هيكل جهاز المانومتر. العلامات المطلوبة على أجهزة القياس
يستخدم قياس الضغط على نطاق واسع في العديد من العمليات التكنولوجية. هذا النوع من القياس ضروري ل عمل آمنالتركيبات ، وقياس التدفق السائل ، إلخ. الأجهزة الحديثةتوفر قياسات الضغط تعريف دقيقالضغط في وسائل الإعلام المختلفة ، بما في ذلك الوسائل العدوانية.
يعد مقياس الضغط من أشهر الأجهزة وأكثرها شيوعًا لقياس الضغط. بشكل عام ، مقياس الضغط هو أداة أو جهاز قياس لقياس الضغط أو الضغط التفاضلي. يتميز بدرجة دقة تبلغ 0.2 ؛ 0.6 ؛ 1.0 ؛ 1.5 ؛ 2.5 ؛ 4.0 (الأقل هو الأكثر دقة) وحدود القياس. اعتمادًا على نوع الضغط الذي يقيسه مقياس الضغط ، هناك:
مقاييس الضغط المطلق تقيس الضغط المطلق ، أي التي تقاس من الصفر المطلق ؛
مقاييس الضغط موجبة الضغط الزائدقياس الضغط الزائد
مقاييس الفراغ تقيس الضغط بشكل ملحوظ أقل من الغلاف الجوي (فراغ). تُستخدم مقاييس الضغط هذه في تقنية التفريغ لقياس الضغط في الوسائط المتخلخلة ؛
تقيس البارومترات الضغط الجوي ؛
- مقاييس الضغط التفاضلي (مقاييس الضغط التفاضلي) تقيس فرق الضغط ؛
- مقاييس الفراغ تقيس الضغط الزائد الإيجابي والسلبي ؛
- تقيس الميكرومومتر اختلاف الضغط ، وتكون قيمه قريبة من بعضها البعض.
تخصيص الأنواع التاليةمقاييس:
- مقاييس ضغط العمل الفنية العامة والصناعية العامة
الفئة الأكثر شمولاً وشعبية من أجهزة قياس الضغط. مقاييس الضغط التقنية العامة تقيس الضغط الزائد وضغط الفراغ للسوائل والغازات والبخار غير العدوانية وغير المتبلورة. هذه الأجهزة مقاومة للاهتزازات التي تحدث أثناء التشغيل. معدات صناعية. فصول الدقة 1 ؛ 1.5 ؛ 2.5 تشمل التقنية العامة مقاييس ضغط الغلايات للتشغيل في أنظمة الإمداد الحراري. تتضمن مجموعة مقاييس الضغط الفنية العامة أيضًا مقاييس ضغط رقمية تعرض نتائج القياس على شاشة رقمية ، مع مخرجات رقمية وحالية. المطبقة في عمليات الانتاج، هندسة الطاقة الحرارية ، في نقل السوائل والغازات ، في المنشآت الميكانيكية.
- مقاييس الضغط المرجعية
تستخدم مقاييس الضغط النموذجية للتحقق أدوات القياسوقياس الضغط الزائد للسوائل والغازات بدقة متزايدة. لديهم فئة عالية الدقة: مقاييس الوزن الميت - 0.05 ؛ 0.2 ؛ مقاييس ضغط الزنبرك - 0.16 ؛ 0.25 ؛ 0.4 يتم تحقيق دقة عالية في قياس الضغط بسبب ميزات التصميموأسطح نقل الحركة في آلية النقل مع تشطيب نظيف بشكل خاص.
- أجهزة قياس الضغط الكهربائي
تستخدم مقاييس ضغط التلامس الكهربائي للتحكم في قيم عتبة الضغط والإشارة إليها. أجهزة قياس الضغط من هذا النوع تقيس الضغط الزائد والفراغ للسوائل والغازات والبخار غير العدوانية وغير المتبلورة وتتحكم بشكل منفصل في الخارج الدوائر الكهربائيةعندما يتم تجاوز قيمة العتبة. يتم إجراء تبديل آلية التحكم بواسطة مجموعة اتصال قياسية أو optocoupler. تنتج الصناعة مقاييس ضغط كهربائية مقاومة للانفجار.
- مقاييس ضغط خاصة
تم تصميم مقاييس الضغط الخاصة لقياس الضغط الزائد وضغط الفراغ للغازات (الأمونيا والأكسجين والأسيتيلين والهيدروجين). يتم استخدامها في مختلف فروع الصناعة والتكنولوجيا. مقياس ضغط خاص يقيس ضغط نوع واحد فقط من الغاز. لتمييز مقاييس الضغط ، يشار إلى اسم الغاز على مقياسها ، والجسم مرسوم لون معين، يتم استخدام الحرف المقابل في تعيين مقاييس الضغط. على سبيل المثال ، مقاييس ضغط الأمونيا لها جسم أصفر ، وتصميم مقاوم للتآكل ، وتحتوي التسمية على الحرف أ. فئات الدقة هي نفسها بالنسبة لمقاييس الضغط الفنية العامة.
- أجهزة قياس الضغط ذاتية التسجيل
تعمل أجهزة قياس الضغط ذات التسجيل الذاتي على قياس الضغط المقاس وتسجيله باستمرار على ورق الرسم البياني (من واحد إلى ثلاثة معانيالوقت ذاته). الغرض منه هو قياس الضغط الزائد والفراغ للبيئات غير العدوانية. تستخدم في الصناعة والطاقة.
- مقاييس ضغط السفن
تعمل مقاييس ضغط السفن على قياس الضغط الزائد وضغط الفراغ للسوائل (وقود الديزل والزيت والماء) وبخار الماء والغازات. لقد زادت الحماية من الرطوبة والغبار ، ومقاومة الاهتزازات ، ومقاومة التأثيرات المناخية. تستخدم في النقل النهري والبحري.
- مقاييس السكك الحديدية
مقاييس ضغط السكك الحديدية تقيس الضغط الزائد والفراغ للوسائط (الماء ، الوقود ، الزيت ، الهواء ، الفريونات) في أنظمة وتركيبات المخزون الدارجة للنقل بالسكك الحديدية الكهربائية.
على عكس مقاييس الضغط ، لا تقيس مستشعرات الضغط ومحولات الطاقة ، ولكنها تحول الضغط إلى نوع مختلف من الإشارات (موحد كهربائي ، هوائي ، رقمي). تستخدم للتحويل أساليب مختلفة(سعوي ، مقاوم ، طنين ، إلخ) تقيس المستشعرات الفائض ، الفراغ ، الضغط المطلق والتفاضلي ، ضغط الفراغ ، الهيدروستاتيكي.
تتميز مستشعرات الضغط (المحولات) بحدود القياس ونطاق التردد ودقة القياس ومؤشرات الوزن والحجم. يتم إنتاج مستشعرات الضغط DM5007 بمؤشر رقمي ، في إصدارات مقاومة للشرر ومقاومة للانفجار. يملكون موثوقية عاليةوالحساسية وتقديم دقة قياس عالية.
تحتوي محولات الضغط من سلسلة Sapphire-22MPS على مؤشر رقمي مدمج ووحدة إلكترونية موحدة. لقياس الضغط ، يتم استخدام مقياس الضغط ، والذي تتغير مقاومته عندما يتشوه العنصر الحساس تحت تأثير الضغط المقاس. إشارة كهربائيةمن مقياس الضغط يتم نقله إلى المحول الإلكتروني ثم عند الإخراج في شكل إشارة تيار موحدة. أدى نظام التعويض الحراري ومعالجة إشارة المعالجات الدقيقة المستخدمة في Sapphire-22MPS إلى زيادة دقة القياس وتبسيط إعداد "صفر" و "نطاق القياس" وتحديد حدود القياس داخل النطاقات الفرعية.
تستخدم محولات الطاقة على نطاق واسع في أنظمة الأتمتة والتحكم في العمليات ، في منشآت النفط والغاز والمواد الكيميائية والطاقة النووية.
يعتمد عمل مقياس الحرارة على العلاقة بين درجة حرارة وضغط الوسط (سائل ، غاز) في نظام حراري مغلق. تستخدم موازين الحرارة المانومترية في العمليات التكنولوجية لقياس درجة حرارة السوائل والغازات.
اعتمادًا على نوع سائل العمل (المكثف أو الغاز) ، تنقسم موازين الحرارة إلى تكثيف وغاز. يتم تمييز موازين الحرارة من نوع التكثيف بـ TKP ، على سبيل المثال ، TKP-160Sg-M2.
موازين الحرارة المانومترية الكهربائية لها أسهم إشارة تحدد العتبات العليا والسفلى. عند الوصول إلى درجة حرارة أي من العتبات ، يتم إغلاق أو فتح مجموعة التلامس الكهربائي (الإشارة). هذه الميزة، والذي يسمح لك بالإشارة إلى درجة الحرارة المحددة في النظام ، جعل من الممكن استدعاء موازين الحرارة من هذا النوع بالتلامس الكهربائي أو الإشارة. وتشمل هذه ترمومتر قياس الضغط TKP-100Ek.
الضغط هو قوة موزعة بشكل موحد تعمل بشكل عمودي لكل وحدة مساحة. يمكن أن يكون الغلاف الجوي (ضغط الغلاف الجوي القريب من الأرض) ، فائضًا (يتجاوز الغلاف الجوي) ومطلقًا (مجموع الغلاف الجوي والزائد). يسمى الضغط المطلق تحت الغلاف الجوي بالخلخلة ، ويطلق على الخلخلة العميقة اسم الفراغ.
وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات (SI) هي باسكال (Pa). واحد باسكال هو الضغط الذي تمارسه قوة مقدارها نيوتن واحد على مساحة واحد متر مربع. نظرًا لأن هذه الوحدة صغيرة جدًا ، يتم استخدام مضاعفاتها أيضًا: kilopascal (kPa) = Pa ؛ ميجاباسكال (MPa) \ u003d Pa ، إلخ. نظرًا لتعقيد مهمة التبديل من وحدات الضغط المستخدمة سابقًا إلى وحدة باسكال ، يُسمح مؤقتًا باستخدام الوحدات التالية: قوة الكيلوغرام لكل سنتيمتر مربع (kgf / cm) = 980665 باسكال ؛ كيلوغرام قوة لكل متر مربع (kgf / m) أو ملليمتر من عمود الماء (مم عمود الماء) \ u003d 9.80665 Pa ؛ ملليمتر زئبق (مم زئبق) = 133.332 باسكال.
تصنف أجهزة التحكم في الضغط حسب طريقة القياس المستخدمة فيها وكذلك طبيعة القيمة المقاسة.
وفقًا لطريقة القياس التي تحدد مبدأ التشغيل ، يتم تقسيم هذه الأجهزة إلى المجموعات التالية:
سائل ، حيث يتم قياس الضغط عن طريق موازنته بعمود سائل يحدد ارتفاعه حجم الضغط ؛
الربيع (تشوه) ، حيث يتم قياس قيمة الضغط عن طريق تحديد مقياس تشوه العناصر المرنة ؛
مكبس الحمولة ، استنادًا إلى موازنة القوى الناتجة من ناحية عن طريق الضغط المقاس ، ومن ناحية أخرى بواسطة الأحمال المُعايرة التي تعمل على المكبس الموجود في الأسطوانة.
الكهرباء ، حيث يتم قياس الضغط عن طريق تحويل قيمته إلى كمية كهربائية ، وعن طريق القياس الخواص الكهربائيةالمادة ، اعتمادًا على حجم الضغط.
وفقًا لنوع الضغط المقاس ، تنقسم الأجهزة إلى ما يلي:
مقاييس ضغط مصممة لقياس الضغط الزائد ؛
مقاييس الفراغ المستخدمة لقياس الخلخلة (الفراغ) ؛
مقاييس الضغط والفراغ لقياس الضغط الزائد والفراغ ؛
مقاييس الضغط المستخدمة لقياس الضغط الزائد الصغير ؛
مقاييس الدفع المستخدمة لقياس الخلخلة المنخفضة ؛
عدادات ضغط الدفع مصممة لقياس الضغط المنخفض والخلخلة ؛
مقاييس الضغط التفاضلي (مقاييس الضغط التفاضلي) ، والتي تقيس فرق الضغط ؛
تستخدم البارومترات لقياس الضغط الجوي.
يتم استخدام مقاييس الربيع أو الانفعال بشكل شائع. الأنواع الرئيسية للعناصر الحساسة لهذه الأجهزة موضحة في الشكل. واحد.
أرز. 1. أنواع العناصر الحساسة لأجهزة قياس ضغط التشوه
أ) - مع زنبرك أنبوبي أحادي الدوران (أنبوب بوردون)
ب) - مع زنبرك أنبوبي متعدد الأدوار
ج) - بأغشية مرنة
د) - منفاخ.
الأجهزة ذات النوابض الأنبوبية.
يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على خاصية الأنبوب المنحني (الزنبرك الأنبوبي) ذي المقطع العرضي غير الدائري لتغيير انحناءه مع تغيير الضغط داخل الأنبوب.
اعتمادًا على شكل الزنبرك ، يتم تمييز الينابيع ذات الدورة الواحدة (الشكل 1 أ) والينابيع متعددة الدورات (الشكل 1 ب). تتمثل ميزة الينابيع الأنبوبية متعددة الدورات في أن حركة الطرف الحر أكبر من تلك التي تتم في دورة واحدة مع نفس التغيير في ضغط الإدخال. العيب هو الأبعاد الكبيرة للأجهزة التي تحتوي على مثل هذه الينابيع.
تعد مقاييس الضغط بزنبرك أنبوبي أحادي الدوران أحد أكثر أنواع أدوات الزنبرك شيوعًا. العنصر الحساس لهذه الأجهزة هو الأنبوب 1 (الشكل 2) لقسم بيضاوي أو بيضاوي ، مثني على طول قوس من دائرة ، ومختوم من طرف واحد. يتم توصيل الطرف المفتوح للأنبوب من خلال الحامل 2 والحلمة 3 بمصدر الضغط المقاس. يتم توصيل الطرف الحر (المختوم) للأنبوب 4 من خلال آلية النقل بمحور السهم المتحرك على طول مقياس الجهاز.
أنابيب المانومتر المصممة لضغط يصل إلى 50 كجم / سم 2 مصنوعة من النحاس وأنابيب مقياس ضغط مصممة من أجل المزيد من الضغطمن الفولاذ.
إن خاصية الأنبوب المنحني ذي المقطع العرضي غير الدائري لتغيير حجم الانحناء مع تغيير الضغط في تجويفه هو نتيجة لتغيير شكل المقطع. تحت تأثير الضغط داخل الأنبوب ، قسم بيضاوي أو بيضاوي مسطح ، مشوه ، يقترب من قسم دائري (المحور الصغير للقطع الناقص أو البيضاوي يزداد ، وينخفض المحور الرئيسي).
تتناسب حركة الطرف الحر للأنبوب أثناء تشوهه ضمن حدود معينة مع الضغط المقاس. عند ضغوط خارج الحد المحدد ، تحدث تشوهات متبقية في الأنبوب ، مما يجعله غير مناسب للقياس. لذلك ، الحد الأقصى ضغط التشغيليجب أن يكون مقياس الضغط أقل من الحد النسبي مع بعض هامش الأمان.
أرز. 2. مقياس الربيع
تكون حركة الطرف الحر للأنبوب تحت تأثير الضغط صغيرة جدًا ، لذلك لزيادة دقة ووضوح قراءات الجهاز ، يتم إدخال آلية نقل تزيد من حجم حركة نهاية الأنبوب . يتكون (الشكل 2) من قطاع التروس 6 ، والعتاد 7 الذي يتعامل مع القطاع ، ونابض حلزوني (شعر) 8. يتم تثبيت سهم التأشير لمقياس الضغط 9 على محور الترس 7. The يتم توصيل زنبرك 8 في أحد طرفيه بمحور الترس ، والآخر بنقطة ثابتة في لوحة الآلية. الغرض من الزنبرك هو القضاء على رد الفعل العكسي للسهم عن طريق اختيار الفجوات في مفاصل التروس والمفصلات الخاصة بالآلية.
مقاييس ضغط الغشاء.
يمكن أن يكون العنصر الحساس لمقاييس ضغط الحجاب الحاجز صلبًا (مرنًا) أو غشاء رخو.
الأغشية المرنة عبارة عن أقراص نحاسية أو نحاسية ذات تموجات. التموجات تزيد من صلابة الغشاء وقدرته على التشوه. صناديق الأغشية مصنوعة من هذه الأغشية (انظر الشكل 1 ج) ، والكتل مصنوعة من الصناديق.
الأغشية الرخوة مصنوعة من المطاط على أساس نسيج على شكل أقراص ذات رفرف واحد. يتم استخدامها لقياس الضغط الزائد والفراغات الصغيرة.
مقاييس ضغط الحجاب الحاجز ويمكن أن تكون ذات مؤشرات محلية ، مع نقل كهربائي أو هوائي للقراءات إلى الأجهزة الثانوية.
على سبيل المثال ، دعنا نفكر في مقياس الضغط التفاضلي الغشائي من النوع DM ، وهو مستشعر من النوع الغشائي غير المتدرج (الشكل 3) مع نظام المحولات التفاضلية لنقل قيمة القيمة المقاسة إلى جهاز ثانوي من نوع KSD .
أرز. 3 مقياس الضغط التفاضلي الغشائي من النوع DM
العنصر الحساس لمقياس الضغط التفاضلي عبارة عن كتلة غشائية تتكون من صندوقين غشائيين 1 و 3 مملوءين بسائل السليكون العضوي ، ويقعان في غرفتين منفصلتين يفصل بينهما قسم 2.
يتم توصيل اللب الحديدي 4 لمحول المحول التفاضلي 5 بمركز الغشاء العلوي.
يتم توفير الضغط المقاس الأعلى (الإيجابي) إلى الغرفة السفلية ، ويتم توفير الضغط السفلي (ناقص) إلى الغرفة العلوية. يتم موازنة قوة انخفاض الضغط المقاس بالقوى الأخرى الناشئة عن تشوه الصناديق الغشائية 1 و 3.
مع زيادة انخفاض الضغط ، يتقلص صندوق الغشاء 3 ، ويتدفق السائل منه إلى المربع 1 ، والذي يوسع ويحرك اللب 4 من المحول التفاضلي. عندما ينخفض انخفاض الضغط ، يتم ضغط صندوق الغشاء 1 ويتم دفع السائل للخروج منه إلى الصندوق 3. يتحرك اللب 4 لأسفل. وهكذا ، فإن موقف الجوهر ، أي. يعتمد جهد الخرج لدائرة المحولات التفاضلية بشكل فريد على قيمة الضغط التفاضلي.
للعمل في أنظمة التحكم وتنظيم العمليات التكنولوجية والتحكم فيها عن طريق التحويل المستمر لضغط الوسيط إلى إشارة خرج تيار معياري مع تحويله إلى أجهزة أو مشغلات ثانوية ، يتم استخدام محولات طاقة من النوع "Sapphire".
تعمل محولات الضغط من هذا النوع: لقياس الضغط المطلق ("Sapphire-22DA") ، لقياس الضغط الزائد ("Sapphire-22DI") ، لقياس الفراغ ("Sapphire-22DV") ، لقياس الضغط - الفراغ ("Sapphire -22DIV ") ، الضغط الهيدروستاتيكي (" Sapphire-22DG ").
يظهر جهاز المحول "SAPPHIR-22DG" في الشكل. 4. يتم استخدامها لقياس الضغط الهيدروستاتيكي (المستوى) للوسائط المحايدة والعدوانية عند درجات حرارة من -50 إلى 120 درجة مئوية. الحد الأعلى للقياس هو 4 ميجا باسكال.
أرز. 4 محول جهاز "SAPPHIRE -22DG"
يتم وضع مقياس الضغط 4 من نوع الرافعة الغشائية داخل القاعدة 8 في تجويف مغلق 10 مملوء بسائل السليكون العضوي ، ويتم فصله عن الوسط المقاس بواسطة أغشية معدنية مموجة 7. عناصر الاستشعار لمقياس الضغط عبارة عن فيلم من السيليكون مقاييس السلالة 11 الموضوعة على لوحة الياقوت 10.
الأغشية 7 ملحومة على طول المحيط الخارجي للقاعدة 8 ومتصلة ببعضها بواسطة قضيب مركزي 6 ، متصل بنهاية رافعة محول مقياس الضغط 4 بواسطة قضيب 5. الحواف 9 محكمة الإغلاق بحشيات 3 يتم استخدام شفة زائد مع غشاء مفتوح لتركيب محول الطاقة مباشرة على وعاء العملية. يتسبب تأثير الضغط المقاس في انحراف الأغشية 7 ، وانحناء غشاء مقياس الضغط 4 والتغير في مقاومة مقاييس الإجهاد. يتم إرسال الإشارة الكهربائية من مقياس الضغط من وحدة القياس عبر الأسلاك من خلال ختم ضغط 2 فولت. جهاز الكتروني 1 ، والذي يحول التغيير في مقاومة مقاييس الإجهاد إلى تغيير في إشارة الخرج الحالية في أحد النطاقات (0-5) مللي أمبير ، (0-20) مللي أمبير ، (4-20) مللي أمبير.
تقاوم وحدة القياس دون تدمير تأثير الحمل الزائد أحادي الجانب مع ضغط التشغيل الزائد. يتم ضمان ذلك من خلال حقيقة أنه مع مثل هذا الحمل الزائد ، يقع أحد الأغشية 7 على السطح الجانبي للقاعدة 8.
تحتوي التعديلات المذكورة أعلاه على محولات Sapphire-22 على جهاز مشابه.
قياس محولات الطاقة الهيدروستاتيكية و ضغوط مطلقة"Sapphire-22K-DG" و "Sapphire-22K-DA" لهما إشارة خرج تيار (0-5) مللي أمبير أو (0-20) مللي أمبير أو (4-20) مللي أمبير ، بالإضافة إلى إشارة رمز كهربائي تعتمد على ال RS- 485.
عنصر الاستشعار مقاييس الضغط منفاخ ومقاييس الضغط التفاضليهي منفاخ - أغشية متناسقة (أنابيب معدنية مموجة). يؤدي الضغط المقاس إلى حدوث تشوه مرن في المنفاخ. يمكن أن يكون مقياس الضغط إما إزاحة الطرف الحر للمنفاخ ، أو القوة التي تحدث أثناء التشوه.
مخطط الرسم البيانييوضح الشكل 5 منفاخ مقياس الضغط التفاضلي من النوع DS. العنصر الحساس لمثل هذا الجهاز هو واحد أو اثنان منفاخ. يتم تثبيت المنفاخ 1 و 2 في أحد طرفيه على قاعدة ثابتة ، وفي الطرف الآخر متصلان من خلال قضيب متحرك 3. تمتلئ التجاويف الداخلية للمنافخ بالسائل (خليط الماء والجليسرين ، سائل السيليكون العضوي) ومتصلة بـ بعضهم البعض. مع تغير الضغط التفاضلي ، يضغط أحد المنفاخ ، مما يجبر السائل على الخوار الآخر ويحرك جذع مجموعة المنفاخ. يتم تحويل حركة الجذع إلى حركة قلم ، أو مؤشر ، أو نمط تكامل ، أو إشارة إرسال عن بعد تتناسب مع الضغط التفاضلي المقاس.
يتم تحديد الضغط التفاضلي الاسمي بواسطة كتلة نوابض لولبية حلزونية 4.
مع انخفاض الضغط عن القيمة الاسمية ، تسد الأكواب 5 القناة 6 ، وتوقف تدفق السائل وبالتالي تمنع الخوار من التدمير.
أرز. 5 رسم تخطيطي لمقياس الضغط التفاضلي منفاخ
للحصول على معلومات موثوقة حول قيمة أي معلمة ، من الضروري معرفة خطأ جهاز القياس بالضبط. يتم تحديد الخطأ الأساسي للجهاز في نقاط مختلفة من المقياس على فترات زمنية معينة عن طريق التحقق منه ، أي قارن قراءات الجهاز قيد الاختبار مع قراءات جهاز مثالي أكثر دقة. كقاعدة عامة ، يتم إجراء معايرة الأدوات أولاً بقيمة متزايدة للقيمة المقاسة (ضربة أمامية) ، ثم بقيمة متناقصة (ضربة عكسية).
يتم التحقق من مقاييس الضغط بالطرق الثلاث التالية: التحقق من نقطة الصفر ، نقطة التشغيلوالتحقق الكامل. في هذه الحالة ، يتم إجراء عمليتي التحقق الأولى والثانية مباشرة في مكان العمل باستخدام صمام ثلاثي (الشكل 6).
يتم التحقق من نقطة العمل عن طريق إرفاق مقياس ضغط تحكم بمقياس ضغط العمل ومقارنة قراءاتهم.
يتم إجراء التحقق الكامل من مقاييس الضغط في المختبر على مكبس المعايرة أو مقياس ضغط المكبس ، بعد إزالة مقياس الضغط من مكان العمل.
يعتمد مبدأ تشغيل تثبيت الوزن الساكن لفحص مقاييس الضغط على موازنة القوى الناتجة من ناحية عن طريق الضغط المقاس ، ومن ناحية أخرى ، بواسطة الأحمال التي تعمل على المكبس الموضوع في الأسطوانة.
أرز. 6. مخططات لفحص الصفر ونقاط العمل لمقياس الضغط باستخدام صمام ثلاثي.
أوضاع الصمامات الثلاثية: 1 - العمل ؛ 2 - التحقق من نقطة الصفر ؛ 3 - التحقق من نقطة التشغيل ؛ 4 - تطهير خط النبض.
أجهزة قياس الضغط الزائد تسمى مقاييس الضغط ، الفراغ (الضغط تحت الغلاف الجوي) - مقاييس الفراغ ، الضغط الزائد والفراغ - مقاييس الضغط ، فروق الضغط (التفاضلية) - مقاييس الضغط التفاضلي.
تنقسم الأجهزة الرئيسية المتاحة تجاريًا لقياس الضغط إلى المجموعات التالية وفقًا لمبدأ التشغيل:
سائل - يتم موازنة الضغط المقاس بضغط عمود السائل ؛
الزنبرك - يتم موازنة الضغط المقاس بواسطة قوة التشوه المرن للزنبرك الأنبوبي ، والغشاء ، والخوار ، وما إلى ذلك ؛
المكبس - يتم موازنة الضغط المقاس بالقوة المؤثرة على مكبس قسم معين.
اعتمادًا على ظروف الاستخدام والغرض ، تنتج الصناعة الأنواع التالية من أدوات قياس الضغط:
أجهزة قياس ضغط التعديل المغناطيسي
في مثل هذه الأجهزة ، يتم تحويل القوة إلى إشارة التيار الكهربائيبسبب حركة المغناطيس المرتبطة بالمكون المرن. عند الحركة ، يعمل المغناطيس على محول الطاقة المغنطيسي.
يتم تضخيم الإشارة الكهربائية في مضخم أشباه الموصلات وتغذيتها لأجهزة القياس الكهربائية الثانوية.
مقاييس الضغط
تعمل محولات قياس الإجهاد على أساس العلاقة المقاومة الكهربائيةمقياس الضغط على مقدار التشوه.
الشكل 5
يتم إصلاح خلايا الحمل (1) (الشكل 5) على العنصر المرن للجهاز. تنشأ الإشارة الكهربائية عند الخرج بسبب تغيير في مقاومة مقياس الضغط ، ويتم تثبيتها بواسطة أجهزة قياس ثانوية.
مقاييس ضغط الاتصال الكهربائي
الشكل 6
المكون المرن في الجهاز عبارة عن زنبرك أنبوبي ذو دورة واحدة. يتم عمل جهات الاتصال (1) و (2) لأي علامات مقياس للجهاز عن طريق تدوير المسمار في الرأس (3) الموجود على الخارجزجاج.
عندما ينخفض الضغط ويصل إليه الحد الأدنى، سوف يقوم السهم (4) عبر جهة الاتصال (5) بتشغيل دائرة المصباح باللون المقابل. عندما يرتفع الضغط إلى الحد الأعلى ، والذي يتم ضبطه عن طريق التلامس (2) ، يغلق السهم دائرة المصباح الأحمر بملامسة (5).
فصول الدقة
تنقسم أجهزة قياس الضغط إلى فئتين:
نموذجي.
عمال.
تحدد الأدوات النموذجية الخطأ في قراءات أدوات العمل التي تدخل في تكنولوجيا الإنتاج.
ترتبط فئة الدقة مع الخطأ المسموح به ، وهو انحراف مقياس الضغط عن القيم الحقيقية. يتم تحديد دقة الجهاز من خلال النسبة المئوية للحد الأقصى المسموح به للخطأ إلى القيمة الاسمية. كلما زادت النسبة ، قلت دقة الجهاز.
تتميز مقاييس الضغط المرجعية بدقة أعلى بكثير من نماذج العمل ، حيث إنها تعمل على تقييم توافق قراءات نماذج العمل للأجهزة. تُستخدم مقاييس الضغط المرجعية بشكل أساسي في المختبر ، لذلك يتم تصنيعها بدونها حماية إضافيةمن البيئة الخارجية.
تحتوي مقاييس ضغط الزنبرك على 3 فئات دقة: 0.16 و 0.25 و 0.4. نماذج العمل لمقاييس الضغط لها فئات دقة من 0.5 إلى 4.
تطبيق مقاييس الضغط
تعتبر أدوات قياس الضغط أكثر الأدوات شيوعًا في الصناعات المختلفة عند العمل بالمواد الخام السائلة أو الغازية.
ندرج الأماكن الرئيسية لاستخدام هذه الأجهزة:
- في صناعة الغاز والنفط.
- في الهندسة الحرارية للتحكم في ضغط حامل الطاقة في خطوط الأنابيب.
- في صناعة الطيران وصناعة السيارات ، خدمة ما بعد البيعالطائرات والسيارات.
- في صناعة بناء الآلات عند استخدام الوحدات الهيدروميكانيكية والهيدروديناميكية.
- في الأجهزة والأدوات الطبية.
- في معدات السكك الحديدية والنقل.
- في الصناعة الكيميائية لتحديد ضغط المواد في العمليات التكنولوجية.
- في الأماكن التي تستخدم فيها الآليات والوحدات الهوائية.
البحث عن نص كامل.
مقياس الضغط الفني - جهاز بسيط ودقيق لقياس الضغط. يمكن استخدامه لقياس الفراغ والضغط الجوي وفرق الضغط. يحدد تصميم مقياس الضغط كيفية قياس كل نوع من أنواع الضغط.
ربما تكون أشهر مقاييس الضغط في الحياة اليومية هي: مقياس ضغط للقياس ضغط الدموجهاز قياس الضغط لقياس ضغط إطارات السيارات.
مبدأ تشغيل مقياس الضغط الفني
يعتمد مبدأ تشغيل مقياس الضغط على حقيقة أن عمود السائل بارتفاع معين له ضغط معين. يتم استخدام التغيير في حجم الأعمدة السائلة عند تطبيق مصدر ضغط على الأداة كمؤشر على التغيير في الضغط.
يستخدم الزئبق والماء في الغالب كسوائل في أجهزة قياس الضغط. ومع ذلك ، من الممكن استخدام سوائل أخرى مُعدة خصيصًا ، مثل الزيوت الخاصة. في السوائل عديمة اللون ، تضاف الصبغة عادة لسهولة الاستخدام. تأثير وزن الصبغة لا يكاد يذكر ولا يؤخذ في الاعتبار.
كيفية استخدام مقياس الضغط الفني
تشمل العمليات الأساسية لاستخدام مقياس ضغط الدم التحقق من حالته ، والتصفير ، والضغط ، وأخذ القراءات. إذا كان السائل الموجود في مقياس الضغط ملوثًا ، فيجب استبداله ، وإلا فسيؤدي ذلك إلى تقليل دقة القياسات.
يجب عليك أيضًا التحقق من التواجد في مقياس الضغط كافيسوائل قياس الضغط. إذا لم يكن هناك سائل كافٍ ، فيجب تعبئته وفقًا لتعليمات الشركة المصنعة للجهاز.
يجب أن تكون جميع مقاييس الضغط مستوية قبل إجراء القياسات. بدون هذا ، ستكون القياسات غير دقيقة. تحتوي معظم أجهزة قياس الضغط المائلة على جهاز خاص لتسوية الأداة. يدور الجهاز حتى تصبح الفقاعة في مؤشر المستوى في الموضع الصحيح.
لضمان الدقة ، يجب ضبط المقياس على إشارة الصفر قبل تطبيق الضغط وأخذ القراءات. يتم إجراء الصفر المرجعي لمقياس الضغط في شكل مقبض ممكن التثبيتعلامة الصفر على المقياس وفقًا لمستوى السائل.
هذه الاستعدادات ستساعد في ضمان الأداء الطبيعيمقياس الضغط. بعد ذلك ، يتم تطبيق الضغط وأخذ القراءات المطلوبة.
كيف تقرأ مقياس الضغط
بعد القيام العمليات التحضيريةيمكنك الذهاب مباشرة لقراءة مقياس الضغط. يوضح الشكل أدناه مستويات أعمدة المياه لنوعين من الأنابيب. يُطلق على السطح المكشوف لعمود السائل اسم الغضروف المفصلي. يُطلق على نوع السطح السائل الموضح في الشكل اسم الغضروف المفصلي المقعر: يقع مركز هذا السطح أسفل حوافه الخارجية. يشكل الماء دائمًا هلالة مقعرة.
في الممارسة العملية ، يتم دائمًا أخذ قراءات مستوى الغضروف المقعر من الأسفل ، أي الجزء السفلي من الغضروف المفصلي.
يوجد أيضًا هلالة محدبة. مركزها أعلى من الحواف الخارجية. يشكل الزئبق دائمًا هلالة منتفخة. قراءة المؤشرات في الغضروف المفصلي المحدب تتم دائمًا من أعلى نقطة.
يعتمد مبدأ التشغيل على موازنة الضغط المقاس أو فرق الضغط مع ضغط عمود السائل. لديهم هيكل بسيط ودقة قياس عالية ، ويستخدمون على نطاق واسع كأدوات مختبرية ومعايرة. تنقسم أجهزة قياس السائل إلى: على شكل حرف U ، وجرس ، وحلقي.
على شكل حرف U. يعتمد مبدأ العملية على قانون السفن الموصلة. هما أنبوبان (1) وكأس أنبوب واحد (2).
1) عبارة عن أنبوب زجاجي 1 ، مركب على لوحة 3 بمقياس ومملوء بسائل حاجز 2. يتناسب فرق المستوى في الأكواع مع انخفاض الضغط المقاس. "-" 1. عدد من الأخطاء: بسبب عدم الدقة في قراءة موضع الغضروف المفصلي ، تغييرات في تطويق T. الظواهر الشعرية المتوسطة (تم القضاء عليها بإدخال التعديلات). 2. الحاجة إلى قراءتين مما يؤدي إلى زيادة الخطأ.
2) التمثيل عبارة عن تعديل لأنبوبين ، ولكن يتم استبدال ركبة واحدة بوعاء واسع (كوب). تحت تأثير الضغط الزائد ، ينخفض مستوى السائل في الوعاء ، وفي الأنبوب يرتفع.
تتشابه مقاييس الضغط التفاضلي العائمة على شكل حرف U من حيث المبدأ مع مقاييس الكوب ، ولكن لقياس الضغط ، تستخدم حركة عوامة موضوعة في كوب عندما يتغير مستوى السائل. عن طريق جهاز النقل ، يتم تحويل حركة العوامة إلى حركة سهم التأشير. حد القياس الواسع "+".
أجهزة قياس ضغط الجرس. تستخدم لقياس الضغط التفاضلي والفراغ.
في هذا الجهاز ، الجرس 1 ، معلق على
الربيع الممتد 2 ، مغمور جزئيًا في فصل السائل 3 ، يصب في الوعاء 4. عند P1 = P2 ، يكون جرس الجهاز في حالة توازن. عندما يحدث اختلاف في الضغط ، سوف يضطرب التوازن وستظهر قوة رفع ، قطة. سيحرك الجرس. عندما يتحرك الجرس ، ينضغط الزنبرك.
مقاييس الحلقة. يتم تطبيقها لقياس فرق الضغط وكذلك الضغوط الصغيرة والتفريغ. يعتمد الإجراء على مبدأ "المقاييس الحلقية".
32. متعدد الدوائر العصر
عادةً ما يتم استخدام ACP متعدد الحلقات في الحالات التي لا يسمح فيها ACP أحادي الحلقة ، حتى مع وجود منظم p ، بالحصول على الجودة المطلوبة للتنظيم (غالبًا ما تكون هذه كائنات ذات وقت تأخير كبير). على نطاق واسع في صناعة المواد الغذائية تلقى تتالي ACP ، القط. تنطبق أيضًا على ASR متعدد الدوائر. تُستخدم المتتالية عادةً في الحالات التي يمكنك فيها ، جنبًا إلى جنب مع المعلمة التكنولوجية الرئيسية Y ، العثور على Ushtrich إضافية ، قطة. يعتمد أيضًا على الإجراء المزعج الرئيسي ، لكن له وقت تأخير أقصر.
لا يوجد مبنى حديث مكتمل بدون نظام تدفئة. ومن أجلها مستقرة و عملية آمنةمطلوب تحكم دقيق في ضغط المبرد. إذا كان الضغط مستقرًا داخل المنحنى الهيدروليكي ، فإن نظام التسخين يعمل بشكل طبيعي. ومع ذلك ، عندما يزداد ، هناك خطر حدوث تمزق في خطوط الأنابيب.
يمكن أن يؤدي انخفاض الضغط أيضًا إلى هذا عواقب سلبيةمثل تكوين التجويف ، أي تتشكل فقاعات الهواء في خط الأنابيب ، والتي بدورها يمكن أن تسبب التآكل. لذا دعم ضغط عاديضروري للغاية ، وبفضل مقياس الضغط ، يصبح هذا ممكنًا. بعيدا أنظمة التدفئةتستخدم هذه الأجهزة في مختلف المجالات.
وصف مقياس الضغط والغرض منه
مقياس الضغط هو جهاز يقيس مستوى الضغط. هناك أنواع من مقاييس الضغط تُستخدم في مجموعة متنوعة من الصناعات ، وبالطبع ، تم تصميم مقياس ضغط مختلف لكل منها. على سبيل المثال ، يمكنك استخدام مقياس الضغط الجوي - وهو جهاز مصمم لقياس ضغط الغلاف الجوي. تستخدم على نطاق واسع في الهندسة الميكانيكية ، الزراعةفي البناء والصناعة وفي مجالات أخرى.
تقيس هذه الأجهزة الضغط ، وهذا المفهوم فضفاض بحسب على الأقل، وهذه القيمة لها أيضًا أنواعها الخاصة. للإجابة على سؤال حول الضغط الذي يظهره مقياس الضغط ، يجدر النظر في هذا المؤشر ككل. هذه الكمية التي تحدد نسبة القوة المؤثرة لكل وحدة مساحة على السطح ، متعامدة على هذا السطح. تقريبا أي العملية التكنولوجيةمصحوبة بهذه القيمة.
أنواع الضغط:
لقياس كل نوع من أنواع المؤشرات المذكورة أعلاه ، هناك أنواع معينة من مقاييس الضغط.
تختلف أنواع مقاييس الضغط بطريقتين: حسب نوع المؤشر الذي يقيسونه وبمبدأ التشغيل.
حسب السمة الأولى فهي مقسمة إلى:
إنهم يعملون على مبدأ موازنة فرق الضغط بقوة معينة. لذلك ، يختلف جهاز مقاييس الضغط ، اعتمادًا على كيفية حدوث هذا التوازن بالضبط.
وفقًا لمبدأ العمل ، يتم تقسيمهم إلى:
عن طريق التعيين ، هناك أنواع من أجهزة قياس الضغط مثل:
الجهاز ومبدأ العملية
قد يحتوي جهاز قياس الضغط تصميم مختلفحسب النوع والغرض. لذلك ، على سبيل المثال ، فإن الجهاز الذي يقيس ضغط الماء له تصميم بسيط ومفهوم إلى حد ما. يتكون من جسم ومقياس به قرص يعرض القيمة. يحتوي الجسم على زنبرك أنبوبي مدمج أو غشاء مع حامل وآلية قطاع ثلاثي وعنصر مرن. يعمل الجهاز على مبدأ معادلة الضغط نتيجة لقوة تغيير شكل (تشوه) الغشاء أو الزنبرك. والتشوه ، بدوره ، يحرك عنصرًا مرنًا حساسًا ، يتم عرض تأثيره على المقياس بسهم.
أجهزة قياس السائلتتكون من أنبوب طويل مملوء بالسائل. يوجد سدادة متحركة في الأنبوب بسائل يتأثر بوسط العمل ؛ يجب قياس قوة الضغط اعتمادًا على حركة مستوى السائل. يمكن تصميم مقاييس الضغط لقياس الفرق ، وتتكون هذه الأجهزة من أنبوبين.
مكبس -تتكون من اسطوانة ومكبس موجود بالداخل. يعمل وسط العمل الذي يتم فيه قياس الضغط على المكبس ويتم موازنته بحمل بحجم معين. عندما يتغير المؤشر ، يتحرك المكبس ويقوم بتشغيل السهم ، مما يوضح قيمة الضغط.
موصل حرارياتتكون من خيوط تسخن عند مرور تفريغ كهربائي من خلالها. يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على انخفاض الموصلية الحرارية للغاز مع الضغط.
مقياس ضغط بيرانيسمي على اسم Marcello Pirani ، الذي صمم الجهاز لأول مرة. على عكس الموصلة الحرارية ، فهي تتكون من أسلاك معدنية ، والتي تسخن أيضًا أثناء مرور التيار من خلالها وتبرد تحت تأثير بيئة العملوهي الغاز. عندما ينخفض ضغط الغاز ، يقل تأثير التبريد أيضًا ، وتزداد درجة حرارة الأسلاك. يُقاس المقدار عن طريق قياس الجهد في السلك بينما يتدفق التيار خلاله.
التأينهي أكثر الأجهزة حساسية التي تستخدم لحساب الضغط المنخفض. كما يوحي اسم الجهاز ، يعتمد مبدأ تشغيله على قياس الأيونات ، التي تتشكل عندما تعمل الإلكترونات على غاز. يعتمد عدد الأيونات على كثافة الغاز. ومع ذلك ، فإن الأيونات لها طبيعة غير مستقرة للغاية ، والتي تعتمد بشكل مباشر على وسيط العمل للغاز أو البخار. لذلك ، يتم استخدام نوع مختلف من مقياس ضغط McLeod للتوضيح. يحدث التحسين من خلال مقارنة مؤشرات مقياس التأين بقراءات جهاز McLeod.
هناك نوعان من أجهزة التأين: الكاثود الساخن والكاثود البارد.
النوع الأول ، الذي صممه Bayard Allert ، يتكون من أقطاب كهربائية تعمل في وضع الصمام الثلاثي ، ويعمل الخيط ككاثود. النوع الأكثر شيوعًا من الكاثود الساخن هو مقياس ضغط الأيونات ، حيث يتم دمج مجمّع أيون صغير ، بالإضافة إلى المجمع والخيوط والشبكة. هذه الأجهزة ضعيفة للغاية ، ويمكن أن تفقد المعايرة بسهولة ، اعتمادًا على ظروف التشغيل. لذلك ، فإن قراءات هذه الأدوات تكون دائمًا لوغاريتمية.
يحتوي الكاثود البارد أيضًا على أنواعه الخاصة: مغنطرون متكامل ومقياس Penning. يكمن الاختلاف الرئيسي بينهما في موضع الأنود والكاثود. لا يوجد خيوط في تصميم هذه الأجهزة ، لذا فهي تتطلب جهدًا يصل إلى 0.4 كيلو واط للعمل. استخدام مثل هذه الأجهزة غير فعال عند مستويات الضغط المنخفض. لأنها ببساطة قد لا تكسب ولا تعمل. يعتمد مبدأ تشغيلها على توليد التيار ، وهو أمر مستحيل في حالة عدم وجود الغاز ، خاصة بالنسبة لمقياس Penning. حيث أن الجهاز يعمل فقط في مجال مغناطيسي معين. من الضروري إنشاء مسار الأيونات المطلوب.
وسم اللون
مقاييس الضغط التي تقيس ضغط الغاز لها علب ملونة ، وهي مطلية خصيصًا ألوان مختلفة. هناك عدة ألوان أساسية تُستخدم لتلوين الهيكل. مثل ، على سبيل المثال ، مقاييس الضغط التي تقيس ضغط الأكسجين لها حالة اللون الأزرقمع رمز O2 ، مقاييس ضغط الأمونيا لها غلاف مطلي الأصفر، الأسيتيلين - لون أبيض، الهيدروجين - أخضر غامق ، كلوريد - رمادي. الأدوات التي تقيس ضغط الغازات القابلة للاحتراق مطلية باللون الأحمر ، وغير قابلة للاحتراق - سوداء.
فوائد استخدام
بادئ ذي بدء ، تجدر الإشارة إلى تعدد استخدامات مقياس الضغط ، والذي يتمثل في القدرة على التحكم في الضغط والحفاظ عليه عند مستوى معين. ثانيًا ، يتيح لك الجهاز الحصول على مؤشرات دقيقة للقاعدة ، وكذلك الانحراف عنها. ثالثًا ، يمكن لأي شخص تقريبًا شراء هذا الجهاز. رابعًا ، الجهاز قادر على العمل بثبات وسلاسة لفترة طويلة ولا يتطلب ذلك شروط خاصةأو المهارات.
استخدام مثل هذه الأجهزة في مجالات مثل الطب ، صناعة كيميائيةوصناعة الآلات والسيارات ، النقل البحريوغيرها التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في الضغط ، تسهل العمل بشكل كبير.
فئة دقة الجهاز
هناك الكثير من مقاييس الضغط ، ويتم تعيين فئة دقة معينة لكل نوع وفقًا لمتطلبات GOST ، والتي تشير إلى الخطأ المسموح به ، معبرًا عنه في النسبة المئويةلنطاق القياس.
هناك 6 فئات دقة: 0.4 ؛ 0.6 ؛ واحد؛ 1.5 ؛ 2.5 ؛ 4. لكل نوع من مقاييس الضغط ، فإنها تختلف أيضًا. تشير القائمة أعلاه إلى مقاييس ضغط العمل. بالنسبة لأجهزة الربيع ، على سبيل المثال ، تتوافق المؤشرات التالية مع 0.16 ؛ 0.25 و 0.4. للمكبس - 0.05 و 0.2 وما إلى ذلك.
تتناسب فئة الدقة عكسياً مع قطر مقياس الجهاز ونوع الأداة. بمعنى ، إذا كان قطر المقياس أكبر ، فإن دقة مقياس الضغط وخطأه تنخفض. يُشار إلى فئة الدقة تقليديًا بالأحرف اللاتينية التالية KL ، ويمكنك أيضًا مقابلة CL ، والتي تتم الإشارة إليها على مقياس الجهاز.
يمكن حساب قيمة الخطأ. لهذا ، يتم استخدام مؤشرين: فئة الدقة أو KL ونطاق القياس. إذا كانت فئة الدقة (KL) هي 4 ، فسيكون نطاق القياس 2.5 ميجا باسكال (Megapascal) وسيكون الخطأ 0.1 ميجا باسكال. المنتج محسوب بالصيغة فئة الدقة ومدى القياس مقسومًا على 100. نظرًا لأنه يتم التعبير عن الخطأ كنسبة مئوية ، يجب تحويل النتيجة إلى نسبة مئوية عن طريق القسمة على 100.
بالإضافة إلى العرض الرئيسي ، هناك خطأ إضافي. إذا تم استخدام حساب النوع الأول الظروف المثاليةأو القيم الطبيعية التي تؤثر على ميزات تصميم الجهاز ، فالنوع الثاني يعتمد بشكل مباشر على الظروف. على سبيل المثال ، من درجة الحرارة والاهتزاز أو ظروف أخرى.