В чем измеряется давление на манометре

В чем измеряется давление на манометре

Основной единицей давления в системе СИ является паскаль (Па).

«Один паскаль это давление на плоской поверхности под действием силы, которая направлена перпендикулярно и равномерно распределена к поверхности и равняется 1 Ньютону». [2 c. 13]

На практике используют килопа-скаль (кПа) или мегапаскаль (МПа), так как единица Па слишком мала.

В эксплуатируемых в настоящее время манометрах также используется единица системы МКГСС (метр, кило-грамм-сила, секунда) килограмм-сила на квадратный метр () и внесистемные единицы измерения к примеру килограмм-сила на квадратный сантиметр().

Также распространенной единицей измерения является бар (1 бар =10 Па = 1,0197 кгс/см ). Именно в барах градуированы исследуемые манометры.

Соотношения между единицами измерения давления можно вычислить по формуле:

где P1— давление в нужных единицах; P2 — давление в исходных единицах.

Значение коэффициента K приведены таблице 1.1.

ГОСТ 8.271-77 определяет манометр как при-бор или измерительную установку для определения действительного значения давления или разности давлений. [12, с. 3]

Манометры классифицируются по следующим характеристикам:

  • • типу давления, на которое рассчитан манометр;
  • • принципу действия манометра;
  • • назначению манометра;
  • • классу точности манометра;
  • • особенностям измеряемой среды;

Классифицируя манометры по типу измеряемого давления, можно разделить на:

  • — измеряющие абсолютное давление;
  • — измеряющие избыточное давление;
  • — измеряющие разряженное давление, которые называются вакуумметры;

Большинство выпускаемых манометров предназначены для измерения избыточного давления. Их особенность заключается в том, что при воздействии атмосферного давления на чувствительный элемент, приборы показывают “ноль”.

Также существует множество вариаций приборов, объединенных единым названием “манометр”, например мановакуумметры, напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры, дифнанометры.

Мановакуумметр-манометр, с возможностью измерения как избыточного давления, так и давление разреженного газа (вакуума).

Напоромер-манометр, позволяющий измерить сверхмалые значения избыточного давления (до 40 кПа).

Тягомер-вакуумметр, позволяющий измерить малые значения вакуумметрического давления (до -40 кПа).

Дифнанометр-прибор, предназначенный для измерения разности давления в двух точках.

«По принципу действия манометры классифицируются на:

  • — жидкостные;
  • — деформационные;
  • — грузопоршневые;
  • — электрические;». [2, с. 15]

К жидкостным относят манометры, принцип действия которых основан на разности давлений давлением столба жидкости. Примером такого манометра являются U- образные манометры. Они состоят из градуированных сообщающихся сосудов, в которых измеряемое давление можно определить по уровню жидкости в одном из сосудов.

Рис. 1.1. U-образиый жидкостный стеклян-ный мановакуумметр:

1 — U-образная стеклянная трубка; 2 —скобы крепления; 3 — основа; 4 — шкала.

Деформационные манометры основаны на зависимости степени деформации чувствительного элемента от давления, подаваемого на этот элемент. В основном в качестве чувствительного элемента выступает трубчатая пружина. О них поподробнее мы узнаем далее.

Электрические манометры работают на основе зависимости электрических параметров чувствительного элемента преобразователя от давления.

В грузопоршневых манометрах в качестве рабочего тела используется жидкость, которая создает давление. Это давление уравновешивается массой поршня и грузов.

По количеству грузов, необходимых для равновесия мы и определяем давление, которое создает жидкость.

Рис. 1.2. Принципиальная схема грузопоршневого манометра:

1—бак для масла, 2—насос, 3—клапаны, 4, 5, б —вентили подвода, слива и измерительной колонки соответст-венно, 7—измерительная колонка, 8, 9—стойки, 10, 11—вентили стоек, 12—пресс.

По назначению манометры подразделяются на общетехнические и эталонные. Общетехнические предназначены для проведения измерений в процессе производственной деятельности. В общетехнических конструктивно предусмотрена виброустойчивость к частотам находящимся в пределах 10-55 Гц. Также предусматривают устойчивость к внешним воздействиям таких как:

  • — попадание внешних предметов;
  • — температурные воздействия;
  • — попадание воды;

«Эталонные манометрические приборы предназначены для хранения и передачи размера единиц давления для обеспечения единства, достоверности и гарантии высокой точности измерений давления». [9, c. 3]

«По особенностям измеряемой среды все манометры классифицируются на:

  • • общетехнические;
  • • коррозионно-стойкие (кислотостойкие);
  • • виброустойчивые;
  • • специальные;
  • • кислородные;
  • • газовые». [6, c. 50]

Общетехнические манометрические приборы ориентированы на измерения в нормальных условиях. Изготавливаются из алюминия и медных сплавов.

Коррозионно-стойкие приборы изготавливаются из химически стойких материалов таких как сталь различной маркировки. Также снабжаются каленым многослойным стеклом.

Специальные манометры предназначены для измерения сред с отличными от нормальных условий, например для измерения давления вязких веществ или содержащих твердые частицы.

Читайте также:  Бирки на силовых кабелях

Виброустойчивые манометры используются в условиях эксплуатации, где частота вибрации превышает 55 Гц. Внутренний объем таких манометров заполняют вязкой жидкостью, например глицерином или силиконом. Корпус в виброустойчивом манометре должен быть герметичным и содержать в себе специальные уплотнители из каучуковых резин.

В газовых манометрах применяется ряд конструктивных решений, которые должны обеспечить безопасность в случае разрыва чувствительного элемента. Устанавливается разделительная перегородка между шкалой и чувствительным элементом. Смотровое окно в таких манометрах многослойное с упрочнением. На задней стенке предусмотрен разгрузочный клапан, который в случае превышения допустимого давления раскрывается и сбрасывает давление. При производстве особое внимание уделяют материалам т.к многие газы обладают специфическими свойствами.

«Кислородные манометры применяются для измерения давления в средах с долей кислорода 23% и более»[13, с. 3]. Так как при контакте кислорода с некоторыми органическими веществами и минеральными маслами он детонирует к ним предъявляют строгие требования у чистоте от масел . Конструктивно не отличаются от общетехнических манометров.

Необходимые метки на манометрах

На циферблате манометра обязательно должны быть нанесены:

  • 1) Единицы измерения;
  • 2) Рабочее положение прибора;
  • 3) Класс точности;
  • 4) Наименование измеряемой среды в случаем специального исполнения прибора;

Рекомендуется также наносить:

  • -товарный знак предприятия изготовителя;
  • -знак Государственного реестра;

В таблице 1.2 указаны основные обозначения на циферблате манометров.

Также должны обозначаться метки об устойчивости к внешним условиям.

И также обозначается степень защиты от внешних воздействий.

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.

Читайте также:  1 Комнатная квартира студия дизайн фото планировка

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.

Читайте также:  В каком районе деревня годы

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.

В единой международной системе единиц (система СИ), начавшей действовать в нашей стране в соответствии с ГОСТ 8.417-81 с 1 января 1982 г., принята основная единица давления – ньютон на квадратный метр (Н/м 2 , N / m 2 ), названная паскалем (Па). Один паскаль – это такое давление, которое испытывает 1 м 2 плоской поверхности под действием равномерно распределенной и перпендикулярно направленной к ней силы в 1 Н (ньютон). Единица Па весьма мала, что приводит на практике к использованию килопаскаля (кПа) или мегапаскаля (МПа).

Cистема CИ является логическим совершенствованием систем единиц СГС и МКГСС, что обусловливает параллельное их использование. Традиционная единица системы МКГСС (метр, килограмм-сила, секунда) килограмм-сила на квадратный метр (кгс/м 2 ) еще встречается в эксплуатируемых в настоящее время манометрических приборах. Многие предприятия традиционно используют такие внесистемные единицы давления, как: килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см 2 , kgf / cm 2 ), часто называемая технической атмосферой (ата, atm ); миллиметр водяного столба (мм вод. ст., mm H 2 О, mm WS ) и миллиметр ртутного столба (мм рт. ст., mmHg , torr ). При использовании для измерения давления столба жидкости (жидкостные манометры) последний должен быть отнесен к параметрам воды при 4 ° С , а ртуть при 0 ° С и нормальном ускорении свободного падения.

Кроме технической, может встречаться физическая атмосфера (физ. атм.), равная нормальному давлению атмосферного воздуха 760 мм рт. ст. при 0 ° С и нормальном ускорении свободного падения (760 мм рт. ст. = 101,325 кПа = 1,0332 кгс/см 2 ).

В физике и астрономии по прежнему используется система СГС (сантиметр, грамм, секунда). Давление в этой системе представляется как дина на квадратный сантиметр (дин/см 2 = 0,1 Па), что в нашей стране встречается очень редко, а также внесистемной единицей бар (1 бар = 10 5 Па = 1,0197 кгс/см 2 ), получившей широкое распространение во многих странах Западной Европы и принятой в измерении давления европейскими нормами/7-9/ за основную.

В ряде случаев импортные приборы могут быть отградуированы в рsi ( psig , psia , lb / in 2 ), определяемой как фунт (0,4536 кгс) на квадратный дюйм (6,452 см 2 ), а также в psf – фунт на квадратный фут (923,03 см 2 ).

Соотношения между единицами измерения давления, наиболее часто встречающиеся на практике, определяются выражением

Значения коэффициента k приведены в табл. 1.1.

Отечественные производители для внутреннего употребления традиционно используют единицу кгс/см 2 , хотя в Российской Федерации в установленном порядке допускаются к применению единицы величин Международной системы единиц, принятой Генеральной конференцией по мерам и весам, рекомендованные Международной организацией законодательной метрологии/5/.

Закон Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» устанавливает, что характеристики и параметры продукции, поставляемой на экспорт, в том числе средств измерений, могут быть выражены в единицах величин, установленных заказчиком.

Некоторые страны СНГ активно вводят единицу измерения Па.

Немецкий стандарт ( DIN 16014) указывал на возможность применения как Па, так и бар. В европейских нормах EN 837-1/7/, имеющих сегодня статус Немецкого стандарта, предпочтительной единицей измерения давления является bar . Стандарт EN 837-3/9/ допускает применять мбар для диапазона давлений ниже 60 кПа.

п риборы импортного исполнения поступают с единицами градуировки кРа, МPа, bаr, psi (таблицу приставок к единицам измерения СИ см. Прилож. 2.)

Часто в технических описаниях и практике технических измерений 0,1 МПа приравнена к 1 кгс/см 2 (1 ат). В настоящей книге, когда это не приводит к значительным погрешностям, также принимается такое допущение.

Ссылка на основную публикацию
В каком году появились первые жигули
Характеристики Название: 2101 21011 Топливо: Бензин Бензин Объём: 1 198 см3 1 294 см3 Макс. мощность: 64 л. с., при...
Буровая машина для колодцев
Многие домовладельцы стремятся обеспечить свой дом автономным водоснабжением, оборудуя на участке колодец. Источник воды необходим в населенных пунктах, испытывающих перебои...
Буровое оборудование и инструмент
Все буровые установки имеют однотипное, но разное по своим характеристикам буровое и энергетическое оборудование. Буровое оборудование (механизмы) подразделяется на: оборудование...
В каком месте лучше сажать смородину
Смородина – это лакомство, содержащее много витаминов и минералов. Сегодня большинство садоводов-любителей занимаются ее выращиванием. Если ухаживать правильно, то с...
Adblock detector