Дифманометр принцип работы: Дифференциальный манометр — Википедия – виды, принцип работы и производители — RC74 — интернет-магазин радиоуправляемых моделей

Содержание

Дифференциальный манометр — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Символическое изображение дифманометра на схеме.

Дифференциа́льный мано́метр, дифмано́метр — прибор для измерения перепада давлений. Применяется для измерения уровня жидкостей в резервуарах под давлением или расхода жидкости, газа и пара с помощью диафрагм методом измерения перепада давления на сужающем устройстве. Называется также датчиком разности давлений.

По устройству различаются:

жидкостные дифманометры (трубные, поплавковые, кольцевые и колокольные), в которых измерение осуществляется по высоте столба жидкости
механические дифманометры (мембраные и сильфонные), в которых измерение осуществляется по упругой деформации чувствительного элемента — сильфона или мембраны.
цифровые дифференциальные манометры, позволяющие измерить не только разность давлений газа в вентиляциях, газоходах, но и скорость воздушного потока, температуру и влажность (измерения с помощью пневмометрических трубок). Такие дифманометры используются при мониторинге окружающей среды, при проведении аэродинамических исследований, при экологическом анализе выбросов различных производств и при постоянном контроле вентиляции производственных помещений.

Применяемые в дифманометрах мембраны делятся на упругие и эластичные (вялые). Упругая мембрана — гибкая круглая плоская (плоская мембрана) или гофрированная (гофрированная мембрана) пластина, способная получить прогиб под действием давления. Гофры увеличивают жёсткость мембраны и её способность к деформации. Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увеличением давления, поэтому здесь в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготовляют из различных марок стали, бронзы, томпака, латуни и т. д. Эластичные (вялые) мембраны изготавливаются из резины на тканевой основе в виде одногофровых дисков. Используются для измерения небольших избыточных давлений и разрежений. Также используется (орбитальная сварка чистых труб) для измерения разницы давлений между атмосферой и потоком в трубе.

принцип действия, типы и виды. Как выбрать дифференциальный манометр

Давление в газообразных и жидких средах относится к важнейшим показателям, измерение которых требуется для обслуживания коммуникационных и технологических систем. К рабочим объектам относятся различные фильтры, трубопроводные комплексы, устройства для кондиционирования и вентиляции. Используя дифференциальный манометр, пользователь выявляет не только характеристики действующего давления, но также получает возможность фиксировать разность между динамическими показателями. Знание этих данных облегчает контроль системы и повышает надежность эксплуатации. Помимо того, дифманометры применяются и для измерения расхода жидкости, газа или сжатого воздуха.

Принцип работы

В большинстве манометров технология определения и расчета данных базируется на деформационных процессах в специальных измерительных блоках, например, в сильфонном. Этот элемент выступает индикатором, воспринимающим перепады давления. Блок становится и преобразователем разности в показателях давления – пользователь получает информацию в виде перемещения стрелки указателя на приборе. Кроме того, данные могут быть представлены в Паскалях, охватывая весь измерительный спектр. Такой способ отображения информации, к примеру, обеспечивает дифференциальный манометр Testo 510, который в процессе измерения избавляет пользователя от необходимости держать его в руке, так как на задней стороне прибора предусмотрены специальные магниты.

В механических же устройствах главным индикатором служит расположение стрелки, контролируемое рычажной системой. Движение указателя происходит до момента, пока перепады в системе не перестанут оказывать воздействие определенной силы. Классический пример данной системы показывает дифференциальный манометр ДМ серии 3538М, который обеспечивает пропорциональное преобразование дельты (разности давления) и предоставляет результат оператору в виде унифицированного сигнала.

Классификация

Ввиду сложности процессов измерения давления, характеристик рабочих сред и дальнейшего преобразования существует несколько вариантов дифференциальных манометров для работы в разных условиях. Кстати, дифференциальный манометр, принцип действия которого во многом определяется его конструкцией, по своему устройству ориентируется на возможность применения в конкретных средах – следовательно, из этого производится и классификация. Итак, производители выпускают следующие модели:

Группа жидкостных дифференциальных манометров, в которую входят поплавковые, колокольные, трубные и кольцевые модификации. В них измерительный процесс происходит на основе показателей жидкостного столба.
Цифровые дифманометры. Считаются наиболее функциональными, поскольку дают возможность измерять не только характеристики перепадов давления, но и скорость потоков сжатого воздушного, показатели влажности и температуры. Ярким представителем этой группы является дифференциальный манометр Testo, который также применяется в системах мониторинга окружающих сред, в аэродинамических и экологических исследованиях.
Категория механических устройств. Это сильфонные и мембранные версии, обеспечивающие измерение посредством отслеживания характеристик чувствительного к давлению элемента.

Двухтрубные модели

Данные приборы используются для измерения показателей давления и определения разностей между ними. Это устройства с видимым уровнем, который обычно представлен в U-образной форме. По конструкции такой дифференциальный манометр представляет собой установку из двух вертикальных сообщающихся трубок, которые фиксируются на деревянной или металлической основе. Обязательным компонентом устройства является и пластинка со шкалой. В ходе подготовки к измерению трубы заполняют рабочей средой.

Далее в одну из труб начинается подача измеряемого давления. Одновременно с этим вторая труба взаимодействует с атмосферой. В процессе измерения дельты обе трубки испытывают измеряемое давление. Двухтрубный дифференциальный манометр с жидкостным заполнением используется для измерения показателей разрежения, давления неагрессивных газов и воздушных сред.

Однотрубные модели

дифференциальный манометр принцип действия

Однотрубные дифманометры обычно используются, если необходимо получить результат высокой точности. В таких устройствах применяется и широкий сосуд, на который действует давление с наибольшим коэффициентом. Единственная же трубка фиксируется к пластинке со шкалой, демонстрирующей данные разности, и сообщается с атмосферной средой. В процессе измерения перепадов давления с ней взаимодействует наименьшее из давлений. Рабочая среда заливается в манометр дифференциального давления до того момента, пока не будет достигнут нулевой уровень.

Под воздействием давления определенная доля жидкости перетекает в трубку из сосуда. Так как объем рабочей среды, которая переместилась в измерительную трубку, соответствует объему, вышедшему из сосуда, однотрубный дифманометр предусматривает измерение высоты лишь одного жидкостного столба. Иными словами, сокращается погрешность измерения. Тем не менее, и приборы этого типа не избавлены от недостатков.

Отклонения от оптимальных значений могут быть обусловлены температурным расширением в измерительных компонентах прибора, плотностью рабочей среды и другими погрешностями, которые, впрочем, характерны для всех разновидностей дифманометров. Например, дифференциальный манометр цифровой даже с учетом поправок на показатели плотности и температурные коэффициенты также имеет определенный порог погрешности.

Мембранные дифманометры

дмц 01м дифференциальный манометр цифровой

Главный подтип механических дифференциальных манометров, который также разделяется на устройства с металлическими и неметаллическими измерительными элементами. В приборах с плоской мембраной из металла расчеты происходят на основе фиксации характеристик прогибов в измерительном компоненте. Распространен и дифференциальный манометр, в котором мембрана выступает разделительной перегородкой для камер. В момент деформации противодействующая сила формируется цилиндрической спиральной пружиной, разгружающей измерительный элемент. Так происходит сопоставление двух разных величин давления.

Также некоторые модификации мембранных устройств снабжаются защитой от одностороннего воздействия – эта особенность конструкции позволяет их применять в измерении показателей избыточного давления. Несмотря на активное внедрение электроники в метрологическую отрасль в целом, мембранные средства измерения остаются востребованными и даже незаменимыми в некоторых областях. Например, высокотехнологичный дифференциальный манометр ДМЦ-01м цифрового типа, несмотря на эргономичность и высокую точность, имеет ряд ограничений по использованию в условиях, где возможна эксплуатация мембранных устройств.

Сильфонные версии

В таких моделях измерительных элементом выступает гофрированный короб из металла, дополненный спиральной пружиной. Плоскость прибора разделяется сильфоном на две части. Наибольшее воздействие давления приходится на камеру вне сильфона, а наименьшее – во внутреннюю полость. В результате воздействия давлений с разными силами чувствительный элемент деформируется в соответствии с величиной, пропорциональной искомому показателю. Это классические манометры дифференциальные, показывающие результаты измерений стрелкой на циферблате. Но есть и другие представители этого семейства.

Другие механические версии

Менее распространены кольцевые, поплавковые и колокольные устройства измерения разности давлений. Хотя среди них встречаются относительно точные бесшкальные и самопишущие модели, а также приборы с контактными электрическими устройствами. Передача данных в них обеспечивается дистанционно опять же, посредством электрической связи или за счет пневматики. Для определения расходных показателей на основе переменных разностей также выпускают механические приборы с суммирующими и интегрирующими дополнениями.

Цифровые дифманометры

Устройства этого типа кроме основных функций измерения разницы в давлении способны определять динамические показатели рабочих сред. Такие приборы обозначаются маркировкой ДМЦ-01м. Дифференциальный манометр цифровой, в частности, используется в системах контроля вентиляции производственных объектов, позволяет рассчитывать показатели потребления газа, учитывая температурные корректировки, а также вести учет средних расходов по измеренным позициям. Устройство снабжено микропроцессором, который автоматически ведет учет измерений и накопления информации по газоходу. Все получаемые сведения о результатах работы отображаются на дисплее.

Устройство и работа ДМ-3583М

Дифманометры ДМ-3583М работают в комплексе с вторичными приборами дифтрансформаторной системы типа КСД2, КСД3, КВД1, а так же с другими.

Эти оба прибора являются абсолютно взаимозаменяемы, один дифтрансформатор может обслуживать несколько дифманометров, периодически подключаясь, не требуя тарировки.

Принцип действия дифманометра ДМ-3583М основан на деформации чувствительного элемента, который реагирует даже на незначительное воздействие давления, в результате перемещается плунжер дифтрансформатора, который жестко соединен с чувствительным элементом. Перемещение плунжера, преобразуется в пропорциональное значение взаимной индуктивности первичной и двумя секциями вторичной обмотки, которые подключены встречно.

Взаимная индуктивность на прямую зависит от перепада давления:

М (h) = M_д•(h/h_max) — М₁,

М (h) — значение взаимной индуктивности;

M_д— диапазон значений выходного сигнала;

h и h_{max —}

пределы допустимой погрешности дифманометра, в % от предельного номинального перепада давления;

М_{1 =}0 (для ДМ-3583М)

Рис. 1. Дифманометр

Чувствительным элементом ДМ-3583 (рис.1) является мембранный блок, который состоит из мембранных коробок 4 и 7, которые крепятся к перегородке 6. Сама перегородка 6 зажата двумя крышками 3 и 19 при помощи муфты 5 этим образует две рабочие камеры дифманометра (нижняя — плюс; верхняя — минус;).

Каждая мембранная коробка состоит из двух или четырех мембран. Внутренние полости мембранных коробок дифманометров между собой сообщаются. Через отверстие 20 эти полости наполняются этиленгликолем, после этого отверстие заваривается.

В нижнюю камеру дифманометра, (знаком минус), к штуцеру 2 подведен канал с давлением Р₁, а в верхнюю, к штуцеру 23 — подведен канал с давление Р_2.

Давление Р₁> Р_2,в результате в камерах дифманометра возникает разность давлений (перепад).

Принцип работы мембранной камеры дифманометра

Под действием давления нижняя мембранная коробка сжимается, тем самым уменьшает объем и вытесняет рабочую жидкость в верхнюю коробку — увеличивая её в объеме, тем самым перемещая шток, который жестко крепится к плунжеру дифференциального трансформатора, а это уже изменяет взаимную индукцию между первичной и вторичной обмоткой.

Чувствительный элемент продолжает деформироваться до тех пор, пока силы, которые возникают от перепада давления, будут уравновешены упругими силами мембранных коробок. В зависимости от назначения определенной модели дифманометра (номинальное значение перепада давления), мембранные коробки устанавливаются определенной жесткости.

При значительном воздействии давления с одной стороны (перегрузка) мембранная коробка не повредится, в таких ситуациях обе мембраны сложатся по профилю, при этом вытеснив рабочую жидкость во вторую мембранную коробку и это никак не повлияет на упругость мембраны, она останется в пределах допустимой упругости.

В верхней коробке находится ниппель 20, который соединен с плунжером 12 дифференциального трансформатора 16, сам плунжер расположен внутри разделительной трубки 18, в полости минусовой камеры.

На разделительной трубке находится катушка преобразователя, который резьбовым переходником 17 сопряжен с траверсой 10 и стопориться контргайкой 11.

Рис. 2. Схема электрическая принципиальная дифманометра:

а) ДМ-3583ФМ; б) ДМ-3583М.

На дифманометре ДМ-3583М установлен дифференциальный трансформатор , который состоит из первичной (компенсационной) и вторичной обмоток, размещенных на общем корпусе и защищены экраном. Защитный экран включает в себя две составляющие: неподвижный корпус 15, подвижный колпачок 14.

Представленная конструкция позволяет настраивать дифманометр с минимальной нелинейностью выходной зависимости, это настраивается плавным перемещением колпачка 14 по оси катушки.

После настройки, в ходе которой получают минимальную нелинейность выходной характеристики, положение колпачка 14 фиксируется винтами 13.

При настройки пределов измерения выходных сигналов используют потенциометр (переменное сопротивление R1) (Рис.2)

Монтаж дифманометра

Что такое манометр дифференциального давления

Вступление

Различные типы и виды измерений буквально окружают нашу жизнь. Мы сталкиваемся с измерительной аппаратурой буквально на каждом шагу, используя данные измерений, как что-то обыденное, как данность. Согласитесь, что смотря на спидометр своего автомобиля или электрический счетчик квартиры, вы вряд ли задумываетесь, что это измерительные приборы. Другое дело специалисты. Они должны знать, зачем и для чего нужен тот или иной измерительный прибор, как он работает и как им пользоваться.

Манометр дифференциального давления

Таким пространным вступлением, я хотел представить новую серию статей про различные измерительные приборы, самого широкого назначения. Далее читаем про манометр дифференциального давления или сразу выбирайте манометры деформационные дифференциального давления для своих нужд.

Назначение дифманометра, заложено в его названии. Манометр это прибор для измерений давления газа или жидкости. Дифференциальный означает, что прибор измеряет разницу двух величин сравнением. Читателям этого сайта хорошо знакомо понятие дифференциального тока, есть такое понятие и для давления. В отличие от абсолютного давления, нолём измерения которого является вакуум, дифференциальное давление сравнивает два давления, одно из которых выбрано за контрольное.

Например, у вас бак с закачанной в него жидкостью или газом. Жидкость (газ) находится под давлением величиной X. Со временем, уровень жидкости понизился, это значит, что давление упало до значения Y. Разница между этими давлениями и будет дифференциальное давление, которое должен показать манометр дифференциального давления.

Во многих технологических процессах падение давления технологически недопустимо и даже опасно. Дифференциальные манометры следят за этим, более того при достижении минимальных величин, манометры могут управлять отключением процесса или сигнализировать о проблеме.

Работает манометр дифференциального давления в газообразных средах и жидкостях. Идеально подходят и активно используются для измерений потерь давления в фильтрах кондиционирования, а также в системах вентиляции. Используются дифференциальные манометры в системах отопления и водоснабжения, для измерения разницы давлений при прохождении насосов и фильтров.

Как работает дифференциальный манометр

Механический дифференциальный манометр работает, сравнивая два давления, воспринимаемые упругой мембраной расположенной в манометре. При изменении давления с одной стороны мембраны она сдвигается, приводя в движение стрелку манометра.

В некоторых моделях дифманометра есть выводы на электронные контакты, которые позволяют подключить системы автоматики или сигнализации. Сигнализирующие устройства манометра могут быть с магнитным и без магнитным поджатием, с индуктивными или электронными размыкателями.

Манометры из нержавеющей стали могут работать в агрессивных средах.

Есть манометры дифференциального давления с встроенными в корпус элементами Холла, который преобразует механическое движение стрелки в электрический выходной сигнал.

Вывод

Из статьи мы узнали, что такое манометр дифференциального давления. Общая познавательная информация. Ссылка вначале статьи рабочая и имеет практическое значение для профессионалов.

©ehto.ru

Еще статьи

Поделиться ссылкой:

виды и классификация дифференциальных манометров

Современные технологические процессы требует точного измерения и регулирования параметров различных потоков (газ, пар, жидкость, химические компоненты), значения которых влияют на количественные и качественные показатели готовой продукции.

Наиболее распространены на производствах дифференциальные манометры (перепадомеры), содержащие преобразователь разности давления двух сред, по выходному сигналу которого можно судить о перепаде давления в двух точках замера, о расходе контролируемой среды, о ее уровне и т. п.

Классификация и типы

По методу измерения дифференциальные манометры подразделяются на две группы. Представителями первой группы являются механические дифманометры с чувствительными элементами в виде мембран, мембранных коробок или сильфонов. Вторую группу составляют жидкостные дифманометры с чувствительными элементами типа поплавка, колокола или полого кольца с внутренней перегородкой.

Определение величины давления в дифманометрах первой группы определяется величиной деформации упругих чувствительных элементов, а во второй группе – по величине уравновешивающего столба жидкости.

Обычно тип чувствительного элемента, воспринимающего давление контролирующей среды, содержится в названии дифманометров: мембранные, сильфонные, колокольные и т.п. Рассмотрим устройство и принцип действия каждого из этих типов.

Мембранные дифманометры. В этих приборах чувствительным элементом является металлическая или мягкая мембрана. С целью увеличения чувствительности мембраны выполняют гофрированными, из них изготавливают и мембранные коробки.

Конструктивно дифманометр (рис.1) представляет собой полый корпус с двумя герметичными камерами, образованными установкой мембраны. «Плюсовая» и «минусовая» камеры соединяются с точками отбора давления посредством импульсных трубок и вентильного блока.

Рис. 1 Мембранный дифманометр

Катушки дифтрансформатора
Пружина
Сердечник дифтрансформатора
Мембрана
Штуцера «плюсовой» (нижней) и «минусовой» (верхней) камер.

Изменение разности давлений вызывает изменение положения мембраны, причем сила давления, действующая на мембрану, компенсируется упругостью пружины. Вместе с мембраной перемещается и связанный с ней штоком сердечник дифтрансформатора, вызывая пропорциональное изменение выходного сигнала.

Сильфонные дифманометры. Чувствительным элементом в этих дифманометрах служит сильфон – гофрированная коробка или трубка, помещенный в герметичную полость корпуса. Внутренние полости корпуса и сильфона являются рабочими камерами, соединенными с точками отбора давления. Чем больше отличаются давления в рабочих камерах, тем больше перемещение подвижной части сильфона. Подвижная часть сильфона механически связана с преобразователем перемещения в электрический сигнал.

Колокольные дифманометры. Элементом, реагирующим на изменение давления служит колокол, полупогруженный в жидкость и меняющий свое положение в функции разности давлений. Давление от точек отбора подается внутрь колокола (плюсовая камера) и в полость с жидкостью (минусовая камера). Компенсация силы, действующей на колокол, осуществляется за счет упругости пружины.

Кольцевые дифманометры. В дифманометре этого типа чувствительный элемент представляет собой полое кольцо с внутренней перегородкой. Половина полости кольца заполнена жидкостью, а давление от точек отбора подается через штуцера по обе стороны перегородки. Кольцо закреплено с возможностью поворота. При равенстве давлений одинаковые уровни жидкости оказывают одинаковое давление на перегородку – кольцо находится в равновесии. При уменьшении давления с одной из сторон перегородки, уровень жидкости в ней повысится, а в другой стороне понизится. Сила, обусловленная перепадом давлений и действующая на перегородку, повернет кольцо на угол, пропорциональный разности давлений.

Поплавковые дифманометры. В поплавковых манометрах давления жидкостей и перепадомерах о величине контролируемого параметра судят по положению подвижного поплавка. Конструктивно прибор содержит два сообщающихся сосуда разного сечения, заполненных ртутью, причем сосуд большего сечения соединен с плюсовой импульсной линией. При колебаниях перепада давления синхронно изменяется уровень ртути в плюсовом сосуде и положение находящегося в ней поплавка. Поплавок системой кинематики связан с отсчетным механизмом.