Принцип работы жидкостного манометра: Жидкостные манометры и дифманометры, принцип действия, применение

Жидкостные манометры и дифманометры, принцип действия, применение

Жидкостные (трубные) манометры функционируют по принципу сообщающихся сосудов – за счет уравновешивания фиксируемого давления весом жидкости-наполнителя: столб жидкости сдвигается на высоту, которая пропорциональна приложенной нагрузке. Измерения на основе гидростатического метода привлекают сочетанием простоты, надежности, экономичности и высокой точности. Манометр с жидкостью внутри оптимально подходит для измерения перепадов давления в пределах 7 кПа (в специальных вариантах исполнения – до 500 кПа).

Виды и типы приборов

Для лабораторных измерений или промышленного применения используются различные варианты манометров с трубной конструкцией. Наиболее востребованы такие виды приборов:

• U-образные. Основа конструкции – сообщающиеся сосуды, в которых определение давления осуществляется по одному или сразу нескольким уровням жидкости. Одна часть трубки соединяется с трубопроводной системой для проведения измерения. В то же время другой конец может быть герметически запаян или иметь свободное сообщение с атмосферой.
• Чашечные. Однотрубный жидкостный манометр во многом напоминает конструкцию классических U-образных приборов, но вместо второй трубки здесь применяется широкий резервуар, площадь которого в 500-700 раз больше площади сечения основной трубки.
• Кольцевые. В устройствах данного типа столб жидкости заключен в кольцевом канале. При изменении давления происходит перемещение центра тяжести, что в свою очередь приводит к перемещению стрелки указателя. Таким образом, прибор для измерения давления фиксирует угол наклона оси кольцевого канала. Эти манометры привлекают высокой точностью результатов, которые не зависят от плотности жидкости и газовой среды на ней. В то же время сфера применения таких изделий ограничивается их высокой стоимостью и сложностью обслуживания.
• Жидкостно-поршневые. Измеряемое давление вытесняет сторонний шток и уравновешивает его положение калиброванными грузами. Подобрав оптимальные параметры массы штока с грузами, удается обеспечить его выталкивание на величину, пропорциональную к измеряемому давлению, а, следовательно, удобную для контроля.

Применение жидкостного манометра

Простота и надежность измерений на основе гидростатического метода объясняют широкое применение прибора с жидкостным наполнителем. Такие манометры незаменимы при проведении лабораторных исследований или решении различных технических задач. В частности, приборы используются для таких типов измерений:

• Небольшие избыточные давления.
• Разность давлений.
• Атмосферное давление.
• Разрежение.

Важное направление применения трубных манометров с жидким наполнителем – поверка контрольно-измерительных приборов: тягомеров, напоромеров, вакуумметров барометров, дифманометров и некоторых типов манометров.

Манометр жидкостный: принцип действия

Самый распространенный вариант конструкции приборов – U-образная трубка. Принцип действия манометра показан на рисунке:

Схема U-образного жидкостного манометра

Один конец трубки имеет сообщение с атмосферой – на него воздействует атмосферное давление Pатм. Другой конец трубки с помощью подводящих устройств подключается к целевому трубопроводу – на него воздействует давление измеряемой среды Рабс. Если показатель Рабс выше Pатм, то жидкость вытесняется в трубку, сообщающуюся с атмосферой.

Инструкция по расчету

Разница высоты между уровнями жидкости рассчитывается по формуле:

h = (Рабс – Ратм)/((rж – rатм )g)
где:
Рабс – абсолютное измеряемое давление.
Ратм – атмосферное давление.
rж – плотность рабочей жидкости.
rатм – плотность окружающей атмосферы.
g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2)
Показатель высоты рабочей жидкости H складывается из 2-ух составляющих:
1. h2 – понижение столба по сравнению с исходным значением.
2. h3 – повышение столба в другой части трубки в сравнении с исходным уровнем.
Показатель rатм в расчетах часто не учитывают, поскольку rж >> rатм. Таким образом, зависимость можно представить как:
h = Ризб/(rж g)
где:
Ризб – избыточное давление измеряемой среды.
На основе приведенной формулы, Ризб = hrж g.

Если необходимо измерить давление разряженных газов, применяются измерительные приборы, в которых один из концов герметически запаян, а к другому с помощью подводящих устройств подключают вакуумметрическое давление. Конструкция показана на схеме:

Схема жидкостного вакуумметра абсолютного давления

Для таких приборов применяется формула:
h = (Ратм – Рабс)/(rж g).

Давление в запаянном торце трубки равно нулю. При наличии в нем воздуха расчеты вакуумметрического избыточного давления выполняются как:
Ратм – Рабс = Ризб – hrж g.

Если воздух в запаянном конце откачан, и давление противодействия Ратм = 0, то:
Рабс= hrж g.

Конструкции, в которых воздух в запаянном конце откачивается и перед заполнением вакууммируется, подходят для применения в качестве барометров. Фиксация разницы высоты столба в запаянной части позволяет произвести точные расчеты барометрического давления.

Преимущества и недостатки

Жидкостные манометры имеют как сильные, так и слабые стороны. При их использовании удается оптимизировать капитальные и эксплуатационные издержки на контрольно-измерительные мероприятия. В то же время следует помнить о возможных рисках и уязвимых местах таких конструкций.

Среди ключевых преимуществ измерительных приборов с жидкостным наполнением следует отметить:

• Высокая точность измерений. Приборы с низким уровнем погрешности могут использоваться в качестве образцовых для поверки различного контрольно-измерительного оборудования.
• Простота использования. Инструкция по использованию прибора является предельно простой и не содержит каких-либо сложных или специфических действий.
• Невысокая стоимость. Цена жидкостных манометров значительно ниже по сравнению с другими типами оборудования.
• Быстрый монтаж. Подключение к целевым трубопроводам производится с помощью подводящих устройств. Осуществление монтажа/демонтажа не требует специального оборудования.

При использовании манометрических устройств с жидкостным наполнением следует учитывать и некоторые слабые стороны таких конструкций:

• Резкий скачок давления может привести к выбросу рабочей жидкости.
• Возможность автоматической фиксации и передачи результатов измерений не предусмотрена.
• Внутреннее устройство жидкостных манометров определяет их повышенную хрупкость
• Приборы характеризуются достаточно узким диапазоном измерений.
• Корректность измерений может быть нарушена некачественной очисткой внутренних поверхностей трубок.

Инструкция для жидкостного манометра

Для гидростатических измерений в манометрах могут использоваться различные рабочие жидкости: дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт, жидкость Туле и другие наполнители. При их использовании важно помнить о возможных рисках. В частности, вода приводит к коррозии железосодержащих сплавов, ртуть несет угрозу здоровью человека, а ацетилен и некоторые другие виды наполнителей являются психотропными веществами.

Объясните принцип работы жидкостного манометра.

что такое амплитуда?

Гигантская межпланетная станция-зоопарк, вращающаяся по геостационарной орбите, заполнена воздухом и населена многими представителями фауны. В одном и
…

з залов орёл летел с постоянной скоростью 3 м/с на высоте 8 м над лентой транспортёра. Лента двигалась навстречу ему со скоростью 1 м/с. Орёл заметил точно под собой на ленте порцию мяса и спустился к ней за минимально возможное время, развивая в ходе спуска относительно станции постоянное ускорение, величина которого 1,5 м/с2. Найдите время спуска. Ответ запишите в секундах, округлив до сотых.​

На линзу падает сходящийся пучок лучей. После прохождения через линзу лучи пересекаются в точке, лежащей на расстоянии 0,15 м от линзы. Если линзу убр
…

ать, то точка пересечения лучей переместится на 4 см ближе к линзе. Определите фокусное расстояние Линзы.​

Помогите! Даю 60 баллов!!

Помогите! Даю 50 баллов!!

Три проволоки одинаковой длины и поперечного сечения, но из разных материалов, подключены в цепь последовательно. Какая из них нагреется меньше, если
…

проволока А изготовлена из молибдена, проволока Б — из никеля, а проволока В — из нихрома?
Нагреется меньше проволока из … .
никеля
молибдена
нихрома
Не хватает информации.

Як пидключити вимирювальни прилади вольтметр ​

ПОМОГИТЕ ПЖ ФИЗИКА 8 КЛАСС

Любой электроприбор имеет паспорт, в котором указываются его электротехнические характеристики, например, номинальная мощность и номинальное напряжени
…

е.
Ученик 8 класса на уроке труда изготовил электроплитку, сопротивление спирали которой 6 Ом. Помоги получить данные для такого паспорта, если номинальная мощность этой электроплитки равна 408 Вт.
Номинальная мощность электроплитки равна
Вт.
Номинальное напряжение электроплитки —
В. Ответ округли до целых!

С наклонной плоскости, имеющей угол наклона 30∘, бросают шарик со скоростью 2 м/с так, что через 0,4 с он первый раз ударится о наклонную плоскость. Н
…

а каком расстоянии от точки броска произойдёт этот удар? Ответ запишите в метрах, округлив до сотых. Сопротивлением воздуха пренебрегите, ускорение свободного падения считайте равным 10 м/с2.Ответов может быть несколько. ​

Манометры. Поршневой жидкостный насос — презентация онлайн

1. Манометры. Поршневой жидкостный насос.

2. Жидкостный манометр

Устройство:
стойка со шкалой на
опоре,
U-образная стеклянная
трубка, одно колено
которой присоединяется
к сосуду, давление в
котором нужно
измерить.

3. Принцип действия жидкостного манометра

основан на свойстве
сообщающихся
сосудов и законе
Паскаля.
.

4. Металлический (трубчатый) манометр

сразу показывает
измеряемое давление
(строго говоря,
превышение
давления над
атмосферным).

5. Металлический манометр

В основе работы
металлического манометра
лежит деформация (изгиб)
упругой дугообразной трубки 1.
При помощи двух тяг 2
движение концов трубки
передается стрелке 3, которая
закреплена на оси 4. Конец
стрелки передвигается по
шкале 5. Трубка, стрелка и
шкала помещены внутрь
корпуса 6.

6. Поршневой жидкостный насос.

8. Вопросы:

1.Будут ли действовать в безвоздушном пространстве
поршневые жидкостные насосы?
2. Почему у жидкостных и газовых насосов поршень
должен плотно прилегать к стенкам трубки насоса?
3. Почему при нормальном атмосферном давлении вода за
поршнем всасывающего насоса может быть поднята не
более чем на 10,3 м?
4. При нормальном атмосферном давлении вода за
поршнем всасывающего насоса поднимается не более
чем на 10,3 м. На какую высоту при всех равных
условиях поднимается за поршнем нефть?
5. Открытые жидкостные манометры
соединены с сосудами (рис. 179). В
каком из сосудов давление газа равно
атмосферному давлению; больше
атмосферного; меньше атмосферного
давления?
6. Как будут
изменяться уровни
ртути в
манометре, если
сосуд А нагревать;
охлаждать?
7. Чему равна цена деления
шкалы манометра? Какое
давление показывает
манометр?
Каким будет показание
манометра, если его
соединить с баллоном,
давление газа в котором
равно атмосферному?
8. Объясните, как
работает
нагнетательный насос
садового опрыскивателя.
Одним из клапанов в
насосе является кожаная
манжетка — поршень.

13. На рисунке 49 изображен поршневой жидкостный насос.

Тест:
I. Каким номером обозначен цилиндр?
1.Один.2.Два.3.Три.4.Четыре
II. Каким номером обозначен поршень?
1. Один. 2. Два. 3. Три. 4. Четыре.
III. При поднятии поршня вверх
клапан … открывается,
а клапан … закрывается
и вода всасывается через трубу …
IV. При опускании поршня вниз один
клапан … открывается, а клапан …
закрывается.
V. При следующем движении поршня
вверх
клапан … закрывается и вода,
находящаяся над поршнем,
выливается через трубу …

Устройство и принципы работы жидкостного и металлического манометров

1. Манометры 7 класс

МАНОМЕТРЫ
7 КЛАСС
Автор:
учитель физики МОУ «СОШ № 1»
г. Ивантеевки
Гагарина Марианна Сергеевна
Цель урока:
дать представление об устройстве и принципах работы
жидкостного и металлического манометров, рассмотреть их
применение в различных областях.
Задачи:
— обучающие:
изучить устройство и принцип действия открытого
жидкостного и металлического манометров; научить
пользоваться ими;
— развивающие:
развивать познавательный интерес, коммуникативные и
экспериментаторские компетенции учащихся;
— воспитывающие:
воспитывать доброжелательное отношение к участникам
учебного процесса, понимание необходимости заботиться о
своем здоровье и приобретении житейских навыков.
Тест
1. Кто из ученых предложил способ измерения
атмосферного давления?
А) Ньютон
В) Ломоносов
Б) Паскаль
Г) Торричелли
2. Какой буквой обозначают атмосферное давление?
А) F
В) р
Б) m
Г) S
3. Какова единица атмосферного давления?
А) кг или г
В) Н или кН
Б) Па или мм рт. ст.
Г) м/с или км/ч
Тест
4. Как называется прибор для измерения
атмосферного давления?
А) альтимер
В) мензурка
Б) барометр
Г) высотомер
5. Чему равно значение нормального атмосферного
давления?
А) 1 Н
В) 760 Н
Б) 1 Па
Г) 760 мм рт. ст.
6. Как называется прибор для измерения высоты,
используемый в авиации?
А) высотомер
В) анероид
Б) альтимер
Г) ареометр
Ответы
1
2
3
4
5
6
Г
В
Б
Б
Г
А
Тема урока:
Манометры
Манометры – приборы для измерения давлений,
больших или меньших атмосферного (от греческого
«манос» – редкий, неплотной и «метрео» — измеряю.
Манометры бывают:
а) жидкостные
б) металлические
Жидкостный манометр состоит из двухколенной
стеклянной трубки, в которую налита какая – нибудь
жидкость.
Устройство и принцип работы
открытого жидкостного манометра
Устройство металлического манометра
1.
2.
3.
4.
5.
Согнутая в дугу металлическая трубка
Рычаг
Зубчатка
Стрелка
Кран
Ответьте на вопросы:
1. В каких единицах
градуируется шкала
металлического манометра?
2. Чему равна цена деления?
3. Назовите предел
измерения.
4. Какое давление
показывает манометр?
5. Выразите это давление в
Паскалях.
Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо
знать, контролировать и регулировать давление. Наиболее часто
манометры применяют в теплоэнергетике, на химических,
нефтехимических предприятиях, предприятиях пищевой
отрасли.
Сфигмоманометр (тонометр) — прибор для измерения
артериального давления. Состоит из манжеты, надеваемой на
руку пациенту, устройства для нагнетания воздуха в манжету и
манометра, измеряющего давление воздуха в манжете. Также,
сфигмоманометр оснащается либо стетоскопом, либо
электронным устройством, регистрирующим пульсации
воздуха в манжете.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Закрепление
С какими приборами мы сегодня познакомились?
Почему в открытом манометре уровни жидкости в
обоих коленах одинаковые?
Почему при погружении коробочки в воду
изменяются уровни жидкости в коленах
манометра?
Как с помощью жидкостного манометра показать,
что на одной и той же глубине давление одинаково
по всем направлениям?
Как устроен металлический манометр?
В каких единицах градуируется шкала
металлического манометра?
Домашнее задание:
§ 45.
Источники
1. А.В. Перышкин. Физика. 7 класс. — М.: Дрофа
2. Е.М. Гутник, Е,В. Рыбакова. Методические материалы
для учителя. Физика. 7 класс. — М.; Дрофа
3. http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/669b5254-e92111dc-95ff-0800200c9a66/4_12.swf
4. http://ru.wikipedia.org/wiki/%CC%E0%ED%EE%EC%E5%
F2%F0
5. http://images.yandex.ru/yandsearch?text=%D0%BC%D0%B0
%D0%BD%D0%BE%D0%BC%D0%B5%D1%82%D1%80

Измерение давления | Физика

Приборы для измерения давления, создаваемого жидкостями и газами, называют манометрами (от греч. манос – «редкий», «неплотный»). Рассмотрим устройство некоторых видов манометров.

На рис. 160 показан жидкостный манометр. Он представляет собой U-образную стеклянную трубку, частично наполненную жидкостью. Если давления над поверхностями жидкости в обоих коленах одинаковы, например равны атмосферному давлению pатм, то поверхности жидкостей установятся на одном уровне. Если же давление над поверхностью жидкости в левом колене увеличить (см. рис. 160, б), то ситуации изменится: уровень жидкости в левом колене опустится под действием давления воздуха p1 > p_атм, а в правом колене – поднимется. При этом чем больше увеличится давление в левом колене, тем большей станет разность уровней жидкости в коленах манометра.

Пусть давление над поверхностью жидкости в левом колене равно p₁, а в правом – p_атм. Высота левого столба жидкости – h₁, а правого – h₂. Применим формулу для расчета гидростатического давления в нижней точке A трубки манометра. Это давление можно вычислить двумя способами. Рассматривая жидкость в левом колене, получим: p_A = p₁ + ρ · g · h₁; соответственно для правого колена: p_A = p_атм + ρ · g · h₂.

Приравнивая эти выражения, получим:

p₁ = p_атм + ρ · g · (h₂ — h₁) = p_атм + ρ · g · Δh

Таким образом, если известна плотность ρ жидкости, то, измеряя разность Δh высот столбов жидкости в коленах манометра, можно определить, на какую величину неизвестное давление p₁ отличается от атмосферного. Из полученной формулы следует, что если Δh > 0, т. е. h₂ > h₁, то измеряемое давление в левом колене больше атмосферного. Наоборот, если Δh < 0, т. е. h₂ < h₁, то измеряемое давление p₁ меньше атмосферного (см. рис. 160, в).

Продолжим анализ полученной формулы. Измеряемая разность давлений p₁ — pатм = ρ · g · Δh. Поэтому если перепад давлений достаточно большой, то для его измерения необходимо либо использовать трубку большой длины (для больших значений Δh), либо использовать жидкость с большой плотностью ρ. На практике в жидкостных манометрах обычно используют ртуть, плотность которой равна 13,6 г/см³. Поэтому давление часто измеряют в несистемных единицах – миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). Давление столба ртути высотой 1 мм равно p = ρgh = 133,3 Па. (Нормальное атмосферное давление на уровне моря равно 101,325 кПа, что соответствует 760 мм рт. ст.)

Теперь представим себе, что давление в левом колене манометра над поверхностью жидкости равно нулю. Тогда полученная формула примет вид: p₁ = 0 = p_атм + ρg(h₂ — h₁). Следовательно, pатм = ρg(h₁ — h₂). Этой формулой можно воспользоваться для измерения атмосферного давления.

Впервые атмосферное давление измерил в 1643 г. итальянский ученый Э. Торричелли. Для получения нулевого давления над поверхностью ртути (что соответствует атмосферному давлению на высоте более 100 км) он поступил следующим образом. Заполнив ртутью запаянную с одного конца стеклянную трубку длиной 1 м и закрыв пальцем отверстие, он перевернул трубку и погрузил незапаянный конец трубки в чашку с ртутью. После этого он убрал палец и обнаружил, что из трубки вылилась только часть ртути (рис. 161). В результате над поверхностью ртути в трубке образовалось не заполненное воздухом пространство – «торричеллиева пустота». Высота h столба оставшейся в трубке ртути, равная разности высот столбов ртути в трубке (h₁) и чашке (h₂), составила примерно 760 мм. При этом разность давлений, создаваемых в точке A столбом ртути в трубке и столбом ртути в чашке, уравновешивается давлением атмосферы на открытую поверхность ртути в чашке:

0 + ρgh₁ = p_атм + ρgh₂

Следовательно,

p_атм = ρg(h₁ — h₂) = ρgh

Если к такой трубке с ртутью прикрепить шкалу с нанесенными на ней делениями в миллиметрах, то получится ртутный барометр – прибор для измерения атмосферного давления в миллиметрах ртутного столба.

В настоящее время для измерения атмосферного давления используют безжидкостные приборы, получившие название барометров-анероидов. (Анероид в переводе с греческого – «безжидкостный».) Устройство одного из таких приборов показано на рис. 162. Основным элементом барометра-анероида является круглая металлическая коробка 1, закрытая тонкой гофрированной крышкой – мембраной. Из коробки откачан воздух, и мембрана под действием атмосферного давления прогибается внутрь коробки. К центру мембраны прикреплена пружина 2. При изменении атмосферного давления величина прогиба мембраны изменяется, что фиксируется с помощью стрелки 3, закрепленной на оси вращения 4. Такой прибор обычно имеет две шкалы (рис. 16З). Одна шкала проградуирована в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.), другая – в гектопаскалях (гПа).

Как уже отмечалось, с увеличением высоты над поверхностью Земли атмосферное давление уменьшается. Поэтому по измерениям атмосферного давления на различных высотах можно судить о высоте подъема над поверхностью Земли. В барометрах, применяемых в авиации, шкалу градуируют в метрах, а прибор называют высотомером.

На практике для измерения давления часто используют трубчатые манометры. Устройство подобного прибора показано на рис. 164. Основным его элементом является изогнутая в дугу упругая металлическая трубка 1. Один жестко закрепленный конец этой трубки подсоединяется к системе, в которой необходимо измерить давление. Другой конец трубки запаян и находится в свободном положении. При увеличении давления внутри трубки она начинает разгибаться. В результате ее свободный конец перемещается относительно корпуса прибора. Это смещение вызывает поворот стрелки 2.

Подобные манометры позволяют измерять давление от сотен паскалей до нескольких гигапаскалей (10⁹ Па) и поэтому широко используются на практике. В частности, их применяют для измерения давления в шинах автомобилей, давления в водопроводных и газовых трубах и т. п.

Итоги

Приборы для измерения давления, создаваемого жидкостями и газами, называют манометрами.

Жидкостные манометры основаны на измерении разности высот столбов однородной жидкости в сообщающихся сосудах, один из которых находится под действием атмосферного давления. Измеряемая разность давлений равна

p₁ — p_атм = ρgΔh

Приборы для измерения атмосферного давления называют барометрами. Существуют ртутные барометры и барометры-анероиды (безжидкостные барометры).

Изменение (уменьшение) давления с увеличением высоты над поверхностью Земли позволяет использовать барометры для определения высоты полета летательных аппаратов.

Вопросы

1. Как называют приборы для измерения давления?
2. Какие виды приборов для измерения давления вы знаете?
3. Как устроен жидкостный манометр?
4. Как устроен барометр-анероид?
5. Как устроен трубчатый манометр?
6. Что такое высотомер?
7. Расскажите об опыте Торричелли.
8. Являются ли чашка и трубка в опыте Торричелли (см. рис. 161) сообщающимися сосудами?

Упражнения

1. Определите высоту столба воды, действие которого уравновесит атмосферное давление.
2. В течение суток барометр показывал давление: 740; 746; 752 мм рт. ст. Пересчитайте эти показания в Па.
3. Опустите стакан полностью в тазик с водой. Затем переверните стакан под водой вверх донышком и медленно поднимайте его. Объясните, почему вода из стакана не будет выливаться, пока края стакана не поднимутся выше уровня воды в тазике.
4. Как изменится показание барометра-анероида при его подъеме на высоту 300 м над поверхностью Земли?

Конспект урока физики в 7 классе: «Манометры»

Цели этапа:

нового способа действия, устраняющего причину выявленного

затруднения;

форме и с помощью эталона.

Мы уже знаем, что для измерения атмосферного давления какой применяют прибор? (барометр) Для измерения давлений, бóльших или меньших атмосферного, используется манометры (от греч. манос — редкий, неплотный, метрео — измеряю).

СЛАЙД 6

Манометры бывают жидкостные и металлические.

Рассмотрим сначала устройство и действие открытого жидкостного манометра.

Демонстрация манометра.

Он состоит из двухколенной стеклянной трубки, в которую наливается какая-нибудь жидкость. Жидкость устанавливается в обоих коленах на одном уровне. Почему это происходит? (Так как на ее поверхность в коленах сосуда действует только атмосферное давление)

Чтобы понять, как работает такой манометр, его можно соединить резиновой трубкой с круглой плоской коробкой, одна сторона которой затянута резиновой пленкой. Если надавить пальцем на пленку, то, что произойдет с уровнем жидкости в колене манометра, соединенном в коробкой? (Он понизится)

А в другом колене? (Он повысится.)

Чем это объясняется?

Провожу демонстрацию. Прошу учащихся объяснить суть увиденного и объяснить это с физической точки зрения.

Ответ: При надавливании на пленку увеличивается давление воздуха в коробке. По закону Паскаля это увеличение давления передается и жидкости в том колене манометра, которое присоединено к коробке. Поэтому давление на жидкость в этом колене будет больше, чем в другом, где на жидкость действует атмосферное давление. Под действием силы этого избыточного давления жидкость начнет перемещаться. В колене со сжатым воздухом жидкость опустится, в другом — поднимется. Жидкость придет в равновесие (остановится), когда избыточное давление сжатого воздуха уравновесится давлением, которое производит избыточный столб жидкости в другом колене манометра.

Чем сильнее давить на пленку, тем выше избыточный столб жидкости, тем больше его давление. Следовательно, как мы можем судить об изменении давления? (можно судить по высоте этого избыточного столба)

СЛАЙД 7

На рисунке показано, как таким манометром можно измерять давление внутри жидкости. Чем глубже погружается в жидкость трубочка, тем больше становится разность высот столбов жидкости в коленах манометра, тем, следовательно, и большее давление производит жидкость.

Если установить коробочку прибора на какой-нибудь глубине внутри жидкости и поворачивать ее пленкой вверх, вбок и вниз, то, что будет происходить с показания манометра? Они не будут меняться. Почему? (На одном и том же уровне внутри жидкости давление одинаково по всем направлениям)

СЛАЙД 8

На рисунке изображен металлический манометр. Основная часть такого манометра — согнутая в трубу металлическая трубка 1, один конец которой закрыт. Другой конец трубки с помощью крана 4 сообщается с сосудом, в котором измеряют давление. При увеличении давления трубка разгибается. Движение закрытого конца ее при помощи рычага 5 и зубчатки 3 передается стрелке 2, движущейся около шкалы прибора. При уменьшении давления трубка благодаря своей упругости возвращается в прежнее положение, а стрелка — нулевому делению шкалы.

Давайте теперь посмотрим анимацию, которая наглядно изображает принцип действия металлического манометра. (Белага П36 справа на тексте ссылка: Схема работы металлического манометра)

СЛАЙД 9

А теперь давайте послушаем доклад по теме: «Поршневой жидкостный насос»

Давайте посмотрим еще анимацию о работе поршневого насоса… (Анимация)

СЛАЙД 10

Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать давление. Наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на химических, нефтехимических предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

СЛАЙД 11

Сфигмоманометр (тонометр) — прибор для измерения артериального давления. Состоит из манжеты, надеваемой на руку пациенту, устройства для нагнетания воздуха в манжету и манометра, измеряющего давление воздуха в манжете. Также, сфигмоманометр оснащается либо стетоскопом, либо электронным устройством, регистрирующим пульсации воздуха в манжете.

принцип действия. Что такое манометр, для чего используется

Манометр – это прибор, предназначенный для измерения и показания давления пара, воды и т. д.

Технический манометр по устройству относится к трубчато-пружинным манометрам.

Состоит: из корпуса, стояка, пустотелой изогнутой трубки, стрелки, поводка, зубчатого сектора, шестеренки и пружины. Главной частью манометра является изогнутая пустотелая трубка, которая нижним концом соединена с пустотелой частью стояка. Верхний конец трубки запаян и может перемещаться, а, перемещаясь, передает свое движение зубчатому сектору, смонтированному на стояке, а потом шестерне, на оси которой сидит стрелка.

При подключении манометра к измеряемому давлению, давление внутри трубки стремиться ее выправить, движение трубки передается через поводок шестеренке и стрелке, стрелка двигаясь по шкале, показывает измеряемое давлении.

Пружинные
манометры используются для измерения давлений в широких пределах. В этих приборах воспринимаемое давление уравновешивается усилием, возникающим при упругой деформации пружины. В них, в качестве чувствительного элемента применяются трубчатые, одновитковые и многовитковые пружинные сильфоны, коробчатые и плоские мембраны.

Наиболее часто используются показывающие манометры с одновитковой трубчатой пружиной, представляющей собой согнутую по кругу трубку. Один конец его соединен с ниппелем, служащим для подвода давления, а второй закрыт заглушкой и запаян. Поперечное сечение полой трубки имеет вид овала или эллипса, малая ось которой совпадает с радиусом самой пружины. При подводе давления во внутреннюю полость пружины, сечение трубки деформируется, стремясь приобрести наиболее устойчивую форму окружности. При этом свободный конец (заглушенный) трубки перемещается на расстояние, пропорциональное измеренному давлению, и посредством тяги поворачивает зубчатый сектор. В результате стрелка поворачивается на угол. Выбор зазоров в шарнирных и зубчатых зацеплениях обеспечивается спиральной пружиной (волоском), укрепленной одним концом на оси триба, а другим на кронштейне. Поворот показывающей стрелки отсчитывается, по круговой шкале с углом охвата 270*С. Регулировка передаточного механизма для определенного угла поворота стрелки осуществляется изменением положения точки крепления поводка (тяги) в прорези нижнего плеча зубчатого сектора. Корпус прибора круглой формы. В него вложена шкала в форме циферблата.

По принципу действия манометры подразделяются на жидкостные, пружинные, поршневые, и электрические.

Действие жидкостных манометров основано на уравновешивании измеряемого давления столбом жидкости.

В жидкостных манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости. В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. Большинство жидкостных манометров имеют видимый уровень рабочей жидкости, по положению которого определяется значение измеряемого давления. Эти приборы используются в лабораторной практике и в некоторых отраслях промышленности.

Существует группа жидкостных дифманометров
, в которых уровень рабочей жидкости непосредственно не наблюдается. Изменение последнего вызывает перемещение поплавка или изменение характеристик другого устройства, обеспечивающих либо непосредственное показание измеряемой величины с помощью отсчетного устройства, либо преобразование и передачу ее значения на расстояние.

Двухтрубные жидкостные манометры
. Для измерения давления и разности давлений используют двухтрубные манометры и дифманометры с видимым уровнем, часто называемыми U -образными. Принципиальная схема такого манометра представлена на рис. 1, а. Две вертикальные сообщающиеся стеклянные трубки 1, 2 закреплены на металлическом или деревянном основании 3, к которому прикреплена шкальная пластинка 4. Трубки заполняются рабочей жидкостью до нулевой отметки. В трубку 1 подается измеряемое давление, трубка 2 сообщается с атмосферой. При измерении разности давлений к обеим трубкам подводятся измеряемые давления.

Рис. 1. Схемы двухтрубного (в) и однотрубного (б) манометра
:

1, 2 — вертикальные сообщающиеся стеклянные трубки; 3 — основание; 4 — шкальная пластина

В качестве рабочей жидкости используются вода, ртуть, спирт, трансформаторное масло. Таким образом, в жидкостных манометрах функции чувствительного элемента, воспринимающего изменения измеряемой величины, выполняет рабочая жидкость, выходной величиной является разность уровней, входной — давление или разность давлений. Крутизна статической характеристики зависит от плотности рабочей жидкости.

Для исключения влияния капиллярных сил в манометрах используются стеклянные трубки с внутренним диаметром 8… 10 мм. Если рабочей жидкостью служит спирт, то внутренний диаметр трубок может быть снижен.

Двухтрубные манометры с водяным заполнением применяются для измерения давления, разрежения, разности давлений воздуха и неагрессивных газов в диапазоне до ±10 кПа. Заполнение манометра ртутью измерения расширяет пределы до 0,1 МПа, при этом измеряемой средой может быть вода, неагрессивные жидкости и газы.

При использовании жидкостных манометров для измерения разности давлений сред, находящихся под статическим давлением до 5 МПа, в конструкцию приборов вводятся дополнительные элементы, предназначенные для защиты прибора от одностороннего статического давления и проверки начального положения уровня рабочей жидкости.

Источниками погрешностей двухтрубных манометров являются отклонения от расчетных значений местного ускорения свободного падения, плотностей рабочей жидкости и среды над ней, ошибки в считывании высот h2 и h3.

Плотности рабочей жидкости и среды даются в таблицах теплофизических свойств веществ в зависимости от температуры и давления. Погрешность считывания разности высот уровней рабочей жидкости зависит от цены деления шкалы. Без дополнительных оптических устройств при цене деления 1 мм погрешность считывания разности уровней составляет ±2 мм с учетом погрешности нанесения шкалы. При использовании дополнительных устройств для повышения точности считывания h2, h3 необходимо учитывать расхождение температурных коэффициентов расширения шкалы, стекла и рабочего вещества.

Однотрубные манометры
. Для повышения точности отсчета разности высот уровней используются однотрубные (чашечные) манометры (см. рис. 1, б). У однотрубного манометра одна трубка заменена широким сосудом, в который подается большее из измеряемых давлений. Трубка, прикрепленная к шкальной пластинке, является измерительной и сообщается с атмосферой, при измерении разности давлений к ней подводится меньшее из давлений. Рабочая жидкость заливается в манометр до нулевой отметки.

Под действием давления часть рабочей жидкости из широкого сосуда перетекает в измерительную трубку. Поскольку объем жидкости, вытесненный из широкого сосуда, равен объему жидкости, поступившему в измерительную трубку,

Измерение в однотрубных манометрах высоты только одного столба рабочей жидкости приводит к снижению погрешности считывания, которая с учетом погрешности градуировки шкалы не превышает ± 1 мм при цене деления 1 мм. Другие составляющие погрешности, обусловленные отклонениями от расчетного значения ускорения свободного падения, плотности рабочей жидкости и среды над нею, температурными расширениями элементов прибора, являются общими для всех жидкостных манометров.

У двухтрубных и однотрубных манометров основной погрешностью является погрешность считывания разности уровней. При одной и той же абсолютной погрешности приведенная погрешность измерения давления снижается при увеличении верхнего предела измерения манометров. Минимальный диапазон измерения однотрубных манометров с водяным заполнением составляет 1,6 кПа (160 мм вод. ст.), при этом приведенная погрешность измерения не превышает ±1 %. Конструктивное выполнение манометров зависит от статического давления, на которое они рассчитаны.

Микроманометры
. Для измерения давления и разности давлений до 3 кПа (300 кгс/м2) используются микроманометры, которые являются разновидностью однотрубных манометров и снабжены специальными приспособлениями либо для уменьшения цены деления шкалы, либо для повышения точности считывания высоты уровня за счет использования оптических или других устройств. Наиболее распространенные лабораторные микроманометры — это микроманометры типа ММН с наклонной измерительной трубкой (рис. 2). Показания микроманометра определяются по длине столбика рабочей жидкости п в измерительной трубке 1, имеющей угол наклона а.

Рис. 2. :

1 — измерительная трубка; 2 — сосуд; 3 — кронштейн; 4 — сектор

На рис. 2 кронштейн 3 с измерительной трубкой 1 крепится на секторе 4 в одном из пяти фиксированных положений, которым соответствуют к = 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 и пять диапазонов измерения прибора от 0,6 кПа (60 кгс/м2) до 2,4 кПа (240 кгс/м2). Приведенная погрешность измерений не превышает 0,5 %. Минимальная цена деления при к = 0,2 составляет 2 Па (0,2 кгс/м2), дальнейшее снижение цены деления, связанное с уменьшением угла наклона измерительной трубки, ограничено снижением точности считывания положения уровня рабочей жидкости из-за растягивания мениска.

Более точными приборами являются микроманометры типа ММ, называемые компенсационными. Погрешность считывания высоты уровня в этих приборах не превышает ±0,05 мм в результате использования оптической системы для установления начального уровня и микрометрического винта для измерения высоты столба рабочей жидкости, уравновешивающего измеряемое давление или разность давлений.

Барометры
применяются для измерения атмосферного давления. Наиболее распространенными являются чашечные барометры с ртутным заполнением, отградуированные в мм рт. ст. (рис. 3).

Рис. 3. : 1 — нониус; 2 — термометр

Погрешность считывания высоты столба не превышает 0,1 мм, что достигается использованием нониуса 1, совмещаемого с верхней частью мениска ртути. При более точном измерении атмосферного давления необходимо вводить поправки на отклонение ускорения свободного падения от нормального и значение температуры барометра, измеряемой термометром 2. При диаметре трубки менее 8… 10 мм учитывается капиллярная депрессия, обусловленная поверхностным натяжением ртути.

Компрессионные манометры
(манометры Мак-Леода), схема которых представлена на рис. 4, содержат резервуар 1 с ртутью и погруженной в нее трубкой 2. Последняя сообщается с измерительным баллоном 3 и трубкой 5. Баллон 3 заканчивается глухим измерительным капилляром 4, к трубке 5 подключен капилляр сравнения 6. Оба капилляра имеют одинаковые диаметры, чтобы на результатах измерения не сказывалось влияние капиллярных сил. Давление в резервуар 1 подается через трехходовой кран 7, который в процессе измерения может находиться в положениях, указанных на схеме.

Рис. 4. :

1 — резервуар; 2, 5 — трубки; 3 — измерительный баллон; 4 — глухой измерительный капилляр; 6 — капилляр сравнения; 7 — трехходовой кран; 8 — устье баллона

Принцип действия манометра основан на использовании закона Бойля-Мариотта, согласно которому для фиксированной массы газа произведение объема на давление при неизменной температуре представляет постоянную величину. При измерении давления выполняются следующие операции. При установке крана 7 в положение а измеряемое давление подается в резервуар 1, трубку 5, капилляр 6, и ртуть сливается в резервуар. Затем кран 7 плавно переводится в положение с. Поскольку атмосферное давление значительно превышает измеряемое р, ртуть вытесняется в трубку 2. При достижении ртутью устья баллона 8, отмеченного на схеме точкой О, от измеряемой среды отсекается объем газа V, находящийся в баллоне 3 и измерительном капилляре 4. Дальнейшее повышение уровня ртути сжимает отсеченный объем. При достижении ртутью в измерительном капилляре высоты hи впуск воздуха в резервуар 1 прекращается и кран 7 устанавливается в положение b. Изображенное на схеме положение крана 7 и ртути соответствует моменту снятия показаний манометра.

Нижний предел измерения компрессионных манометров составляет 10 -3 Па (10 -5 мм рт. ст.), погрешность не превышает ±1 %. У приборов пять диапазонов измерения и они охватывают давления до 10 3 Па. Чем ниже измеряемое давление, тем больше баллон 1, максимальный объем которого составляет 1000 см3, а минимальный 20 см3, диаметр капилляров равен соответственно 0,5 и 2,5 мм. Нижний предел измерения манометра в основном ограничен погрешностью определения объема газа после сжатия, зависящей от точности изготовления капиллярных трубок.

Набор компрессионных манометров совместно с мембранно- емкостным манометром входит в состав государственного специального эталона единицы давления в области 1010 -3 … 1010 3 Па.

Достоинствами рассмотренных жидкостных манометров и дифманометров являются их простота и надежность при высокой точности измерений. При работе с жидкостными приборами необходимо исключать возможность перегрузок и резких изменений давления, так как в этом случае может происходить выплескивание рабочей жидкости в линию или атмосферу.

Манометр технический — простой и точный прибор для измерения давления. Он может быть использован для измерения вакуума, давления выше атмосферного, разности давлений. Конструкция манометра определяет каким образом измеряется каждое из видов давления.

Пожалуй, в быту самыми известными манометрами будут: манометр для измерения артериального давления и манометр для измерения давления автомобильных шин.

Принцип работы технического манометра

Принцип действия манометра основан на том, что столб жидкости определенной высоты обладает определенным давлением. Изменение величины жидкостных столбов при приложении на прибор источника давления используется как показатель изменения давления.

В качестве жидкости в манометрах большей частью используются ртуть и вода. Однако возможно использование других, специально приготовленных жидкостей, например, специального масла. В бесцветные жидкости для удобства в работе обычно добавляется краситель. Влияние веса красителя ничтожно и в расчет не принимается.

Как пользоваться техническим манометром

Основные операции по использованию манометра включают в себя проверку его состояния, обнуление, приложение давления и снятие показаний. Если жидкость в манометре загрязнилась, ее следует заменить, иначе это снизит точность производимых измерений.

Следует также проверять наличие в манометре достаточного количества жидкости для измерения давления. Если жидкости недостаточно, следует произвести ее долив в соответствии с инструкциями изготовителя прибора.

Все манометры должны быть нивелированы по уровню до проведения измерений. Без этого измерения будут неточными. В большинстве наклонных манометров имеется специальное устройство для нивелирования прибора. Устройство поворачивается до тех пор, пока пузырек в указателе уровня не примет правильного положения.

Для того, чтобы обеспечить точность, на манометре должен быть установлен эталонный нуль до того, как будет приложено давление и сняты показания. Эталонный нуль манометра выполнен в виде ручки, которая делает возможным установку нулевой отметки на шкале в соответствии с уровнем жидкости.

Эти приготовления помогут обеспечить нормальное функционирование манометра. Далее прикладывается давление и производится снятие нужных показаний.

Как читать показания манометра

После выполнения подготовительных операций можно переходить непосредственно к считыванию показаний манометра. На рисунке ниже показаны уровни водяных столбов для двух типов трубок. Открытая поверхность жидкостного столба называется мениском. Вид поверхности жидкости, показанный на рисунке, называется вогнутым мениском: центр этой поверхности расположен ниже ее внешних краев. Вода всегда образует вогнутые мениски.

На практике считывание показаний уровней для вогнутых менисков всегда производится со дна, т.е. низшей части мениска.

Существует так же и выпуклый мениск. Центр его выше, чем внешние края. Ртуть всегда образует выпуклые мениски. Считывание показаний при выпуклом мениске всегда производится с верхней точки.

Очень часто в жизни, а особенно на производстве, приходится сталкиваться с таким прибором измерения, как манометр.

Манометр — это прибор для измерения избыточного давления. Из-за того, что эта величина может быть различной, приборы тоже имеют разновидности. Областей применения этих приборов очень много. Применяться они могут в металлургической промышленности, в любом механическом транспорте, жилищном и коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, автомобилестроении и прочих отраслях.

Виды и конструкция прибора

В зависимости от того, для каких целей приборы используются, они подразделяются на различные типы. Самыми распространёнными являются манометры пружинные. Они имеют свои преимущества:

• Измерение величины в широком диапазоне.
• Хорошие технические характеристики.
• Надёжность.
• Простота устройства.

В пружинном манометре чувствительным элементом является полая внутри изогнутая трубка. Она может иметь сечение в виде овала или эллипсоида. Эта трубка деформируется под воздействием давления
. Она запаяна с одной стороны, а с другой находится штуцер, при помощи которого измеряют величину в среде. Конец трубки, который запаян, соединяется с передаточным механизмом.

Конструкция прибора такова:

• Корпус.
• Стрелки прибора.
• Шестерёнки.
• Поводок.
• Зубчатый сектор.

Между зубьями сектора и шестерёнки устанавливается специальная пружина, которая необходима для того, чтобы исключить мёртвый ход.

Измерительная шкала представлена в Барах или Паскалях. Стрелка показывает избыточное давление
той среды, в которой проводится замер.

Принцип действия очень прост. Давление от измеряемой среды поступает внутрь трубки. Под его воздействием трубка пытается выровняться, так как площадь внешней и внутренней поверхностей имеет разную величину. Свободный конец трубки совершает движение, при этом стрелка поворачивается на определённый угол благодаря передаточному механизму. Измеряемая величина и деформация трубки находятся в прямолинейной зависимости. Именно поэтому значение, которое показывает стрелка, и является давлением определённой среды.

Разновидности систем для измерения давления

Есть много разных манометров для измерения низкого и высокого давления. Но технические характеристики у них разные. Основным отличительным параметром является класс точности. Манометр будет показывать точнее, если значение будет меньше. Самые точные — цифровые устройства.

По своему назначению манометры бывают следующих видов:

По принципу работы выделяют такие типы:

Жидкостные системы измерения

Величина в этих манометрах измеряется при помощи уравновешивания веса жидкостного столба. Мерой давления является уровень жидкости в сообщающихся сосудах. Этими приборами можно измерять величину
в пределах 10−105 Па. Они нашли своё применение в лабораторных условиях.

По сути, это U-образная трубка, где находится жидкость с большим удельным весом в сравнении с той жидкостью, в которой непосредственно измеряется гидростатическое давление. Такой жидкостью чаще всего является ртуть.

К этой категории можно отнести рабочие и общетехнические приборы типа ТВ-510, ТМ-510. Эта категория наиболее востребована. С их помощью измеряют давление неагрессивных и некристаллизующихся газов и паров. Класс точности этих приборов: 1, 1.5, 2.5. Они нашли своё применение в производственных процессах, при транспортировке жидкостей, в системах водоснабжения и на котельных.

Электроконтактные приборы

В эту категорию можно отнести мановакуумметры и вакуумметры. Предназначаются они для измерения величины газов и жидкости, которые по отношению к латуни и стали являются нейтральными. Конструкция в них такая же, как и у пружинных. Отличие лишь в больших геометрических размерах. Из-за устройства контактных групп корпус электроконтактного прибора большой. Этот прибор на давление в контролируемой среде может воздействовать благодаря размыканию/замыканию контактов.

Благодаря используемому электроконтактному механизму этот прибор можно использовать в системе аварийной сигнализации.

Образцовые измерители

Предназначается это устройство для проверки манометров, которые измеряют величину в лабораторных условиях. Основным их назначением является проверка исправности данных рабочих манометров. Отличительной чертой служит очень высокий класс точности. Он достигается благодаря конструктивным особенностям и зубчатому зацеплению в передаточном механизме.

Эти приборы применяются в различных промышленных отраслях для измерения давления таких газов, как ацетилен, кислород, водород, аммиак и прочие. В основном измерять давление специальным манометром можно только у одного типа газа. На каждом приборе указывается тот газ, для которого он предназначается. Прибор также окрашен в цвет газа, для которого его можно использовать. Пишется и начальная буква газа.

Есть ещё и виброустойчивые специальные манометры, которые способны работать при сильных вибрациях и большом пульсирующем давлении окружающей среды. Если применять обычный манометр в подобных условиях, то он быстро сломается, так как из строя выйдет передаточный механизм. Главным критерием таких приборов является коррозионно-стойкая сталь корпуса и герметичность.

Аммиачные системы должны быть коррозионно-стойкими. В изготовлении измерительного механизма ацетиленовых не допускают сплавов меди. Связано это с тем, что при контакте с ацетиленом есть риск образования ацетиленистой взрывоопасной меди. Кислородные механизмы должны быть обезжиренными. Это связано с тем, что в некоторых случаях даже незначительный контакт чистого кислорода и загрязнённого механизма может вызвать взрыв.

Самопишущие приборы

Отличительной чертой таких приспособлений является то, что они способны на диаграмме записывать измеряемое давление, которое позволит увидеть изменения в определённое время. Своё применение они нашли в промышленности с неагрессивными средствами и энергетике.

Судовые и железнодорожные

Судовые манометры предназначены для того, чтобы измерить вакуумметрическое давление жидкостей (воды, дизельного топлива, масла), пара и газа. Их отличительными чертами является высокая влагозащита, устойчивость к вибрациям и климатическим воздействиям. Применяются в речном и морском транспорте.

Железнодорожные, в отличие от обычных манометров, давление не показывают, а преобразовывают в сигнал прочего типа (пневматический, цифровой и прочие). Для этих целей используются разные методы.

Активно такие преобразователи применяются в системах автоматики, управления технологическими процессами. Но несмотря на своё назначение, их активно используют в отраслях атомной энергетики, химической и нефтедобычи.

Виды измерительных приборов

Приборы для измерения давления подразделяются на такие разновидности:

Большинство импортных и отечественных манометров изготавливаются по всем общепринятым стандартам. Именно по этой причине существует возможность замены одной марки на другую.

При выборе прибора необходимо опираться на такие показатели:

• Расположение штуцера — осевое или радиальное.
• Диаметр резьбы штуцера.
• Класс точности прибора.
• Диаметр корпуса.
• Предел измеряемых значений.

Манометр ионизационный

Манометры ионизационные являются самыми чувствительными приборами измерения для очень маленького давления. Они производят замеры косвенно через измерение тех ионов, которые образуются при бомбардировке газов электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше будет образовано ионов. Калибрование ионизационного манометра нестабильно. Оно зависит от природы газа, который измеряется. А эта природа известна не всегда. Могут быть они откалибрированы через сравнение со значениями манометра Мак Леода, которые от химии независимы и более стабильны.

Термоэлектроды с атомами газа ударяются и регенерируют ионы. Они притягиваются к электроду под напряжением, которое для них подходит (это подходящее напряжение называется коллектором). В коллекторе ток пропорционален скорости ионизации, которая в системе является функцией давления. Именно так при помощи измерений тока коллектора можно определить газовое давление.

Большинство ионных манометров подразделяются на три вида:

Калибрование ионных манометров очень чувствительно к химическому составу измеряемых газов, конструкционной геометрии, поверхностным напылениям и коррозии. Непригодной их калибровка может стать при включении в среде очень низкого или атмосферного давления.

Измерять давление необходимо во многих промышленных отраслях, вот только приборы для этого используют различные. Но независимо от этого данная величина ничем, кроме манометра, не определяется.

Глава 2. ЖИДКОСТНЫЕ МАНОМЕТРЫ

Вопросы
водоснабжения для человечества всегда были
очень важными, а особую актуальность
приобрели с развитием городов и появлением
в них различного вида производств. При этом
все более актуальной становилась проблема
измерения давления воды, т. е. напора,
необходимого не только для обеспечения
подачи воды через систему водоснабжения, но
и для приведения в действие различных
механизмов. Честь первооткрывателя
принадлежит крупнейшему итальянскому
художнику и ученому Леонардо да Винчи (1452-1519
гг.), который впервые применил
пьезометрическую трубку для измерения
давления воды в трубопроводах. К сожалению,
его труд „О движении и измерении воды” был
опубликован лишь в XIX веке. Поэтому принято
считать, что впервые жидкостный манометр
был создан в 1643 г. итальянскими учеными
Торричелли и Вивиаии, учениками Галилео
Галилея, которые при исследовании свойств
ртути, помещенной в трубку обнаружили
существование атмосферного давления. Так
появился ртутный барометр. В течение
последующих 10-15 лет во Франции (Б. Паскаль и
Р. Декарт) и Германии (О. Герике) были созданы
различные разновидности жидкостных
барометров, в том числе и с водяным
заполнением. В 1652 г. О. Герике
продемонстрировал весомость атмосферы
эффектным опытом с откачанными
полушариями, которые не могли разъединить
две упряжки лошадей (знаменитые
„магдебургские полушария”).

Дальнейшее
развитие науки и техники привело к
появлению большого количества жидкостных
манометров различных типов, применяемы;: до
настоящего времени во многих отраслях:
метеорологии, авиационной и
электровакуумной технике, геодезии и
геологоразведке, физике и метрологии и пр.
Однако, в силу ряда специфических
особенностей принципа действия жидкостных
манометров их удельный вес по сравнению с
манометрами других типов относительно
невелик и, вероятно, будет уменьшаться и в
дальнейшем. Тем не менее при измерениях
особо высокой точности в области давлений,
близких к атмосферному давлению, они пока
незаменимы. Не потеряли своего значения
жидкостные манометры и в ряде других
областей (микроманометрии, барометрии,
метеорологии, при физико-технических
исследованиях).

2.1. Основные типы
жидкостных манометров и принципы их
действия

Принцип действия жидкостных
манометров можно проиллюстрировать на
примере U-образного жидкостного манометра
(рис. 4, а

), состоящего из двух
соединенных между собой вертикальных
трубок 1 и 2,

наполовину
заполненных жидкостью. В соответствии с
законами гидростатики при равенстве
давлений р

i и р 2


свободные поверхности жидкости (мениски) в
обеих трубках установятся на уровне I-I.
Если одно из давлений превышает другое
(р\

> р 2),

то
разность давлений вызовет опускание уровня
жидкости в трубке 1

и,
соответственно, подъем в трубке 2,


вплоть до достижения состояния равновесия.
При этом на уровне

II-П уравнение
равновесия примет вид

Ap=pi -р 2 =Н
Р » g,

(2.1)

т. е. разность
давлений определяется давлением столба
жидкости высотой Н

с плотностью
р.

Уравнение (1.6) с точки зрения измерения
давления является фундаментальным, так как
давление, в конечном итоге, определяется
основными физическими величинами — массой,
длиной и временем. Это уравнение
справедливо для всех без исключения типов
жидкостных манометров. Отсюда следует
определение, что жидкостный манометр —
манометр, в котором измеряемое давление
уравновешивается давлением столба
жидкости, образующегося под действием
этого давления. Важно подчеркнуть, что
мерой давления в жидкостных манометрах
является

высота стол а жидкости, менно
это обстоятельство привело к появлению
единиц измерений давления мм вод. ст., мм рт.
ст. и других которые естественным образом
вытекают из принципа действия жидкостных
манометров.

Чашечный жидкостный
манометр (рис. 4, б)

состоит из
соединенных между собой чашки 1

и
вертикальной трубки 2,

причем
площадь поперечного сечения чашки
существенно больше, чем трубки. Поэтому под
воздействием разности давлений Ар


изменение уровня жидкости в чашке гораздо
меньше, чем подъем уровня жидкости в трубке:
Н\ = Н г f/F,

где Н

! —
изменение уровня жидкости в чашке;
Н 2

— изменение уровня
жидкости в трубке; / — площадь сечения
трубки; F

— площадь сечения
чашки.

Отсюда высота столба жидкости,
уравновешивающей измеряемое давление Н
— Н х

+ Н 2

= # 2 (1 +
f/F),

а измеряемая разность
давлений

Pi — Рг = Н 2

р ?-(1
+ f/F

). (2.2)

Поэтому при
известном коэффициенте к=

1 +
f/F

разность давлений может быть
определена по изменению уровня жидкости в
одной трубке, что упрощает процесс
измерений.

Двухчашечный манометр (рис. 4,
в)

состоит из двух соединенных при
помощи гибкого шланга чашек 1 и 2,


одна из которых жестко закреплена, а вторая
может перемещаться в вертикальном
направлении. При равенстве давлений
Р\

и р 2

чашки, а
следовательно, свободные поверхности
жидкости находятся на одном уровне I-I. Если
Р\

> р

2 , то чашка
2

поднимается вплоть до достижения
равновесия в соответствии с уравнением
(2.1).

Единство принципа действия
жидкостных манометров всех типов
обусловливает их универсальность с точки
зрения возможности измерения давления
любого вида — абсолютного и избыточного и
разности давлений.

Абсолютное давление
будет измерено, если р 2

= 0, т. е.
когда пространство над уровнем жидкости в
трубке 2

откачано. Тогда столб
жидкости в манометре будет уравновешивать
абсолютное давление в
трубке

i,T.e.p a6c =tf р
g.

При измерении избыточного
давления одна из трубок сообщается с
атмосферным давлением, например,
р 2 = р тш.

Если при этом
абсолютное давление в трубке 1


больше чем атмосферное давление (р

i
>р аТ м)> то в соответствии с (1.6)
столб жидкости в трубке 2


уравновесит избыточное давление в трубке
1 }

т. е. р и = Н

р
g:

Если, наоборот, р х


1

будет мерой отрицательного
избыточного давления р и = -Н


р g.

При измерении разности
двух давлений, каждое из которых не равно
атмосферному давлению, уравнение измерений
имеет вид Ар=р\ — р 2 — = Н

— р
» g.

Так же, как и в предыдущем
случае, разность может принимать как
положительные, так и отрицательные
значения.

К важной метрологической
характеристике средств измерения давления
относится чувствительность измерительной
системы, которая во многом определяет
точность отсчета при измерениях и
инерционность. Для манометрических
приборов под чувствительностью понимается
отношение изменения показаний прибора к
вызвавшему его изменению давления (и =
АН/Ар)

.

В общем случае, когда
чувствительность непостоянна в диапазоне
измерений

п =

lim при
Ар -*¦

0, (2.3)

где АН

—

изменение показаний
жидкостного манометра; Ар

—
соответствующее изменение
давления.

Принимая во внимание
уравнения измерений, получим:
чувствительность U- образного или
двухчашечного манометра (см. рис. 4, а и 4,
в)

п =

(2A ’ a ~>

чувствительность
чашечного манометра (см. рис. 4, б)

Р-гй\llF)
¦

(2 » 4 ’ 6)

Как
правило, для чащечных манометров F


»/, поэтому уменьшение их чувствительности
по сравнению с U- образными манометрами
незначительно.

Из уравнений (2.4,
а

) и (2.4, б) следует, что
чувствительность целиком определяется
плотностью жидкости р,

заполняющей
измерительную систему прибора. Но, с другой
стороны, значение плотности жидкости
согласно (1.6) определяет диапазон измерений
манометра: чем она больше, тем больше
верхний предел измерений. Таким образом,
относительное значение погрешности
отсчета от значения плотности не зависит.
Поэтому для увеличения чувствительности, а
следовательно, и точности, разработано
большое количество отсчетных устройств,
основанных на различных принципах
действия, начиная от фиксации положения
уровня жидкости относительно шкалы
манометра на глаз (погрешность отсчета
около 1 мм) и кончая применением точнейших
интерференционных методов (погрешность
отсчета 0,1-0,2 мкм). С некоторыми из этих
методов можно познакомиться
ниже.

Диапазоны измерений жидкостных
манометров в соответствии с (1.6)
определяются высотой столба жидкости, т. е.
размерами манометра и плотностью жидкости.
Наиболее тяжелой жидкостью в настоящее
время является ртуть, плотность—которой р =
1,35951 10 4 кг/м 3 . Столб ртути
высотой 1 м развивает давление около 136 кПа,
т. е. давление, не на много превышающее
атмосферное давление. Поэтому при
измерении давлений порядка 1 МПа размеры
манометра по высоте соизмеримы с высотой
трехэтажного дома, что представляет
существенные эксплуатационные неудобства,
не говоря о чрезмерной громоздкости
конструкции. Тем не менее, попытки создания
сверхвысоких ртутных манометров
предпринимались. Мировой рекорд был
установлен в Париже, где на базе
конструкций знаменитой Эйфелевой башни был
смонтирован манометр высотой ртутного
столба около 250 м, что соответствует 34 МПа. В
настоящее время этот манометр разобран в
связи с его бесперспективностью. Однако в
строю действующих продолжает оставаться
уникальный по своим метрологическим
характеристикам ртутный манометр
Физико-технического института ФРГ. Этот
манометр, смонтированный в iO-этажной башне,
имеет верхний предел измерений 10 МПа с
погрешностью менее 0,005 %. Подавляющее
большинство ртутных манометров имеют
верхние пределы порядка 120 кПа и лишь
изредка до 350 кПа. При измерении
относительно небольших давлений (до 10-20 кПа)
измерительная система жидкостных
манометров заполняется водой, спиртом и
другими легкими жидкостями. При этом
диапазоны измерений обычно составляют до
1-2,5 кПа (микроманометры). Для еще более
низких давлений разработаны способы
увеличения чувствительности без
применения сложных отсчетных
устройств.

Микроманометр (рис. 5), состоит
из чашки I,

которая соединена с
трубкой 2, установленной под углом а


к горизонтальному уровню

I-I.
Если при равенстве давлений pi
и
р 2
поверхности жидкости в чашке и
трубке находились на уровне I-I, то
увеличение давления в чашке (Р

1
> Рг) вызовет опускание уровня жидкости
в чашке и ее подъем в трубке. При этом высота
столба жидкости Н 2

и его длина
по оси трубки L 2

будут связаны
соотношением Н 2 =L 2

sin
а.

Учитывая уравнение неразрывности
жидкости Н, F = Ь 2

/, нетрудно
получить уравнение измерений
микроманометра

p t -р 2
=Н

р «g = L 2

р ч


(sina + -), (2.5)

где Ь 2
—

перемещение уровня жидкости в трубке
вдоль ее оси; а —

угол наклона
трубки к горизонтали; остальные
обозначения прежние.

Из уравнения (2.5)
следует, что при sin а

« 1 и f/F

«
1 перемещение уровня жидкости в трубке во
много раз превысит высоту столба жидкости,
необходимую для уравновешивания
измеряемого давления.

Чувствительность
микроманометра с наклонной трубкой в
соответствии с (2.5)

Как видно из (2.6),
максимальная чувствительность
микроманометра при горизонтальном
расположении трубки (а = О)

т. е. в
отношении площадей чашки и трубки больше,
чем у

U- образного
манометра.

Второй способ увеличения
чувствительности состоит в
уравновешивании давления столбом двух
несмешивающихся жидкостей. Двухчашечный
манометр (рис. 6) заполняется жидкостями так,
чтобы граница их

Рис.
6. Двухчашечный микроманометр с двумя
жидкостями (р, > р 2)

раздела
находилась в пределах вертикального
участка трубки, примыкающей к чашке 2. При
pi = р 2

давление на уровне
I-I

Hi

Pi
-Н

2
Р

2
(Pi >Р2)

Тогда при повышении давления в чашке
1

уравнение равновесия будет иметь
вид

Ap=pt -р 2

=Д#[(Р1 -р 2)
+f/F(Pi

+ Рг)] g,


(2.7)

где рх — плотность
жидкости в чашке 7; р 2 — плотность
жидкости в чашке 2.

Кажущаяся плотность
столба двух жидкостей

Рк = (Pi — Р2)
+

f/F

(Pi + Рг)
(2.8)

Если плотности Pi и р 2
имеют близкие друг другу значения, a
f/F«.

1, то кажущаяся или эффективная
плотность может быть снижена до величины
p min = f/F

(рi

+ р 2) =
2р х f/F.

ьр

р к * %

где р к — кажущаяся
плотность в соответствии с (2.8).

Так же,
как и ранее, увеличение чувствительности
указанными способами автоматически
уменьшает диапазоны измерений жидкостного
манометра, что ограничивает их применение
областью микроманометр™. Учитывая также
большую чувствительность рассматриваемых
способов к влиянию температуры при точных
измерениях, как правило, находят применение
способы, основанные на точных измерениях
высоты столба жидкости, хотя это и
усложняет конструкции жидкостных
манометров.

2.2. Поправки к
показаниям и погрешности жидкостных
манометров

В уравнения измерений
жидкостных манометров в зависимости от их
точности необходимо вводить поправки,
учитывающие отклонения условий
эксплуатации от условий градуировки, вид
измеряемого давления и особенности
принципиальной схемы конкретных
манометров.

Условия эксплуатации
определяются температурой и ускорением
свободного падения в месте измерений. Под
влиянием температуры изменяются как
плотность жидкости, применяемой при
уравновешивании давления, так и длина
шкалы. Ускорение свободного падения в месте
измерений, как правило, не соответствует
его нормальному значению, принятому при
градуировке. Поэтому давление

Р=Рп

}

Что такое манометр и как он работает?

Манометр — это измерительный прибор, используемый для измерения уровня давления в жидкости или газе в различных отраслях промышленности. Это важный инструмент, так как он также помогает контролировать уровни давления в жидкостях и газах и поддерживать их в требуемом пределе. Подает сигнал тревоги в случае превышения давления. Это важно с точки зрения безопасности, потому что инструмент или машина могут взорваться, если уровень давления превысит и останется незамеченным в течение длительного времени.Это может нанести вред рабочим, а также повредить оборудование. Таким образом, манометр имеет решающее значение для общей безопасности предприятия. В этом посте обсуждается принцип работы и другие детали манометра.

Краткое обсуждение принципа работы манометра

Принцип работы манометров основан на законе Гука, который гласит, что сила, необходимая для расширения или сжатия пружины, линейно масштабируется по отношению к расстояние растяжения или сжатия.Есть внутреннее давление и внешнее давление. Таким образом, когда на поверхность объекта оказывается давление, оно больше на внутренней стороне, поскольку площадь давления меньше. Манометры Бурдона широко используются в различных отраслях промышленности, и они работают по этому принципу.

В настоящее время широко используются цифровые манометры. В случае цифровых манометров большую роль играют источники переменного и постоянного тока. Схема переключения или переменный ток преобразуется в постоянный ток. Измеренное давление передается на мембрану датчика, которая определяет давление, на основании чего генерируется электрический сигнал, который поступает на компьютер или смартфон.Эти датчики оснащены небольшим ЖК-дисплеем.

Прочие важные детали манометров

Манометры варьируются от базовых до полностью автоматизированных, которые можно подключить к вашему смартфону для отправки предупреждений. Датчики давления являются важнейшими компонентами манометров. На рынке представлены различные типы манометров, такие как коммерческие манометры, манометры общего назначения, промышленные манометры из нержавеющей стали, манометры дифференциального давления, двусторонние манометры и так далее.При таком большом количестве вариантов очевидно запутаться. Среди различных факторов, размер области применения должен быть одним из ключевых факторов при выборе манометров для любого процесса. Эти манометры необходимо регулярно обслуживать и обслуживать, поскольку вышедший из строя манометр представляет для предприятия такую ​​же угрозу, как и отсутствие такового. Таким образом, всегда лучше иметь несколько датчиков на вашем предприятии, но с хорошим обслуживанием. С точки зрения точности, установка и правильная калибровка манометра являются важными аспектами.Калибровка может быть сложной задачей и должна выполняться специалистами после рассмотрения требований приложения.

Двусторонние манометры в центре внимания

Двусторонние манометры — один из наиболее важных типов манометров. Они широко используются в таких отраслях, как химическая и нефтегазовая. Вот некоторые полезные особенности двусторонних манометров:

• В основном они изготовлены из пластикового корпуса, но имеют прочную конструкцию для тяжелых условий эксплуатации.
• Они устойчивы к химическим веществам, коррозии, абразивным материалам, высоким температурам и так далее.
• Они обладают высокой точностью и совместимы в нескольких диапазонах давления.
• Имеют тефлоновую диафрагму с трубкой Бурдона.
• Они отлиты как единое целое и, следовательно, не могут быть собраны или разобраны.
• Для этих манометров не требуется никакого наполнения, так как они предварительно заполнены глицерином или оптической силиконовой жидкостью для манометров.
• Они поставляются с линзой из поликарбоната, обладающей высокой ударопрочностью, и цветным дисплеем с яркими полосками диапазона.
• Они имеют двойную шкалу, и вы можете выбрать единицы измерения: PSI / KPA и PSI / BAR.
• У них есть механизм оповещения в случае необходимости замены фильтра или СУМКИ.
• Они подходят даже в местах с ограниченным обзором. В таких местах можно устанавливать на станки или химические насосы.

Если вы являетесь производителем в нефтегазовой или другой подобной отрасли, вам потребуются высококачественные манометры. Убедитесь, что вы изучили все особенности манометра и автономность его работы, и получите их от сертифицированных и проверенных производителей и поставщиков.Cannon Water Technology — один из известных дистрибьюторов различных типов манометров и другого испытательного оборудования и оборудования для обработки воды. В компании представлены приборы известных и заслуживающих доверия брендов.

Принцип работы манометра

Манометр Бурдона использует принцип, согласно которому сплющенная трубка имеет тенденцию выпрямляться или восстанавливать свою круглую форму в поперечном сечении под давлением.

Хотя это изменение поперечного сечения может быть едва заметным и, таким образом, связано с умеренными напряжениями в диапазоне упругости легко обрабатываемых материалов, деформация материала трубки увеличивается за счет придания трубке С-образной формы или даже спирали, так что вся трубка имеет тенденцию упруго распрямляться или раскручиваться при повышении давления.

На практике плоская тонкостенная трубка с закрытым концом присоединяется полым концом к неподвижной трубе, содержащей измеряемое давление жидкости. По мере увеличения давления закрытый конец движется по дуге, и это движение преобразуется во вращение шестерни (сегмента а) с помощью соединительного звена, которое обычно регулируется.

Ведущая шестерня малого диаметра находится на валу указателя, поэтому движение еще больше усиливается передаточным числом. Расположение индикаторной карты за указателем, начальное положение вала указателя, длина рычага и исходное положение — все это обеспечивает средства для калибровки указателя, чтобы указать желаемый диапазон давления для изменений поведения самой трубки Бурдона.

Дифференциальное давление может быть измерено манометрами, содержащими две разные трубки Бурдона с соединительными рычагами.

Механические детали

Стационарные части:

• A: Блок приемника. Это соединяет впускную трубу с неподвижным концом трубки Бурдона (1) и фиксирует пластину шасси (B). В два отверстия крепятся винты, которыми крепится корпус.
• B: Пластина шасси. К нему прилагается лицевая карта. В нем есть отверстия для подшипников осей.
• C: Вторичная пластина шасси. Он поддерживает внешние концы осей.
• D: Столбы для соединения и разделения двух пластин шасси.

Движущиеся части:

1. Неподвижный конец трубки Бурдона. Он сообщается с впускной трубой через приемный блок.
2. Подвижный конец трубки Бурдона. Этот конец запечатан.
3. Поворотный и поворотный штифт.
4. Соедините шарнирный штифт с рычагом (5) пальцами, чтобы обеспечить вращение шарнира.
5. Рычаг. Это продолжение секторной шестерни (7).
6. Штифт оси шестерни сектора.
7. Сектор шестерни.
8. Стрелка указателя оси. Он имеет прямозубую шестерню, которая входит в зацепление с секторной шестерней (7) и проходит через поверхность, приводя в движение стрелку индикатора. Из-за небольшого расстояния между выступом звена рычага и шарнирного пальца и разницы между эффективным радиусом секторной шестерни и прямозубой шестерни любое движение трубки Бурдона значительно усиливается.Небольшое движение трубки приводит к большому перемещению стрелки индикатора.
9. Волосовая пружина для предварительного натяга зубчатой ​​передачи, чтобы исключить люфт и гистерезис зубчатой ​​передачи.

Также читайте: Принцип работы ротаметров

Принцип работы манометра

| Манометры с трубкой Бурдона | WIKA

1. Дом
2. Товары

Запросить информацию

Хотите получить дополнительную информацию? Напишите нам.

К форме

Манометры с трубкой Бурдона

— наиболее часто используемые механические приборы для измерения давления. Их элемент давления часто называют трубкой Бурдона: французский инженер Эжен Бурдон использовал этот принцип работы в середине XIX века. В его основе — упругая пружина, с-образная изогнутая трубка с овальным сечением.

Влияние давления на трубку Бурдона

Когда внутреннее пространство трубки Бурдона находится под давлением, поперечное сечение изменяется в сторону круглой формы.Кольцевые напряжения, возникающие в этом процессе, увеличивают радиус c-образной трубы. В результате конец трубки перемещается примерно на два-три миллиметра. Это отклонение является мерой давления. Он преобразуется в движение, которое превращает линейное отклонение во вращательное движение и с помощью указателя делает его видимым на шкале.

Варианты с трубкой Бурдона

С изогнутыми трубками Бурдона c-образной формы можно отображать давление до 60 бар. Для более высоких давлений используются спиральные или спиральные трубки Бурдона.В зависимости от геометрии, материала и толщины материала может быть реализовано давление, превышающее 100 000 фунтов на квадратный дюйм. В зависимости от требований, элементы давления изготавливаются из медных сплавов, нержавеющей стали или специальных материалов, таких как монель.

Свяжитесь с нами

Хотите получить дополнительную информацию? Напишите нам:

Брошюра

Стандартный ассортимент продукции

Что такое манометр?

Манометр — это прибор для измерения интенсивности жидкости.Манометры необходимы для настройки и настройки гидравлических машин и незаменимы при их устранении. Без манометров гидросистемы были бы непредсказуемыми и ненадежными. Манометры помогают убедиться в отсутствии утечек или изменений давления, которые могут повлиять на рабочее состояние гидравлической системы.

Гидравлическая система предназначена для работы в заданном диапазоне давления, поэтому манометр должен быть рассчитан на этот диапазон. Доступны манометры гидравлического давления для измерения давления до 10 000 фунтов на квадратный дюйм, хотя максимальное гидравлическое давление обычно находится в диапазоне от 3000 до 5000 фунтов на квадратный дюйм.Гидравлические манометры часто устанавливаются на порте давления насоса или рядом с ним для индикации давления в системе, но их можно установить в любом месте машины, где необходимо контролировать давление, особенно если подсхемы работают при величине давления, отличной от давления насоса, например после редукционного клапана. Часто редукционные клапаны имеют штуцер для манометра, позволяющий напрямую контролировать его настройку давления на выходе.

Манометры

используются в гидравлических системах уже более ста лет, поэтому может быть сюрпризом то, что конструкции манометров продолжают развиваться.Эволюция манометров для гидравлических систем, как правило, связана с увеличением специфических особенностей применения. Например, манометры теперь чаще конструируются с гидравлическими соединениями давления (такими как SAE / метрическая прямая резьба) для предотвращения утечек в системе. Аналоговые манометры с настраиваемой шкалой более распространены, а цифровые манометры с настраиваемой прошивкой позволяют производить измерение утечек на основе давления или других параметров, таких как крутящий момент, нагрузка, сила и твердость.

Пневматические системы и системы сжатого воздуха также изобилуют манометрами, так как давление также измеряется во многих местах по всей системе. Давление измеряется в ресивере (ах), а также на каждом FRL или отдельном регуляторе в системе. Иногда давление измеряется и на пневмоприводах. Обычно пневматические манометры рассчитаны на давление не более 300 фунтов на квадратный дюйм, хотя типичные системы работают около 100 фунтов на квадратный дюйм.

Давление измеряется тремя способами: абсолютным, манометрическим и вакуумным.Абсолютное давление — это мера фактического давления, включая окружающий воздух, которое отсчитывается от нуля при идеальном вакууме, но может достигать 14,7 фунтов на квадратный дюйм на уровне моря. Показания абсолютного давления учитываются в приложениях, взаимодействующих с окружающим воздухом, таких как расчет степени сжатия для требований расхода (куб. Футов в минуту). Манометрическое давление отсчитывается от давления окружающей среды и используется в большинстве приложений, работающих в окружающем воздухе, но не с ним, например, в гидравлических системах. При отключении от оборудования манометрическое давление будет равно нулю.Наконец, вакуумное «давление» выражается в Торр или сравнивается с давлением окружающей среды, как в единицах «дюймы ртутного столба», которые измеряют давление ниже атмосферного.

Гидравлический манометр может выдерживать различные диапазоны давления в зависимости от типа манометра и материала, из которого он изготовлен. По этой причине стиль датчика и материал составляют два наиболее важных критерия выбора датчиков.

Существует множество типов манометров, наиболее распространенными из которых являются трубки Бурдона и манометры с сильфоном.Трубки Бурдона работают, принимая давление и преобразуя его в механическую энергию. Эта энергия перемещает шкалу манометра, отображающую текущее давление в системе. Манометры с трубкой Бурдона в настоящее время являются одними из наиболее распространенных манометров и имеют различные конфигурации, такие как изогнутые, спиральные и спиральные. Различные типы трубок, размер трубки и материал, из которого она изготовлена, зависят от диапазона давления. Следует отметить одну важную характеристику — поперечное сечение трубки изменяется с увеличением давления.Как правило, по мере увеличения рабочего давления манометра форма поперечного сечения конструкции трубки постепенно изменяется с овальной формы на круглую.

Работа с трубкой Бурдона проста. Они состоят из полукруглой и плоской металлической трубки, закрепленной на одном конце и прикрепленной к чувствительному рычажному механизму на другом. По мере увеличения давления внутри трубки сила жидкости пытается выпрямить изогнутую трубку. Затем трубка отрывается от рычага, который, будучи соединенным с иглой на дисплее, показывает давление в отверстии для жидкости.

Хотя манометры с сильфоном работают аналогично трубкам Бурдона, они отличаются тем, что используют пружину для определения количества энергии, необходимой для нажатия на циферблат. Пружина расширяется и сжимается под действием давления в трубках, и энергия, создаваемая этим движением, передается на шестерни, которые перемещают шкалу давления.

Диапазон давления, при котором будет работать манометр, является основным фактором выбора для типа материала, из которого изготовлен манометр. Манометры, работающие при более высоких давлениях, обычно изготавливаются из таких материалов, как сталь; при работе при более низком давлении они, как правило, из бронзы.

Большинство манометров в Северной Америке поставляются с 1/4 дюйма. Наружная резьба NPT, но набирает популярность резьба SAE. Использование адаптеров контрольных точек в различных местах гидравлической системы позволяет проводить измерения во время поиска и устранения неисправностей без необходимости покупать десятки манометров. Фитинг контрольной точки присоединяется к манометру, который можно навинтить на контрольные точки по всей цепи, что позволяет подключаться под давлением для измерения в различных точках системы. Большинство калибров 21⁄2 дюйма.в диаметре и могут быть как для верхнего, так и для панельного монтажа, но манометры доступны во всех мыслимых размерах, материалах и конструкциях.

Правильный манометр, используемый для испытательного оборудования или работающего оборудования, помогает сократить дорогостоящие простои. В приложениях с механическими датчиками для гидравлических систем распространенными угрозами надежности датчиков являются вибрация, пульсация и скачки давления. Поэтому лучше искать манометры, разработанные специально для гидравлических систем.Эти особенности включают в себя: кованый латунный корпус для предотвращения разрушения внутренних компонентов резонансными частотами; заполненный жидкостью корпус для защиты манометра от вибрации и циклов экстремального давления; и ограничитель для предотвращения повреждения манометра скачками давления. Хотя жидкость, используемая в манометре, варьируется от приложения к приложению, обычно используется глицерин, который хорошо работает во многих условиях. Чем выше вязкость жидкости, тем больше она гасит вибрации. При выборе манометра с сухим, водяным или глицериновым наполнением также важно учитывать следующее: диапазон температур, необходимое время срабатывания стрелки, изменения давления и величину ожидаемой вибрации от области применения.

Наконец, в зависимости от требований приложения, для предотвращения преждевременного отказа манометра могут потребоваться дополнительные приспособления для манометров, такие как специальные ограничители, поршневые демпферы или даже мембранные разделители.

Из рубрики: Манометры и датчики
С тегами: манометры

Манометр, принцип работы манометра

Что такое манометр?

Манометр — это измерительный прибор, который помогает измерять силу, прилагаемую флюидами (жидкости и газы называются жидкостями ), когда они находятся в статическом положении и даже при динамическом позиция .Давление — это тип силы, который мы вычисляем при приложении к любым жидкостям (жидкости или газам).

Что можно узнать из этого сообщения?

• Типы давления
• Типы манометров
• Принцип работы манометра
• Преимущества манометра
• Применение манометра
• Типы давления:

  Мы наблюдаем различные виды давления вокруг нас, которые требуют глубоких знаний.Итак, виды давлений следующие:

  Давление вакуума:

  Давление — это тип давления, которое можно наблюдать при отсутствии воздуха . Его также называют Negative Gauge .

  Атмосферное давление:

  Нормальная сила воздуха, которую мы можем наблюдать в атмосфере , называется Атмосферное давление .

  Манометрическое давление:

  Сила жидкости в статическом или динамическом режиме , которую мы измеряем с помощью манометра, называется манометрическое давление .В манометрическом давлении мы принимаем атмосферное давление как Datum . Его также называют Положительное давление .

  Абсолютное давление:

  Сила, которую мы можем наблюдать над абсолютным нулевым давлением, называется Абсолютное Давление .

  Мы читали о том, что такое манометр и различные типы давления до сих пор, давайте продолжим и узнаем больше о манометре.

  Типы манометров:

  Существуют различные типы манометров в зависимости от их внутреннего механизма и работы.Их использование и применение зависят от отрасли и ситуации. Итак, несколько типов манометров, которые мы можем наблюдать вокруг себя, — это

  .

  • Анероидные манометры:
  1. Манометр Бурдона или манометр Бурдона.
  2. Сильфонный манометр
  3. Тип мембраны Манометр
  4. Тип манометра с магнитной муфтой
  • Манометр Mcleod
  • Вращающийся — роторный манометр

  Вы можете прочитать об этих четырех типах манометр подробно в следующих статьях.Оставайтесь в курсе.

  Принцип работы манометра:

  Давление определяется как отношение Силы, которая проявляется над любой жидкостью к единице площади . Сила измеряется в единицах ньютонов и обозначается « N », площадь измеряется в единицах метров и обозначается м2 (квадратный метр). Итак, единица давления — Н / м2 ( произносится как Ньютон на квадратный метр ).

  Манометр прост по конструкции и чувствителен по своей природе. Манометр устанавливается на пути протекания жидкости или крепится к резервуарам для хранения. Если он зафиксирован на пути потока жидкости, жидкость будет касаться манометра, и на дисплее будут отображаться ответы с помощью индикатора. Если манометр прикреплен к резервуару для хранения жидкости, тогда жидкость может двигаться против манометра, тогда из-за своего механизма м манометр среагирует и покажет значение.

  Давление можно наблюдать в единицах Н / м2 или МПа ( произносится как Мега Паскаль ) или даже фунтов на квадратный дюйм

  Преимущества манометра:

  преимущества манометра

  • Манометр простой в конструкции и может использоваться при любом применении жидкостей.
  • Манометр легкий в эксплуатации и без риска участвует в установке .
  • Манометр не требует для своей работы никаких Power и Electricity .
  • Показания манометра при измерении — быстро и быстро .
  • Требование к любому оператору или человек участие не является необходимым является дополнительным преимуществом манометра .
  • Поскольку давление аналогового типа, легко найти давление любой жидкости.
  • В нескольких приложениях жидкости будут динамическими и вызывать вибрацию компонентов, тогда как; даже при вибрации манометр будет точный и никаких ложных данных не будет.

  Применения манометра:

  Область применения манометра широка, и ее можно наблюдать и в повседневной жизни . Несколько применений манометра:

  • Манометр используется для измерения поведения жидкости в компаниях Industries и Companies .
  • Применение манометра широко используется в резервуарах для хранения .
  • Манометр используется в котлах для проверки и проверки давления жидкостей.
  • Манометр используется в Air-Stations для проверки объема воздуха в шинах .
  • Манометр используется для проверки температуры изменений тоже.

  Заключение:

  Манометр предназначен для измерения жидкостей в различных ситуациях; это не что иное, как выяснение поведения жидкостей в статических и динамических условиях.Поскольку манометр является прецизионным прибором, он используется во многих областях. Мы даже находим эти приложения в повседневной жизни. В зависимости от области применения можно наблюдать за различными типами манометров. Внутренний механизм различается в зависимости от типа манометра.

  Манометры с жидкостным заполнением — Мир химической инженерии

  Манометры с жидкостным наполнением

  Манометры с жидкостным наполнением : — Манометры — это механические устройства, которые используются для измерения давления, оказываемого текущей жидкостью.В промышленности используются два типа манометров; Трубка Бурдона и диафрагменные элементы:

  • Манометр с трубкой Бурдона: Он содержит трубку Бурдона, часть жидкости заполняется внутри трубки Бурдона и заставляет трубку двигаться, движение переводится на стрелку манометра для измерения интенсивность потока жидкости.
  • Манометр с диафрагменным элементом: Он содержит диафрагменный элемент для измерения интенсивности протекающей жидкости.Из-за конструкции манометра требуется, чтобы он был присоединен к месту измерения давления. Часть жидкости попадает в манометр и заставляет диафрагму двигаться. Механическое звено соединяет диафрагму и стрелку манометра. Диафрагма вызывает перемещение звена, а затем движение звена вызывает перемещение указателя, который затем указывает давление в этом месте.

  Манометры могут работать плохо, если они размещены в месте, подверженном сильным вибрациям, пульсациям, скачкам давления или запотеванию.Например; насосы, компрессоры или любые другие вращающиеся компоненты. Типичные проблемы с производительностью, которые возникают из-за таких сценариев:

  • Колебание указателя: Указатель обычно колеблется около значения. Это вызывает трудности при снятии фактических показаний, что может привести к ошибкам в процессе. Это происходит в случае сильной вибрации и пульсации.
  • Повреждение : Очень сильные скачки давления могут вызвать повреждение внутренних механизмов манометра.Продолжительное воздействие вибраций и пульсаций также вызывает необратимые повреждения манометра.
  • Нечитаемость : Если манометр используется в местах, где температура падает слишком низко, то внутри манометра может образоваться конденсат, из-за чего стекло будет выглядеть туманным и скроет указатель и шкалу измерения.

  Чтобы предотвратить плохую работу манометра в таких условиях, внутри корпуса залита жидкость.Жидкость гасит вибрации, пульсации и скачки давления, предотвращая дрожание стрелки. Он также смазывает внутренние механические части, что увеличивает их долговечность, а жидкость также предотвращает конденсацию, что помогает сохранить читаемость. Для этих целей используются следующие жидкости:

  • Глицерин: Манометр, заполненный глицерином, является наиболее распространенным типом манометров, заполненных жидкостью, используемых в промышленности. Он прекрасно работает при комнатной температуре и предлагает хорошие услуги.r.t его стоимость. Они используются в диапазоне температур от -20 ° C до + 60 ° C.
  • Силикон: Силикон используется прежде всего из-за его низкой вязкости даже при более низких температурах. Если есть большие колебания температуры, которые вызывают образование тумана или обледенения внутри корпуса, то используются манометры, заполненные силиконом. Они используются в диапазоне температур от -40 ° C до + 60 ° C.
  • Галоген: Манометры, заполненные галогеном, устанавливаются в приложениях, в которых в качестве рабочей жидкости используется хлор, кислород или перекись водорода.Они работают в диапазоне температур от -20 ° C до + 60 ° C.

  Ссылка / Изображение: — wika, youtu.be, youtu.be, afriso,

  Типы манометров и принцип работы

  Пример наклонного манометра, который можно купить (источник: Kimo Canada)

  Что измеряет манометр?

  Манометр — чрезвычайно простое, но очень эффективное устройство, которое используется для измерения давления. В большинстве случаев это относится к манометру, который состоит из U-образной стеклянной трубки, заполненной ртутью или другой жидкостью.Традиционно один конец трубки манометра остается открытым, чувствительным к атмосферному давлению, в то время как шланг манометра соединяется через газонепроницаемое уплотнение с дополнительным источником давления. В то время как обычно манометр связан с давлением газа, он также может использоваться для измерения давления, оказываемого жидкостями.

  Поскольку манометр манометра не имеет механических частей, он требует минимального обслуживания и очень точен.

  Каков принцип работы манометра?

  Принцип работы манометра для газа или жидкости чрезвычайно прост.Гидростатическое равновесие показывает, что давление, когда жидкость находится в состоянии покоя, одинаково в любой точке. Например, если оба конца U-образной трубки оставить открытыми для атмосферы, давление с каждой стороны будет одинаковым. Как следствие, уровень жидкости слева будет таким же, как уровень жидкости справа — равновесие. Однако, если один конец U-образной трубки оставить открытым для атмосферы, а другой будет подключен к дополнительному источнику газа / жидкости, это создаст разные давления.

  Принцип работы U-образного манометра

  Если давление от дополнительной подачи газа / жидкости выше атмосферного давления, это будет оказывать понижающее давление на измерительную жидкость. Как следствие, жидкость будет выталкиваться вниз с одной стороны с большим давлением, заставляя жидкость подниматься на стороне с меньшим давлением. Обратное может произойти, если дополнительная подача газа / жидкости создает меньшее давление, чем атмосферное давление. В этом случае жидкость будет падать на сторону открытого участка U-образной трубки и подниматься на стороне, подключенной к дополнительному источнику газа / жидкости.

  Пожалуй, самый простой способ объяснить это — движение качелей на детской площадке. Если обе стороны имеют одинаковый вес и не оказывают дополнительного давления на качели, они идеально сбалансируются. Однако, если вес или давление, оказываемое на один конец качелей, больше, чем на другой, более тяжелая сторона будет опускаться, а более легкая сторона подниматься.

  Какие бывают типы манометров?

  На рынке представлено множество вариантов. Однако мы сосредоточимся на пяти основных типах, а именно:

  Нажмите для увеличения	Манометр с U-образной трубкой Традиционное устройство с U-образной трубкой является наиболее распространенным, когда один конец частично заполненной жидкостью трубки открыт в атмосферу, а другой подключен к внешнему источнику.Измеряя разную высоту жидкости на левой и правой стороне U-образной трубки, можно рассчитать давление от внешнего источника по отношению к атмосферному давлению.
  Нажмите для увеличения	Дифференциальный манометр с U-образной трубкой Дифференциальная U-образная трубка закрыта, и оба конца заполнены разной жидкостью / газом при разном давлении. Это, как правило, используется там, где давление необходимо измерять напрямую, а не на основе внешнего давления.
  Нажмите для увеличения	Манометр с перевернутой U-образной трубкой Конструкция с перевернутой U-образной трубкой используется для измерения низкого давления между двумя отдельными точками с относительно высоким уровнем точности. Жидкость вводится в U-образную трубку на обоих концах, при этом объем воздуха разделяет разные жидкости. Использование крана позволяет воздуху выходить из устройства с перевернутой U-образной трубкой или впускаться в него. Тем самым регулируя перепад давления и получая точные показания
  Нажмите для увеличения	Микроманометр Микро-конструкция представляет собой модифицированную версию основной U-образной трубки, за исключением того, что одна сторона трубки имеет большее поперечное сечение.Определение давления манометром остается прежним, но благодаря конструкции U-образной трубки он может измерять мельчайшие перепады давления.
  Нажмите для увеличения	Манометр наклонный Как следует из названия, наклонный манометр предполагает постепенный наклон конструкции. Это позволяет измерять мизерное давление с очень высокой точностью. Он используется там, где манометрические свойства жидкостей аналогичны.Опять же, простота, отсутствие обслуживания и отсутствие движущихся частей делают его чрезвычайно эффективным и простым в использовании.

  В чем разница между манометром и барометром?

  Хотя эти два устройства используются для измерения давления воздуха, между ними есть небольшие различия. Если мы посмотрим на оригинальные ртутные барометры, они были просто стеклянной трубкой, наполненной ртутью и частично вакуумом. Высота столба ртути будет расти и падать одновременно с различным атмосферным давлением.Он был откалиброван по шкале, позволяющей измерять фактическое атмосферное давление. Главное, чтобы труба представляла собой одну колонну и оба конца были закрыты.

  Жидкостный манометр по сравнению с ртутным барометром, показывающий разницу в принципах работы.

  Манометр позволяет измерять дополнительные источники жидкости / газа при атмосферном давлении или других источниках жидкости / газа. Существуют различные типы, которые позволяют регулировать давление с одной стороны для получения более точных показаний.Также возможен вариант с закрытыми / открытыми концами и U-образной трубкой, которая отличает эти два устройства измерения давления.

  Несмотря на то, что в технологии были достигнуты большие успехи, основная конструкция и конструкция манометра остались неизменными. Никаких движущихся частей, никакого обслуживания и чрезвычайно точные показания — чего еще вы можете желать?

  .