Жидкостный манометр это: Манометры жидкостные | Сиб Контролс

Жидкостные манометры

В таких приборах измеряемое давление (разрежение) либо разность давлений уравновешивается давлением столба манометрической жидкости, заполняющей прибор. Диапазон измерения — 10 — 105 Па.

Рисунок 1 — Жидкостные манометры

Жидкостные манометры применяют в основном при определении давления в лаб. условиях и при поверке других манометры Погрешность измерения U-образных и чашечных манометры (0,5-1,0%) определяется погрешностью самого прибора, ошибкой отсчета показаний и несоответствием действительного и расчетного значений плотности манометрической жидкости. Двухчашечные (компенсационные) микроманометры с верхними пределами измерения до 2,5-103 Па имеют погрешность 0,02-0,05%. При малых пределах измерения (до 104 Па) манометры заполняют легкими жидкостями (водой, спиртом, толуолом, силиконовым маслом), при увеличении пределов измерения до 105 Па — ртутью.

В поплавковых, колокольных и кольцевых дифманометрах мера измеряемого давления (перепада) — не высота столба жидкости, а определяемое им положение подвижного элемента прибора. Манометрической жидкостью в поплавковых дифманометрах обычно служит ртуть или силиконовое масло. Пределы измерения серийных приборов (от 4-103 Па до 0,16 MПа) обеспечиваются изменением высоты и диаметра одного из сосудов дифманометра. Погрешность не более 2,5% от верхнего предела измерения. Колокольные дифманометры (манометрическая жидкость — вода или масло) используют для измерения малых давлений и перепадов давлений от 25 до 400 Па. Погрешность 1,5 и 2,5% от диапазона измерения.

В кольцевых дифманометрах (кольцевых весах) замкнутый сосуд с непроницаемой перегородкой в верхней части установлен на призматическую опору, которая расположена в центре тяжести сосуда.

Под действием разности давлений по обе стороны перегородки манометрическая жидкость перемещается внутри кольца в сторону полости с меньшим давлением. Кольцо поворачивается в обратном направлении, пока момент силы, действующей на перегородку, не станет равным моменту силы тяжести противодействующего груза.4 Па, погрешность 1,0 и 1,5% от предела шкалы. Поплавковые, колокольные и кольцевые дифманометры — показывающие или записывающие приборы, которые манометры б. снабжены счетчиками расхода, регуляторами, сигнализаторами, а также устройствами для получения унифицированных пневматических или электрических сигналов дистанционной передачи.

Наиболее распространенным и самым простым по устройству является U-образный прибор показаный на рисунке 2.

Рисунок 2 — U-образный жидкостной манометр

Он состоит из изогнутой в виде буквы U стеклянной трубки 4, примерно до половины заполненной рабочей жидкостью 3. С помощью скобок 1 трубка прикреплена к доске 2, между ветвями трубки размещена шкала 5. Когда давления Р1 и Р2 равны, уровни жидкости в левой и правой ветвях U-образной трубки находятся против нулевой отметки шкалы. При неравенстве давлений, например, Р1>Р2, уровень в левой ветви опустится, а в правой — поднимется. Отсчет нужно производить дважды: от нуля вниз до уровня в левой ветви и от нуля вверх до уровня в правой ветви; полученные значения отсчетов (их сумма равна h) надо сложить. Это рекомендуется делать, поскольку трубки обеих ветвей прибора могут немного отличаться по диаметру. В этом случае жидкость будет опускаться (в левой) и подниматься (в правой) ветвях на неодинаковое количество делений. Значение измеряемой величины (разность давлений Р1 и Р2) определяется по шкале прибора:

P1-P2=hpg

р — плотность рабочей жидкости;

g – ускорение силы тяжести

Жидкостный манометр — это… Что такое Жидкостный манометр?

Жидкостный манометр

        жидкостный вакуумметр, прибор для измерения давления газов. В Ж. м. давление газа определяется по перемещению столба жидкости в U-oбразной трубке (см. Вакуумметрия).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия.
1969—1978.

• Жидкостный лазер
• Жидкостный ракетный двигатель

Смотреть что такое «Жидкостный манометр» в других словарях:

• жидкостный манометр — Манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления, или разности давлений, давлением столба жидкости. [ГОСТ 8.271 77] Жидкостный двухтрубный манометр В жидкостном двухтрубном манометре две вертикальные… …   Справочник технического переводчика

• жидкостный манометр — skystinis manometras statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. liquid column manometer vok. Flüssigkeitsmanometer, n rus. жидкостный манометр, m pranc. manomètre à liquide, m …   Automatikos terminų žodynas

• жидкостный манометр — skystinis slėgmatis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Slėgmatis, kuriame matuojamojo slėgio poveikį išlygina darbinio skysčio stulpelio hidrostatinis slėgis. atitikmenys: angl. liquid manometer vok. Flüssigkeitsmanometer …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• жидкостный манометр — skystinis slėgmatis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Slėgmatis, kurį sudaro susisiekiantieji indai, pripildyti skysčio (gyvsidabrio, vandens, spirito). Matuojamojo slėgio vertė nustatoma pagal skysčio stulpelio, kurio… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• жидкостный манометр — skystinis slėgmatis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. liquid manometer vok. Flüssigkeitsmanometer, n rus. жидкостный манометр, m pranc. manomètre à liquide, m …   Fizikos terminų žodynas

• жидкостный манометр — skysčio manometras statusas T sritis Energetika apibrėžtis Manometras, kurį sudaro susisiekiantieji indai, pripildyti skysčio (gyvsidabrio, vandens, spirito). Matuojamo slėgio dydis nustatomas pagal skysčio stulpelio, kurio svoris proporcingas… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

• дифференциальный жидкостный манометр — skystinis lygio slėgmatis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Stūmoklinis slėgmatis, kuriame skystis naudojamas kaip judamoji pertvara ir kaip priemonė vieno arba abiejų laisvųjų paviršių lygio kitimui stebėti. atitikmenys …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

• МАНОМЕТР — (от греческого manos неплотный и…метр), прибор для измерения давления жидкости или газа. Различают манометры жидкостные, поршневые, деформационные и пружинные; используются также манометры, основанные на зависимости некоторых физических величин …   Современная энциклопедия

• Манометр — (от греческого manos неплотный и …метр), прибор для измерения давления жидкости или газа. Различают манометры жидкостные, поршневые, деформационные и пружинные; используются также манометры, основанные на зависимости некоторых физических… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• ЖИДКОСТНЫЙ ВАКУУММЕТР — манометр, действие которого основано на уравновешивании измеряемого давления давлением столба жидкости, находящейся, напр., в U образной трубке. Диапазон измеряемых давлений 105 10 1 Па …   Большой Энциклопедический словарь

трубчатый металлический и жидкостный, принцип действия

Для измерения давления используют манометры и барометры. Барометры используются для измерения атмосферного давления. Для других измерений используются манометры. Произошло слово манометр от двух греческих слов: манос – неплотный, метрео – измеряю.

Трубчатый металлический манометр

Существуют различные типы манометров. Рассмотрим подробнее два из них. На следующем рисунке изображен трубчатый металлический манометр.

Его изобрел в 1848 году француз Э. Бурдон. На следующем рисунке видна его конструкции.

Основные составные части это: согнутая в дугу полая трубка (1), стрелка (2), зубчатка(3), кран(4), рычаг(5).

Принцип действия трубчатого манометра

Один конец трубки запаян. В другой конец трубки, с помощью крана соединяется с сосудом, в котором необходимо измерить давление. Если давление начнет увеличиваться, трубка будет разгибаться, при этом воздействуя на рычаг. Рычаг через зубчатку связан со стрелкой, поэтому при увеличении давления стрелка будет отклоняться, указывая давление.

Если же давление будет уменьшаться, то трубка будет сгибаться, а стрелка двигаться в обратном направлении.

Жидкостный манометр

Теперь рассмотрим другой тип манометра. На следующем рисунке изображен жидкостный манометр.  Он имеет форму буквы U.

В его состав входит стеклянная трубка в форме буквы U. В эту трубочку налита жидкость. Один из концов трубки с помощью резиновой трубки соединяют с круглой плоской коробочкой, которая затянута резиновой пленкой.

Принцип действия жидкостного манометра

В исходном положении вода в трубках будет находиться на одном уровне. Если же на резиновую пленку будет оказываться давление, то уровень жидкости в одном колене манометра понизится, а в другом, следовательно, повысится. 

Это показано на рисунке выше.  Мы давим на пленку пальцем.

Когда мы надавливаем на пленку, давление воздуха, который находится в коробочке, увеличивается. Давление передается по трубке и доходит до жидкости, при этом вытесняя её. При понижении уровня в этом колене, уровень жидкости в другом колене трубки, будет увеличиваться. 

По разности уровней жидкости, можно будет судить о разности атмосферного давления и того давления, что оказывается на пленку.

На следующем рисунке показано, как с помощью жидкостного манометра измерить давление в жидкости на различной глубине.

Нужна помощь в учебе?

Предыдущая тема: Барометр-анероид и атмосферное давление на различных высотах
Следующая тема:&nbsp&nbsp&nbspГидравлический пресс: принцип действия

Жидкостный манометр — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 4

Жидкостный манометр

Cтраница 4

Жидкостный манометр представляет собой стеклянную трубку неизменного сечения, изогнутую в виде буквы U и заполненную до половины ртутью или водой. Один из отростков трубки соединяют резиновым шлангом с трубой или сосудом, где нужно измерить давление.
 [47]

Жидкостные манометры просты в устройстве, показания их точны и постоянны. Погрешность показания U-образного манометра составляет 1 мм высоты столба рабочей жидкости. Разность диаметров трубок манометра не влияет на точность измерения.
 [48]

Жидкостный манометр представляет собой простейший и вместе с тем достаточно точный прибор для измерения давления или разрежения.
 [49]

Жидкостные манометры ( тягонапоромеры) изготавливают в виде прозрачных ( стеклянных) трубок, частично заполняемых жидкостью и соединенных с источниками давлений.
 [50]

Жидкостный манометр ( рис. 2.2) представляет собой U-образную трубку, наполовину заполненную жидкостью. Один конец трубки соединен с сосудом, в котором измеряется давление, другой — с атмосферой. Под действием давления газа в сосуде часть жидкости из левого колена трубки переместится в правое. Избыток столба жидкости высотой Я над уровнем в левом колене, а также атмосферное ( барометрическое) давление рб уравновесят давление в сосуде. Поэтому манометр измеряет не абсолютное ( истинное) давление газа р, а разность между давлением газа и барометрическим давлением.
 [51]

Жидкостные манометры позволяют измерять давление с весьма большой точностью, поэтому долгое время поверка и градуировка различных манометров осуществлялись исключительно при их помощи. Лишь сравнительно недавно для этой цели стали применять поршневые ( грузовые) манометры.
 [52]

Жидкостные манометры служат для градуировки и поверки приборов других систем, для измерения небольших избыточных давлений, разрежений, очень малых абсолютных давлений, а также атмосферного давления.
 [53]

Жидкостные манометры делают из стеклянной трубки U-образной формы.
 [54]

Жидкостные манометры являются весьма простыми и точными приборами, служащими для определения небольших избыточных давлений, не превышающих 0 2 МПа. Они широко применяются при исследовательских и наладочных работах.
 [55]

Жидкостные манометры при исправном их состоянии и правильной установке обеспечивают достаточно высокую точность измерения, почти не зависящую от времени работы, и поэтому не требуют поверки.
 [56]

Жидкостные манометры и вакуумметры работают по принципу уравновешивания измеряемого давления давлением столба рабочей ( затворной) жидкости. В качестве рабочих жидкостей применяются: ртуть с удельным весом v 13 546 ( Г / см при 20 С), водау 0 998, этиловый спирт у 0 790, керосин у 0 820, глицерин у 1 257 и др. Наиболее простым из жидкостных манометров является U-образный ( двухтрубный) манометр. Это стеклянная трубка, изогнутая в форме буквы U; до половины высоты трубка заполняется жидкостью и укрепляется на доске со шкалой. Для измерения следует один конец трубки соединить с пространством, в котором измеряется давление, а другой оставить открытым.
 [57]

Жидкостные манометры имеют пределы измерения, ограниченные длиной трубки, и не могут быть применены для измерения высоких давлений. В этом случае применяют поршневые манометры.
 [58]

Жидкостные манометры, практически измеряющие давление высотой столба жидкости, имеют предел, ограниченный длиной трубки, и потому не могут быть применены для измерения высоких давлений.
 [59]

Жидкостные манометры подразделяются на стеклянные и металлические.
 [60]

Страницы:  

   1

   2

   3

   4

Жидкостные манометры

Манометр — из чего состоит? Виды и типы

Что такое манометр

Термин «манометр» в основе имеет два греческих слова: «измерять» и «неплотный». Из этого понятны его назначение и основные функции — измерения в неких неплотных средах (жидкостях и газах).

Не следует путать его с барометром, который тоже показывает давление, но только атмосферное. В то время как с помощью манометра можно измерить, с какой силой жидкость или газ давит на стенки герметично закрытой емкости. Условно говоря, он показывает плотность воздуха внутри закрытого пространства.

Если рассматривать функционал, манометр — более широкое понятие, а барометр является его частным случаем.

Единица измерения давления: паскаль (Па). Она отражает силу в 1 Н, которая равномерно действует на площадь 1 кв. м. Также давление иногда измеряют в барах, атмосферах, миллиметрах ртутного или водяного столба.

Для чего нужен манометр

В зависимости от модификации манометры могут использоваться в самых разных сферах:

• при накачивании автомобильных шин;

• в обслуживании систем кондиционирования и отопления;

• в гидравлических узлах для передвижения железнодорожной стрелки;

• для контроля давления в пневматических агрегатах на производстве;

• в нефтяной и газодобывающей промышленности;

• для обслуживания двигателей на морских судах и т. д.

Основное назначение манометра — проинформировать об избыточном или недостаточном давлении воды, пара, газа или иной рабочей среды. В промышленности также выделяют сигнальные приборы, которые помогают предотвратить взрывы и техногенные катастрофы из-за разрыва емкостей с опасными веществами (например, аммиаком или горячим паром).

Жидкостный манометр

Этот тип манометров появился первым еще в XVII веке. Он ведет свое начало от опытов Торричелли — одного из учеников Галилео Галилея.

Итальянский ученый погружал в емкость запаянную с одного конца и наполненную ртутью трубку. Некоторое количество ртути выливалось из трубки, и в ее верхней части получался вакуум. На ртуть в емкости действовало атмосферное давление, а на ртуть в трубке — нет. Соответственно, при повышении атмосферного давления ртутный столбик в трубке поднимался, а при понижении — опускался.

Принцип работы жидкостного манометра в целом похож на принцип работы системы из опыта Торричелли. Этот прибор представляет собой систему сообщающихся сосудов — две трубки, соединенные в U-образную конструкцию. Система наполовину заполнена жидкостью (обычно ртутью), и если на нее действует только атмосферное давление — уровень жидкости в обеих трубках будет одинаков.

Если одну из трубок подключить к накачивающему устройству или к закрытой емкости, на жидкость в ней будет действовать измеряемое давление (Р₁). В то время как на жидкость во второй трубке действует только атмосферное давление (Р₂). При изменении Р₁ уровень жидкости во второй трубке тоже будет меняться.

Измерив разность высоты столба Δh = h2 − h3, можно узнать, насколько изменилось давление ΔP = P1 − P2.

Результат измерений, полученный в сантиметрах ртутного столба, переводят в паскали из расчета:

1 см ртутного столба (при 0°C) = 1333,22 Па.

Для получения результата сразу в паскалях можно воспользоваться формулой, которая определяет давление воды на стенки емкости:

Р = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение свободного падения, h — высота столба.

Ускорение свободного падения (g) всегда равно 9,8 H/кг.

Интересный факт!

Слава изобретателя манометра принадлежит Торричелли, но на самом деле он был придуман на столетие раньше Леонардо да Винчи. Гениальный художник и ученый написал трактат по гидравлике, в котором рассказал о замере давления воды с помощью U-образной системы. Однако этот труд до широкой публики дошел только в XIX веке.

Другие виды манометров

Жидкостный манометр дает возможность точных измерений, но у него есть большой недостаток: конструкция боится ударов и вибраций. Поэтому сегодня такие приборы используются в основном в лабораториях. С развитием промышленности возникли другие типы манометров, которые могут измерять давление в любых условиях — на подвижных механизмах, при сильных вибрациях и т. д. По конструкции выделяют деформационные и поршневые (грузопоршневые) приборы.

Деформационные манометры

Манометр деформационного типа — это компактное механическое устройство, измеряющее давление сразу в паскалях (без перевода из других единиц). Его рабочим элементом является дугообразная или спиральная трубка Бурдона, в которую накачивается газ. Если давление внутри трубки повышается, она начинает распрямляться, и это движение через систему тяг передается на стрелку. При снятии давления она возвращается в свое первоначальное положение.

Вместо трубки может быть использована пружина, мембрана или другой чувствительный элемент, который деформируется под давлением. Принцип действия манометра остается тем же: деформация передается на стрелку, движущуюся по шкале.

Деформационные металлические манометры чаще всего используются в быту и на производстве. Они компактны, отлично переносят вибрации, не требуют строго вертикальной установки. Если нужно выбрать, к примеру, автомобильный манометр, он будет именно такого типа.

Интересный факт!

Деформационный манометр был изобретен случайно. В 1845 году швейцарский ученый Р. Шинц наблюдал, как на производстве рабочие восстанавливали сплющенную металлическую трубку, заглушив один ее конец и закачав внутрь воду. Под действием давления трубка разогнулась, а ученому пришла в голову мысль использовать такой же элемент для измерений, но работать с воздухом, а не с водой.

Поршневые манометры

Несмотря на то, что поршневые манометры были созданы раньше деформационных, они получили меньшее распространение. Сегодня такие приборы используются для исследования скважин в нефте- и газодобывающей промышленности, а также для сверки показаний в лабораториях.

На рисунке ниже можно увидеть, из чего состоит манометр поршневого типа. В самом простом варианте это емкость с маслом, соединенная при помощи штуцера с измеряемой средой. В емкость погружен цилиндр с тщательно притертым поршнем (зазор между стенками цилиндра и поршнем должен быть минимальным). На торце поршня закреплена тарель, на которую могут укладываться грузы.

Снизу на поршень действует измеряемое давление Р, сверху оно уравновешивается некой силой, создаваемой весом самого поршня и грузов G₁+ G₂.

Давление под поршнем рассчитывается по формуле:

где G₁— масса грузов, G₂— масса поршня с тарелью, g — ускорение свободного падения, F — площадь поршня.

Также давление можно выразить через силу согласно закону Паскаля:

P = F / S, где F — сила, действующая на поршень, S — площадь поршня.

С помощью поршневых маномеров впервые измеряли давление ученые-физики Георг Паррот и Эмиль Ленц. Но широкое распространение эти приборы получили благодаря некому Рухгольцу, который запустил их в массовое производство.

Задачи

Задача 1

В канистру налит бензин и высота столба составляет 0,6 м. Плотность бензина — 710 кг/м². Определите давление бензина на дно канистры.

Решение:

Нам известно:

h = 0,6 м;

ρ = 710 кг/м².

Ускорение g равно 9,8 H/кг.

Согласно формуле, определяющей давление жидкости на стенки сосуда:

Р = ρgh;

P = 710 × 9,8 × 0,6 = 4174,8 Па = 4,7 кПа.

Ответ: 4,7 кПа.

Задача 2

На поршень, погруженный в цилиндр с маслом, положили груз весом 3 кг. Площадь поршня составляет 2 см2, а его вес — 300 гр. Чему равна сила давления под поршнем?

Решение:

Итак, у нас дано:

G₁= 3 кг;

G₂= 300 гр = 0,3 кг;

F = 2 см² = 0,0002 м²;

Ускорение g равно 9,8 H/кг.

Ответ: 161,7 кПа.

принцип действия. Устройство жидкостных манометров Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

Для измерения давления используют манометры и барометры. Барометры используются для измерения атмосферного давления. Для других измерений используются манометры. Произошло слово манометр от
двух греческих слов: манос — неплотный, метрео — измеряю.

Трубчатый металлический манометр

Существуют различные типы манометров. Рассмотрим подробнее два из них. На следующем рисунке изображен трубчатый металлический манометр.

Его изобрел в 1848 году француз Э. Бурдон. На следующем рисунке видна его конструкции.

Основные составные части это: согнутая в дугу полая трубка (1), стрелка (2), зубчатка(3), кран(4), рычаг(5).

Принцип действия трубчатого манометра

Один конец трубки запаян. В другой конец трубки, с помощью крана соединяется с сосудом, в котором необходимо измерить давление. Если давление начнет увеличиваться, трубка будет разгибаться, при этом воздействуя на рычаг. Рычаг через зубчатку связан со стрелкой, поэтому при увеличении давления стрелка будет отклоняться, указывая давление.

Если же давление будет уменьшаться, то трубка будет сгибаться, а стрелка двигаться в обратном направлении.

Жидкостный манометр

Теперь рассмотрим другой тип манометра. На следующем рисунке изображен жидкостный манометр. Он имеет форму буквы U.

В его состав входит стеклянная трубка в форме буквы U. В эту трубочку налита жидкость. Один из концов трубки с помощью резиновой трубки соединяют с круглой плоской коробочкой, которая затянута резиновой пленкой.

Принцип действия жидкостного манометра

В исходном положении вода в трубках будет находиться на одном уровне. Если же на резиновую пленку будет оказываться давление, то уровень жидкости в одном колене манометра понизится, а в другом, следовательно, повысится.

Это показано на рисунке выше. Мы давим на пленку пальцем.

Когда мы надавливаем на пленку, давление воздуха, который находится в коробочке, увеличивается. Давление передается по трубке и доходит до жидкости, при этом вытесняя её. При понижении уровня в этом колене, уровень жидкости в другом колене трубки, будет увеличиваться.

По разности уровней жидкости, можно будет судить о разности атмосферного давления и того давления, что оказывается на пленку.

На следующем рисунке показано, как с помощью жидкостного манометра измерить давление в жидкости на различной глубине.

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления или разности давлений давлением столба жидкости. Они имеют простое устр-во и высокую точность измерения, широко применяются как лабораторные и поверочные приборы. Жидкостные манометры подразделяются на: U-образные, колокольные и кольцевые.

U-образные.
Принцип действия основан на законе сообщающихся сосудов. Они бывают двухтрубные (1) и чашечные однотрубные(2).

1) представляют собой стеклянную трубку 1, укрепленную на плате 3 со шкалой и залитую запорной жидкостью 2. Разность уровней в коленах пропорциональна измеряемому перепаду давления. «-»1.ряд погрешностей: вследствие неточности отсчета положения мениска, изменения Т окруж. среды, явлений капиллярности (устраняется введением поправок). 2. необходимость двух отсчетов, что приводит к увеличению погрешности.

2) предст. собой модификацию двухтрубных, но одно колено заменено на широкий сосуд (чашечку). Под действием избыточного давления уровень жидкости в сосуде снижается, а в трубке повышается.

Поплавковые U-образные
дифманометры по принципу действия подобны чашечным, но для измерения давления в них используют перемещение поплавка, помещенного в чашку, при изменении уровня жидкости. По средством передаточного устройства перемещение поплавка преобразуется в перемещение показывающей стрелки. «+» широкий предел измерения. Принцип действия жидкостных

манометров основан на законе Паскаля – измеряемое давление уравновешивается весом столба рабочей жидкости: P = ρgh
. Состоят из резервуара и капилляра. В качестве рабочих жидкостей используются дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт. Применяются для измерений малых избыточных давлений и вакуума, барометрического давления. Они просты по конструкции, но отсутствует дистанционная передача данных.

Иногда для увеличения чувствительности капилляр располагают под некоторым углом к горизонту. Тогда: P = ρgL Sinα.

В деформационных
манометрах исп-тся противодействие упругой деформации чувствительного элемента (ЧЭ) или развиваемой им силы. Различают три основные формы ЧЭ, получивших распространение в практике измерения: трубчатые пружины, сильфоны и мембраны.

Трубчатая пружина
(манометрическая пружина, трубка Бурдона) – упругая металлическая трубка, один из концов которой запаян и имеет возможность перемещаться, а другой – жестко закреплен. Трубчатые пружины используются в основном для преобразования измеряемого давления, поданного во внутреннее пространство пружины, в пропорциональное перемещение ее свободного конца.

Наиболее распространена одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой изогнутую на 270° трубку с овальным или эллиптическим поперечным сечением. Под влиянием поданного избыточного давления трубка раскручивается, а под действием разрежения скручивается. Такое направление перемещения трубки объясняется тем, что под влиянием внутреннего избыточного давления малая ось эллипса увелич., в то время как длина трубки остается постоян..

Основной недостаток рассмотренных пружин – малый угол поворота, что требует применения передаточных механизмов. С их помощью перемещение свободного конца трубчатой пружины на несколько градусов или миллиметров преобразуется в угловое перемещение стрелки на 270 – 300°.

Преимущество – близкая к линейной статическая характеристика. Основное применение – показывающие приборы. Диапазоны измерений манометров от 0 до 10 3 МПа; вакуумметров – от 0,1 до 0 МПа. Классы точности приборов: от 0,15 (образцовые) до 4.

Трубчатые пружины изготавливают из латуни, бронзы, нержавеющей стали.

Сильфоны
. Сильфон – тонкостенный металлический стакан с поперечными гофрами. Дно стакана перемещается под действием давления или силы.

В пределах линейности статической характеристики сильфона отношение действующей на него силы к вызванной ею деформации остается постоян. и наз-тся жесткостью сильфона. Сильфоны изготовляют из бронзы различных марок, углеродистой стали, нержавеющей стали, алюминиевых сплавов и др. Серийно производят сильфоны диаметром от 8 –10 до 80 – 100 мм и толщиной стенки 0,1 – 0,3 мм.

Мембраны
. Различают упругие и эластичные мембраны. Упругая мембрана – гибкая круглая плоская или гофрированная пластина, способная получить прогиб под действием давления.

Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увелич. давления, поэтому в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготовляют из различных марок стали: бронзы, латуни и т. д.

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

Две нити накаливания

Одна проволочная катушка используется в качестве нагревателя, другая же используется для измерения температуры через конвекцию.

Манометр Пирани (oдна нить)

Манометр Пирани состоит из металлической проволоки, открытой к измеряемому давлению. Проволока нагревается протекающим через нее током и охлаждается окружающим газом. При уменьшении давления газа, охлаждающий эффект тоже уменьшается и равновесная температура проволоки увеличивается. Сопротивление проволоки является функцией температуры: измеряя напряжение через проволоку и текущий через неё ток, сопротивление (и таким образом давление газа) может быть определено. Этот тип манометра был впервые сконструирован Марчелло Пирани.

Термопарный и термисторный манометры работают похожим образом. Отличие же в том, что термопара и термистор используются для измерения температуры нити накаливания.

Измерительный диапазон: 10−3 — 10 мм рт. ст. (грубо 10−1 — 1000 Па)

Ионизационный манометр

Ионизационные манометры — наиболее чувствительные измерительные приборы для очень низких давлений. Они измеряют давление косвенно через измерение ионов образующихся при бомбардировке газа электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше ионов будет образовано. Калибрирование ионного манометра — нестабильно и зависит от природы измеряемых газов, которая не всегда известна. Они могут быть откалибрированы через сравнение с показаниями манометра Мак Леода, которые значительно более стабильны и независимы от химии.

Термоэлектроны соударяются с атомами газа и генерируют ионы. Ионы притягиваются к электроду под подходящим напряжением, известным как коллектор. Ток в коллекторе пропорционален скорости ионизации, которая является функцией давления в системе. Таким образом, измерение тока коллектора позволяет определить давление газа. Имеется несколько подтипов ионизационных манометров.

Измерительный диапазон: 10−10 — 10−3 мм рт. ст. (грубо 10−8 — 10−1 Па)

Большинство ионных манометров делятся на два вида: горячий катод и холодный катод. Третий вид — это манометр с вращающимся ротором более чувствителен и дорог, чем первые два и здесь не обсуждается. В случае горячего катода электрически нагреваемая нить накала создаёт электронный луч. Электроны проходят через манометр и ионизуют молекулы газа вокруг себя. Образующиеся ионы собираются на отрицательно заряженном электроде. Ток зависит от числа ионов, которое, в свою очередь, зависит от давления газа. Манометры с горячим катодом аккуратно измеряют давление в диапазоне 10−3 мм рт. ст. до 10−10 мм рт. ст. Принцип манометра с холодным катодом тот же, исключая, что электроны образуются в разряде созданным высоковольтным электрическим разрядом. Манометры с холодным катодом аккуратно измеряют давление в диапазоне 10−2 мм рт. ст. до 10−9 мм рт. ст. Калибрирование ионизационных манометров очень чувствительно к конструкционной геометрии, химическому составу измеряемых газов, коррозии и поверхностным напылениям. Их калибровка может стать непригодной при включении при атмосферном и очень низком давлении. Состав вакуума при низких давлениях обычно непредсказуем, поэтому масс-спектрометр должен быть использован одновременно с ионизационным манометром для точных измерений.

Горячий катод

Ионизационный манометр с горячим катодом Баярда-Алперта обычно состоит из трёх электродов работающих в режиме триода, где катодом является нить накала. Три электрода — это коллектор, нить накала и сетка. Ток коллектора измеряется в пикоамперах электрометром. Разность потенциалов между нитью накала и землёй обычно составляет 30 В, в то время как напряжение сетки под постоянным напражением — 180-210 вольт, если нет опционоальной электронной бомбардировки, через нагрев сетки, которая может иметь высокий потенциал приблизительно 565 Вольт. Наиболее распространенный ионный манометр — это горячим катодом Баярда-Алперта с маленьким ионным коллектором внутри сетки. Стеклянный кожух с отверстием к вакууму может окружать электроды, но обычно он не используется и манометр встраивается в вакуумный прибор напрямую и контакты выводятся через керамическую плату в стене ваккумного устройства. Ионизационные манометры с горячим катодом могут быть повреждены или потерять калибровку если они включаются при атмосферном давлении или даже при низком вакууме. Измерения ионизационных манометров с горячим катодом всегда логарифмичны.

Электроны испущенные нитью накала движутся несколько раз в прямом и обратном направлении вокруг сетки пока не попадут на неё. При этих движениях, часть электронов сталкивается с молекулами газа и формирует электрон-ионные пары (электронная ионизация). Число таких ионов пропорционально плотности молекул газа умноженной на термоэлектронный ток, и эти ионы летят на коллектор, формируя ионный ток. Так как плотность молекул газа пропорциональна давлению, давление оценивается через измерение ионного тока.

Чувствительность к низкому давлению манометров с горячим катодом ограничена фотоэлектрическим эффектом. Электроны, ударяющие в сетку, производят рентгеновские лучи, которые производят фотоэлектрический шум в ионном коллекторе. Это ограничивает диапазон старых манометров с горячим катодом до 10−8 мм рт. ст. и Баярда-Алперта приблизительно к 10−10 мм рт. ст. Дополнительные провода под потенциалом катода в луче обзора между ионным коллектором и сеткой предотвращают этот эффект. В типе извлечения ионы притягиваются не проводом, а открытым конусом. Поскольку ионы не могут решить, какую часть конуса ударить, они проходят через отверстие и формируют ионный луч. Этот луч иона может быть передан нa кружку Фарадея.

Когда выбирать манометр для измерения давления жидкости или сухого вещества

Когда дело доходит до выбора манометра, решение может показаться простым. Наполненный жидкостью или сухой. Но прежде чем переходить к принятию решения, необходимо учитывать несколько факторов, чтобы определить, какой датчик лучше всего подходит для вас и вашего приложения.

Информация о достоинствах и недостатках жидкостных и сухих манометров поможет вам сэкономить время и деньги. В этом блоге мы рассмотрим, когда и почему вам следует отдавать предпочтение жидкостному манометру вместо сухого.Это поможет вам сделать правильный выбор в следующий раз, когда вам понадобится манометр.

Ищете информацию обо всех различных компонентах установки с погружным насосом? Ознакомьтесь с Электронной книгой «Полное руководство по всем компонентам погружных насосов».

Wh y Выбрать манометр, заполненный жидкостью?

Манометры

, заполненные жидкостью, используются для измерения точек давления с высоким напряжением, таких как быстрые и частые нагрузки, пики давления и механические колебания. Манометры, заполненные жидкостью, обычно заполняются либо только глицерином, либо комбинацией глицерина и воды.Специальные глицериновые манометры необходимы в зависимости от различных условий, для которых вам нужен манометр.

Приложения

Стандартные манометры, заполненные жидкостью, заполнены 100% (не менее 99,7%) глицерином, который становится липким при +17 ° C, поскольку по мере снижения температуры глицерин становится более слизистым, заставляя стрелку медленно перемещаться в правильное положение. При -5 ° C датчик полностью перестанет работать. Места с равномерной температурой, которая не часто колеблется, были бы идеальным домом для стандартного датчика температуры.

Манометры, заполненные жидкостью, которые содержат 2 части глицерина и 1 часть воды, могут использоваться при температурах до -46 ° C. Эти типы манометров идеально подходят для мест с очень холодными условиями. Например, в регионах с более суровыми зимними температурами можно использовать этот тип датчика.

Большинство манометров, заполненных жидкостью, полностью герметичны, что позволяет им работать в агрессивных средах и устойчивы к проникновению влаги и обледенению.

Экологическое пособие

Манометры, заполненные глицерином, безвредны для окружающей среды, не опасны для воды, они нетоксичны, а глицерин полностью биоразлагаем.

Почему выбирают сухой манометр?

В некоторых приложениях манометр, заполненный жидкостью, может не быть идеальным прибором, поскольку его характеристики могут быть чрезмерными. Сухие манометры в основном используются для промышленных машин, включая воздушные компрессоры. Идеально подходит для сред, где механические вибрации не вызывают беспокойства и где мало или совсем нет влаги. Достаточно низкие температуры могут вызвать превращение влаги в лед, что может привести к полному отказу датчика.

Хотя сухие манометры обычно дешевле, чем манометры, заполненные жидкостью, использование в неправильных приложениях может стоить вам больше денег в долгосрочной перспективе.Манометры, заполненные жидкостью, могут поглощать вибрацию и скачки давления, что снижает вероятность плохой работы или отказа. Низкая частота отказов означает меньше денег, затрачиваемых на замену.

Доступны как жидкостные, так и сухие манометры в диапазонах давления, равных друг другу, но в некоторых случаях жидкостные манометры могут быть доступны и в более высоком диапазоне. Выбор правильной толщины хмеля — ключ к экономии ваших денег.

В ореховой скорлупе всегда хорошо знать среду, в которой требуется манометр, чтобы гарантировать, что вы выберете правильный.Также хорошо помнить о преимуществах и недостатках каждого датчика. Каждая операция отличается и может потребовать определенных датчиков.

Заполненные жидкостью (глицериновые или силиконовые) манометры

Манометры

, заполненные жидкостью, обычно предпочтительнее сухих по двум причинам: производительность и рентабельность инвестиций. Манометры, заполненные жидкостью, заполнены жидкостью, обычно глицерином или силиконовым маслом, и предназначены для оптимальной работы в неидеальных условиях.Манометры WIKA, заполненные жидкостью, спроектированы для работы в сложных условиях, но они также более экономичны в долгосрочной перспективе: высокая температура, пульсация или вибрация приводят к поломке прибора, но манометры WIKA, заполненные жидкостью, выдерживают эти жесткие условия. условия.

Заполненные жидкостью и традиционные манометры

Основной причиной отказа манометра является вибрация. В традиционных сухих манометрах хрупкие звенья, шарниры и шестерни подвержены повреждению из-за вибрации, что приводит к нестабильной работе.В манометре, заполненном жидкостью, заливка жидкостью эффективно гасит пульсации системы, что упрощает считывание показаний указателя манометра.

Точно так же влажность и влажность создают проблемы для сухих манометров. Конденсат может затруднить считывание показаний манометра или, в некоторых случаях, стать причиной поломки из-за обледенения. Однако манометры, заполненные жидкостью, герметизированы, чтобы предотвратить внутреннюю конденсацию, и, не допуская попадания влаги в систему, движение манометра защищено в условиях обледенения.

Выбор заполняющей жидкости зависит от области применения, но глицерин обычно используется для приложений с комнатной температурой, а силиконовое масло обычно используется для приложений с экстремальными температурами, особенно когда обледенение является проблемой.Масло с изолирующими свойствами идеально, если в системе есть открытые электрические контакты.

Почему заливка жидкостью?

Манометры

, заполненные жидкостью, обладают рядом преимуществ по сравнению с традиционными манометрами в сухом корпусе:

• Манометры, заполненные жидкостью, имеют более длительный срок службы, чем традиционные (негерметичные) манометры из-за их заполнения вязкой жидкостью. Со временем это конструктивное преимущество приводит к экономии затрат за счет снижения затрат на контрольно-измерительные приборы, а также уменьшения незапланированных простоев.
• Внутренние жидкости защищают от резких колебаний температуры и вибраций — основных факторов выхода из строя обычных манометров. Манометры WIKA, заполненные жидкостью, облегчают считывание показаний, поскольку они гасят скачки температуры и вибрации, что обеспечивает большую точность и контроль процесса.
• В традиционных манометрах скопление конденсата приводит к проблемам с видимостью. Это может быть серьезным (и дорогостоящим) недостатком в среде с высокой влажностью — нечитаемый датчик — бесполезный датчик. Манометры WIKA, заполненные жидкостью, позволяют избежать попадания влаги не только в корпус, но и внутрь линзы корпуса.
• Поскольку они герметичны и сконструированы в соответствии с жесткими требованиями, заполненные жидкостью манометры обычно используются в высококоррозионных химических процессах или в процессах производства или очистки, а также там, где продукты должны транспортироваться, храниться или обрабатываться в экстремальных температурных условиях.

Манометры, заполненные жидкостью из WIKA

В то время как некоторые клиенты обеспокоены стоимостью заполнения жидкостью манометра, долгосрочная выгода очевидна: лучшая защита от вибрации, пульсации, коррозии и влаги делает инструмент долговечным и надежным.Манометры WIKA, заполненные жидкостью, отличаются высокой прочностью, что означает меньшую стоимость и более высокую точность со временем, и наша линейка включает ряд настраиваемых измерительных приборов, в том числе манометры, созданные для жестких условий нефтегазовой промышленности.

Манометры

с жидкостным наполнением и сухими: в чем разница?

Издатель: DirectMaterial

Существует два основных типа манометров. Сегодня мы рассмотрим, почему вы можете подумать о приобретении манометра, заполненного жидкостью, а не сухого. Сухие манометры — это рабочая лошадка в мире промышленности и торговли. Посмотрите на большинство воздушных компрессоров. Многие промышленные машины и даже некоторые из более модных велосипедных насосов будут иметь сухой манометр. Однако у сухих манометров есть некоторые недостатки. Циферблат может быть закрыт влагой внутри манометра. Если температура упадет достаточно низко, влага может превратиться в лед, что приведет к полному отказу устройства.

А как насчет манометров, заполненных жидкостью? Они работают по-другому?

Да, есть.Если сухие манометры — это рабочие лошади, то манометры с жидкостным наполнением похожи на Budweiser Clydesdales, выполняя ту же работу, но с большей точностью, и да, я скажу это … стилем. Манометры , заполненные жидкостью, доступны для диапазонов давления, равных или превышающих их сухие аналоги. Их оболочки заполнены жидкостью, обычно глицерином, хотя иногда используются силикон или другие жидкости. Жидкость покрывает внутренние части и видна на лицевой стороне прибора. Наличие жидкости внутри снижает эффект пульсации и скачков давления, что является еще одним преимуществом перед выбором сухого манометра.Это означает, что манометры с меньшей вероятностью будут давать неточные показания из-за износа, вызванного механической вибрацией и пульсацией. Когда речь идет о борьбе с этими эффектами, жидкость в этих манометрах выполняет двойную функцию. Жидкость не только помогает смягчить эффект вибрации, но и смазывает движущиеся части датчика, уменьшая повседневное трение. Заполнение также предотвращает внутреннюю коррозию. . Поскольку трубка Бурдона и механизм покрыты жидкостью, которая удерживает влагу и другие коррозионные вещества.Все эти факторы увеличивают срок службы и снижают затраты на замену манометров, заполненных жидкостью, по сравнению с сухими манометрами. И в средах, где присутствуют вибрация и конденсация, они определенно важны.

Почему манометры заполнены жидкостью?

Итак, вы определились, какой размер шкалы и какой разъем вам нужен на манометре для вашего приложения. Вы даже знаете, что предпочитаете смачиваемые материалы. Но как насчет того, чтобы измеритель был сухим, а не заполненным жидкостью? Каковы преимущества манометра, заполненного жидкостью? Есть ли минусы? Вы не поверите, но определение этой функции может озадачить многих клиентов.Не путайте больше — Kodiak объяснит все, что вам нужно знать о том, почему датчик заполнен жидкостью.

Проще говоря, заполнение манометра жидкостью строго используется как недорогой способ стабилизации иглы и смазки внутренних частей манометра во время работы с вибрацией. Наиболее распространенными заполняющими жидкостями являются глицерин и силикон. Глицерин используется примерно в 95% всех приложений для розлива жидкостей и обычно является «стандартом». Эти жидкости используются потому, что они более вязкие, а их толщина помогает удерживать иглу в устойчивом положении.Некоторые манометры бывают сухими, но их можно заполнить, просто заполнив герметичный корпус манометра через заливное отверстие (обычно вверху), а затем снова вставив пробку заливного отверстия, когда закончите.

Как и при любом принятии решения, вы должны перевешивать свои плюсы и минусы, когда решаете, что вам подходит. Давайте разберемся с этим:

Преимущества манометра, заполненного жидкостью

• Устанавливает иглу. Без жидкости, заполняющей датчик, игла будет беспорядочно подпрыгивать, что затрудняет определение точного положения иглы на датчике
• Это недорогое решение, и во многих случаях оно входит в стандартную комплектацию калибра

.

• Помогает продлить срок службы манометров за счет увлажнения, а также смазки механических частей манометра.

Негативы манометра, заполненного жидкостью

• Изменение цвета (потемнение или пожелтение) глицерина с течением времени из-за воздействия УФ-лучей или резких перепадов температуры
• Стандартный глицерин действительно хорош только при температуре 20 градусов по Фаренгейту.Не рекомендуется для холодных сред.
• Риск утечки
• Давление может расти в корпусе из-за расширения и сжатия жидкости из-за изменений температуры (обычно небольших, 1 фунт / кв. Дюйм или около того), влияющих на точность показаний, а также сбрасывающих стрелку с нуля

Хотя некоторые из этих недостатков могут показаться нарушителями сделки, есть простые решения этих проблем. Начнем с обесцвечивания. Если вас беспокоит возможное обесцвечивание, вместо глицерина выберите силикон.Силикон имеет больший температурный допуск и не так легко подвержен воздействию ультрафиолетовых лучей. Из-за этого силикон сохраняет свой цвет дольше, чем глицерин.

Если ваше приложение имеет очень низкие температуры 0 градусов или ниже, вместо чистого глицерина можно использовать силикон или смесь глицерина и дистиллированной воды. Обе эти жидкости позволят снизить температуру до -40 градусов по Фаренгейту.

Что касается утечки, это всегда риск для манометров, заполненных жидкостью, но риск очень низкий.Вероятность утечки зависит от качества манометра, который вы используете, а также от области применения. Если ваша главная проблема — утечка, для снижения риска используйте гофрированную лицевую панель вместо байонетного соединения, поскольку гофрированная лицевая панель постоянно удерживает прокладку на месте и с меньшей вероятностью откроется в полевых условиях или из-за человеческой ошибки. Опять же, риск утечки в настоящее время низок благодаря усовершенствованию производственных технологий и стандартов. Все манометры Kodiak соответствуют стандартам ASME B40.1, чтобы гарантировать, что калибры, которые мы предоставляем, соответствуют самым высоким стандартам качества.

И последнее, но не менее важное: давайте поговорим о повышении давления. Повышение давления внутри манометра может произойти, и это очень естественно для манометра, заполненного жидкостью. Повышение давления (обычно очень минимальное) может иногда приводить к смещению стрелки с нуля и / или к неточному показанию манометра + или — 2-4%. Чтобы снизить давление, отрыгните манометр, слегка приподняв пробку заливного отверстия. Когда закончите, вы увидите, что стрелка вернулась на ноль. Если вы никогда не делали этого раньше, посмотрите наше видео , где вы найдете пошаговое руководство о том, как отрыгнуть манометр.

Если у вас есть дополнительные вопросы или вам нужна помощь в поиске подходящего манометра, свяжитесь с нами, и наши доверенные сотрудники будут рады помочь.

Что такое манометр с жидкостным заполнением?

Что такое манометр, заполненный жидкостью?

Одним из важнейших компонентов вашего оборудования для контроля нефти и газа является манометр.

Манометр контролирует давление до или после регулятора давления или пилота.Это может обеспечить моментальный снимок того, что происходит в ваших производственных процессах в режиме реального времени.

Манометр, заполненный жидкостью, представляет собой манометр, заполненный жидкостью, обычно глицерином, которая обеспечивает некоторые ключевые преимущества по сравнению с другими манометрами.

Манометры, заполненные жидкостью, лучше?

Манометры

, заполненные жидкостью, работают лучше, чем другие приборы, по нескольким причинам:

Прочность

Манометры, заполненные жидкостью, более долговечны, чем сухие. Поскольку внутренняя жидкость гасит пульсацию системы, манометр может лучше выдерживать удары и вибрацию во время транспортировки и в вашей системе.Это также означает, что они обладают большей влагостойкостью, что снижает вероятность образования конденсата и обледенения.

Без сброса давления

В нашем манометре Flex Window нет клапана для сброса давления. Это означает, что глицерин не может вытекать из манометра во время нормальной работы, в отличие от некоторых других манометров, заполненных жидкостью. Гибкое окно действует как элемент компенсации давления для манометра, что позволяет ему быть на 100% герметичным, что идеально для использования в любой ориентации.

Ясность

Поскольку датчик полностью заполнен жидкостью, нет видимых пузырьков, препятствующих считыванию показаний.На нашем манометре Flex-Window, заполненном жидкостью, прозрачная резиновая поверхность также обладает высокой устойчивостью к ультрафиолетовому излучению, бактериям, озону и радиации, а изогнутая поверхность линзы действует как увеличивающая функция, которая также отталкивает капли воды.

Благодаря этим преимуществам, Kimray недавно перешла от сухих манометров к манометрам, заполненным жидкостью. Начиная с марта 2021 года, все регуляторы давления и пилоты Kimray будут стандартно поставляться с манометром Flex Window с жидкостным заполнением.

С дополнительными вопросами о манометрах или другом нефтегазовом оборудовании обращайтесь в местный магазин Kimray или к авторизованному дистрибьютору.

Как удалить воздух из манометра, заполненного жидкостью

Вентиляция корпуса манометров, заполненных жидкостью

Удаление воздуха из корпуса должно выполняться сразу после установки, чтобы обеспечить точность манометров, заполненных жидкостью, с диапазоном полной шкалы 300 фунтов на квадратный дюйм или ниже, включая диапазоны вакуума и соединения 30 дюймов ртутного столба — 0–200 фунтов на квадратный дюйм или ниже.

Вентиляция корпуса также может требоваться через определенные промежутки времени, в зависимости от процесса.

Вы можете легко удалить воздух из заполненного жидкостью манометра WIKA, повернув рычаг клапана на задней стороне устройства в открытое положение. Манометры, заполненные жидкостью, обычно производятся и поставляются с клапаном в закрытом положении.

Обратите внимание: рычаг клапана может оставаться открытым, если манометр установлен в вертикальном положении (периодическая вентиляция не требуется). Если вам необходимо установить манометр в не вертикальном положении (требуется периодическая вентиляция), вы можете использовать заглушку вентиляционного рычага.

Инженеры WIKA определили, что колебания температуры во время транспортировки и в технологическом процессе часто вызывают расширение и сжатие жидкого наполнителя. Эти расширения и сжатия изменяют давление внутри герметичного корпуса манометра, что может снизить точность устройства. В некоторых случаях стрелка может не вернуться точно на ноль до тех пор, пока манометр не будет сброшен, чтобы соответствовать местному атмосферному давлению.

Первоначальная настройка заполненного жидкостью манометра

Манометр, готовый к заполнению, должен быть установлен так, чтобы пробка заливного отверстия была направлена ​​вверх в верхней части манометра.Вы можете удалить пробку заливного отверстия с помощью отвертки с плоским жалом или аналогичного инструмента. Не торопитесь и будьте осторожны, чтобы не повредить заглушку или механизм.

Обратите внимание, что температура заполняющей жидкости должна быть не ниже 68 ° F (20 ° C) и не выше 85 ° F (29 ° C).

Заполнение манометра

С помощью небольшой металлической или пластиковой воронки наполняйте манометр до тех пор, пока жидкость не начнет заполнять корпус. Не торопитесь и дайте жидкости выровняться.

Также обратите внимание на то, что очень густые жидкости (например, глицерин при комнатной температуре) очень медленно втекают в корпус, а иногда и обратно через заливное отверстие во время заполнения. Дайте жидкости осесть на дне манометра, а затем постепенно продолжайте заполнение. Возможно, вам придется дать жидкости выровняться несколько раз, пока не будет достигнут соответствующий уровень.

WIKA рекомендует дать новому заполненному манометру постоять и полностью осесть в течение не менее 10 минут, прежде чем заменять пробку заливного отверстия.Важно удалить излишки жидкости с внешней стороны манометра. Манометры, заполненные глицерином или глицерином / водой, можно промывать теплой (не горячей) проточной водой. Полностью высушите их перед использованием или хранением.

Для получения дополнительной информации о манометрах WIKA, заполненных жидкостью, свяжитесь с нашими квалифицированными специалистами по обслуживанию клиентов по телефону 800-848-1141 .

Загрузки:

Следует ли заполнять манометр Swagelok жидкостью?

Некоторые манометры Swagelok могут заполняться жидкостью.Узнайте о преимуществах манометра, заполненного жидкостью, и альтернативе заполнению жидкостью.

Иногда рекомендуется использовать манометр, заполненный жидкостью. Иногда лучше использовать сухой манометр. Решение действительно зависит от вашего конкретного приложения.

Сухие манометры прекрасно подходят для многих приложений, если они установлены в месте вашей системы, где:

• Температурные колебания и вибрация минимальны И
• Равномерное и непрерывное течение рабочей среды под давлением

Основной причиной выхода из строя манометра является вибрация.В сухом манометре чувствительные внутренние компоненты могут быть повреждены из-за вибрации и скачков давления. Кроме того, влага и влажность могут вызвать проблемы с сухими манометрами. Так же, как лобовое стекло вашего автомобиля холодным утром, конденсат может запотевать сухой манометр, что затрудняет считывание показаний.

Четыре преимущества жидкого розлива

1. Жидкость поглощает вибрацию и скачки давления
2. Демпфирующее действие жидкости позволяет оператору снимать точные показания в условиях колебаний давления и вибрации
3. Жидкость смазывает внутренние движущиеся части манометра, резко снижая износ и продлевая срок службы манометра.
4. Поскольку большинство манометров, заполненных жидкостью, заполнены неводной жидкостью и герметично закрыты, они хорошо работают в агрессивных средах и предотвращают проникновение влаги, запотевание из-за конденсации и обледенение.

Выбор заполняющей жидкости

Swagelok предлагает несколько моделей манометров с заполняемой жидкостью и тремя стандартными вариантами заполнения жидкостью:

• Глицерин
• Низкотемпературный глицерин и
• Силиконовое масло
• (другие жидкости доступны по индивидуальному заказу)

Из-за более высокой вязкости глицерин обычно используется при комнатной температуре.Силиконовое масло и низкотемпературный глицерин часто используются при колебаниях температуры или когда возникает проблема обледенения.

Кроме того, для манометров 60 psi и ниже низкотемпературный глицерин или силиконовое масло является лучшим выбором, поскольку более низкая вязкость позволяет стрелке манометра легче перемещаться по жидкости и быстрее реагировать на изменения давления в системе.

Демпфирующие фитинги — альтернатива жидкой заправке

Что делать, если вам нужно свести к минимуму влияние колебаний температуры и давления, а также вибрации, но вам нужна альтернатива манометрам заполнения жидкостью? Подумайте об использовании демпферных фитингов, также известных как демпферы.Они защищают манометры и другие приборы от скачков давления в системе и ударов.

Демпфирование давления (демпфирование) достигается за счет использования пористого элемента из спеченной нержавеющей стали 316. Установка демпфирующего фитинга Swagelok перед датчиком снижает скорость его отклика. Скорость срабатывания обычно зависит от начального падения давления на пористом элементе демпфирующего фитинга и позволяет манометру плавно достигать линейного давления.

Имея пять базовых элементов, демпфирующие фитинги могут удовлетворить требования различных жидкостей, от легких газов до жидкостей с вязкостью выше 1000 SUS (универсальные секунды Сейболта) (220 сСт [мм2 / с]).Обозначения элементов проштампованы на всей арматуре для правильной идентификации.

Помогите выбрать

Из-за большого количества материалов, продуктов и технологий, предлагаемых Swagelok, может быть сложно быстро выбрать наиболее подходящий для вас. Специалисты Swagelok в Северной Калифорнии готовы помочь.

Сделай это для меня

Передача сборки на аутсорсинг компании Swagelok в Северной Калифорнии повышает безопасность, часто снижает общие затраты, упрощает логистику и сокращает время выполнения заказов.А изучение лучших вариантов ничего не стоит.

Еще похожие статьи:

.