Ierīces pārspiediena mērīšanai sauc par manometriem, vakuuma (spiediens zem atmosfēras) - vakuuma mērītāji, pārspiediena un vakuuma - spiediena un vakuuma mērītāji, spiediena starpības (starpības) - diferenciālā spiediena mērītāji.
Galvenās komerciāli ražotās spiediena mērīšanas ierīces pēc darbības principa ir sadalītas šādās grupās:
Šķidrums - izmērīto spiedienu līdzsvaro šķidruma kolonnas spiediens;
Atspere - izmērīto spiedienu līdzsvaro cauruļveida atsperes, membrānas, silfonu uc elastīgās deformācijas spēks;
Virzulis - izmērīto spiedienu līdzsvaro spēks, kas iedarbojas uz noteikta šķērsgriezuma virzuli.
Atkarībā no lietošanas apstākļiem un mērķa rūpniecība ražo šādiem veidiem instrumenti spiediena mērīšanai:
Tehniskie - vispārējas nozīmes instrumenti iekārtu ekspluatācijai;
Kontrole - tehnisko ierīču pārbaudei to uzstādīšanas vietā;
Paraugs - kontroles un tehnisko instrumentu un mērījumu pārbaudei, kam nepieciešama paaugstināta precizitāte.
Atsperu spiediena mērītāji
Mērķis. Pārspiediena mērīšanai plaši izmanto manometrus, kuru darbības pamatā ir elastīga sensora elementa deformācijas izmantošana, kas rodas izmērītā spiediena ietekmē. Šīs deformācijas vērtība tiek pārsūtīta uz mērierīces nolasīšanas ierīci, kalibrēta spiediena vienībās.
Viena pagrieziena cauruļveida atspere (Bourdon caurule) visbiežāk tiek izmantota kā manometra sensora elements. Cita veida jutīgie elementi ir: daudzpagriezienu cauruļveida atspere, plakana gofrēta membrāna, harmoniskas formas membrāna - silfoni.
Ierīce. Spiediena mērītāji ar viena pagrieziena cauruļveida atsperi tiek plaši izmantoti, lai mērītu pārmērīgu spiedienu diapazonā no 0,6 līdz 1600 kgf/cm². Šādu manometru darba korpuss ir elipsveida vai ovāla šķērsgriezuma doba caurule, kas ir saliekta ap apkārtmēru par 270°.
Manometra ar viena pagrieziena cauruļveida atsperi konstrukcija ir parādīta 2.64. attēlā. Cauruļveida atspere - 2 ar atvērto galu ir stingri savienota ar manometra korpusā - 1 piestiprinātu turētāju - 6. Turētājs iziet cauri veidgabalam - 7 ar vītni, kas kalpo savienošanai ar gāzes vadu, kurā mēra spiedienu. Atsperes brīvais gals ir aizvērts ar aizbāzni ar šarnīra asi un noslēgts. Ar pavadas palīdzību - 5, tas ir savienots ar transmisijas mehānismu, kas sastāv no zobrata sektora - 4, savienots ar zobratu - 10, kas nekustīgi sēž uz ass kopā ar indikatora bultiņu - 3. Blakus zobratam atrodas plakana spirālveida atspere (mati) - 9, kuras viens gals ir savienots ar zobratu, bet otrs ir nekustīgi uzstādīts uz bagāžnieka. Mati pastāvīgi piespiež cauruli vienā sektora zobu pusē, tādējādi novēršot zobratu pretspēli (spēli) un nodrošinot vienmērīgu bultas kustību.
Rīsi. 2.64. Indikācijas manometrs ar viena pagrieziena cauruļveida atsperi
Elektriskie kontaktspiediena mērītāji
Mērķis. EKM EKV, EKMV un VE-16rb tipa manometri, vakuuma mērītāji un elektriskie kontaktspiediena mērītāji ir paredzēti gāzu un šķidrumu spiediena (izplūdes) mērīšanai, signalizācijai vai ieslēgšanas-izslēgšanas kontrolei, kas ir neitrālas attiecībā pret misiņu un tēraudu. VE-16rb tipa mērinstrumenti ir izgatavoti sprādziendrošā korpusā un var tikt uzstādīti ugunsbīstamās un sprādzienbīstamās vietās. Elektrisko kontaktierīču darba spriegums līdz 380V maiņstrāva vai līdz 220V DC.
Ierīce.Elektrisko kontaktspiediena mērītāju konstrukcija ir līdzīga atsperu manometriem, ar vienīgo atšķirību, ka manometra korpusam ir lieli ģeometriskie izmēri, pateicoties kontaktgrupu uzstādīšanai. Elektrisko kontaktspiediena mērītāju struktūra un galveno elementu saraksts ir parādīts attēlā. 2.65..
Spiediena mērītāji ir priekšzīmīgi.
Mērķis. Modeļu manometri un vakuuma mērītāji MO un VO tipa paredzēti manometru, vakuuma mērinstrumentu un spiediena un vakuuma mērītāju pārbaudei neagresīvu šķidrumu un gāzu spiediena un vakuuma mērīšanai laboratorijas apstākļos.
MKO tipa manometri un VKO tipa vakuuma mērītāji ir paredzēti, lai pārbaudītu darba manometru izmantojamību to uzstādīšanas vietā un veiktu pārspiediena un vakuuma kontroles mērījumus.
Rīsi. 2.65. Elektriskie kontaktspiediena mērītāji: a - EKM tips; ECMV; EKV;
B - tips VE - 16 Rb galvenās daļas: cauruļveida atspere; mērogs; mobilais
Mehānisms; kustīgu kontaktu grupa; ieplūdes armatūra
Elektriskie spiediena mērītāji
Mērķis. DER tipa elektriskie spiediena mērītāji ir paredzēti, lai nepārtraukti pārvērstu pārmērīgu vai vakuuma spiedienu vienotā maiņstrāvas izejas signālā. Šīs ierīces izmanto darbam kopā ar sekundārajām diferenciālo transformatoru ierīcēm, centralizētām vadības iekārtām un citiem informācijas uztvērējiem, kas savstarpējas induktivitātes dēļ spēj uztvert standarta signālu.
Ierīce un darbības princips. Ierīces darbības princips, tāpat kā manometriem ar viena pagrieziena cauruļveida atsperi, ir balstīts uz elastīgā sensora elementa deformācijas izmantošanu, kad tam tiek piemērots izmērītais spiediens. DER tipa elektriskā manometra struktūra ir parādīta attēlā. 2.65.(b). Ierīces elastīgais jutīgais elements ir cauruļveida atspere - 1, kas ir uzstādīta turētājā - 5. Pie turētāja ir pieskrūvēta sloksne - 6, uz kuras ir piestiprināta diferenciālā transformatora spole - 7. Uz turētāja ir uzstādītas arī pastāvīgas un mainīgas pretestības. Spole ir pārklāta ar sietu. Izmērītais spiediens tiek piegādāts turētājam. Turētājs ir piestiprināts pie korpusa - 2 skrūves - 4. Alumīnija sakausējuma korpuss ir aizvērts ar vāku, uz kura ir piestiprināts spraudsavienotājs - 3. Diferenciāļa transformatora serde - 8 ir savienota ar cauruļveida atsperes kustīgo galu ar speciālu skrūvi - 9. Piespiežot ierīci, cauruļveida atspere tiek deformēta, kas izraisa kustību, kas ir proporcionāla atsperes kustīgā gala un ar to saistītā diferenciālā transformatora serdeņa izmērītajam spiedienam.
Darbības prasības manometriem tehniskiem nolūkiem:
· uzstādot manometru, skalas slīpums no vertikāles nedrīkst pārsniegt 15°;
· nedarba stāvoklī mērierīces bultiņai jāatrodas nulles pozīcijā;
· manometrs ir verificēts, un tam ir zīmogs un zīmogs, kas norāda verifikācijas datumu;
· prombūtnē mehāniski bojājumi manometra korpuss, armatūras vītņota daļa utt.;
· digitālie svari ir labi redzami apkalpojošajam personālam;
· mērot mitras gāzveida vides (gāzes, gaisa) spiedienu, caurule manometra priekšā ir izgatavota cilpas veidā, kurā kondensējas mitrums;
· mērītā spiediena mērīšanas vietā (priekš manometra) jāuzstāda krāns vai vārsts;
· lai noblīvētu manometra armatūras savienojuma vietu, jāizmanto blīves, kas izgatavotas no ādas, svina, atlaidināta sarkanā vara un fluoroplastmasas. Tauvas un sarkanā svina izmantošana nav atļauta.
Spiediena mērītājs ir ierīce, kas paredzēta tvaika, ūdens u.c. spiediena mērīšanai un uzrādīšanai.
Tehniskais manometrs ir klasificēts kā cauruļveida atsperes manometrs.
Sastāv no: korpusa, stāvvada, dobas izliektas caurules, bultiņas, piedziņas, zobratu sektora, zobrata un atsperes. Galvenā daļa Spiediena mērītājs ir izliekta doba caurule, kas apakšējā galā ir savienota ar stāvvada dobo daļu. Caurules augšējais gals ir noslēgts un var kustēties, un, pārvietojoties, tas pārraida savu kustību uz zobratu sektoru, kas uzstādīts uz stāvvada, un pēc tam uz zobratu, uz kura ass atrodas bultiņa.
Kad izmērītajam spiedienam ir pievienots manometrs, spiediens caurules iekšpusē mēdz to iztaisnot, caurules kustība caur piedziņu tiek pārraidīta uz zobratu un bultiņu, bultiņa, kas pārvietojas pa skalu, parāda izmērīto spiedienu.
Pavasaris spiediena mērīšanai izmanto spiediena mērītājus plašās robežās. Šajās ierīcēs uztverto spiedienu līdzsvaro spēks, ko rada atsperes elastīgā deformācija. Tajos kā sensora elements tiek izmantotas cauruļveida, viena un vairāku apgriezienu atsperu plēšas, kastītes un plakanas membrānas.
Visbiežāk tiek izmantoti indikācijas spiediena mērītāji ar viena pagrieziena cauruļveida atsperi, kas ir aplī saliekta caurule. Viens tā gals ir savienots ar nipeli, kas kalpo spiediena padevei, bet otrs ir aizvērts ar aizbāzni un noslēgts. Dobas caurules šķērsgriezumam ir ovāla vai elipses forma, kuras mazākā ass sakrīt ar pašas atsperes rādiusu. Kad tiek izdarīts spiediens uz atsperes iekšējo dobumu, caurules šķērsgriezums tiek deformēts, cenšoties iegūt visstabilāko apļveida formu. Šajā gadījumā caurules brīvais gals (pieslēgts) pārvieto attālumu, kas ir proporcionāls izmērītajam spiedienam, un ar vilces palīdzību pagriež zobratu sektoru. Tā rezultātā bultiņa griežas leņķī. Atstarpju izvēli eņģēs un zobratā nodrošina spirālveida atspere (mats), kas ar vienu galu piestiprināta pie cilts ass, bet otrs uz kronšteina. Indikācijas bultiņas griešanās tiek skaitīta apļveida skalā ar pārklājuma leņķi 270*C. Transmisijas mehānisma regulēšana noteiktam bultiņas griešanās leņķim tiek veikta, mainot vadītāja (stieņa) piestiprināšanas punkta stāvokli pārnesumu sektora apakšējās rokas spraugā. Ierīces korpuss apaļa forma. Tajā ir ciparnīcas formas skala.
Saskaņā ar darbības principu manometrus iedala šķidruma, atsperu, virzuļa un elektrisko.
Šķidruma spiediena mērītāju darbības pamatā ir izmērītā spiediena līdzsvarošana ar šķidruma kolonnu.
Spiediens ir vienmērīgi sadalīts spēks, kas darbojas perpendikulāri uz laukuma vienību. Tas var būt atmosfēras (zemei tuvās atmosfēras spiediens), pārpalikums (pārsniedz atmosfēras spiedienu) un absolūtais (atmosfēras un pārpalikuma summa). Absolūto spiedienu, kas ir zemāks par atmosfēras līmeni, sauc par retinātu, un dziļu retināšanu sauc par vakuumu.
Spiediena mērvienība Starptautiskajā vienību sistēmā (SI) ir Paskāls (Pa). Viens Paskāls ir spiediens, ko rada viena Ņūtona spēks uz viena laukuma kvadrātmetru. Tā kā šī vienība ir ļoti maza, tiek izmantotas arī vienības, kas ir tās reizinātas: kilopaskāls (kPa) = Pa; megapaskāls (MPa) = Pa utt. Sarežģītības dēļ pārejai no iepriekš izmantotajām spiediena mērvienībām uz Paskāla mērvienībām uz laiku ir atļauts izmantot šādas mērvienības: kilograms-spēks uz kvadrātcentimetru (kgf/cm) = 980665 Pa; kilogramu spēks uz kvadrātmetru (kgf/m) vai ūdens staba milimetru (mmH2O) = 9,80665 Pa; dzīvsudraba staba milimetrs (mmHg) = 133,332 Pa.
Spiediena kontroles ierīces tiek klasificētas atkarībā no tajās izmantotās mērīšanas metodes, kā arī izmērītās vērtības rakstura.
Saskaņā ar mērīšanas metodi, kas nosaka darbības principu, šīs ierīces iedala šādās grupās:
Šķidrums, kurā spiedienu mēra, balansējot to ar šķidruma kolonnu, kuras augstums nosaka spiediena lielumu;
Atsperes (deformācijas), kurās spiediena vērtību mēra, nosakot elastīgo elementu deformācijas mēru;
Svara virzulis, kura pamatā ir spēku līdzsvarošana, ko rada, no vienas puses, izmērīts spiediens un, no otras puses, kalibrēti atsvari, kas iedarbojas uz virzuli, kas ievietots cilindrā.
Elektriskais, kurā spiedienu mēra, pārvēršot tā vērtību elektriskajā vērtībā, un izmērot materiāla elektriskās īpašības atkarībā no spiediena vērtības.
Atkarībā no izmērītā spiediena veida ierīces iedala šādi:
Spiediena mērītāji, kas paredzēti pārspiediena mērīšanai;
Vakuuma mērītāji, ko izmanto retināšanas (vakuuma) mērīšanai;
Spiediena un vakuuma mērītāji pārspiediena un vakuuma mērīšanai;
Spiediena mērītāji, ko izmanto neliela pārspiediena mērīšanai;
Vilces mērītāji, ko izmanto mazu vakuumu mērīšanai;
Vilces spiediena mērītāji, kas paredzēti zema spiediena un vakuuma mērīšanai;
Diferenciālie spiediena mērītāji (diferenciālie spiediena mērītāji), ar kuriem mēra spiediena atšķirības;
Barometri, ko izmanto barometriskā spiediena mērīšanai.
Visbiežāk tiek izmantoti atsperes vai deformācijas mērītāji. Galvenie šo ierīču jutīgo elementu veidi ir parādīti attēlā. 1.
Rīsi. 1. Deformācijas spiediena mērītāju jutīgo elementu veidi
a) - ar viena pagrieziena cauruļveida atsperi (Bourdon caurule)
b) - ar daudzpagriezienu cauruļveida atsperi
c) - ar elastīgām membrānām
d) - plēšas.
Ierīces ar cauruļveida atsperēm.
Šo ierīču darbības princips ir balstīts uz izliektas caurules (cauruļveida atsperes) ar neapaļo šķērsgriezumu īpašību mainīt tās izliekumu, mainoties spiedienam caurules iekšpusē.
Atkarībā no atsperes formas ir viena pagrieziena atsperes (1.a att.) un daudzpagriezienu atsperes (1.b att.). Daudzpagriezienu cauruļveida atsperu priekšrocība ir tāda, ka brīvā gala kustība ir lielāka nekā viena pagrieziena cauruļveida atsperēm ar tādām pašām ieejas spiediena izmaiņām. Trūkums ir ievērojamie ierīču izmēri ar šādām atsperēm.
Spiediena mērītāji ar viena pagrieziena cauruļveida atsperi ir viens no visizplatītākajiem atsperu instrumentu veidiem. Šādu ierīču jutīgais elements ir eliptiska vai ovāla šķērsgriezuma caurule 1 (2. att.), kas saliekta apļveida lokā un vienā galā noslēgta. Caurules atvērtais gals caur turētāju 2 un nipeli 3 ir savienots ar izmērītā spiediena avotu. Caurules 4 brīvais (lodētais) gals ir savienots ar transmisijas mehānismu ar bultiņas asi, kas pārvietojas pa instrumenta skalu.
Manometru caurules, kas paredzētas spiedienam līdz 50 kg/cm, ir izgatavotas no vara, un manometru caurules, kas paredzētas lielākam spiedienam, ir izgatavotas no tērauda.
Neapaļa šķērsgriezuma izliektas caurules īpašība mainīt lieces apjomu, mainoties spiedienam tās dobumā, ir šķērsgriezuma formas maiņas sekas. Spiediena ietekmē caurules iekšpusē elipsveida vai plakana-ovāla daļa, deformējoties, tuvojas apļveida sekcijai (elipses vai ovāla mazākā ass palielinās, bet galvenā ass samazinās).
Caurules brīvā gala kustība, kad tā ir deformēta noteiktās robežās, ir proporcionāla izmērītajam spiedienam. Pie spiediena, kas pārsniedz noteikto robežu, caurulē rodas atlikušās deformācijas, kas padara to nepiemērotu mērījumiem. Tāpēc maksimāli darba spiediens manometram jābūt zem proporcionālās robežas ar zināmu drošības rezervi.
Rīsi. 2. Atsperes manometrs
Caurules brīvā gala kustība spiediena ietekmē ir ļoti maza, tāpēc, lai palielinātu instrumenta rādījumu precizitāti un skaidrību, tiek ieviests transmisijas mehānisms, kas palielina caurules gala kustības mērogu. Tas sastāv (2. att.) no zobrata sektora 6, zobrata 7, kas savienojas ar sektoru, un spirālveida atsperes (matiņa) 8. Manometra 9 indikācijas bultiņa ir piestiprināta pie zobrata 7 ass. Atspere 8 ir piestiprināts vienā galā pie zobrata ass, bet otrs pie fiksēta punkta uz mehānisma plāksnes. Atsperes mērķis ir novērst rādītāja brīvkustību, izvēloties spraugas zobrata sajūgā un mehānisma eņģu savienojumos.
Diafragmas spiediena mērītāji.
Membrānas manometru jutīgais elements var būt stingra (elastīga) vai ļengana membrāna.
Elastīgās membrānas ir vara vai misiņa diski ar rievojumu. Gofrēšana palielina membrānas stingrību un tās spēju deformēties. No šādām membrānām tiek izgatavotas membrānas kastes (sk. 1.c att.), un no kastēm tiek izgatavoti bloki.
Slābās membrānas ir izgatavotas no gumijas uz audu bāzes viena faila disku veidā. Tos izmanto nelielu pārspiedienu un vakuuma mērīšanai.
Diafragmas spiediena mērītāji var būt ar lokāliem rādījumiem, ar elektrisku vai pneimatisko rādījumu pārraidi uz sekundārajiem instrumentiem.
Piemēram, apsveriet DM tipa membrānas diferenciālā spiediena mērītāju, kas ir bezsmēra membrānas tipa sensors (3. att.) ar diferenciālo transformatoru sistēmu izmērītā daudzuma vērtības pārsūtīšanai uz KSD tipa sekundāro ierīci.
Rīsi. 3 Membrānas diferenciālā spiediena mērītāja DM projektēšana
Diferenciālā spiediena mērītāja jutīgais elements ir membrānas bloks, kas sastāv no divām membrānas kastēm 1 un 3, piepildītas ar silikona šķidrumu, kas atrodas divās atsevišķās kamerās, kas atdalītas ar starpsienu 2.
Diferenciālā transformatora pārveidotāja 5 dzelzs serde 4 ir pievienota augšējās membrānas centram.
Augstāks (pozitīvs) izmērītais spiediens tiek piegādāts apakšējai kamerai, bet zemāks (mīnus) spiediens tiek piegādāts augšējai kamerai. Izmērītās spiediena starpības spēku līdzsvaro citi spēki, kas rodas, deformējot membrānas kārbu 1 un 3.
Palielinoties spiediena kritumam, membrānas kārba 3 saraujas, šķidrums no tās ieplūst 1. kastē, kas izplešas un pārvieto diferenciālā transformatora pārveidotāja serdi 4. Samazinoties spiediena kritumam, membrānas kārba 1 tiek saspiesta un šķidrums no tās tiek iespiests 3. kastē. Tajā pašā laikā serde 4 virzās uz leju. Tādējādi kodola novietojums, t.i. diferenciālā transformatora ķēdes izejas spriegums ir unikāli atkarīgs no spiediena krituma vērtības.
Lai strādātu tehnoloģisko procesu uzraudzības, regulēšanas un vadības sistēmās, nepārtraukti pārveidojot vidējo spiedienu standarta strāvas izejas signālā un pārraidot to uz sekundārajām ierīcēm vai izpildmehānismiem, tiek izmantoti Sapphire tipa sensori-pārveidotāji.
Šāda veida spiediena devēji tiek izmantoti: absolūtā spiediena mērīšanai ("Sapphire-22DA"), pārspiediena mērīšanai ("Sapphire-22DI"), vakuuma mērīšanai ("Sapphire-22DV"), spiediena mērīšanai - vakuuma ("Sapphire-22DIV"). "), hidrostatiskais spiediens ("Sapphire-22DG").
Pārveidotāja SAPFIR-22DG dizains ir parādīts attēlā. 4. Tos izmanto, lai mērītu neitrālu un agresīvu vidi hidrostatisko spiedienu (līmeņus) temperatūrā no -50 līdz 120 °C. Mērījumu augšējā robeža ir 4 MPa.
Rīsi. 4 Pārveidotāja ierīce "SAPHIRE -22DG"
Membrānas sviras tipa tenzometra devējs 4 ir ievietots pamatnes 8 iekšpusē slēgtā dobumā 10, kas piepildīts ar silikona šķidrumu, un ir atdalīts no mērītās vides ar metāla gofrētām membrānām 7. Tensionometra devēja jutīgie elementi ir plēve. deformācijas mērītāji 11, kas izgatavoti no silīcija, novietoti uz plāksnes 10, kas izgatavota no safīra.
Membrānas 7 ir metinātas gar ārējo kontūru līdz pamatnei 8 un savienotas viena ar otru ar centrālo stieni 6, kas ar stieņa 5 palīdzību ir savienots ar tenzometra devēja sviras 4 galu. Atloki 9 ir noslēgti ar blīvēm 3 Pozitīvo atloku ar atvērtu membrānu izmanto devēja uzstādīšanai tieši uz procesa tvertnes. Izmērītā spiediena ietekme izraisa membrānu 7 novirzi, deformācijas mērītāja devēja membrānas 4 izliekšanos un deformācijas mērītāju pretestības izmaiņas. Elektriskais signāls no tenzometra devēja tiek pārsūtīts no mērierīces pa vadiem caur noslēgto ieeju 2 uz elektronisko ierīci 1, kas pārvērš deformācijas mērītāju pretestības izmaiņas strāvas izejas signāla izmaiņās vienā no diapazonā (0-5) mA, (0-20) mA, (4-20) mA.
Mērvienība var izturēt vienpusēju pārslodzi ar darba pārspiedienu bez iznīcināšanas. To nodrošina fakts, ka šādas pārslodzes laikā viena no membrānām 7 balstās uz pamatnes 8 profilēto virsmu.
Iepriekš minētajām Sapphire-22 pārveidotāju modifikācijām ir līdzīga ierīce.
Mērpārveidotāji hidrostatiskās un absolūtais spiediens"Sapphire-22K-DG" un "Sapphire-22K-DA" ir izejas strāvas signāls (0-5) mA vai (0-20) mA vai (4-20) mA, kā arī elektriskā koda signāls, kura pamatā ir RS interfeiss 485.
Jutīgs elements silfonu spiediena mērītāji un diferenciālā spiediena mērītāji ir plēšas - harmoniskas membrānas (metāla gofrētas caurules). Izmērītais spiediens izraisa silfona elastīgo deformāciju. Spiediena mērs var būt vai nu silfona brīvā gala kustība, vai deformācijas laikā radītais spēks.
Shematiska diagramma Silfona diferenciālā spiediena mērītājs DS tips parādīts 5. att. Šādas ierīces jutīgais elements ir viens vai divi silfoni. Silfoni 1 un 2 vienā galā ir piestiprināti pie fiksētas pamatnes, bet otrā galā ir savienoti ar kustīgu stieni 3. Silfonu iekšējie dobumi ir piepildīti ar šķidrumu (ūdens-glicerīna maisījums, silīcija organiskais šķidrums) un savienoti viens ar otru. Mainoties diferenciālajam spiedienam, viens no silfoniem saraujas, iespiežot šķidrumu otrā silfonā un pārvietojot silfona bloka stieni. Stieņa kustība tiek pārvērsta pildspalvas, rādītāja, integratora raksta vai tālvadības pārraides signāla kustībā, kas ir proporcionāla izmērītajai spiediena starpībai.
Nominālo spiediena kritumu nosaka spirālveida atsperu bloks 4.
Kad spiediena kritumi ir lielāki par nominālo, stikli 5 bloķē kanālu 6, apturot šķidruma plūsmu un tādējādi novēršot silfonu iznīcināšanu.
Rīsi. 5 Silfona diferenciālā spiediena mērītāja shematiskā diagramma
Lai iegūtu ticamu informāciju par jebkura parametra vērtību, ir precīzi jāzina mērīšanas ierīces kļūda. Ierīces galvenās kļūdas noteikšana dažādos skalas punktos noteiktos intervālos tiek veikta, to pārbaudot, t.i. salīdziniet verificējamās ierīces rādījumus ar precīzākas standarta ierīces rādījumiem. Parasti instrumentus vispirms pārbauda ar pieaugošu izmērītās vērtības vērtību (gājiens uz priekšu), bet pēc tam ar samazinošu vērtību (gājiens atpakaļgaitā).
Spiediena mērītājus pārbauda trīs veidos: pārbaudot nulles punktu, darba punktu un pilnu pārbaudi. Šajā gadījumā pirmās divas pārbaudes tiek veiktas tieši darba vietā, izmantojot trīsceļu vārstu (6. att.).
Darbības punktu pārbauda, savienojot vadības manometru ar darba manometru un salīdzinot to rādījumus.
Pilna manometru pārbaude tiek veikta laboratorijā uz kalibrēšanas preses vai virzuļa manometra, pēc manometra noņemšanas no darba vietas.
Spiediena mērītāju pārbaudei paredzētās kravnesības iekārtas darbības princips ir balstīts uz to spēku līdzsvarošanu, ko rada, no vienas puses, izmērītais spiediens un, no otras puses, slodzes, kas iedarbojas uz cilindrā ievietoto virzuli.
Rīsi. 6. Shēmas manometra nulles un darbības punktu pārbaudei, izmantojot trīsceļu vārstu.
Trīsceļu vārstu pozīcijas: 1 - darba; 2 - nulles punkta verifikācija; 3 - darbības punkta pārbaude; 4 - impulsa līnijas attīrīšana.
Ierīces pārspiediena mērīšanai sauc par manometriem, vakuuma (spiediens zem atmosfēras) - vakuuma mērītāji, pārspiediena un vakuuma - spiediena un vakuuma mērītāji, spiediena starpības (starpības) - diferenciālā spiediena mērītāji.
Galvenās komerciāli ražotās spiediena mērīšanas ierīces pēc darbības principa ir sadalītas šādās grupās:
Šķidrums - izmērīto spiedienu līdzsvaro šķidruma kolonnas spiediens;
Atspere - izmērīto spiedienu līdzsvaro cauruļveida atsperes, membrānas, silfonu uc elastīgās deformācijas spēks;
Virzulis - izmērīto spiedienu līdzsvaro spēks, kas iedarbojas uz noteikta šķērsgriezuma virzuli.
Atkarībā no lietošanas apstākļiem un mērķa nozare ražo šāda veida spiediena mērīšanas ierīces:
Magnetomodulācijas ierīces spiediena mērīšanai
Šādās ierīcēs spēks tiek pārvērsts signālā elektriskā strāva pateicoties magnēta kustībai, kas saistīta ar elastīgu komponentu. Kustības laikā magnēts iedarbojas uz magnētiskās modulācijas pārveidotāju.
Elektrisko signālu pastiprina pusvadītāju pastiprinātājā un nosūta uz sekundārajām elektriskām mērierīcēm.
Deformācijas mērītāji
Pārveidotāji, kuru pamatā ir deformācijas mērītājs, darbojas, pamatojoties uz tenzometra elektriskās pretestības atkarību no deformācijas apjoma.
5. att
Tenzijas mērītāji (1) (5. attēls) ir piestiprināti pie ierīces elastīgā elementa. Elektriskais signāls izejā rodas deformācijas mērītāja pretestības izmaiņu dēļ, un to reģistrē sekundārās mērierīces.
Elektriskie kontaktspiediena mērītāji
6. att
Ierīces elastīgā sastāvdaļa ir cauruļveida viena pagrieziena atspere. Kontakti (1) un (2) tiek izveidoti jebkādām zīmēm uz instrumenta skalas, pagriežot skrūvi galvā (3), kas atrodas stikla ārpusē.
Kad spiediens samazinās un sasniedz savu apakšējo robežu, bultiņa (4), izmantojot kontaktu (5), ieslēgs atbilstošās krāsas lampas ķēdi. Kad spiediens palielinās līdz augšējai robežai, kas tiek iestatīta ar kontaktu (2), bultiņa aizver sarkanās lampas ķēdi ar kontaktu (5).
Precizitātes klases
Mērīšanas manometrus iedala divās klasēs:
Priekšzīmīga.
Strādnieki.
Modeļa instrumenti nosaka ražošanas tehnoloģijā iesaistīto darba instrumentu rādījumu kļūdu.
Precizitātes klase ir savstarpēji saistīta ar pieļaujamo kļūdu, kas ir manometra novirzes lielums no faktiskajām vērtībām. Ierīces precizitāti nosaka maksimālās pieļaujamās kļūdas procentuālā attiecība pret nominālo vērtību. Jo augstāks procents, jo zemāka ir ierīces precizitāte.
Modeļu manometriem ir daudz augstāka precizitāte nekā darba modeļiem, jo tie kalpo, lai novērtētu ierīču darba modeļu rādījumu konsekvenci. References manometrus izmanto galvenokārt laboratorijas apstākļos, tāpēc tie tiek ražoti bez papildu aizsardzība no ārējās vides.
Atsperu spiediena mērītājiem ir 3 precizitātes klases: 0,16, 0,25 un 0,4. Manometru darba modeļiem ir precizitātes klases no 0,5 līdz 4.
Spiediena mērītāju pielietojums
Spiediena mērīšanas instrumenti ir vispopulārākās ierīces dažādas nozares rūpniecība, strādājot ar šķidrām vai gāzveida izejvielām.
Mēs uzskaitām galvenās vietas, kur šādas ierīces tiek izmantotas:
- Gāzes un naftas rūpniecībā.
- Siltumtehnikā enerģijas nesēja spiediena kontrolei cauruļvados.
- Aviācijas nozarē, automobiļu rūpniecībā, lidmašīnu un automobiļu apkopē.
- Mašīnbūves nozarē, izmantojot hidromehāniskās un hidrodinamiskās vienības.
- Medicīnas ierīcēs un instrumentos.
- Dzelzceļa iekārtās un transportā.
- Ķīmiskajā rūpniecībā vielu spiediena noteikšanai tehnoloģiskajos procesos.
- Vietās, kur pneimatiskie mehānismi un vienības.
Pilna teksta meklēšana.
Spiediena mērīšanai izmanto manometrus un barometrus. Mērīšanai izmanto barometrus atmosfēras spiediens. Citiem mērījumiem tiek izmantoti spiediena mērītāji. Vārds spiediena mērītājs cēlies no divi Grieķu vārdi: manos - brīvs, metreo - mērīšana.
Cauruļveida metāla spiediena mērītājs
Pastāv Dažādi veidi spiediena mērītāji. Apskatīsim tuvāk divus no tiem. Nākamajā attēlā redzams cauruļveida metāla manometrs.
To 1848. gadā izgudroja francūzis E. Burdons. Nākamajā attēlā parādīts tā dizains.
Galvenās sastāvdaļas ir: lokā izliekta doba caurule (1), bulta (2), zobrati (3), krāns (4), svira (5).
Cauruļveida manometra darbības princips
Viens caurules gals ir noslēgts. Caurules otrā galā, izmantojot krānu, to savieno ar trauku, kurā jāmēra spiediens. Ja spiediens sāk palielināties, caurule izlocīsies, tādējādi iedarbojoties uz sviru. Svira ir savienota ar bultiņu caur pārnesumu, tāpēc, palielinoties spiedienam, bultiņa novirzīsies, norādot spiedienu.
Ja spiediens samazinās, caurule salieksies un bultiņa pārvietosies pretējā virzienā.
Šķidruma spiediena mērītājs
Tagad apskatīsim cita veida spiediena mērītāju. Nākamajā attēlā redzams šķidruma spiediena mērītājs. Tas ir veidots kā U.
Tas sastāv no stikla caurules burta U formā. Šajā caurulē ielej šķidrumu. Viens no caurules galiem ir savienots ar gumijas cauruli ar apaļu plakanu kastīti, kas ir pārklāta ar gumijas plēvi.
Šķidruma spiediena mērītāja darbības princips
Sākotnējā stāvoklī ūdens caurulēs būs vienā līmenī. Ja uz gumijas plēvi tiek izdarīts spiediens, šķidruma līmenis vienā manometra līknē samazināsies, bet otrā - palielināsies.
Tas ir parādīts attēlā iepriekš. Uzspiežam uz plēves ar pirkstu.
Kad mēs uzspiežam uz plēves, gaisa spiediens kastē palielinās. Spiediens tiek pārnests caur cauruli un sasniedz šķidrumu, izspiežot to. Samazinoties līmenim šajā elkoņā, paaugstināsies šķidruma līmenis otrā caurules elkoņā.
Pēc šķidruma līmeņu atšķirības būs iespējams spriest par atšķirību starp atmosfēras spiedienu un spiedienu, kas tiek iedarbināts uz plēvi.
Nākamajā attēlā parādīts, kā izmantot šķidruma spiediena mērītāju, lai mērītu spiedienu šķidrumā dažādos dziļumos.
Spiediena mērītājs ir kompakta mehāniska ierīce spiediena mērīšanai. Atkarībā no modifikācijas tas var darboties ar gaisu, gāzi, tvaiku vai šķidrumu. Ir daudz veidu spiediena mērītāju, kuru pamatā ir spiediena nolasīšanas princips mērītajā vidē, un katram no tiem ir savs pielietojums.
Lietošanas joma
Spiediena mērītāji ir viens no visizplatītākajiem instrumentiem, ko var atrast dažādās sistēmās:
- Apkures katli.
- Gāzes vadi.
- Ūdensvadi.
- Kompresori.
- Autoklāvi.
- Cilindri.
- Gaisa balonu gaisa šautenes utt.
Ārēji manometrs atgādina dažādu diametru, visbiežāk 50 mm, zemu cilindru, kas sastāv no metāla korpusa ar stikla vāks. Caur stikla daļu var redzēt skalu ar atzīmēm spiediena mērvienībās (Bar vai Pa). Korpusa sānos ir caurule ar ārējo vītni ieskrūvēšanai sistēmas caurumā, kurā nepieciešams izmērīt spiedienu.
Kad spiediens tiek ievadīts mērītajā vidē, gāze vai šķidrums caur cauruli nospiež manometra iekšējo mehānismu, kas noved pie bultiņas leņķa novirzes, kas norāda uz skalu. Jo lielāks radītais spiediens, jo vairāk adata novirzās. Skaitlis uz skalas, kur rādītājs apstājas, atbildīs spiedienam mērītajā sistēmā.
Spiediens, ko var izmērīt manometrs
Spiediena mērītāji ir universāli mehānismi, ko var izmantot dažādu vērtību mērīšanai:
- Pārmērīgs spiediens.
- Vakuuma spiediens.
- Spiediena atšķirības.
- Atmosfēras spiediens.
Šo ierīču izmantošana ļauj kontrolēt dažādus tehnoloģiskos procesus un novērst ārkārtas situācijas. Spiediena mērītāji, kas paredzēti lietošanai īpaši nosacījumi var būt papildu izmaiņas ķermenī. Tā var būt aizsardzība pret sprādzieniem, izturība pret koroziju vai paaugstināta vibrācija.
Spiediena mērītāju veidi
Spiediena mērītāji tiek izmantoti daudzās sistēmās, kur ir spiediens, kam jābūt skaidri noteiktā līmenī. Ierīces lietošana ļauj to uzraudzīt, jo nepietiekama vai pārmērīga iedarbība var kaitēt dažādiem tehnoloģiskie procesi. Turklāt pārmērīgs spiediens izraisa konteineru un cauruļu plīsumus. Šajā sakarā ir izveidoti vairāku veidu spiediena mērītāji, kas paredzēti īpašiem darbības apstākļiem.
Viņi ir:
- Priekšzīmīga.
- Vispārējā tehniskā.
- Elektriskais kontakts.
- Īpašs.
- Pašierakstīšana.
- Kuģa.
- Dzelzceļš.
Priekšzīmīga spiediena mērītājs paredzēts citu līdzīgu pārbaudei mērīšanas iekārtas. Šādas ierīces nosaka pārmērīga spiediena līmeni dažādās vidēs. Līdzīgas ierīces aprīkots ar īpaši precīzu mehānismu, kas nodrošina minimālu kļūdu. To precizitātes klase svārstās no 0,05 līdz 0,2.
Vispārējā tehniskā tiek izmantoti vispārējā vidē, kas nesasalst ledū. Šādām ierīcēm ir precizitātes klase no 1,0 līdz 2,5. Tie ir izturīgi pret vibrāciju, tāpēc tos var uzstādīt uz transporta un apkures sistēmām.
Elektriskais kontakts ir īpaši izstrādāti, lai uzraudzītu un brīdinātu par bīstamas slodzes augšējās robežas sasniegšanu, kas var iznīcināt sistēmu. Šādas ierīces izmanto ar dažādiem līdzekļiem, piemēram, šķidrumiem, gāzēm un tvaikiem. Šim aprīkojumam ir iebūvēts elektriskās ķēdes vadības mehānisms. Kad parādās pārmērīgs spiediens, manometrs dod signālu vai mehāniski izslēdz padeves iekārtu, kas sūknē spiedienu. Arī elektriskie kontaktspiediena mērītāji var ietvert īpašu vārstu, kas samazina spiedienu līdz drošam līmenim. Šādas ierīces novērš negadījumus un sprādzienus katlu telpās.
Īpašs Spiediena mērītāji ir paredzēti darbam ar noteiktu gāzi. Šādām ierīcēm parasti ir krāsaini korpusi, nevis klasiski melni. Krāsa atbilst gāzei, ar kuru šī ierīce var darboties. Arī uz skalas tiek izmantoti īpaši marķējumi. Piemēram, manometri amonjaka spiediena mērīšanai, ko parasti uzstāda rūpnieciskajās aukstumiekārtās, ir krāsaini dzeltens. Šādam aprīkojumam ir precizitātes klase no 1,0 līdz 2,5.
Pašierakstīšana tiek izmantoti vietās, kur nepieciešams ne tikai vizuāli uzraudzīt sistēmas spiedienu, bet arī reģistrēt indikatorus. Viņi raksta diagrammu, ko var izmantot, lai skatītu spiediena dinamiku jebkurā laika periodā. Šādas ierīces var atrast laboratorijās, kā arī termoelektrostacijās, konservu rūpnīcās un citos pārtikas uzņēmumos.
Kuģa ietver plašu sastāvs spiediena mērītāji, kuriem ir aizsargāts korpuss no atmosfēras iedarbība. Tie var strādāt ar šķidrumu, gāzi vai tvaiku. Viņu vārdus var atrast uz ielu gāzes izplatītājiem.
Dzelzceļš spiediena mērītāji ir paredzēti, lai uzraudzītu pārmērīgu spiedienu mehānismos, kas apkalpo elektriskos dzelzceļa transportlīdzekļus. Jo īpaši tie tiek izmantoti hidrauliskās sistēmas, pārvietojot sliedes, pagarinot izlici. Šādām ierīcēm ir paaugstināta izturība pret vibrācijām. Tie ne tikai iztur triecienu, bet arī skalas indikators nereaģē uz ķermeņa mehānisko spriedzi, precīzi parādot spiediena līmeni sistēmā.
Spiediena mērītāju veidi, kuru pamatā ir mehānisms spiediena mērīšanai vidē
Spiediena mērītāji atšķiras arī ar iekšējo mehānismu, kā rezultātā tiek ņemti spiediena rādījumi sistēmā, kurai tie ir pievienoti. Atkarībā no ierīces tie ir:
- Šķidrums.
- Pavasaris.
- Membrāna.
- Elektriskais kontakts.
- Diferenciāls.
Šķidrums Spiediena mērītājs ir paredzēts šķidruma kolonnas spiediena mērīšanai. Šādas ierīces darbojas pēc kuģu saziņas fiziskā principa. Lielākajai daļai ierīču ir redzams darba šķidruma līmenis, no kura tās ņem rādījumus. Šīs ierīces ir vienas no retāk izmantotajām. Saskaroties ar šķidrumu, tie iekšējā daļa kļūst netīrs, tāpēc pamazām zūd caurspīdīgums, kļūst grūti vizuāli noteikt rādījumus. Šķidruma spiediena mērītāji bija vieni no pirmajiem izgudrotajiem, taču tie joprojām tiek atrasti.
Pavasaris spiediena mērītāji ir visizplatītākie. Viņiem ir vienkāršs dizains kas ir piemērots remontam. To mērījumu robežas parasti svārstās no 0,1 līdz 4000 bāriem. Pats šāda mehānisma jutīgais elements ir ovāla caurule, kas saraujas zem spiediena. Spēks, kas nospiež cauruli, caur īpašu mehānismu tiek pārnests uz rādītāju, kas griežas noteiktā leņķī, norādot uz skalu ar marķējumu.
Membrāna Spiediena mērītājs darbojas pēc pneimatiskās kompensācijas fiziskā principa. Ierīces iekšpusē ir īpaša membrāna, kuras novirzes līmenis ir atkarīgs no radītā spiediena ietekmes. Parasti divas membrānas tiek pielodētas kopā, lai izveidotu kastīti. Mainoties kastes tilpumam, jutīgais mehānisms novirza bultiņu.
Elektriskais kontakts Spiediena mērītājus var atrast sistēmās, kas automātiski uzrauga spiedienu un regulē to vai signalizē, kad ir sasniegts kritiskais līmenis. Ierīcei ir divas bultiņas, kuras var pārvietot. Viens ir iestatīts uz minimālo spiedienu, bet otrs uz maksimālo. Elektriskās ķēdes kontakti ir uzstādīti ierīces iekšpusē. Kad spiediens sasniedz vienu no kritiskajiem līmeņiem, elektriskā ķēde tiek aizvērta. Tā rezultātā vadības panelī tiek ģenerēts signāls vai tiek iedarbināts automātisks mehānisms avārijas atiestatīšanai.
Diferenciāls Spiediena mērītāji ir viens no sarežģītākajiem mehānismiem. Tie darbojas pēc deformācijas mērīšanas principa īpašos blokos. Šie manometra elementi ir jutīgi pret spiedienu. Blokam deformējoties, īpašs mehānisms pārraida izmaiņas uz bultiņu, kas norāda uz skalu. Rādītājs kustas, līdz izmaiņas sistēmā apstājas un apstājas noteiktā līmenī.
Precizitātes klase un mērījumu diapazons
Jebkuram manometram ir tehniskā pase, kas norāda tā precizitātes klasi. Indikatoram ir skaitliska izteiksme. Jo mazāks skaitlis, jo precīzāka ierīce. Lielākajai daļai instrumentu norma ir precizitātes klase no 1,0 līdz 2,5. Tos izmanto gadījumos, kad nelielai novirzei nav īpašas nozīmes. Lielāko kļūdu parasti rada ierīces, ar kurām autobraucēji mēra gaisa spiedienu riepās. Viņu klase bieži nokrītas līdz 4,0. Labākā klase Parauga manometriem ir precizitāte, no kuriem vismodernākie darbojas ar kļūdu 0,05.
Katrs manometrs ir paredzēts darbam noteiktā spiediena diapazonā. Masīvie modeļi, kas ir pārāk jaudīgi, nespēs fiksēt minimālas svārstības. Ļoti jutīgas ierīces, ja tās tiek pakļautas pārmērīgai iedarbībai, sabojājas vai tiek iznīcinātas, izraisot sistēmas spiediena samazināšanos. Šajā sakarā, izvēloties manometru, jums jāpievērš uzmanība šim indikatoram. Parasti tirgū var atrast modeļus, kas spēj reģistrēt spiediena atšķirības no 0,06 līdz 1000 mPa. Ir arī īpašas modifikācijas, tā sauktie vilkmes skaitītāji, kas paredzēti vakuuma spiediena mērīšanai līdz -40 kPa līmenim.