическому процессу и стоимостью прибора (чем выше класс точности датчика тем выше его стоимость, требования к обслуживанию и затрат на ремонт и поверку).
Исполнение и размеры корпуса прибора должно соответствовать его месту установки и способу крепления.
Манометры должны иметь класс точности не ниже: 2,5 – при рабочем давлении сосуда до 2,5 МПа (25 кгс/см2); 1,5 – при рабочем давлении сосуда выше 2,5 МПа (25 кгс/см2). Исполнение и размеры корпуса прибора должно соответствовать его месту установки и способу крепления.
Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы.
На шкале манометра должна быть нанесена красная черта, указывающая рабочее давление в аппарате, трубопроводе и другом оборудовании, где установлен прибор. Взамен красной черты разрешается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластину, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.
Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу.
Манометры имеют три типа размера корпуса (шкалы): 100; 160; 250 мм.
Этот конструктивный параметр определяет максимальную высоту установки прибора от стационарной площадки для контроля за их показателями:
– на сосудах, трубопроводах и котлах приборы, устанавливаемые на высоте до двух метров должны иметь диаметр корпуса не менее 100 мм;
– на сосудах и трубопроводах на высоте от двух до трех метров – не менее 160мм;
– на сосудах на высоте более трех метров манометры и т.п. не устанавливаются;
– на котлах на высоте от двух до пяти метров – диаметром не менее 160мм;
– на котлах выше пяти метров – диаметром 250мм;
– на трубопроводах на высоте от трех до пяти метров – диаметром не менее 250мм.
Манометры и соединяющие их с сосудом трубопроводы должны быть защищены от замерзания.
В необходимых случаях манометр в зависимости от условий работы и свойств
среды, находящейся в сосуде, должен снабжаться или сифонной трубкой, или масляным буфером, или другими устройствами, предохраняющими его от непосредственного воздействия среды и температуры и обеспечивающими его надежную работу.
Один раз в год приборы проходят поверку. Поверка осуществляется Новгородским центром стандартизации и метрологии (НЦСМ). На манометры, прошедшие поверку, наносится личное клеймо поверителя с указанием года и квартала, когда она выполнена.
Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев должна производиться контрольная проверка рабочих манометров службой КИПиА подразделения контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок. Снятие и установку манометров на технологические аппараты и трубопроводы выполняет механическая служба. При измерении давления жидкости в трубопроводе манометр присоединяют через трехходовой кран или заменяющее его устройство. Трехходовой кран позволяет включить и отключить манометр, поверить нулевую точку и продуть соединительную линию, а также поверить прибор в рабочей точке контрольным манометром. Если погрешность проверяемого прибора укладывается в его класс точности, то он считается пригодным к дальнейшей эксплуатации.
Манометр не допускается к применению в случаях:
– просрочен срок поверки;
– отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении поверки;
– стрелка при его отключении не возвращается к нулевому показанию шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;
– разбито стекло или имеются повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний.
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.
Применение
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.
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.
Манометры
Из предыдущих уроков мы знаем, что для измерения атмосферного давления используют барометры: ртутные и анероиды.
Но как измерить давление воздуха, существенно отличающееся по величине от атмосферного давления? Для этого тоже существуют специальные приборы, речь о которых и пойдет на данном уроке.
Определение и виды
Как называют приборы для измерения давлений, больших или меньших атмосферного?
Манометр (от греческого «манос» — «редкий, неплотный» и «метрео» — «измерять») — это прибор, используемый для измерения давлений больших или меньших атмосферного.
Манометры бывают двух основных видов: жидкостные и металлические. Давайте рассмотрим устройство и принцип работы каждого из них.
Открытый жидкостный манометр
Устройство открытого жидкостного манометра представляет собой двухколенную стеклянную трубку, наполненную жидкостью (рисунок 1). К одному концу стеклянной трубки прикреплена резиновая трубка. Она соединена с плоской коробочкой, затянутой резиновой пленкой.
Почему в открытом манометре уровни однородной жидкости в обоих коленах одинаковые?
Трубка такого манометра представляет собой сообщающиеся сосуды. Так как на поверхность жидкости действует только атмосферное давление, она устанавливается на одинаковом уровне.
Измерение давления воздуха с помощью жидкостного манометра
Что произойдет, если мы надавим пальцем на пленку? На рисунке 2 видно, что уровень жидкости в колене манометра, который соединен с резиновой трубкой, понизится.
Вспомним закон Паскаля: давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях. Значит, когда мы надавили на пленку, мы увеличили давление воздуха в коробке.
Сама коробка соединена с коленом стеклянной трубки. Значит, давление передается и на жидкость в этом колене. Обозначим его «первым». То есть давление в первом колене будет больше давления во втором, потому что на второе колено действует только атмосферное давление воздуха.
Мы увидим, что жидкость придет в равновесие и остановится. Это случится, когда избыточное давление в первом колене сравняется с давлением избыточного столба жидкости в другом.
От силы нажатия на пленку будет зависеть оказываемое давление. Чем сильнее мы будем нажимать, тем выше будет избыточный столб жидкости. Значит, изменение давления связано с высотой этого избыточного столба.
Измерение давления жидкости с помощью жидкостного манометра
С помощью жидкостного манометра мы можем измерить давление и в жидкостях. Обратите внимание на рисунок 3, а.
Конструкция манометра не изменена. Но тем не менее мы можем погрузить коробочку, обтянутую пленкой, в емкость с водой. Чем глубже находится коробочка, тем больше становится разность высот жидкости в коленах манометра (рисунок 3, б). Можно сказать, что тем большее давление производит жидкость в емкости.
Как показать, что давление в жидкости на одной и той же глубине одинаково по всем направлениям?
Для этого нам нужно переворачивать коробочку в разные стороны на одной глубине. Мы увидим, что показания манометра не будут меняться.
Давление в жидкости по всем направлениям на одной глубине/высоте одинаково.
Металлический манометр
Внешний вид металлического манометра представлен на рисунке 4. А вот его внутреннее устройство может быть двух разных типов. Рассмотрим каждый из них.
Устройство металлического манометра 1-го типа
Внутренне устройство металлического манометра 1-го типа показано на рисунке 5.
Изогнутая пустотелая трубка 1 запаяна с одного конца. С другой стороны она соединяется с краном 4. Этот кран сообщается с сосудом, в котором необходимо измерить давление.
При увеличении давления трубка начинает разгибаться. При помощи рычажного механизма 4 и зубчатки 3 она передает движение стрелке 2. Так стрелка начинает двигаться вдоль шкалы прибора.
Трубка обладает некоторой упругостью. Поэтому при уменьшении давления она возвращается в свое изначальное положение. Стрелка же возвращается к нулевому делению шкалы.
Устройство металлического манометра 2-го типа
На рисунке 6 представлено устройство металлического манометра 2-го типа.
Различие в строении заключается только в том, что трубка 1 запаяна с двух сторон. При этом она имеет выход для подключения к сосуду, в котором необходимо измерить давление. Также здесь присутствуют две тяги (рычага) 2. При разгибании трубки, они заставляют стрелку 3 двигаться вдоль шкалы прибора.
Заметим, что, несмотря на небольшие различия в устройстве (рисунки 5 и 6), принцип действия металлических манометров остается одним и тем же.
Применение манометров
Манометры являются одними из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах. Например, в котлах отопления, газопроводах, водопроводах, компрессорах, автоклавах, баллонах, баллонных пневматических винтовках и т. д.
Преимущества работы с ними очевидны. Они помогают держать под контролем уровень давления в различных механизмах.
Читайте также: