Манометърът е устройство за измерване на налягане. Манометри за течности и диференциални манометри

Използвали ли сте някога манометър? Както се досещате, това е уред, с който се правят някакви измервания.

Но не всеки знае защо и кому е нужно. Така че, нека да разберем какво е манометър, какво измерва и показва.

Както става ясно от структурата на думата, манометърът е измервателно устройство. Тази дума произлиза от гръцката дума «μάνωσις» , което означава "хлабав, рядък" , и конзоли "...метър" , което обозначава всяка измервателни уреди. Манометърът измерва насипни вещества - течности и газове или по-точно тяхното налягане.

Както бе споменато по-горе, манометърът е специално устройство, което се използва за измерване на налягането на газове и течности в съдове или тръбопроводи. Според принципа на действие може да бъде:

- бутало;

- течност;

- деформация;

- пиезоелектричен.

Има различни видове манометри различно устройство. Нека да разгледаме най-популярните от тях.

— Основната частДеформационният манометър е еластичен елемент, чиято деформация води до отклонение на индикатора на стрелката на скала, показваща стойността на налягането. Като еластичен елемент се използват тръбни пружини, мембрани - плоски и гофрирани, маншони и др. Принципът на работа е такъв работна средадейства върху еластичния елемент и го деформира, принуждавайки го да се движи в определена посока. Каишка, прикрепена към него, върти ос с прикрепена към нея стрелка, показваща стойността на налягането на скала.

— Манометри за течностиЗа измерване се използва тръба с определена дължина, пълна с течност. Работната среда действа върху подвижната запушалка (бутало) в тръбата и чрез преместване на нивото на течността става възможно да се прецени нейното налягане. Манометрите за течности могат да бъдат еднотръбни или двутръбни - последните се използват за определяне на разликата в налягането между две среди.

— Буталният манометър се състои от цилиндър и бутало, поставено вътре. От една страна, налягането на работната среда - течност или газ - действа върху буталото, а от друга страна се балансира от товар с определен размер. Движението на буталото поради промени в налягането води до движение на плъзгача или показалеца на скалата.


— Пиезоелектричните манометри използват пиезоелектричния ефект – външен вид електрически зарядв кварцов кристал поради механично въздействие. Основното предимство на тези устройства е липсата на инерция, което е важно за наблюдение на бързо настъпващи промени в налягането на работната среда.

Манометърът е един от най-широко използваните инструменти, необходими във всяка индустрия, която включва газообразни и течни суровини или работни течности. Използват се:

- В химическа индустрия, където е много важно да се знае налягането на веществата, участващи в процесите;

— в машиностроенето, особено при използване на хидродинамични и хидромеханични агрегати;

— в автомобилостроенето и самолетостроенето, както и в ремонта и поддръжката на автомобилно и авиационно оборудване;

- В железопътен транспорт;

— в топлотехниката за измерване на налягането на охлаждащата течност в тръбите;

— в сектора за производство на нефт и газ;

- в медицината;

— навсякъде, където се използват пневматични възли и компоненти.

Произвеждат се манометри за промишлени и битови нужди. уредиизползвани за управление на автономни отоплителни системи, от автолюбители за измерване на налягането в автомобилните гуми и др.

Индустриалните манометри са тясно специализирани и в някои случаи имат висок клас на точност.

На всеки манометър е присвоен съответен клас на точност, показващ степента на грешка, разрешена за това устройство при измерване на налягането. как по-малко число, който изразява класа на точност, толкова по-точно ще бъде измерването.


Най-често срещаните манометри с клас на точност от 4,0 до 0,5 са работни инструменти, а от 0,2 до 0,05 са стандартни или калибровъчни манометри. Изборът на устройство с определен клас на точност зависи от измервания обект и протичащия процес.

Принципът на работа се основава на балансиране на измереното налягане или разликата в налягането с налягането на течен стълб. Те имат прост дизайн и висока точност на измерване и се използват широко като лабораторни и калибриращи инструменти. Манометрите за течности се делят на: U-образни, камбанови и пръстеновидни.

U-образна. Принципът на действие се основава на закона за комуникиращите съдове. Предлагат се в двутръбни (1) и еднотръбни чаши (2).

1) са стъклена тръба 1, монтирана върху дъска 3 със скала и пълна с бариерна течност 2. Разликата в нивата в колената е пропорционална на измерения спад на налягането. “-” 1. поредица от грешки: поради неточност в измерването на позицията на менискуса, промени в T обкръжението. среда, явления на капилярност (елиминира чрез въвеждане на корекции). 2. необходимостта от две отчитания, което води до увеличаване на грешката.

2) представител е модификация на двутръбните, но едното коляно е заменено с широк съд (чаша). Под въздействието на свръхналягане нивото на течността в съда намалява, а в тръбата се увеличава.

Поплавковите U-образни диференциални манометри са подобни по принцип на чашковите диференциални манометри, но за измерване на налягането те използват движението на поплавък, поставен в чаша, когато нивото на течността се промени. Чрез предавателно устройство движението на поплавъка се преобразува в движение на показващата стрелка. “+” широк диапазон на измерване.

Камбанови манометри. Използва се за измерване на падове на налягане и вакуум.

В това устройство има камбана 1, окачена на a

внимателно опъната пружина 2, е частично потопена в разделителна течност 3, излята в съд 4. Когато P1 = P2, камбаната на устройството ще бъде в равновесие. Когато възникне разлика в налягането, равновесието ще се наруши и ще се появи повдигаща сила. ще премести камбаната. Когато камбаната се движи, пружината се компресира.

Пръстенови манометри. Използват се за измерване на разлики в налягането, както и на малки налягания и вакууми. Действието се основава на принципа на „пръстеновите везни“.

32.Многоверижен ACP

Многоконтурните ASR обикновено се използват в случаите, когато ASR с една верига, дори и с p-регулатор, не позволява да се получи необходимото качество на регулиране (най-често това са обекти с голямо време на забавяне). Каскадните ACP са широко разпространени в хранително-вкусовата промишленост. също се отнасят за ACP с множество вериги. Каскадните обикновено се използват в случаите, когато наред с основния технологичен параметър U може да се намери спомагателен Ushtrikh, кат. също зависи от основното смущаващо влияние, но има по-кратко време на забавяне.

Манометърът е устройство, което ви позволява да измервате налягането във водна система или среда. С помощта на това просто устройствоМожете да получите точни показания за налягане във всяка точка на тръбопровода или помпения агрегат. По-долу ще проучим дизайна, принципа на работа и разликите между тях различни видовеманометри.

Манометърът за измерване на налягането на водата във водоснабдителната система има много проста конструкция. Уредът се състои от корпус и скала, върху която се показва измерената стойност. Вътре в корпуса може да бъде разположена тръбна пружина или мембрана с двойна плоча. Също така вътре в устройството има държач, трико-секторен механизъм и еластичен чувствителен елемент.

Принципът на работа на устройството се основава на балансиращи индикатори за налягане чрез силата на деформация на мембрана или пружина. В резултат на този процес еластичният чувствителен елемент се измества, което активира показващата стрелка на устройството.

Класификация на манометрите според принципа на действие

Днес устройства, работещи под налягане, се използват в почти всички сфери на човешката дейност. Следователно с тях се използват и манометри, които дават точна информация за индикаторите за налягане. В този случай измервателните уреди могат да се различават един от друг по дизайн и принцип на работа. Предлаганите на пазара устройства са разделени на следните видове:

Съвременните манометри също се разделят на механични и електронни устройства. Механичен манометърза помпа или водоснабдителна система има прост дизайн, обаче, не може да измери достатъчно точно налягането. Дизайнът на електронното устройство включва контактен блок, който по-точно измерва налягането на работната среда.

Според начина на използване манометрите се разделят на следните видове:

• Стационарни - такива устройства се монтират и използват само на определена единица без възможност за демонтиране на измервателното устройство. Често използваното устройство използва и регулатор на налягането на водата с манометър;
• Преносими - тези измервателни уреди могат да се разглобяват и да се използват за работа с различни устройства и в различни системи. Преносимото устройство е с по-малки размери.

Всеки от изброените видове устройства е намерил своето активно приложение. Много от модерни моделисе използват в отоплителната система на частна къща или апартамент, други се използват за обслужване на големи промишлени предприятия.

Хората, които не са запознати с измервателните уреди, често не могат да различат манометъра за водно налягане във водоснабдителната система от устройството, което се използва за измерване на налягането на въздуха и газа. Външно и двете устройства практически не се различават едно от друго. Въпреки това все още има разлика между тях.


Разликата между манометър за вода и въздух се състои в конструкцията и принципа на тяхното действие. Във водните устройства ролята на чувствителен елемент се играе от мембрана и съд с течност. При манометрите за въздух чувствителният елемент е тръбна пружина, която по време на работа се пълни с газ или въздух.

Можете да разберете налягането на водата в тръбопровода без да използвате манометър. Всичко, което е необходимо, е да използвате домашно устройствоот прозрачен 2-метров маркуч, който е много лесно да направите със собствените си ръце.

По принцип маркучът се използва за измерване на налягането на водата на изхода на крана. За да разберете необходимите индикатори, единият край на маркуча се вкарва в крана, а другият се затваря със запушалка. След това трябва да пуснете малко вода в маркуча.

Преди да започнете „експеримента“, ще трябва да изпълните 2 условия:

• Поставете маркуча във вертикално положение;
• Ход долен краймаркуч, както е показано на диаграмата.

• P – налягане в системата, измерено в атмосфери;
• Patm е налягането, което съществува вътре в маркуча, докато кранът се отвори;
• H0 е височината на въздушния стълб вътре в маркуча до отваряне на крана;
• H1 – височина на въздушния стълб след напълване на маркуча с вода.

Трябва да се отбележи, че сглобеното устройство, според принципа на работа, напълно повтаря обикновен течен манометър.

Проверка на налягането въз основа на водния поток

Вторият начин за определяне на налягането е да се извършат изчисления, като се използват данни за количеството вода, изтичаща от крана. В допълнение към тези данни ще ви трябват още:

• Разберете конфигурацията на тръбопровода и определете от какъв материал е направен;
• Изчислете диаметъра на тръбата;
• Определете интензивността на изтичане на течност;
• Определете степента на отваряне на крана.

Възможно е да се определи приблизителното налягане след операцията, но получените резултати ще бъдат много неточни. Наистина, във всеки случай, бурканът ще бъде напълно напълнен за по-малко от 10 секунди, поради което получената стойност на налягането ще бъде значително по-ниска от тази според разпоредбите. Въпреки това, винаги трябва да започнете от факта, че 3-литров съд ще бъде напълно напълнен с вода за 7 секунди или по-малко. В този случай налягането вътре в тръбопровода ще бъде най-близо до регулираното.

Манометър за течности
Предназначение на устройството:
Открит демонстрационен манометър е проектиран да измерва налягане от 0 до 400 mm живачен стълб или воден стълб (4000 Pa) над и под атмосферното налягане.
Основни части на уреда и тяхното предназначение: Демонстрационният течен манометър се състои от U-образна стъклена тръба с височина 48 cm и диаметър 3,5 - 4,5 mm и стойка върху триножник. Едното огъване на стъклената тръба е свързано със съда, в който ще се измерва налягането. На стойката има ясно видими от разстояние деления в сантиметри с линия с дигитализация: в средата на стойката има 0 и оттам нагоре и надолу през 10 cm цифрите 1 и 2. Стойността на скалното деление на уреда е 10 mm на воден стълб. СЪС обратна странаСтъклен тройник е закрепен към горната част на стелажа с помощта на метална плоча. Тройникът от една страна е свързан към манометър, от друга към инсталацията и средното удължение с гумена тръба, върху която се поставя винтова или пружинна скоба. Това позволява течността в двете колена на манометъра да се доведе до едно ниво по време на работа, без да се изключват други устройства от инсталацията. Достатъчно е леко да отворите скобата, за да свържете манометъра към атмосферата. Към манометъра са прикрепени гумена тръба с дължина 80 cm и винтова скоба. Най-често манометърът се пълни с вода и по-рядко със спирт или живак. За по-добра видимост водата се оцветява, например с нигрозин или жълто-зелен флуоресцеин. Не е трудно да направите сами течен манометър, като огънете стъклена тръба в пламъка на спиртна лампа или свържете две прави стъклени тръби отдолу с помощта на гумена.
Принцип на работа на устройството:
Действието на отворен манометър за течност се основава на свойството на комуникиращите съдове и закона на Паскал. Течността се монтира в двата лакътя на едно и също ниво, тъй като върху повърхността му действа само атмосферно налягане. За да разберете как работи такъв манометър, той може да бъде свързан с гумена тръба към кръгла плоска кутия, едната страна на която е покрита с гумен филм. Ако леко натиснете филма с пръст, нивото на течността в коляното на манометъра, свързано с кутията, ще намалее, докато в другото коляно ще се увеличи. Това се обяснява с факта, че при натискане върху филма налягането на въздуха в кутията се увеличава. Съгласно закона на Паскал, това увеличение на налягането се предава и на течността в коляното на манометъра, който е свързан към кутията. Следователно налягането върху течността в това коляно ще бъде по-голямо, отколкото в другото, където атмосферното налягане действа върху течността. Под силата на това свръхналягане течността ще започне да се движи: в лакътя със сгъстен въздух течността ще падне, в другата ще се издигне. Течността ще достигне равновесие (спиране), когато има свръхналягане сгъстен въздухще се балансира от налягането, произведено от излишния стълб течност в другия крак на манометъра. Колкото по-силно натискате върху филма, толкова по-висок е излишният течен стълб, толкова по-голям е неговият натиск. Следователно промяната в налягането може да се съди по височината на този излишен стълб.

Принцип на действие

Принципът на действие на манометъра се основава на балансиране на измереното налягане чрез силата на еластична деформация на тръбна пружина или по-чувствителна двуплоска мембрана, единият край на която е запечатан в държач, а другият е свързан чрез прът към трибичен секторен механизъм, който преобразува линейното движение на еластичния чувствителен елемент в кръгово движение на показващата стрелка.

Разновидности

Групата инструменти за измерване на свръхналягане включва:

Манометри - уреди с измервания от 0,06 до 1000 MPa (Измерване на свръхналягане - положителната разлика между абсолютното и барометричното налягане)

Вакуумметрите са устройства, които измерват вакуум (налягане под атмосферното) (до минус 100 kPa).

Манометърът и вакуумметърът са манометри, които измерват както излишното (от 60 до 240 000 kPa), така и вакуумното (до минус 100 kPa) налягане.

Пресомери - малки манометри излишно наляганедо 40 kPa

Тегломери - вакуумметри с граница до минус 40 kPa

Манометри за налягане и вакуум с крайни граници, непревишаващи ±20 kPa

Данните са дадени в съответствие с GOST 2405-88

Повечето вътрешни и вносни манометри се произвеждат в съответствие с общоприетите стандарти; различни маркизаместват един друг. Когато избирате манометър, трябва да знаете: границата на измерване, диаметъра на тялото, класа на точност на устройството. Местоположението и резбата на фитинга също са важни. Тези данни са еднакви за всички устройства, произведени у нас и Европа.

Има и манометри, които измерват абсолютно налягане, тоест свръхналягане + атмосферно

Устройство, което измерва атмосферното налягане, се нарича барометър.

Видове манометри

В зависимост от конструкцията и чувствителността на елемента се различават течни, тегловни и деформационни манометри (с тръбна пружина или мембрана). Манометрите са разделени на класове на точност: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1.0; 1,5; 2,5; 4.0 (колкото по-малко е числото, толкова по-точно е устройството).

Видове манометри

По предназначение манометрите могат да бъдат разделени на технически - общотехнически, електрически контактни, специални, самозаписващи, железопътни, устойчиви на вибрации (напълнени с глицерин), корабни и референтни (моделни).

Общотехнически: предназначен за измерване на течности, газове и пари, които не са агресивни към медни сплави.

Електрически контакт: имат възможност за регулиране на измерваната среда, поради наличието на електрически контактен механизъм. Особено популярно устройство в тази група може да се нарече EKM 1U, въпреки че отдавна е спряно от производство.

Специално: кислород - трябва да се обезмасли, тъй като понякога дори леко замърсяване на механизма в контакт с чист кислород може да доведе до експлозия. Често се предлага в калъфи син цвятс обозначението на циферблата O2 (кислород); ацетилен - медни сплави не се допускат при производството на измервателния механизъм, тъй като при контакт с ацетилен съществува опасност от образуване на експлозивна ацетиленова мед; амоняк - трябва да е устойчив на корозия.

Справка: имайки по-висок клас на точност (0,15; 0,25; 0,4), тези устройства се използват за проверка на други манометри. В повечето случаи такива устройства се монтират на бутални манометри с пълна тежест или други инсталации, способни да развият необходимото налягане.

Корабните манометри са предназначени за използване в речни и морски флотове.

Железопътен: предназначен за използване в железопътния транспорт.

Самозаписващи се: манометри в корпус с механизъм, който ви позволява да възпроизвеждате работната графика на манометъра върху хартия за диаграми.

Топлопроводимост

Датчиците за топлопроводимост се основават на намаляването на топлопроводимостта на газ с налягане. Тези манометри имат вградена нажежаема жичка, която се нагрява при преминаване на ток през нея. За измерване на температурата на нишката може да се използва термодвойка или резистивен температурен сензор (DOTS). Тази температура зависи от скоростта, с която нишката пренася топлина към околния газ и по този начин от топлопроводимостта. Често се използва измервателен уред на Пирани, който използва една единствена платинена нишка едновременно с нагревателен елементи като ДОТС. Тези манометри дават точни показания между 10 и 10−3 mmHg. чл., но те са доста чувствителни към химичен съставизмерени газове.

[редактиране]Две нишки

Едната телена намотка се използва като нагревател, а другата се използва за измерване на температура чрез конвекция.

Манометър Pirani (една нишка)

Манометърът Pirani се състои от метална тел, отворен към измереното налягане. Жицата се нагрява от протичащия през нея ток и се охлажда от околния газ. Тъй като налягането на газа намалява, охлаждащият ефект също намалява и равновесната температура на жицата се повишава. Съпротивлението на проводника е функция на температурата: чрез измерване на напрежението върху проводника и тока, протичащ през него, може да се определи съпротивлението (и следователно налягането на газа). Този тип манометър е проектиран за първи път от Марчело Пирани.

Термодвойки и термисторни уреди работят по подобен начин. Разликата е, че за измерване на температурата на нишката се използват термодвойка и термистор.

Диапазон на измерване: 10−3 - 10 mmHg. Изкуство. (приблизително 10−1 - 1000 Pa)

Йонизационен манометър

Йонизационните манометри са най-чувствителните измервателни уреди за много ниско налягане. Те измерват налягането индиректно чрез измерване на йоните, произведени, когато газът е бомбардиран с електрони. Колкото по-ниска е плътността на газа, толкова по-малко йони ще се образуват. Калибрирането на йонен манометър е нестабилно и зависи от естеството на измерваните газове, което не винаги е известно. Те могат да бъдат калибрирани чрез сравнение с показанията на манометъра McLeod, които са много по-стабилни и независими от химията.

Термоелектронните електрони се сблъскват с газови атоми и генерират йони. Йоните се привличат към електрода при подходящо напрежение, известно като колектор. Токът на колектора е пропорционален на степента на йонизация, която е функция на системното налягане. По този начин измерването на тока на колектора позволява да се определи налягането на газа. Има няколко подвида йонизационни манометри.

Диапазон на измерване: 10−10 - 10−3 mmHg. Изкуство. (приблизително 10−8 - 10−1 Pa)

Повечето йонометри се предлагат в два вида: горещ катод и студен катод. Третият тип, манометър с въртящ се ротор, е по-чувствителен и скъп от първите два и не се обсъжда тук. В случай на горещ катод, електрически нагрята нишка създава електронен лъч. Електроните преминават през манометъра и йонизират газовите молекули около тях. Получените йони се събират на отрицателно заредения електрод. Токът зависи от броя на йоните, който от своя страна зависи от налягането на газа. Манометърът с горещ катод измерва точно налягането в диапазона от 10-3 mmHg. Изкуство. до 10-10 mm Hg. Изкуство. Принципът на манометъра със студен катод е същият, с изключение на това, че електроните се произвеждат в разряд, създаден от електрически разряд с високо напрежение. Манометърът със студен катод измерва точно налягането в диапазона от 10-2 mmHg. Изкуство. до 10-9 mm Hg. Изкуство. Калибрирането на йонизационните манометри е много чувствително към структурната геометрия, химическия състав на измерваните газове, корозията и повърхностните отлагания. Тяхното калибриране може да стане неизползваемо, когато се включи при атмосферно и много ниско налягане. Съставът на вакуума при ниско налягане обикновено е непредсказуем, така че трябва да се използва масспектрометър заедно с йонизационен манометър за точни измервания.

Горещ катод

Уредът за йонизация с горещ катод Bayard-Alpert обикновено се състои от три електрода, работещи в триоден режим, като нишката е катод. Трите електрода са колектор, нишка и решетка. Токът на колектора се измерва в пикоампери с електрометър. Потенциалната разлика между нишката и земята обикновено е 30 волта, докато напрежението на мрежата при постоянно напрежение е 180-210 волта, освен ако няма опционално електронно бомбардиране чрез нагряване на решетката, което може да има висок потенциал от приблизително 565 волта. Най-често срещаният йономер е горещ катод на Bayard-Alpert с малък йонен колектор вътре в решетката. Стъклен корпус с отвор към вакуума може да обгражда електродите, но обикновено не се използва и манометърът се вгражда директно във вакуумното устройство, а контактите се прекарват през керамична плоча в стената на вакуумното устройство. Датчиците на йонизация с горещ катод могат да се повредят или да загубят калибриране, ако бъдат включени, когато атмосферно наляганеили дори при нисък вакуум. Измерванията на йонизационните манометри с горещ катод винаги са логаритмични.

Електроните, излъчени от нишката, се движат няколко пъти в посоки напред и назад около решетката, докато не я ударят. По време на тези движения някои електрони се сблъскват с газови молекули и образуват двойки електрон-йон (електронна йонизация). Броят на такива йони е пропорционален на плътността на газовите молекули, умножена по термоелектронния ток, и тези йони летят към колектора, образувайки йонен ток. Тъй като плътността на газовите молекули е пропорционална на налягането, налягането се оценява чрез измерване на йонния ток.

Чувствителност към ниско наляганеМанометърът с горещ катод е ограничен от фотоелектричния ефект. Електроните, удрящи решетката, произвеждат рентгенови лъчи, които създават фотоелектричен шум в йонния колектор. Това ограничава обхвата на по-старите измервателни уреди с горещ катод до 10−8 mmHg. Изкуство. и Bayard-Alpert до приблизително 10-10 mm Hg. Изкуство. Допълнителни проводници при катоден потенциал в линията на видимост между йонния колектор и решетката предотвратяват този ефект. При екстракционния тип йоните се привличат не от тел, а от отворен конус. Тъй като йоните не могат да решат коя част от конуса да ударят, те преминават през отвора и образуват йонен лъч. Този йонен лъч може да бъде предаден на Фарадеева чаша.