Устройство и принцип действия пружинного манометра кратко

Обновлено: 05.07.2024

Манометр – это компактное механическое устройство для измерения давления. В зависимости от модификации оно может работать с воздухом, газом, паром или жидкостью. Существует много разновидностей манометров, по принципу снятия показаний давления в измеряемой среде, каждый из которых имеет свое применение.

Сфера использования

Манометры являются одним из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах:

Котлах отопления.
Газопроводах.
Водопроводах.
Компрессорах.
Автоклавах.
Баллонах.
Баллонных пневматических винтовках и т.д.

Внешне манометр напоминает невысокий цилиндр различного диаметра, чаще всего 50 мм, который состоит из металлического корпуса со стеклянной крышкой. Сквозь стеклянную часть просматривается шкала с отметками в единицах измерения давления (Бар или Па). Сбоку в корпус входит трубка с внешней резьбой для ввинчивания в отверстие системы, в которой необходимо провести измерение давления.

При нагнетании давление в измеряемой среде газ или жидкость сквозь трубку прижимает внутренний механизм манометра, что приводит к отклонению угла стрелки, которая указывает на шкалу. Чем выше создаваемое давление, тем больше отклоняется стрелка. Цифра на шкале, на которой остановится указатель, и будет соответствовать давлению в измеряемой системе.

Давление, которое может измерить манометр

Манометры являются универсальными механизмами, которые могут применяться для измерения различных значений:

Избытка давления.
Вакуумного давления.
Разницы давлений.
Атмосферного давления.

Применение этих приборов позволяет контролировать различные технологические процессы и предотвращать аварийные ситуации. Манометры предназначенные для эксплуатации в особых условиях могут иметь дополнительные модификации корпуса. Это может быть взрывозащищенность, устойчивость к коррозии или повышенной вибрации.

Разновидности манометров

Манометры используется во многих системах, где присутствует давление, которое должно находиться на четко заданном уровне. Применение прибора позволяет вести за ним контроль, поскольку недостаточное или избыточное воздействие может навредить различным технологическим процессам. Кроме этого, превышение нормы давления является причиной разрыва емкостей и труб. В связи с этим создано несколько разновидностей манометров рассчитанных под определенные условия работы.

Они бывают:

Образцовые.
Общетехнические.
Электроконтактные.
Специальные.
Самопишущие.
Судовые.
Железнодорожные.

Образцовый манометр предназначен для поверки другого подобного измерительного оборудования. Такие устройства определяют уровень избыточного давления в различных средах. Подобные приборы оснащены особо точным механизмом, дающим минимальную погрешность. Класс точности у них составляет от 0,05 до 0,2.

Общетехнические применяются в общих средах, которые не замерзают в лед. Такие приборы имеют класс точности от 1,0 до 2,5. Они устойчивы к вибрации, поэтому могут устанавливаться на транспорте и системах отопления.

Электроконтактные предназначены специально для контроля и предупреждения о достижении верхней отметки опасной нагрузки, способной разрушить систему. Такие приборы используются с различными средами, такими как жидкости, газы и пары. Данное оборудование имеет встроенный механизм управления электроцепями. При появлении избыточного давления манометр подает сигнал или механическим способом отключает снабжающее оборудование, нагнетающее давление. Также электроконтактные манометры могут включать специальный клапан, который сбрасывает давление до безопасного уровня. Такие приборы предотвращают аварии и взрывы на котельных.

Специальные манометры предназначены для работы с определенным газом. Такие приборы обычно имеют цветные корпуса, а не классические черные. Цвет соответствует газу, с которым может работать данный прибор. Также на шкале применяется специальная маркировка. К примеру, манометры для измерения давления аммиака, которые обычно устанавливается в промышленных холодильных установках, окрашены в желтый цвет. Подобное оборудование имеет класс точности от 1,0 до 2,5.

Самопишущие применяются в сферах, где требуется не только вести визуальный контроль за давлением системы, но и фиксировать показатели. Они пишут диаграмму, по которой можно просматривать динамику давления в любой промежуток времени. Подобные устройства можно встретить в лабораториях, а также на тепловых электростанциях, консервных заводах и прочих пищевых предприятиях.

Судовые включают широкий модельный ряд манометров, которые имеют защищенный корпус от атмосферного воздействия. Они могут работать с жидкостью, газом или паром. Имена их можно встретить на уличных газовых распределителях.

Железнодорожные манометры предназначены для контроля за избыточным давлением в механизмах, которые обслуживают рельсовый электротранспорт. В частности, их применяют на гидравлических системах, передвигающих рельсы при разведении стрелы. Подобные устройства имеют повышенную стойкость к вибрации. Они не только устойчиво переносят встряску, но при этом указатель на шкале не реагирует на механическое воздействие на корпус, точно отображая уровень давления в системе.

Разновидности манометров по механизму снятия показаний давления в среде

Манометры различаются и по внутреннему механизму, приводящему снятие показаний давления в системе, к которой подключаются. В зависимости от устройства они бывают:

Жидкостные.
Пружинные.
Мембранные.
Электроконтактные.
Дифференциальные.

Жидкостный манометр предназначен для измерения давление столба жидкости. Такие приборы работают по физическому принципу сообщающихся сосудов. Большинство устройств имеют видимый уровень рабочей жидкости, из которой они снимают показания. Эти приборы одни из редко используемых. В связи с контактом с жидкостью их внутренняя часть пачкается, поэтому постепенно прозрачность теряется, и визуально определить показания становится сложно. Жидкостные манометры были придуманы одними из самых первых, но еще встречаются.

Пружинные манометры самые часто встречаемые. Они имеют простую конструкцию, которая пригодна для ремонта. Пределы их измерения обычно составляют от 0,1 до 4000 Бар. Непосредственно сам чувствительный элемент такого механизма представляет собой трубку овального сечения, которая под действием давления ужимается. Давящая на трубку сила передается по специальному механизму на стрелку, которая проворачивается под определенным углом, указывая на шкалу с разметкой.

Мембранный манометр работает по физическому принципу пневматической компенсации. Внутри прибора имеется специальная мембрана, уровень прогиба которой зависит от воздействия создаваемого давлением. Обычно применяется две спаянных между собой мембран, образовывающих коробку. По мере изменения объема коробки чувствительный механизм отклоняет стрелку.

Электроконтактные манометры можно встретить в системах, которые автоматически контролируют давление и проводят его регулировку или сигнализируют о достижении критического уровня. В приборе имеется две стрелки, которые можно двигать. Одна устанавливается на минимальное давление, а вторая на максимальное. Внутри прибора вмонтированы контакты электрической цепи. Когда давление достигает одного из критических уровней, проводится замыкание электроцепи. В результате создается сигнал на пульт управлении или срабатывает автоматический механизм для экстренного сброса.

Дифференциальные манометры являются одними из самых сложных механизмов. Они работают по принципу измерения деформации внутри специальных блоков. Данные элементы манометра восприимчивы к давлению. По мере деформации блока специальный механизм передает изменения на стрелку, указывающую на шкалу. Движение указателя происходит до тех пор, пока перепады в системе не прекратятся и не остановятся на определенном уровне.

Класс точности и диапазон измерения

Любой манометр имеет технический паспорт, на котором указывается его класс точности. Показатель имеет цифровое выражение. Чем ниже цифра, тем прибор точнее. Для большинства приборов нормой является класс точности от 1,0 до 2,5. Они применяются в тех случаях, когда небольшое отклонение не имеет особого значения. Самую большую погрешность обычно дают приборы, которые используют автомобилисты для измерения давления воздуха в шинах. Их класс нередко опускается до отметки 4,0. Лучший класс точности имеют образцовые манометры, самые совершенные из них работают с погрешностью 0,05.

Каждый манометр рассчитан для работы в определенном диапазоне давления. Слишком мощные массивные модели не смогут зафиксировать минимальные колебания. Очень чувствительные устройства при избыточном воздействии выходят из строя или разрушаются, приводя к разгерметизации системы. В связи с этим при выборе манометра следует обращать внимание на этот показатель. Обычно на рынке можно найти модели, которые способны фиксировать перепады давления в пределах от 0,06 до 1000 мПА. Также существуют специальные модификации, так называемые тягомеры, которые предназначены для измерения разрежения давления до уровня -40 кПа.

Эти приборы наиболее распространены. Их преимущества: простота устройства; надежность в работе; компактность; большой диапазон измерения; малая стоимость.

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.

Под действием давления сечение трубки стремится принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного, трубка принимает первоначальную форму.

Чувствительным элементом (ЧЭ) манометра является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме овала. Трубчатая пружина изготавливается из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения.

Один конец трубки впаян в держатель со штуцером, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления.

Второй конец трубки - свободный, герметически закрыт.

К свободному концу трубчатой пружины присоединена тяга. Другой конец тяги подсоединяется к хвостовику зубчатого сектора. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги.

Зубчатый сектор удерживается на оси и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Она жестко насажена на ось стрелки.

Под действием давления внутри трубки свободный конец ее перемещается и тянет за собой тягу. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает по шкале прибора величину измеряемого давления.

Пружинный манометр:

3 - (корпус) плата;

5 –шестерёнка (трибка);

7- трубка Бурдона;

9 -зубчатый сектор;

Билет №3,19

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

Расход – это количество продукта, протекающего через поперечное сечение трубопровода в единицу времени.

Различают: массовый и объемный расходы.

Единицы измерения массового расхода:

т/час; т/мин; т/с; кг/час; кг/мин; кг/с; г/час; г/мин; г/с.

Единицы измерения объемного расхода:

м 3 /ч; м 3 /мин; м 3 /с; л/час; л/мин; л/с.

Приборы, предназначенные для измерения расхода вещества,

называется расходомерами.

Классификация приборов для измерения расхода по принципу

1)расходомеры переменного перепада давления (85 %);

2)расходомеры постоянного перепада давления (7 %);

4)расходомеры, основанные на других принципах измерения (тахометрические, ультразвуковые, тепловые, массовые, вихреакустические и др.).

Билет №4, 20

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

Уровень - это высота столба рабочей жидкости в аппаратах.

Уровень измеряется в мм, см, м.

Приборы для измерения уровня называются уровнемерами.

Классификация уровнемеров:

Билет №5, 21

Температурой называют физическую величину, характеризующую тепловое состояние тела.

Температуру в термодинамической шкале обозначают в 0 К, а в практической шкале - в 0 С.

Классификация приборов для измерения температуры

По принципу действия приборы делят на следующие группы:

1. Термометры расширения.

2. Манометрические термометры.

3. Термометры сопротивления (работают в комплекте с логометрами и мостами).

4. Термопары (в комплекте с милливольтметрами и потенциометрами)

5. Пирометры излучения

Билет №6

I. Полный предел шкалы - определяется по формуле:

где: X_max - конечное значение шкалы;

X_min - начальное значение шкалы.

Для односторонней шкалы: X = X_max

II. Цена деления шкалы - это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы.

Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.

где: С - цена деления;

D X - изменение измеряемой величины;

D n - перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы.

Билет №7

Класс точности.

Класс точности - это величина относительной приведенной погрешности.

Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора.

Класс точности не имеет единицы измерения.

Стандартный ряд классов точности:

0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.

Чем класс точности выше, тем прибор точнее.

В промышленности применяют в основном приборы классов:

Класс точности 1,5, например, означает, что наибольшая допустимая погрешность при измерении этими приборами не должна превышать 1,5 % от предела измерения.

Пьезометрические уровнемеры

(с непрерывным продуванием воздуха или газа)

Их действие основано на изменении давления воздуха или газа, барботирующего через слой жидкости с измеряемым уровнем при изменении его. Их часто применяют для измерения уровня жидкости с повышенной вязкостью, уровня агрессивных сред, а так же уровня подземных емкостей.

В этих приборах измерение уровня жидкости сводится к измерению давления, создаваемого столбом жидкости, т. е:

Р = ρ g Н

где ρ-плотность жидкости;

g - ускорение свободного падения;

Н– уровень жидкости.

Рис. Пьезометрический уровнемер

1. Дроссель. 2. Ротаметр. 3. Пьезометрическая трубка. 4. Манометр

Работа

Сжатый воздух или газ, пройдя дроссель 1 и ротаметр 2, попадает в пьезометрическую трубку 3, находящуюся в резервуаре. Сначала подачи воздуха давление будет повышаться до тех пор, пока не станет равным давлению столба жидкости высотой h. В момент уравновешивания этих давлений из трубки в жидкость начнет выходить воздух. Расход его регулирует так, чтобы он побулькивал отдельными пузырьками (приблизительно 1 пуз/сек). Расход воздуха устанавливается регулируемым дросселем 1 и контролируется ротаметром 2.

При измерении уровня жидкости следует учитывать возможность образования при определенных условиях статического электричества. Поэтому при контроле легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей (сероуглерода, бензола, масел) в качестве сжатого газа следует применить: двуокись углерода, азот, дымовые газы.

Билет №9

ОБМ-100; ОБМ-160 - манометры общего назначения;

100, 160 - диаметр корпуса в мм.

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.

Второй конец трубки - свободный, герметически закрыт.

Пружинный манометр:

3 - (корпус) плата;

5 –шестерёнка (трибка);

7- трубка Бурдона;

9 -зубчатый сектор;

Билет №3,19

КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

Расход – это количество продукта, протекающего через поперечное сечение трубопровода в единицу времени.

Различают: массовый и объемный расходы.

Единицы измерения массового расхода:

т/час; т/мин; т/с; кг/час; кг/мин; кг/с; г/час; г/мин; г/с.

Единицы измерения объемного расхода:

м 3 /ч; м 3 /мин; м 3 /с; л/час; л/мин; л/с.

Приборы, предназначенные для измерения расхода вещества,

называется расходомерами.

Классификация приборов для измерения расхода по принципу

1)расходомеры переменного перепада давления (85 %);

2)расходомеры постоянного перепада давления (7 %);

Билет №4, 20

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ

Уровень - это высота столба рабочей жидкости в аппаратах.

Уровень измеряется в мм, см, м.

Приборы для измерения уровня называются уровнемерами.

Классификация уровнемеров:

Билет №5, 21

Температурой называют физическую величину, характеризующую тепловое состояние тела.

Температуру в термодинамической шкале обозначают в 0 К, а в практической шкале - в 0 С.

Классификация приборов для измерения температуры

По принципу действия приборы делят на следующие группы:

1. Термометры расширения.

2. Манометрические термометры.

3. Термометры сопротивления (работают в комплекте с логометрами и мостами).

4. Термопары (в комплекте с милливольтметрами и потенциометрами)

5. Пирометры излучения

Билет №6

I. Полный предел шкалы - определяется по формуле:

где: X_max - конечное значение шкалы;

X_min - начальное значение шкалы.

Для односторонней шкалы: X = X_max

II. Цена деления шкалы - это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы.

где: С - цена деления;

D X - изменение измеряемой величины;

D n - перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы.

Билет №7

Класс точности.

Класс точности - это величина относительной приведенной погрешности.

Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора.

Класс точности не имеет единицы измерения.

Стандартный ряд классов точности:

0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.

Чем класс точности выше, тем прибор точнее.

В промышленности применяют в основном приборы классов:

Пьезометрические уровнемеры

(с непрерывным продуванием воздуха или газа)

В этих приборах измерение уровня жидкости сводится к измерению давления, создаваемого столбом жидкости, т. е:

Р = ρ g Н

где ρ-плотность жидкости;

g - ускорение свободного падения;

Н– уровень жидкости.

Рис. Пьезометрический уровнемер

1. Дроссель. 2. Ротаметр. 3. Пьезометрическая трубка. 4. Манометр

Работа

Билет №9

Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.

Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого.

Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.

Основным элементом пружинного манометра является изогнутая полая трубчатая пружина плоской формы (рис. 21). Один конец пружины, в которую поступает измеряемое давление, закреплен неподвижно в держателе, второй (закрытый) – может перемещаться. В трубчатой пружине изначально настраивается определенное давление, после чего можно производить измерения. В трубчатую пружину 1, через штуцер и держатель 2 поступает избыточное давление и она начинает изгибаться, приводя в движение тягу 4, которая в свою очередь перемещает ось 5, тем самым приводя в движение индикаторную стрелку 6, которая показывает соответствующее значение давления.

Рис. 21 – Конструкция пружинного манометра:

1 – трубчатая пружина; 2 – держатель; 3 – хомутик; 4 – тяга; 5 - ось с зубьями; 6 – винт; 7 – стрелка.

Поверка средств измерения давления

Основной недостаток трубчатых пружин и, вообще, упругих элементов - это непостоянство их показаний вследствие наличия у них остаточных деформаций, накапливающихся со временем. Поэтому пружинные манометры поверяются чаще, чем, например, жидкостные.

Результаты поверки дают возможность судить о соответствии точности показаний данного манометра классу точности, установленному для данного прибора.

Класс точности показывает наибольшую допустимую для данного прибора величину приведенной погрешности. Если при поверке прибора окажется, что приведенная погрешность по всей шкале или в ее рабочей части не превышает класса точности данного прибора, то такой прибор пригоден к дальнейшей эксплуатации. В противном случае он должен быть подвергнут ремонту или переведен в более низкий класс точности.

Приборы поверяют путем сравнения их показаний Р_изм с показаниями образцовых приборов Р_дейст По ГОСТ 15614–70 абсолютная погрешность образцового прибора должна быть в четыре раза меньше абсолютной погрешности поверяемого прибора. Верхний предел измерения поверяемого прибора должен быть не менее 3/4 шкалы образцового прибора или равен ему.

При поверке приборов до 2.5 кПа в качестве образцового используют чашечный микроманометр с наклонной трубкой, при давлении до 60 кПа применяют ртутный манометр, а для поверки манометров среднего и высокого давления - грузопоршневые манометры, класс точности которых 0,02 и 0,05.

В процессе поверки манометров определяются следующие виды погрешностей:

1. Абсолютная - разность между показанием поверяемого прибора и действительным значением измеряемого давления:

2. Относительная - разность между показанием поверяемого прибора и действительным значением измеряемого давления в процентах от действительного значения измеряемого давления:

3. Приведенная - абсолютная погрешность в процентах от разности между верхним и нижним пределами шкалы данного прибора:

Р_в - верхний предел шкалы поверяемого манометра, в МПа,

Р_н - нижний предел шкалы поверяемого манометра в МПа.

Об устойчивости показаний поверяемого манометра судят по величине вариации - разности показаний манометра при прямом и обратном ходе, соответствующем одному и тому же действительному значению измеряемого давления:

Если поверяемый манометр имеет приведенную (основную) погрешность больше допустимой, определяемой классом точности на шкале прибора, то его подвергают регулировке или переводят в более низкий класс точности.

Рис. 21 – Конструкция пружинного манометра:

1 – трубчатая пружина; 2 – держатель; 3 – хомутик; 4 – тяга; 5 - ось с зубьями; 6 – винт; 7 – стрелка.

Поверка средств измерения давления

В процессе поверки манометров определяются следующие виды погрешностей:

Р_в - верхний предел шкалы поверяемого манометра, в МПа,

Р_н - нижний предел шкалы поверяемого манометра в МПа.

При проектировании и эксплуатации систем отопления наиболее важным показателем и параметром является давление теплоносителя. При нормальном давлении, находящемся в пределах гидравлического графика, рабочий процесс идет без нарушений, теплоноситель доходит до самых отдаленных точек системы отопления. При превышении давления выше критической точки возникает опасность разрыва трубопроводов. При понижении давления ниже допустимого возникает угроза кавитации – образования пузырьков воздуха, приводящих к коррозии и разрушению трубопроводов. Для того, чтобы удерживать показатели давления на требуемом уровне, нужно постоянно за ними наблюдать. Именно для этого и применяются манометры – приборы, которые это самое давление измеряют.

Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования.

ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:

Атмосферное (барометрическое) давление – давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы.
Абсолютное давление – полное давление с учетом давления атмосферы, отсчитываемое от абсолютного нуля.
Избыточное давление – разность между абсолютным и барометрическим давлениями.
Вакуум (разрежение) – разность между барометрическим и абсолютным давлениями.
Дифференциальное давление – разность двух измеряемых давлений, ни одно из которых не является давлением окружающей среды.

По виду измеряемого давления манометры подразделяют на:

манометры избыточного давления,
манометры абсолютного давления,
барометры,
вакуумметры,
мановакуумметры – для измерения избыточного и вакуумметрического давления;
напоромеры – манометры малых избыточных давлений (до 40 кПа);
тягомеры – вакуумметры с верхним пределом измерения до 40 кПа;
дифференциальные манометры – средства измерений разности давлений.

Общий принцип действия манометров основан на уравновешивании измеряемого давления некоторой известной силой. По принципу действия манометры подразделяют на:

жидкостные манометры;
пружинные манометры;
мембранные манометры;
электроконтактные манометры (ЭКМ);
дифференциальные манометры.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЖИДКОСТНОГО МАНОМЕТРА

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.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННОГО МАНОМЕТРА

Наиболее широкое применение среди приборов для измерения давления нашли пружинные манометры. Их достоинства в том, что они просты по конструкции, надежны и пригодны для измерения давления среды в широком диапазоне от 0,01 до 400 МПа (от 0,1 до 4000 бар).

Упругие чувствительные элементы деформационных манометров:

а — трубчатые пружины;

в, г — плоские и гофрированные мембраны;

д — мембранные коробки;

е — вялые мембраны с жестким центром

Чувствительным элементом пружинного манометра является полая изогнутая трубка эллипсоидного или овального сечения, деформирующаяся под действием давления. Один конец трубки запаян, а второй соединен со штуцером, через который соединяется со средой, в которой измеряется давление. Закрытый конец трубки соединен с передаточным механизмом, смонтированным на стойке, который состоит из поводка, зубчатого сектора, шестеренки с осью и стрелки манометра. Для устранения мертвого хода между зубцами сектора и шестеренки служит спиральная пружина. Шкала проградуирована в единицах давления (паскаль или бар) и стрелка показывает непосредственную величину избыточного давления измеряемой среды. Механизм манометра помещен в корпус. Измеряемое давление поступает внутрь трубки, которая под действием этого давления стремится распрямиться, так как площадь наружной поверхности больше площади поверхности внутренней. Перемещение свободного конца трубки через передаточный механизм передается стрелке, которая поворачивается на определенный угол. Между измеряемым давлением и деформацией трубки существует прямолинейная зависимость и стрелка, отклоняясь относительно шкалы манометра, показывает величину давления.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МЕМБРАННОГО МАНОМЕТРА

Принцип действия мембранного манометра основан на пневматической компенсации, где сила развиваемая измеряемым давлением уравновешивается силой упругости мембранной коробки.

Чувствительный элемент прибора состоит из двух спаянных между собой мембран образующих мембранную коробку 1. Измеряемое давление через штуцер подводится к внутренней полости коробки. Под действием разности атмосферного и измеряемого давления коробка изменяет свой объем, что вызывает перемещение жёсткого центра верхней мембраны которая через поводок 2 и рычаг 3 перемещает стрелку прибора 4.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО МАНОМЕТРА

Электроконтактные манометры (ЭКМ) применяют в системах автоматического контроля, регулирования и сигнализации. В две специальные стрелки, устанавливаемые на минимальное и максимальное давление в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи. При достижении подвижной стрелки одного из контактов цепь замыкается, что вызывает подачу сигнала либо соответствующее действие системы, в которую подключен манометр.

1 — указательная стрелка; 2 и 3 — электроконтактные уставки; 4 и 5 — зоны замкнутых и разомкнутых контактов соответственно; 6 и 7 — объекты воздействия.

Исполнение 1 — одноконтактная на замыкание;

Исполнение 2 — одноконтактная на размыкание;

Исполнение 3 — двухконтактная на размыкание-размыкание;

Исполнение 4 — двухконтактная на замыкание-замыкание;

Исполнение 5 — двухконтактная на размыкание-замыкание;

Исполнение 6 — двухконтактная на замыкание-размыкание.

Электрический манометр имеют типовую схему функционирования, которая может быть проиллюстрирована на рис.а). При увеличении давления и достижении им определённого значения указательная стрелка 1 с электрическим контактом входит в зону 4 и замыкает с помощью базового контакта 2 электрическую цепь прибора. Замыкание цепи, в свою очередь, приводит к вводу в работу объекта воздействия 6.

Электроконтактные манометры на микровыключателях: виброустойчивые (жидконаполненные), промышленные, в нержавеющем корпусе, коррозионностойкие с плоской мембраной или трубчатой пружиной.
Электроконтактные манометры с магнитомеханическими контактами: коррозионностойкие с плоской или трубчатой мембраной, промышленные.
Электроконтактные манометры взрывозащищённые: с взрывонепроницаемой оболочкой из нержавеющей стали или сплава алюминия, а также используемые для малых давлений.
Дифференциальные мембранные манометры применяются для измерения перепада давления в газовых фильтрах или в сужающих устройствах расходомеров.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МАНОМЕТРА

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

Сильфонный дифманометр типа ДС:

а — схема сильфонного блока; б — внешний вид; 1 — рабочий сильфон; 2 — кремний органическая жидкость; 3 — внутренняя полость сильфона; 4 — шток; 5 — пружины; 6 — неподвижный стакан; 7 — рычаг; 8 — тореной; 9 — ось; 10 — резиновые кольца; 11 — гофры; 12, 13 — вентили запорные и уравнительный

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

Читайте также: