Принцип работы металлического манометра

Манометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

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.

Манометры других типов

На практике для измерения больших давлений используют не жидкостные, а пружинные манометры. В их основе – деформация твердого тела, в данном случае – пружины. Под действием давления пружина сжимается и через механизмы вращает стрелку прибора. Иногда вместо пружины используют согнутую в дугу металлическую трубу с запаянным концом. Когда в нее подается давление, она разгибается и посредством механизмов двигает стрелку манометра.

Существуют компрессионные манометры. Они работаю на законах термодинамики, в частности – на законе Бойля-Мариотта. Такие манометры могут измерять очень низкие давления.

История создания и развития манометров

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.

Первенство изобретения, однако, в действительности принадлежит Леонардо да Винчи. Он применял пьезометрическую трубку, чтобы измерять давление в водопроводных трубах, но труд, в котором был описан этот опыт («О движении и измерении воды»), опубликовали в XIX веке.

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.

Интересно, что поршневой манометр мог быть изобретен гораздо раньше. В 1652 году Отто фон Герике – инженер и философ – провел опыт, известный как «магдебургские полушария». Он выкачал из двух соединенных полусфер воздух и попробовал разъединить их, задействуя две лошадиные упряжки, но полусферы остались неразделимы. Однако если бы удалось подобрать достаточное количество лошадей, это позволило бы определить давление, свойственное лошадиным силам, и в свою очередь эти данные могли бы натолкнуть ученых на создание поршневого прибора.

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.

После Второй мировой войны – в 1946 году – в Германии была основана компания «WIKA», которая является главным производителем манометров и по сей день. Уже к 1956 г. она производила приборы всех существующих разновидностей.

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.

Манометры7 класс

Автор: учитель физики МОУ «СОШ № 1» г. Ивантеевки Гагарина Марианна Сергеевна

Цель урока: дать представление об устройстве и принципах работы жидкостного и металлического манометров, рассмотреть их применение в различных областях. Задачи: — обучающие: изучить устройство и принцип действия открытого жидкостного иметаллического манометров; научить пользоваться ими; — развивающие: развивать познавательный интерес, коммуникативные и экспериментаторскиекомпетенции учащихся; — воспитывающие: воспитывать доброжелательное отношение к участникам учебного процесса, понимание необходимости заботиться о своем здоровье и приобретении житейских навыков.

Тест Кто из ученых предложил способ измерения атмосферного давления? А) Ньютон В) Ломоносов Б) Паскаль Г) Торричелли Какой буквой обозначают атмосферное давление? А) F В) р Б) m Г) S 3. Какова единица атмосферного давления? А) кг или г В) Н или кН Б) Па или мм рт. ст. Г) м/с или км/ч

Тест 4. Как называется прибор для измерения атмосферного давления? А) альтимер В) мензурка Б) барометр Г) высотомер 5. Чему равно значение нормального атмосферного давления? А) 1 Н В) 760 Н Б) 1 Па Г) 760 мм рт. ст. 6. Как называется прибор для измерения высоты, используемый в авиации? А) высотомер В) анероид Б) альтимер Г) ареометр

Тема урока: Манометры

Манометры – приборы для измерения давлений, больших или меньших атмосферного (от греческого «манос» – редкий, неплотной и «метрео» — измеряю. Манометры бывают: а) жидкостные б) металлические

Жидкостный манометр состоит из двухколенной стеклянной трубки, в которую налита какая – нибудь жидкость. Устройство и принцип работы открытого жидкостного манометра

Устройство металлического манометра Согнутая в дугу металлическая трубка Рычаг Зубчатка Стрелка 5. Кран

Ответьте на вопросы: 1. В каких единицах градуируется шкала металлического манометра? 2. Чему равна цена деления? 3. Назовите предел измерения. 4. Какое давление показывает манометр? 5. Выразите это давление в Паскалях.

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

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

Закрепление С какими приборами мы сегодня познакомились? Почему в открытом манометре уровни жидкости в обоих коленах одинаковые? Почему при погружении коробочки в воду изменяются уровни жидкости в коленах манометра? Как с помощью жидкостного манометра показать, что на одной и той же глубине давление одинаково по всем направлениям? Как устроен металлический манометр? В каких единицах градуируется шкала металлического манометра?

Законодательная база Российской Федерации

Бесплатная горячая линия юридической помощи

• Энциклопедия ипотеки
• Кодексы
• Законы
• Формы документов
• Бесплатная консультация
• Правовая энциклопедия
• Новости
• О проекте

Бесплатная консультация

Навигация

Федеральное законодательство

• Конституция
• Кодексы
• Законы

Действия

• Главная
• «ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ. ПБ 10-115-96» (утв. Постановлением Госгортехнадзора РФ от 18.04.95 N 20) (ред. от 02.09.97)

5.3.1. Каждый сосуд и самостоятельные полости с разными давлениями должны быть снабжены манометрами прямого действия. Манометр устанавливается на штуцере сосуда или трубопроводе между сосудом и запорной арматурой.

5.3.2. Манометры должны иметь класс точности не ниже: 2,5 — при рабочем давлении сосуда до 2,5 МПа (25 кгс/кв. см), 1,5 — при рабочем давлении сосуда выше 2,5 МПа (25 кгс/кв. см).

5.3.3. Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы.

5.3.4. На шкале манометра владельцем сосуда должна быть нанесена красная черта, указывающая рабочее давление в сосуде. Взамен красной черты разрешается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластину, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.

5.3.5. Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу.

5.3.6. Номинальный диаметр корпуса манометров, устанавливаемых на высоте до 2 м от уровня площадки наблюдения за ними, должен быть не менее 100 мм, на высоте от 2 до 3 м — не менее 160 мм.

Установка манометров на высоте более 3 м от уровня площадки не разрешается.

5.3.7. Между манометром и сосудом должен быть установлен трехходовой кран или заменяющее его устройство, позволяющее проводить периодическую проверку манометра с помощью контрольного.

В необходимых случаях манометр в зависимости от условий работы и свойств среды, находящейся в сосуде, должен снабжаться или сифонной трубкой, или масляным буфером, или другими устройствами, предохраняющими его от непосредственного воздействия среды и температуры и обеспечивающими его надежную работу.

5.3.8. На сосудах, работающих под давлением выше 2,5 МПа (25 кгс/кв. см) или при температуре среды выше 250 град. C, а также со взрывоопасной средой или вредными веществами 1-го и 2-го классов опасности по ГОСТ 12.1.007 вместо трехходового крана допускается установка отдельного штуцера с запорным органом для подсоединения второго манометра.

На стационарных сосудах при наличии возможности проверки манометра в установленные настоящими Правилами сроки путем снятия его с сосуда установка трехходового крана или заменяющего его устройства необязательна.

На передвижных сосудах необходимость установки трехходового крана определяется разработчиком проекта сосуда.

5.3.9. Манометры и соединяющие их с сосудом трубопроводы должны быть защищены от замерзания.

5.3.10. Манометр не допускается к применению в случаях, когда:

отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении поверки;

просрочен срок поверки;

стрелка при его отключении не возвращается к нулевому показанию шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;

разбито стекло или имеются повреждения, которые могут отразиться на правильности его показаний.

5.3.11. Поверка манометров с их опломбированием или клеймением должна производиться не реже одного раза в 12 месяцев. Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев владельцем сосуда должна производиться дополнительная проверка рабочих манометров контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок. При отсутствии контрольного манометра допускается дополнительную проверку производить проверенным рабочим манометром, имеющим с проверяемым манометром одинаковую шкалу и класс точности.

Порядок и сроки проверки исправности манометров обслуживающим персоналом в процессе эксплуатации сосудов должны определяться Инструкцией по режиму работы и безопасному обслуживанию сосудов, утвержденной руководством организации — владельца сосуда.

Применение вакуумметров

Системы вакуума используются во многих отраслях промышленности, таких как автомобили, навигация, исследования и разработки, а также в производстве. Они могут использоваться для обеспечения перемещения материалов через систему или для очистки рабочей зоны от загрязняющих веществ. Датчики и инструменты, такие как вакуумметры ВИТ, Мерадат и другие, являются важным компонентом для обеспечения надлежащего функционирования и безопасности системы и оборудования.

Применение вакуумметров

Другие типичные области применения включают химические и нефтеперерабатывающие заводы, фармацевтику, морское бурение и добычу, бумажные фабрики, удобрения и т.д.

Приборы для измерения давления, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы.

Виды давления

• Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
• Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
• Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
• Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).

Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Рис-1

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Рис-2

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления.

Деформационные манометры делятся на:

• Пружинные.
• Сильфонные.
• Мембранные.

Рис-3

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров. Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером, для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры.

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности

Измерительные манометры разделяют на два класса:

1. Образцовые.
2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

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 трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:

• манометры – для измерения избыточного давления;
• вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума);
• мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений;
• напоромеры — для измерения малых избыточных давлений;
• тягомеры -вакуумметры с минусовым пределом;
• барометры – для измерения атмосферного давления;
• баровакуумметры – для измерения абсолютного давления;
• дифференциальные – для измерения разности давлений.

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на следующие типы:

• жидкостные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, диффманометры и др.;
• грузопоршневые — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень;
• приборы с дистанционной передачей показаний — приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.;
• пружинные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике.

По назначению разделяют следующие виды манометров:

• технические: предназначены для измерения не агрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров;
• электроконтактные: в конструкции имеют специальные группы электрических контактов (обычно 2);
• виброустойчивые применяются в условиях высоких вибраций;
• взрывозащищенные в корпусе из взрывоустойчивых сплавов на основе алюминия;
• коррозионносойкие для эксплуатации в особо жестких условиях, имеют высокий класс пылевлагозащиты;
• аммиачные используются для измерения давления агрессивных газов и жидкостей;
• 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;
• для нефтегазовых скважин: применяются для измерения давления внутри нефтяных и газовых скважин на большой глубине;
• сверхвысокое давление: предназначены для измерения сверхвысокого избыточного давления агрессивных некристаллизующихся сред.

По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.

• образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов;
• рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений.

Имеет ли механический манометр недостатки?

• Имеет ли механический манометр недостатки?
• 1. Как работает механический манометр, и какие существуют разновидности этого устройства?
• 2. Плюсы и минусы манометра механического типа действия.
• 3. Как пользоваться прибором: установка механического манометра.

Многие системы автомобилей работают под давлением. Особенно это актуально для тех моделей машин, которые уже давно были сняты с конвейера и не были оснащены современными электронными устройствами. Ведь сегодня давление в трубопроводах измеряется при помощи специальных электронных датчиков, которые, кроме функциональных особенностей, не имеют ничего общего с таким устройством как механический манометр.

• 1. Как работает механический манометр, и какие существуют разновидности этого устройства?
• 2. Плюсы и минусы манометра механического типа действия.
• 3. Как пользоваться прибором: установка механического манометра.

Однако применение последнего остается актуальным и сегодня. Ведь электроника – совсем не надежная вещь, и когда она выходит из строя, автовладельцам приходится возвращаться к использованию старого доброго механического манометра. О том, как работает это устройство, в чем его преимущества, и каковы особенности подключения, мы и поговорим в сегодняшней статье.

1. Как работает механический манометр, и какие существуют разновидности этого устройства?

Во многих технологических процессах возникает необходимость в измерении давления. Для чего нужен этот показатель? В первую очередь для того, чтобы обеспечить безопасную работу установок и осуществлять правильный учет расхода жидкостей в трубопроводе. Делать это при помощи современных приборов очень просто, тем более что их характеристики позволяют получать точные данные о давлении даже в агрессивной среде.

Первый манометр был изобретен очень давно, и подтолкнула изобретателей к этому потребность определять, какой уровень давления находится в жидкости или газе. Зачастую манометр используется для измерения избытка давления, после чего уже определяется отличие между абсолютным показателем и барометрическим.

Среди всех манометров выделяют несколько классов или типов по классу точности. В частности, сегодня можно приобрести манометр с такой точностью:

Самый точный манометр – это тот, класс точности которого является наименьшим. В целом манометр – это контрольно-измерительный прибор. Корпус такого прибора зачастую изготавливается из стали. А вот шницель, при помощи которого устройство можно подключать к трубопроводу, изготавливается из латуни. В целом, независимо от применения, внешняя форма манометров практически не отличается: это небольшой циферблат, от которого отходит трубка, при помощи которой и осуществляется измерение давления.

В транспортных средствах широкое применение получили механические манометры. Отличием такого устройства является наличие в корпусе специальной пружины, которая по внешнему виду напоминает свернутую трубку. Из-за этого механический манометр иногда именуют «трубчатым», хотя у него есть еще одно название – стрелочный. Он является самым распространенным примером механического манометра.

Конечно, очень высокой точностью такой прибор похвастаться не может, но все равно остается наиболее удобным для непрофессионального использования. Однако такое свойство как высокая прочность и небольшие размеры сделали стрелочный манометр популярным и в производстве. Процесс измерения давления при помощи стрелочного механического манометра происходит следующим образом:

— один конец трубки (пружины), который не припаян, соединяется при помощи крана с сосудом, давление жидкости или газа в котором необходимо измерять;

— если давление высокое или начинает расти в процессе снятия показателей, трубка манометра начнет разгибаться и воздействовать на специальный рычаг;

— этот рычаг посредством зубчатки или оси соединен со стрелкой циферблата, которая начнет отклоняться;

— когда давление начинает падать, трубка сгибается обратно, и стрелка возвращается в исходное положение.

Поскольку прибор проходит обязательную регулировку, то на самых точных манометрах пружина начинает сжиматься уже при 0,1 атмосферы, что вы можете проследить на циферблате. По такому же принципу работают и тонометры, при помощи которых измеряется артериальное давление человека. К слову, согласно виду давления, которое измеряет манометр, все приборы принято делить на таковые:

1. Приборы абсолютного давления. Показатель такого манометра исчисляется от показателя абсолютного нуля.

2. Приборы положительного избыточного давления, благодаря которым измеряется избыточное давление.

3. Вакуумные приборы. Могут измерять давление, которое находится ниже атмосферного. Применяются для измерения давления в разреженной среде.

4. Барометры. Применяются для измерения атмосферного давления.

5. Дифференциальные приборы (дифманометры). Измеряют разницу в давлении, которая возникает в нескольких веществах.

6. Мановакуумные приборы. Позволяют измерять положительное и отрицательное избыточное давление.

7. Микроманометры. Позволяют измерять разницу давлений, значения которых находятся очень близко друг к другу.

Механические манометры также имеют свои разновидности, и наиболее часто встречающимся прибором из этой группы является сильфонный манометр. В таких устройствах вместо обычной пружины используется специальная гофрированная трубка, которая называется сильфон. Его отличие от обычного устройства заключается в том, что он обладает значительно меньшей жесткостью, а значит, и более высокой чувствительностью.

Как результат, полученные при помощи такого прибора измерения отличаются высокой точностью. Но не стоит забывать и о недостатке такого прибора: из-за низкого перепада упругости на сильфоне могут оставаться деформации. Поэтому такое устройство необходимо очень сильно беречь от перезагрузок.

Среди видов механических манометров следует выделить такие:

1. Технические.

2. Контрольные.

3. Образцовые.

2. Плюсы и минусы манометра механического типа действия.

Достоинств у данного прибора достаточно много, иначе бы он не был настолько популярен среди автолюбителей и механиков. В частности, среди плюсов механического манометра стоит назвать следующие:

• Доступность. Такой прибор очень легко купить, а чтобы им пользоваться, не нужно получать специальное образование или техническую подготовку.

• Недорогой. Купить механический манометр может каждый, независимо от его благосостояния.

• Простота использования. Для того чтобы получить результат, вам придется приложить минимум усилий.

• Точность. Несмотря на то, что в точности полученных результатов современные электронные датчики давления, конечно же, обходят механический манометр, он все равно остается достаточно точным прибором.

• Наличие дополнительных кнопок. К примеру, устройство может быть оборудовано кнопкой спуска воздуха или сбивания полученного результата. Все это делает его еще более практичным.

Но если уже говорить о недостатках механического манометра, то их тоже наберется немало. Однако знать о них обязательно нужно, поскольку большинство недостатков очень важно учитывать в процессе использования прибора:

1. Прибор очень боится влаги. Поскольку он изготовлен из металлических деталей, в результате перепадов влажности на нем может появиться коррозия, которая может полностью вывести манометр из строя, хотя чаще всего это является причиной неточности получаемых в результате измерения данных.

2. В сравнении с другими типами манометров они менее точны. Во время использования механического манометра рекомендуется делать 2-3 замера подряд, после чего среднее значение всех замеров воспринимать как истинное значение давления в трубопроводе.

3. Некоторые модели манометров изготовляются с очень маленьким и непонятным циферблатом. Это усложняет восприятие результата замеров.

4. Тенденция снижения точности результата с приближением стрелки прибора к самой верхней отметке диапазона циферблата.

Таким образом, если правильно хранить и использовать механический манометр, с его помощью можно осуществлять достаточно точные замеры давления жидкости или газа в трубопроводе.

3. Как пользоваться прибором: установка механического манометра.

Использование данного прибора очень простое. Чаще всего его применяют для того, чтобы узнать давление автомобильных жидкостей – бензина и масла. Пригодится механический манометр и в том случае, если вам понадобится подкачать автомобильные шины до необходимого уровня давления. Конечно, его можно «измерять» и при помощи интуиции, однако использовать специальный прибор все же надежнее.

Допустим, у вас как раз возникла необходимость измерять давление в шинах, которые вы только что подкачали. Для этого выполняйте следующие действия:

— если на приборе есть кнопка сброса предыдущего показателя, то в первую очередь нажимаем на нее, чтобы стрелка манометра вернулась на показатель «0»;

— присоедините шницель манометра к ниппелю шины и удерживайте в таком положении несколько секунд, внимательно наблюдая за стрелкой на циферблате прибора;

— в это время воздух под давлением поступает в изогнутую пружину и немного расправляет ее (в зависимости от того, какое давление);

— снимаем манометр с шины и фиксируем на листке бумаги полученное значение;

— повторяем процедуру еще хотя бы один раз (если значения совпали, то третья проверка будет лишней);

— подкачиваем колеса, если в том есть необходимость и снова делаем замер давления. Оптимально, чтобы в задних колесах давление было равно 1,9 атмосфер, а в передних – 1,8 атмосфер.

Но бывают случаи, когда у автовладельца не просто возникает потребность измерять давление жидкости или газа, а постоянно фиксировать его. В таком случае манометр буквально врезается в трубопровод и надежно крепится к нему. Чтобы соединение было герметичным, можно изначально встроить в трубопровод что-то на подобие ниппеля, и уже к нему крепить манометр. Тогда с такой конструкции прибор можно будет снять и вернуть на место в любое время.

Но все же, установка механического манометра для постоянного контроля за давлением сегодня осуществляется очень редко. Ведь данные, которые предоставляет устройство, может считать только человек, а после этого ему придется самостоятельно подстраивать все остальные системы под значение давления. В этом плане значительно упрощает задачу электронный датчик давления и электронный блок управления, которые могут сделать все без вмешательства человека.

Так что, можем констатировать одно: несмотря на всю ценность и полезность механического манометра, этот прибор уже отживает свой век. Сегодня он используется как портативное устройство, потребность в использовании которого возникает только тогда, когда отказывают электронные датчики.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.