Манометр в чем измеряется: Единицы измерения — книга «МАНОМЕТРЫ» от НПО «ЮМАС»

какое давление показывает манометр, устройство манометра и как им измерять

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

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

Описание и назначение манометра

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

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

Виды давления:

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

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

Классификация приборов

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

По первому признаку они подразделяются на:

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

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

По принципу действия они делятся на:

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

По назначению существуют такие виды манометров, как:

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

Устройство и принцип действия

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Маркировка по цвету

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

Преимущества использования

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

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

Класс точности прибора

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

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

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

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

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

Манометры- измерительная шкала

Манометры. Стандартные измерительные шкалы

Виброустойчивые манометры – это механические приборы для измерения давления в системах подачи неагрессивных газообразных и жидких сред. Особенность конструкции этих приборов заключается в заполнении внутренней полости жидкостью для повышения устойчивости к воздействию вибрации и пульсации. Благодаря этому такие манометры применяются на промышленных предприятиях, в энергетических комплексах, а также системах бытового снабжения.

Диапазон измерения – один из самых важных параметров прибора. 

Стандартный ряд давлений для манометров:

 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 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа

Кроме того, при выборе манометра необходимо обращать внимания на такие параметры как диаметр и класс точности.

Диаметр манометра — это важный параметр для манометров в круглом корпусе. Стандартный ряд диаметров для манометров: 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160, 250 мм.

Класс точности — это допустимый процент погрешности измерения от шкалы измерения. 

Стандартный ряд классов точности для манометров: 4, 2.5, 1.5, 1, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15. 

Какую шкалу выбрать

Если Вы не знаете, какую шкалу купить, то выбор диапазона происходит довольно просто, главное чтобы рабочее давление попадало в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения. Например, обычно в трубе давление воды 5.5 атм. Для стабильной работы нужно выбирать прибор со шкалой 0-10 атм, так как давление 5.5атм попадает в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы 3.3 атм и 6.6 атм соответственно. Многие задаются вопросом — что случится, если рабочее давление будет менее 1/3 шкалы или больше 2/3 шкалы измерения? Если измеряемое давление меньше 1/3 шкалы, то резко возрастет погрешность измерения давления. Если измеряемое давление больше 2/3 шкалы, тогда механизм прибора будет работать в режиме перегрузки и может выйти из строя раньше гарантийного срока.

Как самому рассчитать погрешность манометра?

Допустим у Вас манометр на 10 атм классом точности 1.5. Это значит, что допустимая погрешность манометра 1.5% от шкалы измерения, т. е. 0.15 атм. Если погрешность прибора больше — то прибор необходимо менять. Понять без специального оборудования исправный прибор или нет, исходя из нашего опыта, почти невозможно. Принять решение о несоответствии класса точности может только организация, у которой есть проверочная установка с эталонным манометром с классом точности в четыре раза меньше, чем класс точности проблемного манометра. Два прибора устанавливаются на линию с давлением и сравниваются два показания. 

Манометры для измерения давления

Технические характеристики манометров давления, подбор по давлению

Выбрать манометры можете в каталоге. 

Рабочее давление манометра определяется по формуле P_{раб. ниж.}=0,25*Pmax  P_{раб. верх.}=0,75*Pmax, т.е. рабочее давление находится в диапазоне 0,25 … 0,75 % от максимального значения манометра. Манометры, вакуумметры и мановакуумметры показывающие предназначены для измерений избыточного и вакуумметрического давления жидкостей и газов. Принцип действия манометров основан на зависимости деформации чувствительного элемента от измеряемого давления. В качестве чувствительного элемента используется трубка Бурдона. Под воздействием измеряемого давления свободный конец трубки перемещается и с помощью специального механизма вращает стрелку манометра.

Основным узлом манометров является трубчатая пружина. При возрастании давления пружина разгибается, и перемещение её конца с помощью передаточного механизма преобразуется во вращение показывающей стрелки относительно шкалы циферблата манометра. Измеряемое давление подается в трубчатую пружину через резьбовой штуцер. Шкалы давления приборов могут быть отградуированными в кПа, МПа, кгс/см2, бар.

Таблица соответствия манометров различных производителей 

Таблица подбора манометров

Таблица перевода единиц измерения давления па мпа бар атм мм 

Что такое манометр, для чего используется

Манометр – это профессиональное устройство, которое создано для того, чтобы была возможность точного измерения давления газа и жидкости. Манометры бывают самых различных видов, в частности, они бывают низкого давления и высокого. Обычно это устройство помещено в небольшой корпус для того, чтобы было удобно им пользоваться. Наука пошла вперед, и уже сейчас имеются и сложные манометры, которые имеют в своем составе еще и температурную шкалу – термометры, вакуумметры – имеют вакуумные манометры. Которые предназначены для того, чтобы измерять давление тех газов, которые разряжены. Самое чем оснащено это устройство – это датчики давления, они и помогают измерить его.

Такие устройства необходимы в самых разных научных областях и технических. Их применяют при изучении процессов физики, которые наблюдаются в природе, или для измерения технологических процессов, которые созданы человеком. Стоит иметь в виду, что эти устройства отличаются по классу точности. Так, например, есть класс точности 0,2, 0,6, 1,0, 2,5, 4,0. При этом, чем цифра меньше, тем и точность устройства, следовательно, меньше.

Важно отметить, что манометр находит свое применение и в теплоэнергетике, а также же на химических организациях, и тех, которые связаны с нефтехимией. Интересно, что его применяют и в пищевой отрасли, ведь именно здесь очень важно знать давление и регулировать его состояние.

Конечно, такое распространенное и нужное устройство делится на разные виды. Итак, существуют манометры:

• технические;
• специальные;
• электроконтактные;
• общетехнические.

Устройства также делятся исходя из назначения. Бывают манометры:

• специальные;
• судовые;
• самопишущие;
• виброустойчивые;
• электроконтактные и другие.

Итак, рассмотри каждый по отдельности, чтобы детальнее разобраться какой манометр, где удобнее и лучше применять. Первый вид – общетехнические. Такие устройства могут измерять в разных сферах, даже избыточных и вакуумных. Такие устройства используют в частности для того, чтобы мерять давление в ходе процесса производства в промышленных оборудованиях непосредственно в их рабочих точках. Такие манометры устойчивы к вибрациям. Их применяют в газоснабжении, в механизмах и машинах, в теплоснабжении, в технологических системах.

Например, электроконтактные манометры могут регулировать измеряемую среду, и делают они это за счет наличия электроконтактного организма. Ими можно измерять давление жидкости, пара, газа и другое. Еще один вид – специальные манометры – для того, чтобы ими измеряли различные газы, такие как аммиак, кислород, водород, ацетилет. Важно знать, что для каждого газа – свой манометр, об этом свидетельствует специальный цвет на корпусе устройства.

Образцовые манометры созданы для испытаний, калибровки давления и для того, чтобы точно измерять избыток давления газа и жидкости. А вот судовые манометры эксплуатируют на речном и морском флоте.

По типам манометры тоже различаются на несколько видов. Так, например, жидкостные устройства применяют в лабораторных условиях. Давление здесь измеряется с помощью уравновешивания веса жидкости его столба, а мера давления здесь – измерения количества жидкости в сосудах сообщающихся. Также существуют поршневые манометры, деформационные, пружинные, трубчатые, мембранные и сильфонные. Все они отличаются способом применения. У нас Вы сможете найти различные манометры, которые помогут Вам измерять и контролировать давление воды и газа.

Преимущества работы с использованием манометров

На самом деле, преимущества в работе с манометрами очевидны. Во-первых, это универсальное устройство, которое помогает держать под контролем уровень давления. Во вторых, это точность измерения, а в том числе и аритмии.

Третье преимущество – дешевизна. Такое устройство может позволить себе каждый, потому что он имеет невысокую цену. И четвертое, очень важное преимущество в том, что это устройство надежное, при чем, надежность его не ухудшается даже при длительной эксплуатации. Еще одно важное свойство – это возможность эксплуатации в любых условиях.

Стоит отметить, что без такого приборы работа на предприятии, в котором необходимы измерения давления, значительно затрудняются. Ведь зачастую именно это небольшое устройство и держит под контролем весь производственный процесс. Это доп. оборудование – незаменимый помощник во многих отраслях.

Конечно, совсем непросто разобраться во всех видах этого устройства, которые существуют. Тем не менее, мы готовы помочь Вам в этом и подобрать Вам манометр, который подойдет именно для Ваших целей. Специалисты электротехнического интернет-магазина компании Энергопуск отлично разбираются в этом деле и помогут определиться с выбором, проконсультируют Вас по данному вопросу. Именно поэтому Вас стоит обратиться к нам, чтобы не ошибиться в своем выборе.

Остались вопросы?
Специалисты ЭНЕРГОПУСК ответят на Ваши вопросы:
8-800-700-11-54 (8-18, Пн-Вт)

Соотношение единиц измерения давления

Главная » Соотношение единиц измерения давления

ПакПаМПакгс/см²барфиз. атммм.вод.ст.мм.рт.стpsi= ПакПаМПакгс/см²барфиз. атммм.вод.ст.мм.рт.стpsi

Как выбрать манометр. Какие бывают типы манометров. Как установить, эксплуатировать манометр

В этой статье представлена информация о манометрах, чем руководствоваться при выборе, особенности их эксплуатации и прочее. Наряду с манометрами эта информация применима к вакуумметрам и мановакуумметрам. По тексту упоминаются только манометры, поскольку рекомендации по выбору и пр. для этих приборов одинаковы.

Манометр, вакуумметр и мановакуумметр – назначение приборов.

Манометр – прибор, с помощью которого производят измерение избыточного и вакуумметрического давления сред в разных агрегатных состояниях. Измерение производится за счет деформации трубчатой пружины (трубка Бурдона), которая находится внутри корпуса.

Вакуумметр — прибор, с помощью которого производят измерение разряжения рабочей среды. Давление позволяет контролировать чувствительный элемент прибора — трубчатая пружина. Стандарты шкалы вакуумметра от — 1..0 атм. Шкала всегда отрицательная, т. к. вакуумметры измеряют разряжение. Производится измерение давления ниже атмосферного.

Мановакуумметр — это прибор, с помощью которого производят измерение избыточного давления и разряжения рабочей среды. Механизм, позволяющий производить измерение — деформация трубчатой пружины. Мановакуумметры перекрывают область вакуума и избыточного давления.

Отличие приборов:
Манометр измеряет только положительное давление, вакуумметр измеряет только отрицательное давление, мановакуумметр – как отрицательное, так и положительное.

Благодаря простоте конструкции и невысокой стоимости в промышленности и сфере жилищно-коммунального хозяйства наиболее распространены манометры с трубкой Бурдона.

Виды манометров

В зависимости от специализации предприятия возникает потребность в измерении различных сред. Для этой цели разработаны манометры разного назначения.

Технические манометры – наиболее распространены для измерения избыточного давления
сред (воды, воздуха, газа). Широко применяются на промышленных предприятиях и в сере ЖКХ. Технический манометр подходит, если прибор не планируется применять в специфических условиях.

Виброустойчивые — манометры данного вида применяют в условиях повышенной вибрации. Устройство позволяет компенсировать вибрационную среду за счет особой конструкции. Широко применяют на насосных станциях, компрессорных установках, автотранспорте, судах и ж/д транспорте.

Коррозионностойкие манометры – приборы для измерения контроля давления в условиях агрессивных сред. Детали манометра изготовлены из нержавеющей стали, устойчивой к воздействию сред.

Манометры точных измерений или образцовые манометры — обладают более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4; 0,6). Применяют в качестве эталона при поверке и калибровке приборов для измерения давления, а также с их помощью измеряют давление технологических линий, для которых нужна повышенная точность измерения.

Манометры аммиачные — применяют для измерения вакууметрического давления в агрессивных средах, в том числе для аммиака. Применяют для систем хладоснабжения. Данный тип манометров изготовлен на основе коррозионностойких, только с измененным циферблатом.

Манометры электроконтактные — это приборы с электроконтактной группой. Предназначенные для коммутации контактов в системах автоматизации. Прибор осуществляет управление электрическими цепями от устройства, которое подает сигнал, путем замыкания и размыкания электрических цепей при достижении определенного предела давления.

Железнодорожные манометры — данный вид манометров предназначен для измерения и контроля давления, в системах (тормозных и пр.) и установках подвижного ж/д состава, метрополитена и трамваев и для измерения давления в холодильных машинах в вагонах-рефрижераторах.

Что нужно учесть при выборе манометра?

Параметры, которые важно учитывать при покупке прибора. Эта информация необходима в том случае если у Вас нет точной марки прибора, или нужная Вам модель не доступна, и необходимо правильно подобрать аналог.

Параметр диапазона измерения.

Это наиболее важный параметр.
Стандартный ряд диапазонов давления манометров:
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 кгс/см2
1кгс/мс2=0,980665 бар=0,0980665 МПа=98,0665 кПа.

Стандартный ряд диапазонов давления мановакуумметров:
-1..+0.6, -1..+1.5, -1..+3, -1..+5, -1..+9, -1..+15, -1..+24 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа

Стандартный ряд диапазонов давления вакуумметров:
-1..0 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа.

Если Вы сомневаетесь, с какой шкалой прибор нужен для Ваших целей, при выборе диапазона главный фактор – попадание рабочего давления в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения.

Выбирая диапазон шкалы, нужно знать, что рабочее давление должно попадать в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения.
Чтобы обеспечить стабильную работу, следует покупать прибор со шкалой 0-10 атм, т.к давление 5.5атм попадает в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы 3.3 атм и 6.6 атм соответственно.
При условии, что давление менее 1/3 шкалы, значительно возрастает погрешность измерения давления. При условии, когда измеряемое давление более 2/3 шкалы, прибор работает в перегруженном режиме, что влечет за собой сокращение срока службы манометра.

Параметр класса точности

Показывает допустимый процент погрешности результатов измерения прибора от шкалы измерения.

Существует стандартный ряд классов точности для манометров: 4, 2.5, 1.5, 1, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15.
Можно рассчитать погрешность манометра самостоятельно. Например, если Ваш прибор на 10 атм и имеет класс точности 1.5, допустимая погрешность — 1.5% от шкалы измерения (0.15 атм). В случае, если погрешность Вашего манометра превышает это значение, прибор подлежит замене. Без специального оборудования установить, что прибор неисправен, невозможно. Установить несоответствие класса точности может только специализированная организация, которая имеет поверочную установку с манометром высокого класса точности, являющимся эталоном. Проблемный манометр и эталонный прибор подсоединяются к линии с давлением, после чего сравнивают показатели.

Параметр диаметра манометра

Этот параметр важен для приборов, имеющих круглый корпус.
Стандартные диаметры: 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160, 250 мм.

Расположение штуцера.

Возможны два варианта.
Радиальное расположение — присоединительный штуцер выходит из манометра снизу.
Торцевое — штуцер расположен сзади, с тыльной части прибора.

Присоединительная резьба

Для манометров наиболее характерны метрическая и трубная виды резьбы.
Существует стандартный ряд видов резьбы: М10х1, М12х1.5, М20х1.5, G1/8,G1/4, G1/2.
Для приборов импортного производителя характерна трубная резьба. Для отечественных манометров – метрическая.

Межповерочный интервал.

Срок, по истечению которого нужно производить поверку манометра называют межповерочным интервалом. Новые приборы имеют первичную заводскую поверку. Об этом свидетельствует клеймо поверителя, расположенное на циферблате или на крпусе манометра, и отметка в паспорте. Первичная поверка бывает на 1 или 2 года. Для манометров, которые используются в личных целях, поверка не критична, поэтому можно выбирать любой манометр. Для ведомственных объектов – заводов, топочных, тепловых пунктов и пр. по истечению срока первичной поверки, манометр подлежит переповерке в центре стандартизации и метрологии, или в специализированных организациях, имеющих лицензию на поверку, и соответствующее оборудование. Следует знать, что переповерка как правило, стоит дороже, чем покупка нового прибора, или равна ей. Кроме того, к сумме добавляется оплата за сдачу прибора. Если манометр не проходит повторную поверку, придется также заплатить за ремонт и за последующую поверку.

Исходя из вышесказанного, рекомендуется:

1. Приобретать манометр, у которого первичная поверка на 2 года.
2. Прежде, чем отдать прибор на переповерку, посчитайте все расходы, и оцените, выгодное ли это мероприятие. В расчет входит стоимость переповерки, и оплата ремонта в случае необходимости. Например, если система подвергалась гидравлическим ударам от пульсации среды, то по истечению 2 лет службы, как правило, 50% манометров не проходят переповерку.

Условия эксплуатации манометров.

Если эксплуатация прибора предполагает особые воздействия на манометр, такие как: работа с вязкими веществами, воздействие агрессивных сред, работа в условиях высокой вибрации, в условиях высоких (более +100С) и низких (менее -40С) температур, нужно использовать специализированный прибор, предназначенный для работы в соответствующих условиях.

Перевод единиц давления манометров.

Зачастую существует необходимость измерять давление в нестандартных единицах. При покупке небольшого количества манометров заводы не будут перестраивать шкалу под необходимые Вам единицы измерения. В этом случае полезно знать, как перевести единицы измерения самому.
1кгс/см2=10.000кгс/м2=1бар=1атм=0.1Мпа=100кПа=100.000Па=10.000мм.вод.ст.=750мм. рт. ст.= 1000мБар

Что нужно знать для установки манометров?

Чтобы произвести установку манометра необходимо использовать дополнительное оборудование. Для установки на трубу применяют трехходовые краны и игольчатые вентили. С целью защиты приборов применяют демпферные блоки, мембранные разделители, а также петлевые отборные устройства.

Трехходовой кран под манометр.

С помощью трехходового шарового или пробкового крана производят подключение прибора к оборудованию, в частности к трубопроводу. Можно также устанавливать двухходовой кран, в котором предусмотрен ручной сброс давления, при отключении прибора. Не стоит использовать стандартные шаровые краны, поскольку после его закрытия, механизм прибора продолжает оставаться в течение какого-то времени под давлением среды, в результате чего он может преждевременно выйти из строя. При давлении до 25 кгс/см2 это наиболее распространенный вид соединения. Если давление высокое – нужно использовать игольчатые вентили. Нужно учитывать, приобретая кран, соответствие резьбы манометра и резьбы крана.

Демпферный блок.

Демпферный блок необходим, чтобы гасить пульсацию измеряемой среды. Его устанавливают перед манометром. Резкое и частое изменение давления измеряемой среды создает пульсацию, которую необходимо гасить, чтобы измерить давление среды.
Пульсацию в трубопроводе создают насосы, в которых не предусмотрено устройство плавного спуска, а также установка большого количества шаровых кранов и дисковых затворов, открытие которых создает гидравлические удары.

Разделители сред мембранные.

Мембранные разделители сред – защитное устройство, назначение которого предохранять механизм прибора от попадания в измеряемую среду агрессивных, абразивных и кристаллизующихся сред. Выбирая это дополнительное устройство, нужно, чтобы резьба манометра и мембранного разделителя совпадала.

Блок клапанный игольчатый.

С его помощью подключают к технологическому оборудованию датчики избыточного, абсолютного давления, давления-разрежения, манометров. Этот блок дает возможность производить дренаж импульсной линии, а также сбрасывать давление перед демонтажем прибора. Используя клапанный игольчатый блок, можно подключать метрологическое оборудование для контроля, не производя отключение датчика от измеряемой среды.

Правила, которым нужно следовать при установке манометров:

1. Производить подключение манометра к системе необходимо при отсутствии давления в трубопроводе.
2. При установлении прибора, циферблат должен быть ориентирован вертикально.
3. Вращение прибора нужно осуществлять за штуцер с использованием гаечного ключа.
4. Недопустимо применять усилие к корпусу прибора.

Особенности эксплуатации манометров.

Во время использования прибора, для того чтобы не сокращался срок службы манометра, следует соблюдать правила эксплуатации. Это соблюдение температурного режима, допустимого давления, вибрационных нагрузок, не использование работы с агрессивными, вязкими и кристаллизующимися средами для приборов не предназначенных для этого. Одно из наиболее важных требований — обеспечение плавной подачи давления на прибор
В случае, если прибор подобран соответственно условиям работы и не нарушаются правила его эксплуатации, проблем в его функционировании, как правило, не возникает.

Работа манометра не допускается в случае:

1. Во время подачи давления стрелка на приборе не двигается или движется скачками.
2. Есть повреждение стекла прибора.
3. После прекращения воздействия давления среды стрелка не возвращается к нулевой отметке.
4. Превышается допустимое значение погрешности при измерении.

Каким образом проводится поверка манометров.

Существует два вида поверки прибора.

Первичная – поверка, проводимая заводом изготовителем перед тем, как прибор пускают в продажу. Об этом свидетельствует клеймо на стекле или на корпусе прибора и соответствующая отметка в паспорте манометра. Первичную поверку признают контролирующие организации и прибор разрешено эксплуатировать до окончания срока поверки, указанного в паспорте (1-2 года).

Переповерка прибора. После окончания срока первичной поверки, необходима переповерка манометра. Прибор, подлежащий переповерке должен быть исправен. Иначе он не пройдет переповерку и деньги, затраченные на эту процедуру, будут потрачены впустую.
Перепроветка прибора производится специализированными организациями, имеющими соответствующее оборудование и лицензию, а также городскими центрами стандартизации и метрологии.

Компания УАМ является производителем манометров следующих видов: технические, аммиачные, электроконтактные, виброустойчивые, для агрессивных сред, точных измерений, железнодорожные, которые являются аналогами приборов, выпускаемых ведущими производителями. Аналоги нашей компании не уступают в качестве ведущим производителям высокоточных приборов данного направления товаров.
Вы можете ознакомиться с технической характеристикой приборов и сравнить показатели разных видов манометров в сводной таблице приборов.

Как правильно использовать манометр для измерения давления в трубопроводе

Манометры — незаменимые приборы, с помощью которых осуществляется измерение давления рабочей среды в трубопроводах, котлах, насосах, другом оборудовании и в аппаратах. Эти устройства отличаются простым принципом снятия показаний. Чтобы разобраться с тем, как измерить давление манометром, не требуется какой-либо специальной подготовки. Справиться с этим сможет практически любой человек, прошедший инструктаж. Однако есть определенные моменты, которые необходимо учитывать.

Виды манометров

Сегодня существует большое количество разновидностей манометров. Они имеют различную конструкцию и подходят для разных целей. Для измерения давления рабочей среды в трубопроводах и различном оборудовании чаще всего применяют следующие виды приборов:

• 
  пружинные — величина давления уравновешивается за счет силы, возникающей при деформации пружины. Приборы отличаются простотой конструкции, благодаря этому при необходимости не составляет сложности разобрать манометр для проведения ремонта;

• 
  мембранные — основным функциональным элементом является мембрана, которая деформируется под действием напора рабочей среды, за счет чего возникает уравновешивающая сила упругости;

• 
  поршневые — для уравновешивания давления используется поршень с грузом определенной величины;

• 
  электроконтактные — эти приборы используются в системах автоматического контроля и сигнализации.

Как правильно измерять давление манометром

Мерить давление очень просто, если понимать общий принцип действия, характерный для всех механических манометров. Прибор имеет уравновешивающий элемент (пружину, поршень, мембрану и т.д.), который воспринимает нагрузку от напора рабочей среды и деформируется либо перемещается под ее воздействием. Уравновешивающий элемент размещается внутри корпуса прибора и имеет механическую связь со стрелкой. Таким образом, перемещение стрелки измерителя зависит от величины действующего давления. Эта величина отображается стрелкой на шкале прибора.

Чтобы получить показания, достаточно просто смотреть на шкалу манометра. Стрелка на ней указывает на шкале величину давления, которое действует в системе в настоящий момент. При изменении измеряемой величины стрелка одновременно перемещается по шкале на соответствующее значение. Это делает измерение максимально удобным и доступным практически для любого человека.

Однако просто смотреть на прибор бывает недостаточно. Чтобы правильно пользоваться манометром, необходимо также иметь представление о величинах измерения, которые указываются на шкале. Чаще всего используются следующие величины:

• 
  техническая атмосфера. Величина атмосферного давления, действующего на уровне Мирового океана. Одна атмосфера соответствует 1 кг/см2;

• 
  величина водяного столба. Соответствует гидростатическому давлению столба воды нормальной плотности высотой 1 мм температурой 4 °C, которое действует на плоское основание. Эта единица часто применяется при осуществлении гидравлических расчетов;

• 
  бар — техническая величина, которая примерно соответствует 1 атмосфере и 10 м водяного столба. Часто используется в характеристиках насосов, арматурных устройств, котлов, другого оборудования;

• 
  паскаль. Единица измерения, принятая в системе СИ, равная 1 Н/м2. Величина, равная 0,1 МПа, примерно соответствует 1 атмосфере или 1 бар.

Класс точности

При измерении нужно учитывать также класс точности прибора, который указывается в его паспорте и на шкале (условно обозначается литерами KL или CL). Это процентное отношение допустимой погрешности к диапазону измерений. Стандартном предусматривается следующий ряд классов точности: 4; 2,5; 1,5; 1; 0,6; 0,4; 0,25; 0,15. Более высокий класс точности говорит о том, что прибор менее точный. Низкое его значение свидетельствует о высокой точности.

Величину допустимой погрешности можно рассчитать путем умножения класса точности на диапазон измерений с последующим делением полученного произведения на 100. Так, для манометра 4 класса точности с диапазоном измерения 2,5 МПа величина погрешности составит 0,1 МПа.

Основы манометра

| FierceElectronics

Один из самых ранних приборов для измерения давления до сих пор широко используется из-за присущей ему точности и простоты эксплуатации. Это U-образный манометр, представляющий собой U-образную стеклянную трубку, частично заполненную жидкостью. Этот манометр не имеет движущихся частей и не требует калибровки. Манометрические измерения зависят от силы тяжести и плотности жидкости — обоих физических свойств, которые делают манометр с U-образной трубкой стандартом точности NIST.

Как показано на Рисунке 1, при воздействии атмосферы на каждую ногу U-образного манометра высота жидкости в колоннах одинакова. Используя эту точку в качестве ориентира и подключая каждую ногу к неизвестному давлению, разница в высоте колонны указывает на разницу давлений (см. Рисунок 2).

Фундаментальное соотношение для давления, выраженного столбом жидкости:

где:

Результирующее давление — это разница между силами, действующими на единицу площади поверхности жидких столбов, с фунтами на квадратный дюйм (psi) или ньютонами на квадратный метр (паскалями) в качестве единиц.Манометр настолько часто используется для измерения давления, что разница в высоте колонки также является общепринятой единицей измерения. Это выражается в дюймах или сантиметрах воды или ртутного столба при определенной температуре, которые можно изменить на стандартные единицы давления с помощью таблицы преобразования.

Все измерения давления дифференциальные. Эталоном может быть нулевое абсолютное давление (полный вакуум), атмосферное давление (барометрическое давление) или другое давление. Когда одна ножка манометра открыта в атмосферу (см. Рисунок 3A), измеренное давление превышает атмосферное давление, которое на уровне моря составляет 14.7 фунтов на кв. Дюйм, 101,3 кПа или 76 см рт. Ст.

Это измерение называется манометрическим давлением, и соотношение для положительного давления выражается следующим образом:

Для измерения отрицательного давления (вакуума) (см. Рисунок 3B) высота столбца меняется на противоположную, и соотношение выражается следующим образом:

Эти зависимости давления показаны на рисунке 4.

Манометр может быть сконструирован для прямого измерения абсолютного давления. Манометр на Рисунке 5 измеряет давление по сравнению с нулевым абсолютным давлением в закрытом колене над столбом ртути. Самая распространенная форма этого манометра — обычный ртутный барометр, используемый для измерения атмосферного давления. С помощью всего одного соединения эта конфигурация может измерять давление выше и ниже атмосферного.

Варианты манометра с U-образной трубкой
Перепад давления — это всегда разница в высоте колонки, независимо от размера или формы трубок.Как показано на рисунке 6A, ножки обоих манометров открыты для атмосферы, а индикаторные жидкости находятся на одном уровне. Подключение одинакового давления к левой ножке каждого манометра приводит к снижению его уровня. Из-за разницы в объеме в опорах манометра жидкость в каждой колонке перемещается на разное расстояние. Однако разница между уровнями жидкости в обоих манометрах одинакова (см. Рисунок 6B).

Эту вариацию размеров труб вносит еще и скважинный (или резервуарный) манометр (см. Рисунок 7). При приложении давления к скважине уровень немного падает по сравнению с подъемом уровня в колонне. Путем компенсации делений шкалы колонки для корректировки перепада давления в скважине можно получить прямое считывание дифференциального давления. Для манометров колодцевого типа существуют инструкции по подключению, по сравнению с манометрами с U-образной трубкой:

• Подключите к скважине давление выше атмосферного; подключить к трубке давление ниже атмосферного.
• Для дифференциальных измерений подключите к скважине более высокое давление.
• Для манометров с приподнятым колодцем соединение колодца можно использовать для манометрических измерений и измерений вакуума.

Вариантом манометра колодезного типа является манометр с наклонной трубкой (или тягомером), показанный на рисунке 8. С наклонной индикаторной трубкой, 1 дюйм вертикального подъема растягивается на несколько дюймов шкалы. Манометр с наклонной трубкой имеет лучшую чувствительность и разрешение для низких давлений.

Индикация жидкостей
Манометры жидкости измеряют перепад давления, уравновешивая вес жидкости между двумя значениями давления. Легкие жидкости, такие как вода, могут измерять небольшие перепады давления; ртуть или другие тяжелые жидкости используются при больших перепадах давления.Для индикаторной жидкости в 3 раза тяжелее воды диапазон измерения давления в 3 раза больше, но разрешение уменьшается.

Индикаторные жидкости могут быть окрашенной водой, маслом, бензолом, бромидами и чистой ртутью. При выборе индикаторной жидкости проверьте характеристики на удельный вес, диапазон рабочих температур, давление пара и температуру вспышки. Также важны коррозионные свойства, растворимость и токсичность.

Цифровые манометры
Жидкостный манометр имеет ограничения.Стеклянные трубки, индикаторные жидкости и требования к установке уровня больше подходят для лаборатории, чем для работы в полевых условиях. Кроме того, он не может быть подключен к компьютеру или ПЛК. Такие ограничения можно преодолеть с помощью цифровых манометров. Эти микропроцессорные приборы доступны в удобных портативных размерах для простоты использования в полевых условиях, а также в панельном или автономном стиле с выходами для управления процессом или передачи данных измерений.

Отклонения от стандартных условий плотности и силы тяжести необходимо компенсировать вручную при измерении давления с помощью жидкостных манометров.Это проще с цифровыми манометрами, потому что некоторые поправочные коэффициенты для жидкостных манометров можно игнорировать, а другие можно компенсировать программно.

С двумя портами замена датчиков — это все, что нужно для переключения между измерениями дифференциального, манометрического и абсолютного давления.

Другие общие черты цифровых манометров:

• Встроенная память для регистрации или хранения данных мин. / Макс. показания
• Усреднение ряда показаний для гашения импульсов давления

Цифровые манометры повышенной точности используются для калибровки датчиков давления и других приборов давления в полевых условиях.Цифровые калибраторы работают быстрее и проще, поскольку они не требуют установки коробок, газовых баллонов, регуляторов или грузов, а также не имеют специальных платформ или критических требований к выравниванию. Дальнейшие сравнения технических характеристик жидкостного и цифрового манометров приведены в таблице 1.

Для дополнительной информации
Massey, B.S. 1989. Механика жидкостей , 6-е изд., Лондон: Ван Ностранд Рейнхольд.

Инструмент Meriam. 1997. Использование манометров для точного измерения давления, расхода и уровня , Кливленд: Meriam Instrument.

Мериам, Дж. Б. 1938. Манометр и его применение . 2-е изд., Кливленд: Инструмент Мериам.

Омега Инжиниринг. 1999. Операции в области измерения и контроля: измерения, связанные с силой , 2-е изд. Стэмфорд, Коннектикут: Издательство Putnam Publishing и Omega Press.

Йегер, Джон, и Хруш-Тупта, М.А., ред. 1998. Измерения низкого уровня . 5-е изд. Кливленд: Keithley Instruments.

БОКОВАЯ ПАНЕЛЬ:

Все о манометрах — что это такое и как они работают

Манометры — это прецизионные инструменты, которые используются для измерения давления, которое представляет собой силу, оказываемую газом или жидкостью на единицу площади поверхности из-за влияния веса этот газ или жидкость под действием силы тяжести.В зависимости от типа и конфигурации манометры могут быть настроены для измерения различных значений давления. Обычный тип манометра, с которым знакомо большинство людей, — это манометр, который врачи и медицинские работники используют для измерения и контроля артериального давления пациента. Манометр такого типа называется тонометром.

В этой статье будут описаны различные типы манометров, объяснено, как они работают, представлено их применение и обсуждены соображения поправочного коэффициента, используемые для манометров.

Определения давления

Полезно рассмотреть несколько основных принципов, относящихся к давлению. Давление — это мера силы (F), прилагаемой к единице площади (A):

Таким образом, единицей измерения давления является значение силы, деленное на квадрат значения расстояния. В метрических единицах единицей измерения давления является Ньютон / (метр) ² , известная как Паскаль (Па). Другие распространенные единицы измерения давления включают фунты на квадратный дюйм (psi), миллибары, атмосферы (атм), миллиметры ртутного столба (мм рт. Ст.) И дюймы водяного столба (в H ₂ O).

Давление можно представить в виде трех конкретных категорий:

• Абсолютное давление
• Манометрическое давление
• Дифференциальное давление

Абсолютное давление измеряет значение давления, оказываемого по отношению к абсолютному нулевому давлению вакуума. Манометрическое давление представляет собой разницу между измеренным значением давления и местным атмосферным давлением (представьте себе манометр в шинах). Дифференциальное давление используется для описания выполнения измерения, которое представляет собой разницу между двумя (неизвестными) уровнями давления, где не указывается эталонное давление, но измерение величины давления, на которое они различаются, по-прежнему важно.

Следовательно, полное или абсолютное давление может быть определено в терминах манометрического давления и атмосферного давления следующим образом:

Типы манометров

Манометры можно в целом разделить на два основных типа: аналоговые манометры и цифровые манометры, каждый из которых обсуждается ниже.

Аналоговые манометры и принцип их работы

Аналоговые манометры используют жидкость, содержащуюся в U-образной трубке, и работают по принципу гидростатического баланса.Когда оба конца открыты для атмосферного давления, жидкость в трубке будет оседать на одинаковой высоте на каждом участке трубки. Но если к одной из ножек U-образной трубки приложить положительное давление, то уровень жидкости упадет в этой ножке и поднимется на другой ножке. Это связано с тем, что давление заставит жидкость опускаться в одну ногу и подниматься в другой до тех пор, пока вес столба жидкости, возникающий в результате приложенного давления, не станет достаточным, чтобы противостоять этому значению давления. Следовательно, расстояние по вертикали между уровнем жидкости в двух коленях трубы представляет собой меру приложенного давления.Эти распространенные типы аналоговых манометров называются U-образными манометрами. Наблюдаемое значение давления (P) является функцией высоты (h) и плотности (ρ) жидкости, используемой в манометре, значение (g) представляет собой гравитационную постоянную.

Другой тип аналогового манометра — манометр колодезного типа, иногда называемый цистерным манометром. Манометр колодезного типа похож на U-образную трубку, с той разницей, что одна из ножек U имеет площадь поперечного сечения, которая намного больше, чем у второй ножки.Такая компоновка приводит к меньшему перемещению уровня жидкости в большей опоре при воздействии давления, эффективно позволяя использовать одну шкалу для считывания для получения значения давления, в отличие от двух шкал в стиле U-образной трубки.

Наклонные манометры

, как следует из названия, сконструированы с трубкой, которая расположена не вертикально, а под небольшим углом по отношению к горизонтальной плоскости. Такая конструкция позволяет прибору наблюдать относительно небольшое изменение давления, тем самым обеспечивая улучшенную чувствительность и разрешение.

Другой тип манометров называется абсолютным манометром. Абсолютные манометры используют герметичную ножку, которая позволяет только одной ножке трубки манометра подвергаться внешнему давлению. На герметичной стороне существует состояние вакуума, которое представляет собой абсолютное нулевое давление, герметизированное столбиком ртути. Таким образом, манометр измеряет абсолютное давление, а не манометрическое давление или перепад давления. Этот тип манометра может быть либо типом колодца, либо U-образной трубкой, описанным выше.Ртутные барометры, которые измеряют атмосферное давление, являются распространенным примером абсолютного манометра.

В аналоговых манометрах используются различные жидкости. Общие жидкости показаны в Таблице 1 ниже, которые иногда называют манометрическими жидкостями. Изменяя используемую жидкость, можно изменять точность, диапазон и чувствительность аналогового манометра. Жидкости с плотностью выше, чем вода, обеспечивают более высокие диапазоны, но более низкое разрешение. Точно так же снижение плотности манометрической жидкости, также называемой индикаторной жидкостью, уменьшит диапазон давления, но повысит его чувствительность.

Таблица 1 — Примеры индикаторных жидкостей для использования в манометрах

Цифровые манометры и принцип их работы

Цифровые манометры, также известные как электронные манометры, не полагаются на гидростатический баланс жидкости для определения давления.Вместо этого они содержат датчик давления, устройство, которое может преобразовывать наблюдаемый уровень давления в электрический сигнал, характеристическое значение которого пропорционально величине давления или является ее показателем. Упругая часть преобразователя отклоняется под давлением, и это отклонение затем преобразуется в значение электрического параметра, которое может быть обнаружено и откалибровано по показаниям давления. Датчики давления обычно используют один из трех типов электрических параметров — резистивный, емкостной или индуктивный.

1. Резистивные преобразователи приводят к деформации, изменяющей электрическое сопротивление тензодатчика.
2. Емкостные преобразователи полагаются на изменения значения емкости, наблюдаемые в результате деформации, изменяющей относительное положение двух пластин конденсатора.
3. Индуктивные преобразователи используют деформацию упругой части для изменения линейного движения прикрепленного ферромагнитного сердечника внутри катушки или индуктора. Это движение изменяет наведенную ЭДС и переменный ток, генерируемый в катушке.

Для выполнения измерений при очень низких давлениях используются дополнительные типы датчиков давления, включая датчик Пирани, датчик термопарного типа и ионизационный датчик. Манометры низкого давления еще называют микроманометрами.

Цифровые манометры

имеют некоторые преимущества перед аналоговыми моделями. Цифровые манометры:

• Портативные по размеру, меньше весят и оснащены легко читаемыми дисплеями.
• Может взаимодействовать с компьютером или программируемым логическим контроллером (ПЛК).
• Не полагайтесь на использование манометрических жидкостей, некоторые из которых (например, ртуть) могут быть токсичными.
• Не подлежат вопросам, связанным со свойствами жидкости, которые могут повлиять на точность измерений.
• Может корректировать отклонения от стандартных условий с помощью программного обеспечения.

Поскольку они не являются первичным стандартом, они требуют периодической калибровки по первичному стандарту.

Поправки на свойства жидкости, применимые к манометрам

Аналоговые манометры, которые зависят от свойств жидкостей, требуют корректировки.Плотность жидкостей не зависит от температуры, а сила гравитационного поля зависит как от высоты над уровнем моря, так и от широты. Эти факты требуют использования методологий исправления и необходимости устанавливать стандартные ссылки, чтобы можно было установить и согласовать определение давления. Ссылка 5 ниже содержит полное объяснение методологий, применимых к этим исправлениям, которые представлены здесь лишь вкратце.

• Поправка на плотность жидкости — корректирует тот факт, что плотность показывающей жидкости не постоянна с температурой
• Correction for Gravitation Field — корректирует изменение силы гравитационного поля на заданной высоте и широте относительно его значения на уровне моря и 45 °.54 ^o N широта
• Корректировка напора — регулирует разницу между плотностью столба жидкости и плотностью напорной среды той же высоты
• Поправка на изменения шкалы — регулирует тот факт, что отмеченные градации шкалы изменят свое разделительное расстояние из-за изменения температуры, при которой выполняется считывание давления (это связано с тепловым расширением / сжатием материала, из которого шкала построен)
• Поправка на сжимаемость жидкости — эта поправка в основном применяется при более высоких давлениях, когда плотность жидкости может измениться из-за сжатия жидкости
• Другие поправки — они включают поглощение газа жидкостью, которое может изменить ее плотность, а также капиллярный эффект, влияющий на интерпретацию показаний на шкале

Как используются манометры

Манометры используются в различных отраслях промышленности и могут измерять давление и расход.Общее использование включает:

• Техническое обслуживание систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха
• Мониторинг метеорологических и погодных условий
• Контроль давления газа в трубопроводных системах
• Измерение расхода жидкости
• Физиологические измерения, такие как артериальное давление
• Контроль работы компрессорных систем

Резюме

В этой статье представлен краткий обзор манометров и принципов их работы. Для получения информации о других продуктах обратитесь к нашим дополнительным руководствам или посетите платформу Thomas Supplier Discovery Platform, чтобы найти потенциальные источники поставок или просмотреть подробную информацию о конкретных продуктах.

Источники:

1. https://www.enotes.com/homework-help/how-does-manometer-work-what-its-purpose-how-can-531462
2. https://sciencing.com/do-manometer-work-5187684.html
3. https://www.brighthubengineering.com/marine-engines-machinery/106548-using-a-u-tube-manometer-for-measuring-fluid-and-gas-pressures/
4. https://faraday.physics.utoronto.ca/PVB/Harrison/Manometer/Manometer.html
5. https://www.meriam.com/assets/eng/050-MHB-1.pdf
6. https: // sciencestruck.com / манометр-принцип-работа-типы-приложения
7. http://www.dwyer-inst.com/DC/HVACCatalog/
8. http://www.validyne.com/blog/simplicity-accuracy-nothing-beats-pressure-manometer/
9. https://sciencing.com/inclined-manometer-advantages-8761430.html
10. https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1573.pdf?&srch=1
11. https://www.surecontrols.com/how-low-pressure-transducers-work/
12. https://www.fierceelectronics.com/components/manometer-basics

Прочие инструменты изделия

Больше от Instruments & Controls

Что такое манометр? | Sciencing

Обновлено 5 декабря 2020 г.

Аллан Робинсон

Манометром может быть любое устройство, измеряющее давление.Однако, если не указано иное, термин «манометр» чаще всего относится конкретно к U-образной трубке, частично заполненной жидкостью. Вы можете легко построить манометр этого типа в рамках лабораторного эксперимента, чтобы продемонстрировать влияние давления воздуха на столб жидкости.

TL; DR (слишком долго; не читал)

Манометр — это научный прибор или манометр, который измеряет давление.

Изготовление манометра

Простой манометр можно построить, частично наполнив прозрачную пластиковую трубку цветной жидкостью, чтобы можно было легко наблюдать за уровнем жидкости.Затем трубка изгибается в форме буквы U и фиксируется в вертикальном положении. В этот момент уровни жидкости в двух вертикальных колоннах должны быть одинаковыми, поскольку в настоящее время они подвергаются одинаковому давлению. Поэтому этот уровень отмечается и идентифицируется как нулевая точка манометра.

Измерение давления

Манометр помещают напротив измерительной шкалы, чтобы учесть любую разницу в высоте двух колонок. Эту разность высот можно использовать непосредственно для относительного сравнения различных значений испытательного давления.Этот тип манометра также может использоваться для расчета абсолютного давления, если известна плотность жидкости в манометре.

Как это работает

Один конец трубки соединен с газонепроницаемым уплотнением с источником испытательного давления. Другой конец трубки остается открытым для атмосферы и, следовательно, будет подвергаться давлению примерно 1 атмосфера (атм). Если испытательное давление превышает эталонное давление в 1 атм, жидкость в испытательной колонке вытесняется вниз по колонне.Это заставляет жидкость в контрольной колонке подниматься на равную величину.

Расчет давления

Давление, оказываемое столбом жидкости, может быть задано уравнением P = hgd. В этом уравнении P — расчетное давление, h — высота жидкости, g — сила тяжести, а d — плотность жидкости. Поскольку манометр измеряет перепад давления, а не абсолютное давление, мы используем замену P = Pa — P0. В этой замене Pa — это испытательное давление, а P0 — эталонное давление.

Пример: использование манометра

Предположим, что жидкость в манометре — это ртуть, а высота жидкости в контрольной колонке на 0,02 метра выше, чем высота жидкости в контрольной колонке. Используйте 13 534 килограмма на кубический метр (кг / м ³ ) для плотности ртути и 9,8 метра в секунду в квадрате (м / с ² ) для ускорения свободного падения. Вы можете рассчитать перепад давления между двумя колонками как:

hgp = 0.2

В качестве единиц давления вы можете использовать паскаль, примерно 101 325 паскаль равняется 1 атм давления. Таким образом, перепад давления в манометре составляет:

P_a-P_0 = \ frac {2,653} {101,325} = 0,026 \ text {atm}

Итак, давление в испытательной колонке (Па) равно:

P_0 +0,026 = 1 + 0,026 = 1,026 \ text {atm}

Как работают манометры? | Sciencing

Обновлено 22 декабря 2019 г.

Автор: Кевин Бек

Когда вы проверяете погоду, если вы похожи на большинство людей, вас больше всего интересуют вещи, которые определяют ваше платье: вероятны ли какие-то осадки. упасть с неба во время пребывания на открытом воздухе, какая температура воздуха и ветрено ли.

В зависимости от того, где вы живете и времени года, вы также можете проверить (иногда со страхом), чтобы увидеть уровень относительной влажности, чтобы убедиться, что вы достаточно гидратированы для потоотделения, которое, вероятно, последует при высоких показаниях.

Большинство людей знают о явлении атмосферного (обычно называемого барометрическим) давления, потому что слышат, что оно упоминается как стандартная характеристика прогнозов погоды, но большинство людей не доходят до исследования того, какова взаимосвязь и почему воздух вообще испытывает перепады давления.Разве ветер не дует горизонтально, а давление измеряется сверху как своего рода «толчок»?

Давление — это величина в физике, которая применяется почти ко всем мыслимым физическим процессам. Он связывает силу F с областью A во множестве контекстов, выражается и определяется математически в своей простейшей форме как P = F / A . Он играет особенно важную роль в области гидродинамики. (Жидкость состоит из вещества в жидком или газообразном состоянии.) Атмосфера вокруг вас жидкая, и она оказывает на вас и все остальное гораздо большее давление, чем вы думаете.

Что такое давление?

Формально давление — это измерение эффекта распространения силы (измеряется в ньютонах или Н в стандартной международной системе измерения) по некоторой реальной или математически определенной поверхности (измеряется в квадратных метрах или м ² ). Возможно, вы уже сталкивались с физическими проблемами, в которых сила (например, гравитация или вы) действует на объект с массой и перемещает его, но давление отличается тем, что фактически описывает разбавление или концентрацию силы.

• Представьте себе два разных твердых ящика, каждый объемом V 10 м ³ (кубических метров) и заполненных однородным твердым материалом с плотностью ρ

  вдвое меньшей, чем вода, или 0,5 кг. / Л, или (500 кг / м ³ ). Один ящик имеет длину 1 м, ширину 1 м и высоту 10 м, а другой — 2,5 м в длину, 2,5 м в ширину и 1,6 м в высоту. Ни один из ящиков не должен поворачиваться из своего положения. Если вы хотите быть уверены, что ближайшая платформа , выглядящая как древняя, может поддерживать либо , либо коробку , но вы можете выбрать только одну из двух для подтверждения, какую из них вы бы выбрали?

  Масса объектов одинакова, поскольку их объем и плотность одинаковы (ρ = м / В, поэтому m = ρV = (500 кг / м ³ ) (10 м ³ ) = 5000 кг.Учитывая, что ускорение свободного падения на поверхности Земли составляет 9,8 м / с ² , сила (или вес) каждого ящика, следовательно, (5000 кг) (9,8 м / с2) = 49000 Н.

  Однако сравните площади, по которым распределяются соответствующие массы: первая коробка имеет основание (длина, умноженная на ширину) 1 м × 1 м = 1 м ² , а другая коробка имеет основание 2,5 × 2,5 = 6,25 м ² . Так как давление равно силе, разделенной на площадь, узкая коробка с менее чем одной шестой площади основания, с которой приходится работать в качестве второй коробки, будет прикладывать 6. нажимает на платформу в 25 раз больше, чем его партнер. Таким образом, если ветхая платформа может поддерживать первый ящик, она должна удерживать и второй отдельно — при условии, что вы сможете поднять их туда!

Единицы измерения давления и терминология

В приведенном выше примере давление первого ящика на любую поверхность, на которую он опирается, составляет (49000 Н) / (1 м ² ), а давление второго — (49000 Н ) (6,25 м ² ). Таким образом, единицы измерения давления в стандартной системе — Н / м ² , чаще называемые паскаль (Па).Поскольку в реальном мире это очень мало, килопаскаль (кПа) используется гораздо чаще.

Давление атмосферы у поверхности Земли составляет около 101,325 Па , или 101,3 кПа . Однако из-за того, что люди определяют давление, в повседневной жизни используется ряд других единиц. Один из них — торр , также известный как миллиметры ртутного столба (мм рт. Ст.). (Любое любопытство по поводу того, почему был выбран этот металл, будет удовлетворено через мгновение.) 101,3 кПа, также называемый для справки 1 атм, по этому стандарту соответствует 760 торр. Поскольку 1 дюйм = 25,4 мм, 760 мм рт. Ст. = (760 / 25,4) = 29,92 дюйма рт. Ст. . Наконец, 1 миллибар = 0,001 атм, поэтому атмосферное давление в миллибарах = 1013 мбар.

Наконец, как насчет тех фунтов на квадратный дюйм (psi или фунт / дюйм ² ), которые обычно используются для измерения давления в шинах в Соединенных Штатах? После преобразования между фунтами и кг и дюймами и метрами вы можете показать это 101.3 кПа = 14,7 фунта / дюйм ² . Учитывая, что рекомендуемое минимальное давление в шинах автомобиля составляет всего около 30 фунтов на квадратный дюйм, что это говорит о вашей интуиции относительно «незначительного» веса и, следовательно, давления воздуха?

Как измеряется давление

Манометр — это устройство, которое измеряет давление воздуха с помощью контейнера с U-образной трубкой, открытой с одного или обоих концов. В закрытом манометре проба газа вводится в один конец, который затем закрывается. Затем в другой конец наливают жидкость известной плотности.Жидкость перестанет двигаться, когда давление газа, заключенного между крышкой и жидкостью, вместе с давлением в нижней части столба жидкости на этой стороне будет соответствовать давлению воздуха плюс давление столба жидкости на открытой стороне.

Высота жидкости на открытой стороне будет на выше на этой стороне, когда давление воздуха меньше давления газа, и на ниже на открытой стороне, когда давление воздуха превышает давление газа. Вы можете использовать эту разницу высот для расчета давления газа.

Поскольку P = F / A = мг / А, m = ρV и V = Ah для цилиндрической трубы (т. Е. Объем = площадь, умноженная на высоту), можно показать, что давление, создаваемое вертикальным столбом жидкости, равно ρgh , где h = высота в метрах. Это давление представляет собой положительную или отрицательную разницу между давлением газа и атмосферным давлением.

• Человек — это латинский корень слова, означающего «рука», от которого также происходит слово «манипулировать». Один простой способ передать концепцию давления, если ограничиться невербальным языком, — это мягко надавливать рукой против чужого.

• Барометр — это манометр, используемый специально для измерения атмосферного давления.

• Ручное устройство, используемое для измерения артериального давления в медицинских учреждениях, называется сфигмоманометром , с sphyg , что в переводе означает «сжатие». Это связано с тем, что манжета должна быть накачана относительно руки до уровня выше кровяного давления тела, чтобы правильно его измерить; для этого они должны буквально сжать вашу руку.

Давление и погода

Атмосферное давление непостоянно и колеблется в пределах обычного диапазона, как температура и другие геофизические величины. Само по себе это давление — надежный индикатор приближающейся погоды. Когда система низкого давления входит в зону, результатом обычно являются облака, ветер и осадки, тогда как система высокого давления обычно обеспечивает ясную и тихую погоду. (Понятно? «Высокое давление» заканчивается «спокойствием»… только в дурацком мире физики!)

Как манометры помогают специалистам HVACR диагностировать и балансировать печи и системы кондиционирования

Как манометры помогают специалистам HVACR диагностировать и балансировать печи и системы кондиционирования воздуха

Что такое манометр?

Манометр — это прибор, используемый для измерения и индикации давления. Есть два типа манометров: аналоговые и цифровые. Самая простая и простая форма аналога — это манометр с U-образной трубкой, стеклянная или резиновая трубка, изогнутая в форме буквы «U», где числа указаны и расположены через каждые 2,5 сантиметра с каждой стороны, а вода заливается между изгибами буквы «U».При приложении давления, положительного или отрицательного, вода движется, показывая давление позади нее, выраженное в дюймах водяного столба (inWC). Дюймы водяного столба являются наиболее распространенной формой измерения в индустрии HVAC при измерении статического давления или давления газа, хотя во всем мире доступны и используются другие единицы измерения. Один из наиболее распространенных аналоговых типов — манометр Magnehelic®. Они часто устанавливаются производителем системы, поэтому подрядчики могут легко определить давление в системе.Однако автономные цифровые манометры стали новым отраслевым стандартом при измерении статического давления. Благодаря более высокой точности считывания, дополнительным двойным портам, дополнительным параметрам и показаниям во многих случаях их намного проще использовать.

Почему следует использовать манометр?

Статическое давление — это величина давления, с которой вентилятор толкает или притягивает, чтобы перемещать воздух по воздуховодам системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха. Чтобы представить статическое давление в простой форме, представьте давление в шине, это статическое давление, которое воздействует на внутреннюю часть шины, чтобы ее накачать.Одна из самых упускаемых из виду возможностей для специалиста по обслуживанию — предложить клиентам улучшенные характеристики системы HVAC. Есть много способов улучшить производительность системы — добавление более крупных или дополнительных воздуховодов; поиск и устранение точек защемления и ограничений; установка заслонок; балансировка системы; и регулировка скорости вентилятора. Национальное исследование, проведенное NCI, показывает, что средняя неэффективная система HVAC работала на 55% от своей номинальной мощности. Это означает, что клиент платит на 45% больше, чем ему нужно, за электроэнергию для работы его неэффективной системы.

Уравновешивание статического давления — один из наиболее важных факторов при проектировании систем HVAC. Проще говоря, статическое давление относится к сопротивлению воздушному потоку в воздуховоде системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и ее компонентах. Давление (толчок) воздуха должно быть больше, чем сопротивление потоку, иначе воздух не будет циркулировать должным образом или эффективно через воздуховоды.

Если статическое давление превышает расчетные характеристики вентиляторов, результатом будет система с плохим или низким потоком воздуха.В то время как простое обслуживание, замена ограничительных воздушных фильтров и очистка загрязненных вентиляторов и змеевиков увеличит поток воздуха, если статическое давление в системе выше или ниже расчетных условий, система никогда не будет работать с полной эффективностью или мощностью. Это может привести к большему количеству неудовлетворенных обратных звонков клиентов и вероятности отказа оборудования в будущем.

Fieldpiece SDMN6 — надежное решение.

SDMN6 — это решение Fieldpiece универсального манометра.Легкий, многофункциональный прибор, разработанный с учетом потребностей специалистов по обслуживанию. SDMN6 — двухпортовый манометр с внутренним насосом. Эта уникальная конструкция позволяет техническим специалистам тестировать и калибровать универсальные реле давления, чтобы убедиться, что они соответствуют спецификациям производителя, устраняет необходимость для технических специалистов носить реле давления конкретных производителей на своих грузовиках или возвращаться к дистрибьютору для выбора одного из них. вверх.

SDMN6 также измеряет давление газа до +/- 60 дюймов водяного столба (дюйм водяного столба) с разрешением 0.1 ”, помогая определить, является ли давление газа на выходе из дома или регулятора правильным. Показания статического давления до +/- 2 дюйма вод.ст. с разрешением 0,010 дюйма вод.ст., что позволит техническим специалистам измерить небольшую разницу статического давления. Способность прибора считывать как положительное, так и отрицательное давление позволяет использовать его для измерения вакуумных контрольных линий. Легко читаемый двойной дисплей показывает выбранный порт на верхнем дисплее, а перепад давления отображается под ним, без необходимости прокрутки дисплея или выполнения расчетов.Кнопка обнуления позволяет выполнить простую настройку нуля, доводя расходомер до различных значений давления окружающей среды. Входящие в комплект датчики статического давления значительно повышают точность, обеспечивая при этом более легкую и простую настройку.

С четырьмя различными единицами измерения на выбор (дюйм вод. Ст., Мм вод. Ст., Мбар и фунт / кв. Дюйм) любое измерение, требуемое производителем, можно легко выбрать и прочитать. Ярко освещенный дисплей с подсветкой обеспечивает удобство использования независимо от того, в какой темной зоне вы работаете.Кроме того, SDMN6 имеет функцию APO (автоматическое отключение питания), которая помогает продлить срок службы батареи, магнитный ремешок для работы в режиме «свободные руки» и чехол для переноски, в который помещается манометр, все его аксессуары и несколько универсальных реле давления. Благодаря технической поддержке мирового класса и одному из лучших в отрасли гарантийных услуг вы можете быть уверены, что вы и ваши инструменты в надежных руках.

Использование манометров для измерения давления | Введение в непрерывное измерение давления

Очень простым устройством, используемым для измерения давления, является манометр : трубка, заполненная жидкостью, в которой приложенное давление газа вызывает пропорциональное смещение высоты жидкости.Вот почему давление часто измеряется в единицах высоты жидкости (например, дюймах водяного столба, дюймах ртутного столба). Как видите, манометр — это, по сути, инструмент для измерения перепада давления , показывающий разницу между двумя давлениями по сдвигу высоты столба жидкости:

Конечно, вполне приемлемо просто удалить воздух из одной трубки манометра и использовать ее в качестве прибора для измерения давления с манометром и , сравнивая приложенное давление в одной трубке с атмосферным давлением в другой.

Высота столба жидкости в манометре всегда должна интерпретироваться по средней линии столба жидкости, независимо от формы мениска жидкости (изогнутой поверхности раздела воздух / жидкость):

Манометры бывают различных форм, наиболее распространенными являются U-образная трубка , колодец (иногда называемый цистерной ), приподнятый колодец и наклонный :

Манометры с U-образной трубкой

очень недорогие и обычно изготавливаются из прозрачного пластика (см. Левую фотографию).Манометры бачкового типа являются нормой для калибровочных стендов и обычно изготавливаются из металлических бачков и стеклянных трубок (см. Правую фотографию):

Наклонные манометры используются для измерения очень низких давлений из-за их исключительной чувствительности (обратите внимание на дробную шкалу для дюймов водяного столба на следующей фотографии, от 0 до 1,5 дюймов по шкале слева направо):

Обратите внимание, что удаление воздуха с одной стороны манометра является стандартной практикой при использовании его в качестве индикатора манометрического давления (реагирующего на давление, превышающее атмосферное).Оба порта давления будут использоваться, если манометр применяется для измерения перепада давления, как и в случае манометра с U-образной трубкой, впервые показанного в этом разделе. Абсолютное давление также можно измерить с помощью манометра, если один из портов давления соединяется с герметичной вакуумной камерой. Вот как сконструирован ртутный барометр для измерения абсолютного давления окружающего воздуха: путем герметизации одной стороны манометра и удаления всего воздуха с этой стороны, так что приложенное (атмосферное) давление всегда сравнивается с вакуумом. .

Манометры

с «колодцем» имеют преимущество одноточечного считывания: нужно только сравнить высоту одного столба жидкости , а не разницу в высоте между двумя столбиками жидкости . Площадь поперечного сечения столба жидкости в скважине настолько больше, чем в прозрачной трубке манометра, что изменение высоты внутри скважины обычно незначительно. В случаях, когда разница значительна, интервал между делениями шкалы манометра может быть смещен для компенсации.

Наклонные манометры обладают преимуществом повышенной чувствительности. Поскольку манометры в основном работают по принципу давления, уравновешенного высотой жидкости, и эта высота жидкости всегда измеряется параллельно линии гравитационного притяжения (идеально вертикально), наклон трубки манометра означает, что жидкость должна двигаться дальше по трубке, чтобы произвести то же самое. изменение (чисто) вертикальной высоты по сравнению с вертикальной трубкой манометра. Таким образом, наклонная трубка манометра вызывает усиление движения жидкости при заданной величине изменения давления, что позволяет проводить измерения с большим разрешением.

Манометр — обзор | Темы ScienceDirect

5.2 Типы тензиометров

Тензиометры имеют три типа считывающих устройств: сборки ртутных манометров, вакуумметры с круговой шкалой и датчики давления. Приборы с ртутными манометрами прикреплены к трубкам различной длины с пористыми чашками у основания, которые вставляются в почву (рис. 5.6). Ртутные манометры больше не доступны в продаже. Это связано с тем, что ртуть нельзя пересылать по почте (Мэри К.Кнапп, государственный климатолог Канзаса, личное сообщение, 7 сентября 2011 г.). (Следовательно, ртутные термометры на официальной метеостанции Манхэттена, штат Канзас, были заменены термометрами с цифровым дисплеем, который постоянно меняется.) Однако, несмотря на то, что ртутные манометры вышли из моды, все еще можно создавать индивидуальные: изготовлены ртутные тензиометры. Затем их можно использовать для специальных целей, например, для измерения матричного потенциала почвы в тепличных горшках.Они обеспечивают превосходную точность (Лойд Р. Стоун, Департамент агрономии, личное сообщение, 8 июня 2013 г.).

РИСУНОК 5.6. Тензиометр с ртутным манометром.

На основе рисунка из брошюры компании Soilmoisture Equipment Corp., Санта-Барбара, Калифорния. Воспроизведено с разрешения Soilmoisture Equipment Corp.

Используемые в настоящее время тензиометры позволяют считывать показания с помощью вакуумметров с круговой шкалой или датчиков давления. Soilmoisture Equipment Corporation (Санта-Барбара, Калифорния) предоставляет тензиометры с вакуумными стрелочными индикаторами, включая «Jet Fill» (рис. 5.7) для стационарной установки и датчик «Quick Draw» (рис. 5.8), который представляет собой переносной датчик, предназначенный для использования в тяжелых полевых условиях. Вакуумные тензиометры с круговой шкалой могут быть получены для различных глубин от Soilmoisture (6-, 12-, 18-, 24-, 36-, 48- и 60-дюймовые глубины или 15, 30, 46, 61, 91, 122 и 152 см соответственно). Лабораторные тензиометры могут работать на больших глубинах. Они называются усовершенствованными тензиометрами , и могут использоваться для мониторинга свалок на глубине от 0,15 до 30 м (Hubbell and Sisson, 1998).Для работы в теплице с горшками можно использовать модель 2100F компании Soilmoisture с вакуумным индикатором (керамическая чашка: диаметр 0,6 см; длина 2,4 см), поскольку это миниатюрный тензиометр (Zhang and Kirkham, 1995).

РИСУНОК 5.7. Тензиометр Jet Fill от Soilmoisture Equipment Corporation.

Предоставлено Soilmoisture Equipment Corp., Санта-Барбара, Калифорния.

РИСУНОК 5.8. Тензиометр Quick Draw от Soilmoisture Equipment Corporation. На одной стороне находится пробоотборник для грунта, а на другой — тензиометр.

Предоставлено Soilmoisture Equipment Corp., Санта-Барбара, Калифорния.

Tensimeter ™ (рис. 5.9 и 5.10), продаваемый Soil Measurement Systems (Тусон, Аризона), представляет собой быстрый, простой и портативный метод считывания тензиометров с чувствительностью 1 мбар с использованием датчика давления. Этот метод был первоначально описан Marthaler et al. (1983), а схема тензиометра показана на рисунке 5.11. Можно использовать любой обычный тензиометр. Трубка закрывается пробкой с перегородкой, которая образует герметичное уплотнение во время и после введения иглы шприца через пробку.Давление воздуха в верхнем конце трубки измеряется путем введения иглы шприца, прикрепленной к датчику давления, через перегородку (рис. 5.12). Направляющая трубка удерживает систему преобразователя в вертикальном положении при размещении на тензиометре и центрирует иглу в перегородке. Внутренний диаметр направляющей трубки соответствует внешнему диаметру пробки и трубки из оргстекла. Преобразователь состоит из стального корпуса со стальной мембраной преобразователя, разделяющей корпус на верхнюю и нижнюю камеры.Верхняя камера находится под атмосферным давлением. Через иглу шприца давление воздуха в нижней камере уравновешивается давлением внутри трубки, вызывая небольшое отклонение стальной мембраны. Это отклонение изменяет сопротивление кремниевых полупроводников, встроенных в мембрану. Экранированный четырехжильный провод соединяет кремниевый элемент с измерителем удельного сопротивления. Счетчик откалиброван для считывания непосредственно в миллибарах (мб) (которые могут быть преобразованы в сантибары, куб.см) или сантиметрах водяного столба.В отличие от вакуумметров, показания Tensimeter ™ дают единичные показания с точностью до ближайшей единицы (например, значение в сантибарах) (Лойд Р. Стоун, личное сообщение, 8 июня 2013 г.). (Чтобы сохранить растения в условиях обильного полива, Loyd Stone поливает, когда тензиометр на глубине 50 см показывает 50 куб. См.)

РИСУНОК 5.9. Фотография Tensimeter ™ систем измерения почвы. Игла, которая протыкает пробку перегородки, схематически показанная на рис. 5.11, находится внутри пластикового цилиндра справа.Игла также схематически изображена на рис. 5.12.

Предоставлено компанией Soil Measurement Systems, Тусон, Аризона. (Цветную версию этого рисунка можно найти в онлайн-версии этой книги.)

РИСУНОК 5.10. Фотография Tensimeter ™ в полевых условиях.

Предоставлено компанией Soil Measurements Systems, Тусон, Аризона. (Цветную версию этого рисунка можно найти в онлайн-версии этой книги.)

РИСУНОК 5.11. Схема тензиометра с пробкой для перегородки.Игла Tensimeter ™, показанная на рисунке 5.9, прокалывает пробку перегородки.

Из Marthaler et al. (1983). Американское общество почвоведов: Мэдисон, Висконсин. Перепечатано с разрешения Американского общества почвоведов.

РИСУНОК 5.12. Схема датчика давления с прикрепленной иглой шприца. Игла показана на фотографии Tensimeter ™ на Рисунке 5.9.

Из Marthaler et al. (1983). Американское общество почвоведов: Мэдисон, Висконсин. Перепечатано с разрешения Американского общества почвоведов.

При использовании в полевых условиях тензиометры вставляются в почву для постоянного использования в течение сезона. Чтобы работать с Tensimeter ™, просто поместите датчик над тензиометром. Игольчатый зонд проникает в пробку перегородки тензиометра. Напряжение внутри тензиометра измеряется и отображается в цифровом виде (в мбар или см). Можно получить до 45 показаний на перегородку (45 игл), прежде чем потребуется замена резиновой перегородки (Лойд Р. Стоун, личное сообщение, 8 июня 2013 г.).Можно снять около 75 отсчетов (считайте 75 тензиометров) в час; на одно чтение требуется около 15 с. Показания можно записывать вручную, потому что это дешевый и точный метод. При исследовании подземного капельного орошения кукурузы ( Zea mays L.) в западной части Канзаса десятки тензиометров были установлены в течение нескольких сезонов (Дарусман и др., 1997a, b; Lamm et al., 1997), и Скорость снятия показаний была важна при измерении многочисленных тензиометров.

При использовании Tensimeter ™ необходимо различать показания на считывающем устройстве и потенциал в рассматриваемой точке в почве (где проводится измерение).Это два разных значения. Предположим, у нас есть тензиометр длиной 160 см. Чтобы откалибровать такой тензиометр (длиной 160 см), Лойд Стоун помещает керамическую чашку в емкость с водой так, чтобы керамика была просто покрыта (Лойд Р. Стоун, личное сообщение, 9 июля 2013 г.). Он ставит тензиометр в полностью вертикальное положение и позволяет керамической чашке намочить пару дней. Затем он считывает показания тензиметра ™. Напряжения нет, поэтому показание должно быть -160 см, потому что это длина висячего столба воды под напряжением.Затем он помещает в поле тензиометр длиной 160 см. Если он получает значение -180 см, он знает, что существует матричный потенциал -20 см. Он должен вычесть длину висячего столба воды (-160 см), чтобы получить это значение. Таким образом, матричный потенциал в рассматриваемой точке почвы равен -20 см. Если он получает значение -140 см, он знает, что у него есть потенциал погружения (давления) 20 см (положительное значение) в рассматриваемой точке в почве. Матричный потенциал всегда отрицательный. Он калибрует каждый тензиометр разной длины, поэтому он знает, какую длину вычесть из своих показаний.Marthaler et al. (1983) также объясняют эту процедуру с помощью Tensimeter ™. Длину стержня тензиометра необходимо вычесть из показаний Tensimeter ™, чтобы получить матричный потенциал (или потенциал давления, если он есть). Однако в случае вакуумметров длину стержня не нужно вычитать, потому что, когда их настраивают, они настраивают манометр на ноль. Однако, если не настроить вакуумметр на ноль, его показания будут отражать длину тензиометра. Тогда можно было бы определить потенциал погружения с помощью вакуумметра, потому что стрелка упадет и покажет более низкое значение, указывающее на потенциал давления (Loyd R.Stone, личное сообщение, 9 июля 2013 г.). Если игла поднимается, значит, у человека есть матричный потенциал. Показания ртутного тензиометра также включают длину тензиометра. Чтобы обнулить значение ртутного тензиометра, см. Раздел 5.4 этой главы. Чтобы узнать направление движения воды между двумя тензиометрами, необходимо также учесть потенциальную энергию гравитации и добавить ее к матричному потенциалу, что мы сделали в главе 4.

Используете ли вы тензиометры с датчиками или вакуумметры, зависит от стоимости ( Лойд Р.Stone, личное сообщение, 8 июня 2013 г.). Например, если нужно всего несколько измерений, а датчик стоит 2000 долларов, а вакуумметр стоит 90 долларов, то покупка нескольких вакуумметров будет правильной процедурой. Однако, если кто-то хочет измерить поле множеством тензиометров, то разумным с финансовой точки зрения подходом будет покупка преобразователя.

Датчики электрического сопротивления доступны для оценки напряженности влажности почвы (Международное агентство по атомной энергии, 2008 г., стр. 123). Они состоят из пористого тела (блока), в который заделана пара электродов.Либо сам датчик изготовлен из CaSO ₄ (известный как гипс или гидратированный гипс), либо в корпус датчика встроена гранула из CaSO ₄ . Датчик можно закопать в почву на любой желаемой глубине. Пористый датчик показывает характеристическую кривую влажности почвы так же, как и почвенный датчик (описание характеристической кривой влажности почвы см. В главе 6). Следовательно, по мере смачивания и высыхания окружающей почвы датчик также смачивается и сохнет. Двухжильный провод от датчика подключается к измерителю, который используется для считывания сопротивления датчика.Сульфат кальция — это слаборастворимая соль, которая растворяется в воде в пористом датчике и делает воду проводящей.