История создания манометра кратко

Обновлено: 05.07.2024

Изобретателем манометра является итальянский художник и изобретатель Леонардо да Винчи, живший в 15-16 веках. Однако конструкция манометра, предложенная им, была признана лишь в 19 веке. Поэтому официально изобретателями манометра считаются ученые из Италии Торричелли и Вивиани, которые были учениками Галилео Галилея.Год изобретения — 1643. Этому изобретению способствовали исследования свойств жидкой ртути, в результате которых было обнаружено, что на Земле существует атмосферное давление. Таким образом первым прибором для измерения давления стал ртутный манометр. В последующие десятилетия французскими и немецкими учеными были придуманы иные виды жидкостных манометров.

Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трубко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.

Большинство отечественных и импортных манометров изготавливаются в соответствии с общепринятыми стандартами, в связи с этим манометры различных марок заменяют друг друга. При выборе манометра нужно знать: предел измерения, диаметр корпуса, класс точности прибора. Также важны расположение и резьба штуцера. Эти данные одинаковы для всех выпускаемых в нашей стране и Европе приборов. Существует несколько разновидностей приборов, измеряющих избыточное давление:

Манометры — приборы с измерением от 0,06 до 1000 МПа (Измеряют избыточное давление — положительную разность между абсолютным и барометрическим давлением)

Вакуумметры — приборы измеряющие разряжения (давления ниже атмосферного) (до минус 100 кПа).

Мановакуумметры — манометры измеряющие как избыточное (от 60 до 240000 кПа), так и вакуумметрическое (до минус 100 кПа) давление.

Напоромеры -манометры малых избыточных давлений до 40 КПа

Тягомеры -вакуумметры с пределом до минус 40 КПа

Тягонапоромеры — мановакуумметры с крайними пределами не превышающими ±20 кПа

Барометры — приборы, измеряющие атмосферное давление.

По назначениям манометры можно разделить на технические — общетехнические, электроконтактные, специальные, самопишущие, железнодорожные, виброустойчивые(глицеринозаполненые), судовые и эталонные (образцовые).

Общетехнические: предназначены для измерения не агрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров.

Электроконтактные: имеют возможность регулировки измеряемой среды, благодаря наличию электроконтактного механизма. Особенно популярным прибором этой группы можно назвать ЭКМ 1У, хотя он давно снят с производства.

Специальные: кислородные- должны быть обезжирены, так как иногда даже незначительное загрязнение механизма при контакте с чистым кислородом может привести к взрыву. Часто выпускаются в корпусах голубого цвета с обозначением на циферблате О2(кислород); ацетиленовые -не допускают в изготовлении измерительного механизма сплавов меди, так как при контакте с ацетиленом существует опасность образования взрывоопасной ацетиленистой меди; аммиачные-должны быть коррозиестоикими.

Эталонные: обладая более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4) эти приборы служат для поверки других манометров. Устанавливаются такие приборы в большинстве случаев на грузопоршневых манометрах или каких-либо других установках способных развивать нужное давление.

Судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте.

Железнодорожные: предназначены для эксплуатации на Ж/Д транспорте.

Самопишушие: манометры в корпусе, с механизмом позволяющим воспроизводить на диаграмной бумаге график работы манометра.

Морфологические и синтаксические свойства

Существительное, неодушевлённое, мужской род, 2-е склонение (тип склонения 1a по классификации А. Зализняка).

Падеж	ед. ч.	мн. ч.
Им.	мано?метр	мано?метры
Р.	мано?метра	мано?метров
Д.	мано?метру	мано?метрам
В.	мано?метр	мано?метры
Тв.	мано?метром	мано?метрами
Пр.	мано?метре	мано?метрах

Манометр (от греч. manos — неплотный и …метр), прибор для измерений давления жидкости и газа. В зависимости от конструкции чувствительности элемента различают манометры жидкостные, поршневые, деформационные и пружинные (трубчатые, мембранные, сильфонные); используются также зависимости некоторых физических величин (напр., силы электрического тока) от давления. Различают абсолютные манометры — измеряют абсолютное давление (от нуля), манометры избыточного давления — измеряют разность между давлением в какой-либо системе и атмосферным давлением, барометры, дифманометры, вакуумметры.

Толковый словарь Ушакова:

Манометра, м. (от греч. manos — тонкий и metron — мера) (физ.). Прибор для измерения упругости газа и жидкостей, заключенных в замкнутых пространствах. Ртутный манометр.

Толковый словарь Ожегова:

Манометр, м. Прибор для измерения давления газа, жидкостей. || прил. манометрический, -ая, -ое и манометровый, -ая,-ое. Манометрические измерения. Манометровый завод.

Манометры позволяют измерять избыточное и вакуумметрическое давление, что необходимо во многих сферах деятельности человека. Принцип действия прибора достаточно прост, и изобрели его в середине XVII века. На сегодняшний момент существует три разновидности манометров, и каждый из них имеет свою историю создания.

Жидкостный манометр

Именно этот тип был изобретен первым. Годом его создания считается 1643. Тогда Торричелли и Вивиани – ученые из Италии, которые были учениками Галилео Галилея, – исследовали качества ртути при помещении в трубку и таким образом открыли атмосферное давление. На основе этих исследований был разработан ртутный барометр, а далее на протяжении всего 15 лет физики Паскаль, Декарт и Герике сконструировали другие разновидности.

Поршневые манометры

Второй тип изобрели спустя почти 200 лет – в 1833 году. Его создали Паррот и Ленц, изучая сжимаемость газов. Через 50 лет, в 1853, Рухгольц распространил их повсеместно, запустив промышленное производство.

Деформационные манометры

Великая индустриальная революция конца XVIII – начала XIX века требовала нового манометра, который был бы удобнее и проще в применении. Изобрел такой прибор в 1845 Р. Шинц – швейцарский инженер. Ему поспособствовал случай: рабочий, занимаясь дистилляционным змеевиком, ненамеренно сплюснул спиралевидную трубку. Чтобы вернуть изначальную форму, один конец трубки закрыли, а через другой наполнили водой, и спираль действительно выпрямилась. Шинц учел этот случай в своих разработках и в итоге сконструировал манометр с чувствительной пружинной трубкой. С тех пор такой тип является наиболее распространенным.

В качестве чувствительного элемента используется трубка Бурдона. Ученый назвал ее своим именем и зарегистрировал патент в 1849 году, тогда же запустил первое промышленное производство приборов данного типа. Вскоре Ф. Ричард купил у него лицензию на использование трубки Бурдона и запустил производство барометров с ней. Приборы быстро распространились благодаря простоте и в то же время точности: за последующие 65 лет было выпущено примерно 65000 единиц. Бурдон и Ричард были награждены золотой медалью на Парижской ярмарке (1849) и медалью Совета в Лондоне на Первой всемирной выставке (1851).

В 1849 г. Шеффер разработал такую разновидность деформационных приборов, как мембранный манометр.

Манометры появились в жизни человека почти четыре сотни лет назад. С тех пор ученые значительно усовершенствовали прибор, разработали новые типы, предназначенные для конкретных условий работы (только манометров с трубкой Бурдона насчитывается близко 40 разновидностей!), однако принцип действия остался неизменным.

Жидкостный манометр

Поршневые манометры

Деформационные манометры

В 1849 г. Шеффер разработал такую разновидность деформационных приборов, как мембранный манометр.

Манометр (от греческого слова manos — редкий, неплотный, разрежённый) — устройство, позволяющее определить давление в системе в точке его установки и предназначенное для настройки режимов правильной работы системы.

Рабочее давление в индивидуальных системах водоснабжения обычно составляет 3 бар, в коммунальных - 6 бар. В индивидуальном строительстве высокая точность не требуется, но важно понимать, что принцип действия механизма привода стрелки манометра основан на сжатии и расширении замкнутой мембраны из латуни. И величина рабочего давления должна составлять лишь треть полного значения шкалы манометра. Тогда он точно показывает значения. В противном случае, мембрана манометра всегда будет максимально деформированной, и точность показаний ухудшится. При рабочем давлении 3 бар следует выбирать манометры со шкалой 10 бар, а при рабочем давлении 6 бар - со шкалой манометра 16 бар.

Содержание

Типы манометров

По конструкции чувствительного элемента

жидкостные,
поршневые,
деформационные (с трубчатой пружиной или мембраной).

По класам точности

0,15;
0,25;
0,4;
0,6;
1,0;
1,5;
2,5;
4,0 (чем меньше цифра, тем точнее прибор)

Жидкостные манометры

История

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 Вивиани, учениками Галилео Галилея, которые при исследовании свойств ртути, помещенной в трубку обнаружили существование атмосферного давления. Так появился ртутный барометр. В течение по следующих 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, применяемых до настоящего времени во многих отраслях. 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 в ряде областей:

микроманометрии,
барометрии,
метеорологии,
при физико-технических исследованиях.

Принцип работы

Наиболее распространенным и самым простым по устройству является U-образный прибор показаный на рисунку. 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:

р - плотность рабочей жидкости;
g – ускорение силы тяжести

Поршневые манометры

История

Поршневые манометры появились позже жидкостных. Впервые поршневой манометр был применен для измерения давления в 1833 г. Парротом и Ленцсм (Российская Академия наук) при изучении сжимаемости воздуха и других свойств газов, причем значение давления для того времени было очень большим (10 МПа). Однако, в принципе, открытие поршневого метода могло бы произойти значительно раньше. Если О. Герике в своем опыте с откачанными „магдебургскими полушариями" довел число лошадей в каждой упряжке до количества, необходимого Для разъединения полушарий, то он смог бы определить атмосферное давление в, .Лошадиных силах" на площадь поперечного сечения шара еще в 1652 г. Широкое распространение поршневые манометры получили благодаря Амага (Франция) и Рухгольцу (Германия), и особенно последнему, который в 1883 г. организовал промышленный выпуск этих приборов. Дальнейшее развитие поршневой манометрии шло, в основном, в сторону увеличения точности и верхних пределов измерений, а начиная с тридцатых годов текущего столетия поршневые манометры стали вытеснять жидкостные и при точных измерениях давлений, близких к атмосферному давлению. Большой вклад в развитие поршневой манометрии внесли проф. М.К. Жоковский, который впервые разработал целостную теорию приборов с неуплотненным поршнем, П.В. Индрик, В.Н. Граменицкий и многие другие их последователи. В настоящее время в нашей стране и за рубежом поршневые манометры играют ведущую роль при поверке и испытаниях манометрических приборов в широком диапазоне давлений от 1 кПа до десятков тысяч МПа и находят все боль шее применение в качестве национальных государственных эталонов давления.

Принцип работы

В этих приборах измеряемое давление определяется по величине нагрузки, воздействующей на поршень определенной площади. Грузопоршневые манометры имеют высокую точность (0,02; 0,05; 0,2) и широкий диапазон измерения (0,1- 250 МПа). Обычно их применяют для градуировки и поверки грузопоршневых манометров. Грузопоршневой образцовый манометр МП-60 (рис. 2), предназначенный для поверки технических манометров с одновитковой трубчатой пружиной состоит из вертикального цилиндра 8 с тщательно пригнанным стальным поршнем 5, на верхнем конце которого закреплена тарелка 7 для укладки образцовых грузов 6, имеющих форму дисков. Воронка 4 служит для заполнения прибора минеральным маслом. Прибор имеет поршневой пресс 1 с манжетным уплотнением. Для установки поверяемых манометров предназначены штуцеры 3 и 10. Игольчатые вентили 2, 9, и 11 служат для перекрытия каналов, вентиль 12 для спуска масла. Создаваемое грузом давление P = m/A, где m - масса поршня с тарелкой и грузом; А - эффективная площадь поршня, за которую принимают сумму площади сечения поршня и половину площади кольцевого зазора между поршнем и цилиндром (обычно А=0,996–1,004см2). Пределы измерения прибора 0 – 6 МПа. Класс точности 0,05.

Деформационные манометры

История

По мере развития промышленности, особенно в связи с появлением паровых машин и железных дорог, потребовались более удобные, чем жидкостные манометры приборы. Первый деформационный манометр с трубчатым чувствительным элементом был изобретен случайно. Рабочий, при изготовлении змеевика для дистилляционного аппарата, сплющил поперечное сечение цилиндрической трубки, изогнутой по спирали. Тогда, чтобы восстановить форму трубки, один конец ее заглушили, а в другой конец насосом дали давление воды. При этом часть трубки с деформированным сечением приняла цилиндрическую форму, а спираль на этом участке разогнулась. Этот эффект был использован немецким инженером Шинцем, который в 1845 г. применил трубчатый чувствительный элемент для измерения давления. Эту дату и принято считать днем рождения деформационных манометров, хотя идея создания деформационного барометра-анероида еще в 1702 г. была предложена немецким философом и математиком Лейбницем (1646—1716 гг.), а патент на него получен Види в 1844 г. Промышленное производство трубчатых деформационных манометров было организовано французским фабрикантом Бурдоном, получившим в 1849 г. патент на изобретение одновитковой трубчатой пружины, именем которого она до сих пор часто называется („Бурдоновская трубка"). В 1850 г. Примавези и Шеффер изобрели мембранный манометр, а несколько позже в 1881 г. Клейманом получен патент на сильфонный манометр. Простота и компактность деформационных манометров, возможность их применения в различных условиях эксплуатации очень быстро поставили их на первое место в технике измерения давления практически во всех отраслях народного хозяйства. Диапазон измерений деформационных манометров охватывает почти 10 по рядков, простираясь от 10 Па (1 мм вод.ст.) до 1-2 ГПа (более 10000 кгс/см2). При этом достигается высокая точность измерений, в отдельных случаях погрешности измерений не превышают 0,02—0,05 %.

Принцип работы

В этих приборах измеряемое давление или разрежение уравновешивается силами упругого противодействия различных чувствительных элементов, деформация которых, пропорциональная измеряемому параметру, через рычаги передается на стрелку или перо прибора. При снятии давления чувствительный элемент возвращается в первоначальное положение под воздействием упругой деформации. Деформационные манометры нашли широкое применение в промышленности, что обусловлено простотой и надежностью конструкции, наглядностью показаний, малыми габаритами, высокой точностью и широкими пределами измерения. В качестве измерительных элементов деформационных манометров и измери-тельных преобразователей давления, разрежения и перепада давлений используют одновитковую трубчатую пружину (рис. 3а), сильфон (рис. 3б), мембранную коробку (рис. 3в), многовитковую трубчатую пружину (рис. 3г), вялую мембрану (рис. 3д), жесткую мембрану (рис. 3е).

В трубчатопружинном манометре с одновитковой трубчатой пружиной (рис. 4), получившем наибольшее распространение, чувствительным элементом является трубчатая пружина 2, представляющая собой полую трубку овального или эллиптического сечения, согнутую по дуге окружности на 180–270. Маленькая ось эллипса трубки располо-жена параллельно, а большая – перпендикулярно плоскости чертежа. Один конец трубчатой пружины жестко соединен с держателем 1, укрепленным винтами в круглом корпусе 3 манометра. Держатель имеет резьбовой ниппель, предназначенный для крепления при-бора на трубопроводе или аппарате, в котором измеряется давление. Свободный конец пружины поводком связан с передаточным механизмом 7 , состоящим из зубчатого сектора и сцепленной с ним шестеренки, на ось которой насажена стрелка 4. Для устранения мертвого хода стрелки, вызванного люфтами в соединениях, пере-даточный механизм снабжен упругим спиральным волоском 5. Внутренний конец волоска крепится на оси стрелки, а внешний – на неподвижной плате механизма. Волосок постоянно прижимает шестеренки со стрелкой в направлении, противоположном перемещению звеньев механизма под действием давления, что устраняет влияние люфтов в соединениях, и стрелка прибора начинает двигаться одновременно с отклонением чувствительного элемента. Под действием давления среды, сообщающийся с внутренней полостью трубчатой пружины, последняя несколько распрямляется, свободный конец перемещается и тянет за собой поводок, который через передаточный механизм вызывает перемещение стрелки по шкале прибора. Раскручивание трубчатой пружины, согнутой по дуге окружности, обусловлено тем, что при подаче давления ее эллиптическое сечение стремиться перейти в круглое. При этом малая ось эллипса, расположенная в плоскости чертежа, увеличивается, и волокна пружины, находящиеся на радиусе r1, переходят на больший радиус r1’, а волокна, находящиеся на радиусе r2, переходят на меньший радиус r2’. Так как длина трубчатой пружины остается неизменной, а один конец ее жестко заделан в держателе, в пружине возникают внутренние напряжения, приводящие к ее раскручиванию и перемещению свободного конца. Последний и, следовательно, стрелка прибора перемещаются пропорционально изменению измеряемого давления, поэтому манометр имеет равномерную шкалу.

Виды манометров по назначению

общетехнические
электроконтактные
специальные
образцовые
судовые

Общетехнические

Общетехнические: предназначены для измерения неагрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров. Электроконтактные: имеют возможность регулировки измеряемой среды, благодаря наличию электроконтактного механизма. Особенно популярным прибором этой группы можно назвать ЭКМ 1У, хотя он давно снят с производства.

Специальные

Специальные: кислородные - должны быть обезжирены, т.к. иногда даже незначительное загрязнение механизма при контакте с чистым кислородом может привести к взрыву. Часто выпускаются в корпусах голубого цвета с обозначением на циферблате О2(кислород); ацетиленовые – не допускают в изготовлении измерительного механизма сплавов меди, т.к. при контакте с ацетиленом существует опасность образования взрывоопасной ацетиленистой меди; аммиачные - должны быть коррозиестоикими.

Образцовые

Образцовые: обладая более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4) эти приборы служат для поверки других манометров. Устанавливаются такие приборы в большинстве случаев на грузопоршневых манометрах или каких-либо других установках способных развивать нужное давление.

Все не раз слышали это слово, а многие из вас используют его при работе на своих предприятиях. А какие они бывают? Когда и где их создали?

Изобретателем манометра можно назвать знаменитого Леонардо да Винчи. Именно он первым использовал пьезометрическую трубку для замера в трубопроводах давления воды. Однако его труды смогли издать только в 19 веке, поэтому принято считать, что жидкостный манометр изобрели в Италии ученики Галилео Галилея — ученые Вивиани и Торричелли. Они исследуя свойства ртути, помещенной в трубку и выявили существование атмосферного давления.

Однако, с развитием промышленности манометры эволюционировали и появились более удобные, чем жидкостные приборы – деформационные манометры.

Первый деформационный манометр с трубчатым чувствительным элементом был изобретен случайно. Рабочий, при изготовлении змеевика для дистилляционного аппарата, сплющил поперечное сечение цилиндрической трубки, изогнутой по спирали. Тогда, чтобы восстановить форму трубки, один конец ее заглушили, а в другой конец насосом дали давление воды. При этом часть трубки с деформированным сечением приняла цилиндрическую форму, а спираль на этом участке разогнулась.

В настоящее время, постоянно улучшается изготовление внутренних механизмов, что приводит к повышению качества и точности оборудования. Корпус манометров также делают из высококачественных металлов, которые проходят специальную обработку и соответствуют всем установленным ГОСТам. На финальной стадии производства, каждая деталь механизма проверяется техническим отделом на соответствие требованиям, производится сборка, необходимые испытания и поверяется прибор.

Наша компания считает главной целью – надежность оборудования и делает все, чтобы достичь желаемого результата.

А более подробную информацию о манометрах нашего производства, а также составить код заказа можно по телефонам:

Читайте также: