Классификация приборов давления

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:

• Манометры – для измерения избыточного давления.
• Вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума).
• Мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений.
• Барометры – для измерения атмосферного давления.
• Баровакуумметры – для измерения абсолютного давления.
• Дифференциальные манометры – для измерения разности давлений.

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на:

• Жидкостные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, диффманометры и др.
  
• Грузопоршневые — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень.
  
• Приборы с дистанционной передачей показаний — приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.
  
• Пружинные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике. К этой группе относятся разнообразные приборы, отличающиеся по виду пружин:
  

Манометры с трубчатой пружиной

Трубчатые пружины представляют собой кругообразно согнутые трубки с овальным поперечным сечением. Давление измеряемой среды воздействует на внутреннюю сторону этой трубки, в результате чего овальное поперечное сечение принимает почти круглую форму. В результате искривления пружинной трубки возникают напряжения в кольцах трубки, которые разгибают пружину. Незажатый конец пружины выполняет движение, пропорциональное величине давления. Движение передается посредством стрелочного механизма на шкалу. Для измерений давления до 60 или 100 кгс/см2 применяются, как правило, согнутые с углом витка около 270°, кругообразные пружины. Для измерений давления с более высокими значениями используются пружины с несколькими лежащими друг над другом витками и одинаковым витковым диаметром (винтовая пружина) или со спиралеобразными витками, лежащими в одной плоскости (плоская спиральная пружина).      

Манометры с пластинчатой пружиной

Пластинчатые пружины представляют собой тонкие гофрированные мембраны кругообразной формы, которые зажимаются или привариваются по краю между двумя фланцами и вступают в соприкосновение с измеряемой средой только с одной стороны. Вызванный в результате такого соприкосновения прогиб пропорционален величине давления. Движение передается посредством стрелочного механизма на шкалу. Пластинчатые пружины обладают сравнительно высоким перестановочным усилием. В результате кольцеобразного крепления пластинчатые пружины менее восприимчивы к вибрациям по сравнению с трубчатыми пружинами, однако погрешность показаний при изменениях температуры у них больше. Благодаря опорам для мембран достигается повышенная стойкость к перегрузкам. Покрытия или фольга, наносимые на поверхность пластинчатых пружин обеспечивают защиту от коррозийных измеряемых сред. Широкие соединительные отверстия или открытые соединительные фланцы, а также возможности по промывке делают пластинчатые пружины, особенно пригодными при работе с высоковязкими, загрязненными или кристаллизующимися веществами.

Манометры с коробчатой пружиной

Давление измеряемой среды воздействуют на внутреннюю сторону коробки, состоящей из двух кругообразных, гофрированных, герметично прилегающих друг к другу мембран.

Возникающее под давлением поступательное движение пропорционально величине давления. Движение передается на шкалу с помощью стрелочного механизма. Манометры с коробчатой пружиной особенно пригодны для измерений давления газообразных сред. Защита от перегрузки возможна только в определенных границах. Для повышения чувствительности в манометре может устанавливаться ряд коробчатых пружин («пакет» коробчатых пружин).

Баровакуумметры – манометры абсолютного давления. Данные приборы используются для измерений давления независимо от колебаний атмосферного давления окружающей среды. В соответствии с различными сферами применения и диапазонами показаний, манометры для измерений абсолютного давления изготавливаются согласно принципам измерений и формам чувствительных элементов, которые применяются в манометрах для измерения относительного давления. Давление измеряемой среды определяется по отношению к базовому давлению, которое равняется абсолютному давлению с величиной 0 (=абсолютный вакуум).

Это означает, что на стороне измерительного элемента, не соприкасающейся с измеряемой средой, должно присутствовать базовое давление. Присутствие базового давления при использовании соответствующей формы пружин достигается посредством вакуумирования и герметизации соответствующей измерительной камеры или облегающего корпуса. Передача движения измерительного элемента и индикация давления осуществляются аналогично выше описанным манометром относительного давления   

Дифференциальные манометры применяются для измерений разницы между двумя отдельными давлениями. Базовым давлением является то, которое присутствует на стороне, взятой за эталонную. В качестве чувствительных элементов используются пружины тех же форм, что и в манометрах относительного давления. Как правило, чувствительные элементы подвергаются воздействию давления с обеих сторон. Установленная таким образом разность давлений передается с помощью стрелочного механизма непосредственно на шкалу. Если измеряемые давления одинаковы, измеряемый элемент остается неподвижным и показания прибора отсутствуют.

Измерение низких разностных давлений возможно даже при высоком статическом давлении. Защита от высоких перегрузок обеспечивается с помощью пластинчатых чувствительных элементов. При выборе манометра следует учитывать допустимое статическое (рабочее) давление, а также максимально допустимую перегрузку со стороны «+» и «-». Для преобразования деформации чувствительного элемента в показания стрелки используются принципы, аналогичные принципам действия манометров избыточного давления.
По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.

• Образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов. Образцовые манометры имеют следующие классы точности:
  0,05; 0,2 — грузопоршневые манометры;
  0,16; 0,25; 0,4 — пружинные манометры.

• Рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений. Рабочие манометры имеют классы точности 0,4; 06; 1; 1,5; 2,5; 4.

31 факт, который вы должны знать

Содержание

• Определение избыточного давления
• Какая связь между избыточным давлением и истинным давлением?
• Какое манометрическое давление захваченного воздуха?
• Какое манометрическое давление на границе раздела вода и ртуть?
• Что такое манометр?
• Какая жидкость в манометре?
• Что такое калибровка манометра?
• Что такое манометр с трубкой Бурдона?
• Что такое манометр давления масла?
• Что такое манометр дифференциального давления Magnehelic?
• Какой датчик давления в шинах самый точный?
• Что такое составной манометр?
• Что такое цифровой манометр?
• Что такое кПа на манометре?
• Что такое фунт / кв. Дюйм в манометре?
• Что такое бар на манометре?
• Для чего используется манометр подачи?
• Что такое манометр водяного давления?
• Что такое автоклав с манометром?
• Что такое автоклав с избыточным давлением?
• Что такое манометр топлива?
• Что такое манометр в коллекторе?
• Что такое нормальный показания манометра масла?
• Что такое манометр Photohelic?
• Что такое демпфер манометра?
• Что такое тензометрический датчик давления?
• Какой класс точности у манометра?
• Что такое байонетное кольцо манометра?
• Что такое манометр сильфонного типа?
• Что такое защита от выброса в манометре?
• Что такое манометр дифференциального давления?
• Что такое FSD в манометре?

Определение избыточного давления

Манометрическое давление можно определить как давление относительно атмосферного давления. Для давлений, превышающих атмосферное, манометрическое давление считается положительным, а для давлений ниже атмосферного манометрическое давление считается отрицательным. Избыточное давление считается равным нулю при атмосферном давлении.

Например, при заполнении воздухом спущенной шины воздух внутри шины заполняется с точки зрения манометрического давления, и атмосферное давление оказывается равным нулю. Это связано с тем, что манометры рассчитаны на работу при 0 атмосферном давлении.

Какая связь между избыточным давлением и истинным давлением?

Манометрическое давление можно сформулировать как разницу между абсолютным давлением и атмосферным давлением.

Пабс = Пг + Патм

где абсолютное давление обозначено как Pabs, атмосферное давление как Patm и манометрическое давление как Pg.

Если показание манометра составляет 36 фунтов на квадратный дюйм, тогда абсолютное давление будет суммой атмосферного давления (которое является постоянным, т. Е. 14.7 фунтов на квадратный дюйм) и показания манометрического давления.

т.е. Pabs = Pg + Patm

              = 36 фунтов на квадратный дюйм + 14.7 фунтов на квадратный дюйм

              = 50.7 фунтов на кв. Дюйм

Какое манометрическое давление захваченного воздуха?

 Манометрическое давление воздуха, находящегося в сосуде или трубке, можно измерить с помощью манометра. Манометр представляет собой U-образную трубку, часто заполненную ртутью в качестве жидкости для измерения давления. Разница в высоте жидкости (например, ртути) используется для измерения манометрического давления.

Например, манометрическое давление можно измерить с помощью U-образной трубки, один конец которой находится в атмосфере, и баллона, подсоединенного к другому концу. Абсолютное давление больше атмосферного на величину hρg, которая принимается за манометрическое давление.

Граница раздела воды и ртути не подвержена влиянию атмосферного давления. Уравнение для расчета манометрического давления на границе раздела воды и ртути:

P_g  = hρg

Где h — смещенная высота, ρ — плотность ртути, а g — ускорение свободного падения.

Манометр — это инструмент, используемый для измерения давления, оказываемого текучей средой, которая может быть жидкостью или газом, на единицу площади, которая выражается в ньютонах на квадратный метр или фунтах на квадратный дюйм.

Манометр

Атрибуция изображения «Регулирующий клапан и манометр» by Кембриджский залив под лицензией CC BY-SA 2.0

Жидкий глицерин часто используется в манометрах из-за его превосходных свойств гашения вибрации при комнатной температуре. Обычно они работают в диапазоне температур -20 ° С.⁰ С и + 60⁰C. Существуют и другие жидкости, которые используются в качестве жидкостей в манометрах в зависимости от области применения, но наиболее многообещающей жидкостью является глицерин.

Принцип работы манометра

Манометры работают по принципу закона Хука, который гласит, что сила, необходимая для сжатия или расширения пружины, зависит от расстояния, то есть F = kx, где k — жесткость пружины, x, расстояние, на которое пружина сжимается или расширяется, и F — принудительное применение.

Когда к объекту прилагается давление, существует сила внутреннего давления и сила внешнего давления. Кроме того, давление, оказываемое в трубке Бурдона, будет больше на внутренней поверхности из-за меньшей площади поверхности по сравнению с внешней поверхностью.

Калибровка манометра — это сравнение значений проверяемого устройства со значениями, измеренными на точно откалиброванном устройстве. Манометр обычно используется для калибровки и настройки машин для измерения расхода жидкости. Машины для измерения расхода жидкости были бы ненадежными, если бы их не калибровали с помощью манометра. Манометры откалиброваны в соответствии с национальными стандартами (NMISA).

Эти типы манометров используются для измерения относительного давления в диапазоне от 0.6 до 7000 бар. Они относятся к категории с механическим приводом. измерение давления устройств, поскольку они не требуют электроэнергии для питания.

Манометр с трубкой Бурдона

Атрибуция изображения «Файл: Rohrfeder colorida. jpg» by ДШтайгер под лицензией CC BY-SA 3.0

Принцип работы манометра

Манометр с трубкой Бурдона имеет овальное поперечное сечение с радиально уплотненными трубками. Давление, оказываемое источником измерения, вызывает движение на другом конце трубки, который не зажат. Это движение, которое создается на другом конце трубки, считается измеряемым давлением. С-образную трубку Бурдона можно использовать для измерения давления до 60 бар. Трубка Бурдона с обмотками точного углового диаметра, т.е. спиральные трубки используются для измерения высоких давлений, превышающих 60 бар.

Манометры с трубкой Бурдона производятся в соответствии с установленным стандартом EN 837-1. Существуют манометры с трубкой Бурдона, заполненные жидкостью, эти типы манометров используются для критических применений, где показания должны быть точными и точными.

Что такое манометр давления масла?

Манометры можно разделить на механические и электрические.

Механический манометр

Этот манометр измеряет давление масла на конце трубы, соединяющей насос и фильтр. Для измерения давления на блоке двигателя постукивают отводная труба для масла. Движение стрелки на циферблате показывает измеренное давление.

Рисунок 4. Механический датчик уровня масла (кредиты Lumen Learning).

Принцип работы

При постукивании по блоку двигателя масло направляется к манометру через медное или пластиковое отверстие. Трубка расположена таким образом, чтобы не повредить ее, чтобы предотвратить утечку моторного масла. Датчик состоит из спиральной трубки, называемой колбой. Открытый конец лампы соединен с внешним кожухом датчика.

Масло, подаваемое в подающую трубу, находится под почти таким же давлением, как при выходе масла из двигателя. Под этим давлением колба пытается сохранить свое положение, при этом стрелка на циферблате перемещается и показывает давление. Чем выше давление, тем больше будет степень движения иглы.

Электрический манометр

Этот манометр измеряет давление масла на конце трубы, соединяющей насос и фильтр. Для измерения давления прикрученный датчик постукивает по блоку двигателя. Движение стрелки на циферблате показывает измеренное давление.

Принцип работы

Этот тип манометра питается от электрического тока, который подается от одного из проводов, находящихся на приборной панели. Ток, который проходит по проволоке, проходит через катушку, намотанную проволокой в ​​стержне иглы. Создается магнитное поле, которое заставляет стрелку перемещаться внутри шкалы в зависимости от измеренного давления.

Степень, в которую перемещается стрелка или показания, которые она показывает, зависит от тока, протекающего через датчик. Способствующим фактором является сопротивление, обеспечиваемое измерительным проводом, который заземлен в блоке двигателя с помощью датчика. Все датчики подсвечиваются для облегчения считывания показаний в ночное время.

Это инструмент, используемый для измерения давления, а также разницы давлений. Этот манометр был смоделирован и разработан компанией Dwyer, которая в настоящее время установила стандарты для манометров, используемых в промышленности. Он в основном используется для измерения положительного и отрицательного давления, т. Е. Вакуума.

Принцип работы

Магнитогидравлический манометр состоит из диафрагмы, чувствительной к изменениям давления. Циферблат манометра реагирует на приложенное давление. Для правильного функционирования этого манометра требуется правильное расположение прибора. Его следует разместить на нужном уровне и в вертикальном положении, иначе диафрагма будет давать неточные показания, поскольку она провисает.

Промышленные предприятия и лаборатории издавна использовали обычные аналоговые манометры для измерения давления. Но с тех пор, как открытие цифровых инструментов привело к использованию цифровых манометров, которые обеспечивают наиболее точные показания. Цифровым датчиком шин легко управлять, то есть включить датчик и установить его на штоке клапана, чтобы получить соответствующие показания.

Этот тип манометра используется для измерения как положительного, так и отрицательного давления в вакууме. Несколько примеров использования составного манометра:

• для проверки герметичности напорных трубопроводов,
• для измерения низких давлений и
• для измерения давления в испытательной камере

Он способен измерять положительное и вакуумное давление только для давлений ниже 200 фунтов на квадратный дюйм.

Принцип работы

Составной манометр состоит из датчика, способного измерять как положительное, так и отрицательное вакуумное давление. Нулевой указатель прибора отсчитывается от атмосферного давления. Манометр состоит из вентиляционного отверстия, которое позволяет компенсировать изменения атмосферного давления.

Это манометры, которые могут измерять давление жидкости и обеспечивать прямое считывание показаний давления, в отличие от аналоговых манометров, которые требуют, чтобы оператор вручную считывал положение иглы на шкале для соответствующего считывания давления.

кПа (килопаскаль) — это единица измерения давления, которая в тысячу раз превышает Паскаль, которая является единицей давления в системе СИ.

Psi в манометре — это фунты на квадратный дюйм, которые являются единицей измерения давления. Это давление, оказываемое силой в один фунт на площадь в один квадратный дюйм.

Бар — это метрическая единица измерения давления, а не международная единица. Бар эквивалентен 100,000 XNUMX паскалей.

Манометр давления подачи помогает определить количество воздуха, воды или топлива в баке. Транспортные средства с пневматическим тормозом обычно снабжены манометром подачи для измерения количества воздуха в баке. Для автомобилей с двойной пневматической тормозной системой на каждой половине системы имеется манометр.

Столб с водой иногда используется для измерения давления. Единицей измерения давления, не входящей в систему СИ, является дюйм водяного столба, который может быть определен как давление, которое столб воды высотой 1 дюйм оказывает при стандартных условиях.

Автоклав — это сосуд с крышкой, на которой есть циферблат или датчик с весом, который регулирует пар, который накапливается внутри. Пар, который накапливается внутри сосуда, выпускается, когда давление превышает предел, с которым сосуд может справиться. Кроме того, пар, который скапливается внутри, горячее, чем кипящая вода. Регуляторы стрелочного индикатора можно найти в старых типах консервных банок под давлением. Циферблат показывает точное повышение давления внутри консервного устройства.

Автоклав — это сосуд с крышкой, на которой есть циферблат или датчик с весом, который регулирует пар, который накапливается внутри. Пар, который накапливается внутри сосуда, выпускается, когда давление превышает предел, с которым сосуд может справиться. Кроме того, пар, который скапливается внутри, горячее, чем кипящая вода. Регуляторы с утяжеленными манометрами состоят из деталей, похожих на диски, которые должны быть размещены на вентиляционной трубе с предпочтительным выбором веса, и, как и моноблочный регулятор, этот регулятор издает качающийся звук.

Этот тип манометра используется в качестве диагностического прибора, чтобы гарантировать, что давление топлива в двигателе поддерживается и работает на хорошем уровне производительности. Они также помогают предотвратить любые повреждения, которые могут возникнуть из-за повышения давления в топливном насосе или форсунке.

Этот манометр используется для измерения абсолютного давления топливно-воздушной смеси, содержащейся во впускном коллекторе. Диафрагма манометра в коллекторе используется для измерения абсолютного давления. Точная конфигурация мощности и настройки авиационного двигателя достигаются с помощью давления в коллекторе.

Нормальное показание манометра давления масла при работающем двигателе должно составлять от 25 до 65 фунтов на квадратный дюйм. Когда показания манометра выше 80 фунтов на квадратный дюйм, возникает проблема высокого давления масла, которую необходимо решить.

Манометр Photohelic — это манометр Magnehelic, оснащенный переключателем для регулировки высокого и низкого давления газа. Это усовершенствованная версия манометра Magnehelic, которая помогает сэкономить деньги за счет уменьшения использования сжатого воздуха и обеспечивает более длительный срок службы манометра.

Высокое давление, необходимое для гидроабразивной резки, сглаживается демпфером манометра. Эти колебания высокого давления создаются поршневыми насосами, и контроль этих колебаний помогает продлить срок службы манометра и сократить время калибровки. Эти манометры предпочтительнее клапанов из-за их небольшого отверстия, которое снижает вероятность засорения.

A Амортизатор манометра состоит из сосуда под давлением с капилляром, который имеет маленькое отверстие. Давление накапливается в манометре, и накопленное давление сглаживается, тем самым уменьшая колебания. Манометр оснащен стальным фильтром на входе в капилляр, чтобы предотвратить попадание грязи или засорение отверстия.

Этот преобразователь преобразует давление в электрический сигнал. Принцип работы тензометрического датчика давления основан на пьезосопротивлении, т. Е. Изменении значения сопротивления по отношению к физической деформации или изменениям, вызванным воздействием давления на материал. Этот преобразователь при подключении к мосту Уитстона может преобразовывать небольшие изменения сопротивления в электрические сигналы, соответствующие приложенному давлению.

Класс точности в манометрах помогает определить допустимый процент погрешности. Классы точности манометров — 0.1, 0.25. 0.6, 1, 1.6, 2.5 и 4. Датчики с упором стрелки имеют диапазон от 10 до 100%.

Манометры имеют съемные кольца, которые называются байонетными кольцами. Штык — это углубление на внешней поверхности кольца. Обычно на байонетном кольце имеется до пяти углублений. Кольца помогают удерживать прокладку и окно. Циферблат можно найти на снятии прокладки и окна. Это кольцо чаще всего встречается в манометрах, где оператор должен иметь доступ к регулируемой стрелке.

Тонкостенный цилиндр с извилинами и металлом в качестве материала конструкции представляет собой сильфонный манометр, он закрыт с одного конца, а другой конец открыт и может перемещаться. При приложении давления к запечатанному концу сильфон сжимается и перемещается вверх. Стержень между сильфоном и системой трансмиссии также переместится вверх и начнет движение стрелки. Они могут обеспечивать большую длину хода и прилагать большие усилия. Эти сильфоны изготавливаются из разных материалов в зависимости от области применения.

Произведенный прогиб можно выразить следующим образом:

В случае высокого давления весь диск будет взорван и разорван на части, чтобы сбросить нарастающее давление. Для защиты манометра от поломки или взрыва предусмотрена защита от выдувания манометра. Рекомендуемая конструкция для защиты манометра от избыточного давления — разделение передней и задней части манометра сплошной стенкой. При такой конструкции передняя часть не пострадает, хотя задняя часть вылетит, обеспечивая защиту манометра.

Манометр дифференциального давления помогает измерить разницу в двух измеренных значениях давления. Обычно они используются для измерения уровней давления в закрытых резервуарах, избыточного давления в помещении и для управления насосными станциями.

Элемент давления разделяет две камеры в манометре дифференциального давления. Если давления в двух камерах одинаковы, то в элементе давления не возникает разницы. С другой стороны, если существует разница в давлении между двумя камерами, то прижимной элемент смещается, и механическое движение указывает значение разности давлений.

FSD в манометре означает отклонение на полную шкалу, а точность манометра находится в полном диапазоне.

Чтобы узнать больше о машиностроении, следите за этим ссылке.

Что такое манометр?

Манометры, которые представляют собой устройства для измерения внутреннего давления среды в системе, являются одними из наиболее часто используемых инструментов на любом промышленном объекте. Измерение давления, наряду с измерением температуры, является одним из наиболее важных измерений для работы в самых разных областях, особенно в промышленности, и имеет важное значение для обеспечения как качества продукта, так и безопасности объекта и его персонала.

Манометры используются для контроля и контроля давления, что часто необходимо в промышленной обработке. Без манометров промышленные технологические системы были бы непредсказуемыми и ненадежными.

Манометры используются профессионалами отрасли для устранения неполадок гидродинамических машин, которые предназначены для работы в заданном диапазоне давления. При правильно установленных манометрах утечки и нежелательные изменения давления можно отслеживать и немедленно устранять.

Типы манометров и принципы их работы

Часто термины «манометр», «датчик», «преобразователь» и «преобразователь» взаимозаменяемы. Термин «манометр» обычно относится к автономному индикатору, который преобразует обнаруженное технологическое давление в механическое движение стрелки. Манометры могут быть механическими или цифровыми.

В первых манометрах в качестве датчиков использовались гибкие элементы. При изменении давления гибкий элемент перемещался, и это движение использовалось для вращения стрелки перед циферблатом. В этих механических датчиках давления трубка Бурдона, диафрагма или сильфонный элемент обнаруживали технологическое давление и вызывали соответствующее движение.

Аналоговые манометры

Аналоговый манометр

Аналоговые манометры используют иглу для индикации давления на циферблатной шкале. Эти типы датчиков уже более ста лет являются основным промышленным продуктом, они недороги, просты в использовании и не требуют источника питания для работы.

Однако аналоговые манометры являются механическими и, как таковые, подвержены повреждениям и требуют либо постоянного обслуживания, либо регулярной замены, что может увеличить общие эксплуатационные расходы. Точность также может быть проблемой для аналоговых манометров. Переменные приложения, такие как механическая вибрация или суровые полевые условия, могут привести к неточным показаниям.

Трубка Бурдона

Рис. 1. Конструкции с трубкой Бурдона

Манометры с трубкой Бурдона основаны на том принципе, что изогнутая трубка имеет тенденцию выпрямляться под воздействием давления. Трубка соединена со стрелкой так, чтобы колебания давления отображались на калиброванной шкале на циферблате. Этот тип аналогового манометра очень хорошо подходит для большинства применений, особенно для средних и очень высоких давлений.

Мембрана или сильфон

Рис. 2. Конструкции мембран датчика давления

Сильфонные манометры содержат эластичный элемент, который расширяется и сжимается в ответ на изменения давления. Внутренний сильфон соединен со стрелкой, так что колебания давления отображаются на циферблате. Эти типы аналоговых манометров являются отличным решением при измерении диапазонов давления ниже идеального для манометров с трубкой Бурдона.

Цифровые манометры

Цифровой манометр

Цифровые манометры, которые становятся все более популярными, дают быстрые результаты с четкими показаниями и очень высокой точностью. Эти датчики гораздо более долговечны, чем аналоговые датчики, и способны работать в экстремальных условиях с сильной механической вибрацией. Кроме того, цифровые манометры остаются откалиброванными в течение более длительного периода времени и намного более точны, чем аналоговые датчики.

Еще одним огромным преимуществом цифровых манометров являются данные, которые они могут предоставлять. Эти типы датчиков могут отправлять результаты на компьютеры, регистраторы данных и другие инструменты для анализа. Цифровые манометры идеально подходят для очень низких давлений или небольших инкрементальных изменений давления, которые невозможно определить с помощью аналогового манометра.

Цифровые манометры также обеспечивают больший контроль — часто можно менять единицы измерения, записывать минимальные и максимальные данные, можно добавлять подсветку, а некоторые DPG даже имеют аварийную сигнализацию.

Тензодатчик

Приложенное давление вызывает деформацию диафрагмы, которая соединена с тензодатчиком, который показывает изменение сопротивления при растяжении. Давление определяется изменением выходного напряжения, которое пропорционально изменению сопротивления тензодатчика.

Пьезоэлектрический

Пьезоэлектрические кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Деформация, возникающая из-за нагрузки на диафрагму, преобразуется в электрический заряд, пропорциональный давлению.

Пьезоэлектрический

Пьезоэлектрические кристаллы генерируют электрический заряд при деформации. Деформация, возникающая из-за нагрузки на диафрагму, преобразуется в электрический заряд, пропорциональный давлению.

Как выбрать манометр

Чтобы понять, какой манометр следует использовать для конкретного применения, необходимо понимать различные типы давления.

Типы давления

Все давления измеряются по отношению к эталонному давлению. Разница в типах давления заключается в том, как определяется эталонное давление.

Манометрическое давление – фунт/кв. дюйм изб. Давление, измеренное по отношению к местному атмосферному давлению. Этот тип давления имеет нулевую привязку к давлению окружающего воздуха (или атмосферному), что означает, что манометрическое давление включает в себя давление от веса атмосферы. Из-за этого манометрическое давление зависит от высоты над уровнем моря, а также от погодных условий.

Абсолютное давление Абсолютное давление – это давление относительно идеального вакуума.

Дифференциальное давление – psi Дифференциальное давление – это измерение давления между двумя точками давления. В то время как любое давление в основном является дифференциальным — манометрическое давление связано с атмосферным давлением, а абсолютное давление — с вакуумом, — дифференциальное давление измеряет давление, когда показания и эталонные значения являются переменными.

Составное манометрическое давление Составное давление измеряет как положительное, так и отрицательное (вакуумное) давление.

• Что такое манометры
• Типы манометров

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
• Блоки давления
• Диапазоны давления
• Номинальный размер
• Точность манометра
• Материалы
• Типы монтажа и подключения
• 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 повернуть показания манометра на 1/2 или полный оборот, чтобы обеспечить правильную ориентацию 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 (пси)	= 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

Европейская норма 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 — 4 902:30	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 — 0,6 902:30	-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% 902:30
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.