Манометри за измерване на налягането на газа: видове, конструктивни характеристики и работа на измервателните уреди

Често има нужда да се измери налягането, създадено от газ. Например в цилиндри, в газопроводи, в различни контейнери и съдове.За контрол и наблюдение на индикаторите се използват манометри за измерване на налягането на газа. Тези устройства служат в различни сфери на живота, от медицината до тежката промишленост.

За да сте сигурни, че закупуването на устройството не е напразно и че закупеният манометър отговаря на изискванията на производствените процеси, струва си да се запознаете с класификацията. Ще ви запознаем с видовете газомери. Нека поговорим за техните дизайнерски характеристики и принципи на работа.

Класификация по вид на измерваното налягане

Уреди, използвани за получаване на данни за параметрите на налягането на газа в газови резервоари, транспортни линии и др. газови бутилки и други резервоари, се класифицират по няколко критерия. Те се различават по своята структура и принцип на действие.

Устройствата, използвани за измерване на налягането, се разделят на класове според:

• тип измервано налягане;
• предназначение;
• принцип на действие;
• клас на точност.

Въз основа на вида на измерваното налягане уредите, предназначени за определяне на точни показатели, се разделят на манометри, вакуумметри, тягомери, манометри, барометри и други.

В зависимост от степента на защита от влиянието на външната среда се произвеждат следните устройства:

• стандартен;
• защитени от прах;
• водоустойчив;
• защитени от агресивни среди;
• взривозащитен.

Един продукт може да комбинира няколко вида защита.

Диаграмата показва разделението на измервателните уреди според принципа на действие, вида на налягането, приложението и дисплея. Уреди за течности и дедвейт рядко се използват за получаване на данни за налягането на газа

Манометърът е малко устройство, което се използва за измерване на налягане или разлика в налягането. Принципът на работа на този инструмент зависи от неговата вътрешна структура. В рамките на един клас те се разделят допълнително на групи в зависимост от класа на точност.

За измерване на абсолютно налягане, измерено от абсолютната нула (вакуум), се използват абсолютни манометри. Излишното налягане се определя с помощта на манометър за свръхналягане. Като цяло всички разновидности на такива устройства се наричат ​​с една дума: „манометър“.

Повечето видове манометри са предназначени за измерване на стойности на свръхналягане. Тяхната особеност е, че показват налягане, представляващо разликата между абсолютното и атмосферното.

Вакуумните манометри са устройства, които показват стойността на налягането на разреден газ. С помощта на манометри за налягане и вакуум се измерва свръхналягането и налягането на разредения газ. Информацията се показва в една скала.

С помощта на измерватели на налягането параметрите на свръхналягането се определят със стойности до 40 kPa. Теглителните измерватели, напротив, дават възможност за измерване на разреждане до – 40 kPa. Измервателите на налягане измерват разреждането и свръхналягането в диапазона от – 20 до + 20 kPa.

Манометрите се използват в голямо разнообразие от индустрии. Работата с газ е свързана с висок риск, така че е важно да се следят всички индикатори на системата.Информацията за налягането дава на потребителите информация за текущото състояние на измервания обект

Диференциалните манометри могат да се използват за определяне на разликата в налягането в две произволни точки, които трябва да бъдат изследвани. Микроманометърът е диференциален манометър, който ви позволява да измервате разликите в налягането в рамките на 40 kPa.

Класификация по принцип на действие

Газовите манометри, в зависимост от механизма за отчитане на показанията, се разделят на:

• деформация;
• Електрически;
• Дедвейт бутало;
• Течност.

Всеки вид има свои характерни черти.

Деформационен тип манометри

Принципът и основата на действие на устройствата от клас на деформация е, че налягането действа върху чувствителния елемент на устройството, който се деформира. Нивото на натиск се определя от степента на деформация.

Деформационните манометри се произвеждат с тръбни пружини, силфонни или мембранни работни компоненти с висока чувствителност

Чувствителните елементи в устройствата с тръбна пружина са тръбни пружини. Тези продукти са тръби, огънати в кръг с напречно овално сечение. Газът засяга вътрешната повърхност на тръбата. По време на това излагане тръбата се деформира и променя формата си, приближавайки се до кръгла.

Единият край на тръбата е запечатан и може да се мести. Вторият е отворен и фиксиран с държачи. Когато пружинната тръба е огъната, пръстените също са засегнати, които след това разгъват пружината. Запечатаният край на пружината се движи в съответствие със силата на натиск. Това движение се предава на измервателната скала.

При измерване на налягане до 40 бара се използват кръгли пружини.При по-високо налягане се използват винтови или спирални пружини, разположени в една и съща равнина. Грешката на показанията при измерване на налягането с този метод варира от 1 до 4%.

Сензорните елементи на диафрагмата и силфона ви позволяват ефективно да измервате малки стойности на излишък и вакуумно налягане.

Маншонът е изработен на принципа на водопроводен маншон. Това е тънкостенна метална тръба, изработена от подвижни напречни пръстени. В зависимост от материала и производствените параметри, маншонът може да бъде повече или по-малко твърд.

Под въздействието на висока температура с течение на времето се натрупват пластични деформации, което нарушава точността на показанията. В допълнение, при повишени температури и пулсации на налягането, промяната на статичните характеристики се ускорява

Най-голямо разнообразие имат чувствителните мембранни елементи. Класът на точност на такива устройства не надвишава 1,5. Такива устройства имат защитна система. В случай на претоварване, мембраната се опира на специално защитно устройство.

Мембранните кутии често се монтират в устройства, които измерват налягане и вакуум. Манометри, тягомери и манометри с мембранни кутии се произвеждат с класове на точност 1,5; 2,5 и граница на измерване до 25 kPa.

Плоските диафрагми имат малко изместване на работната точка, така че най-често се използват за преобразуване на налягането в сила. Те са нестабилни, но добре изчислени.

Вълнообразните мембрани, заедно с подобни кутии, се използват за подобряване на статичното представяне. Първите се движат по-добре, но са трудни за изчисляване. Последните се използват много по-често поради намалената им твърдост.

За измерване на малки стойности на налягането се използват устройства с отпуснати мембрани.

Устройствата се нуждаят от защита от високи температури, тъй като оказват негативно влияние върху еластичността и чувствителността на основните работни елементи.

Механични показващи манометри

Много тръбни пружинни габарити са всъщност устройства за директно преобразуване. Това означава, че налягането се преобразува в изместване на чувствителния елемент и механичното устройство в контакт с него.

На диаграмата фитингът е разположен радиално, но се произвеждат и манометри с аксиален фитинг

Под въздействието на натиск свободният край на пружината се движи, водачът действа върху зъбния сектор, а зъбното колело и показващата стрелка се въртят.

Пружинните индикаторни манометри се произвеждат с диапазон на измерване от 0,1 до 103 MPa и имат различни класове на точност. Произвеждат се примерни модели с класове на точност 0,15; 0,25; 0,4. Метри от работната категория с повишена точност - 1 и 0,6. Общотехнически работници - с класове на точност 1,5; 2,5; 4.

Електрически контактни манометри

Структурно е модификация на показващия манометър. Същността на работата е, че когато стрелката достигне прагова стойност на налягането, мрежата се затваря.

Конструкцията на показващия манометър допълнително има вградени стрелки с натиснати електрически контакти, които са разположени срещу сигнализираните стойности

Електрическата верига се затваря и алармата се задейства, когато показващата стрелка достигне една от стрелките с контакти. Класът на точност на такива манометри е 1,5. Диапазонът на измерване отговаря на стандартните стойности.

За осигуряване на сигнализация или за целите на позиционния контрол се използва пресостат, обозначен с RD. Те измерват налягане в диапазона от 12 до 1600 kPa. Релето се настройва на горна и долна граница на задействане според показанията на управляващото устройство и има мощност на прекъсване 10 W.

Записване на модели на манометри

Индустрията произвежда манометри с вградена система за отчитане на индикатори, която записва стойностите на дискова диаграма, за да може след това да се следи динамиката на индикаторите. Един оборот може да бъде завършен за 8, 12, 24 часа. Движението се осъществява благодарение на електрически двигател или часовников механизъм.

Работата на записващо устройство за манометър се основава на предаването на сигнал от тръбна пружина с голям диаметър, която има теглителна сила. Той предава движението от сензорния елемент към системата за показване. Устройствата, обозначени с MTS, записват стойности на свръхналягане.

Такива устройства изискват операторски контрол и имат класове на точност 1; 1,5; 2.5.

Силфонни чувствителни елементи се използват в самозаписващи диференциални манометри, които могат допълнително да бъдат оборудвани с алармено устройство и пневматичен преобразувател. Такива устройства измерват налягане в диапазона от 6,3 kPa до 0,16 MPa и имат класове на точност 1; 1.5.

Манометри за измерване на налягането

Такива манометри често се използват като стандарт при калибриране на други измервателни уреди. Техният диапазон на измерване е много широк. В зависимост от дизайна на устройството, той може да започне със сериозни стойности на вакуум и да завърши с резервиране до 2500 MPa. Класът на точност достига максимални стойности до 0,0015.

Всеки път, когато измервателното устройство е изложено на натоварване извън нормалните граници, то губи експлоатационния си живот и точността на измерване.

Принципът на действие е цилиндърът в буталото да се държи в определено състояние, докато от едната страна се прилагат калибровъчни тежести, а от другата се прилага измереното налягане. В зависимост от теглото на товарите се преценява количеството създадено налягане.

Основният работен елемент на устройството е измервателната колона. В зависимост от качеството на производството му, точността и чистотата на съединенията, големината на грешката също се променя.

PMG, работещи на газ, имат най-малка грешка при измерване. Такива устройства обаче струват многократно повече поради техните конструктивни характеристики и необходимостта от филтриране на газ от чужди частици

Функционално манометърът за измерване на налягането се състои от устройство за създаване на налягане, измервателна система и тежести. Уредът е снабден с въртящ се механизъм за повишаване и намаляване на налягането, както и предпазен клапан.

Манометърът с неуплътнено бутало се използва широко. Имат празнина между буталото и цилиндъра. Контейнерът под буталото се пълни с масло, което се излива в пролуката под налягане и смазва триещите се повърхности.

Електрически газомер

Такива манометри се използват за преобразуване на директно или индиректно налягане на газа в електрически параметър. Най-разпространените манометри от този тип са: тензометрични, капацитетни и съпротивителни устройства. Налягането се измерва в диапазона от 100 Pa до 1000 MPa. Уредите се произвеждат с класове на точност от 0,1 до 2,5.

Работата на манометрите, работещи на базата на тензорезистивен ефект, е да променят стойността на съпротивлението на проводника поради деформация. Измерете налягането в диапазона от 60 до 10⁸ Па с минимална грешка.

Фланцовият монтаж на сензора и специалният дизайн на устройството ви позволяват да четете данни за налягането в особено агресивни среди с температури до 300 °C. Използва се за измерване на налягане в системи с бързо протичащи процеси.

Работната схема на съпротивителните манометри се основава на зависимостта на съпротивлението на проводника от налягането. Обикновено този тип устройство се използва за измерване на особено високи нива на налягане над 100 MPa

Чувствителният елемент в такова устройство е манганинов проводник, чието съпротивление се измерва лесно чрез балансиран мост.

Работата на капацитивните манометри се основава на въздействието на налягането върху мембрана, която е подвижен електрод. Когато мембраната се движи, следва промяна в капацитета на трансдюсера. Характеризира се със значителни температурни грешки.

При капацитивните манометри отклонението на мембраната се определя от електрическа верига. Такива устройства се използват в системи с бързи промени в налягането.

Уреди за измерване на течности

Налягането се определя от тези устройства чрез балансиране на отчетеното налягане с налягането, образувано от колоната течност. По този начин можете да измервате малко свръхналягане, атмосферно налягане, ниво на вакуум, разлика в налягането.

Тази група е представена от U-образни манометри, които се състоят от комуникиращи съдове, като налягането се определя от нивата на течността; компенсационни микроманометри; манометри за чаши, които използват резервоар вместо втора тръба; поплавъчни, камбанови и пръстеновидни диференциални манометри.

Двутръбните манометри ви позволяват да измервате разликите в налягането. В този случай налягането, което трябва да се измери, се прилага към всяка от тръбите

В уредите за измерване на течности работната течност е аналог на чувствителния елемент.

Диференциалните манометри обикновено са оборудвани с аларми, разходомери, регулатори и записващи устройства. Диапазон на измерване от 10 до 10⁵ татко В зависимост от течностите, които пълнят устройството, границата на измерване се променя.

Разделяне по функционално предназначение

Според предназначението им се разграничават следните видове манометри, използвани за измерване на налягането на газа:

• общотехнически;
• справка;
• специален.

Нека да разгледаме характеристиките на всеки тип.

Манометри за общотехнически цели

Този тип манометри се произвеждат за измерване на стойности на вакуум и свръхналягане за общотехнически цели. Различните модификации на устройствата им позволяват да се използват в голямо разнообразие от среди. Използват се за измерване на налягането в производството директно по време на технологичните процеси.

Налягането в такива устройства действа върху тръбата отвътре и кара свободния край да се движи. С него взаимодейства механизъм, който движи стрелката

Такива манометри могат да измерват налягането на газови среди, които не са агресивни към медни сплави при работни температури до 150 °C.Обикновено тялото на продукта е изработено от стомана, а частите на механизма са изработени от месингова сплав.

Общотехническите манометри за газ с ниско или високо налягане се произвеждат така, че да са устойчиви на вибрации с честота в диапазона от 10 до 55 Hz, както и с амплитуда на преместване максимум 0,15 милиметра. Те имат няколко класа на точност от 1 до 2,5.

Цифровите манометри са с малки размери, характеризиращи се с висока точност на измерване и дълъг експлоатационен живот. Освен това такива устройства могат да бъдат калибрирани

Набират популярност газовите манометри за общотехнически цели с електронна платка, на която се показват данните от измерванията. Те често са оборудвани с преобразуватели, които автоматизират технологичните процеси. Стойностите на налягането се показват на електронен циферблат.

Група специални манометри

Такива устройства се произвеждат за определен вид газ и средата, която създава. За системи с повишено налягане се правят манометри за газ с високо налягане. Някои газове са агресивни към определени сплави, така че е необходимо да се използват устойчиви материали при работа с тях.

Специалните манометри са боядисани в различни цветове в зависимост от вида газ.

Манометрите за пропан са боядисани в червено, имат стоманен корпус и имат характеристиките на общотехнически манометри. Работното налягане на такива устройства е от 0 до 0,6 MPa. Това е стандартно налягане на пропан. Възможна е работа в температурен диапазон от – 50 до + 60 °C. Температура на работната среда до + 150 °C. Често се включва с редуктори на балон.

Уредите за измерване на налягането на амоняк в цилиндри и други контейнери са оцветени в жълто.Устройствата с многостепенна компресия са оборудвани с температурна скала. Компонентите на манометъра са изработени от материали, устойчиви на амонячни пари.

При наличие на сериозни динамични натоварвания манометрите се пълнят с глицерин или силикон

Ацетиленовият манометър е боядисан в бяло. Произвежда се като манометър за системи за сигурност от обезмаслени материали. Използва се за измерване на свръхналягане в различни системи за разпределение и генериране на ацетилен. Тялото е изработено от стомана, вътрешните компоненти са от месингова сплав. Допустимият температурен диапазон е от – 40 до + 70 °C.

Манометърът за водородно налягане става тъмнозелен. Манометърът за други запалими газове е боядисан в червено. Измервателният уред за незапалими смеси е боядисан в черно. Манометърът за кислород е боядисан в синьо.

Референтни уреди за измерване на налягане

Този тип манометър е предназначен за тестване, калибриране и настройка на други инструменти, за да се осигури възможно най-висока точност на измерване. Такива устройства се отличават с по-висок клас на точност в сравнение с общотехническите. Работните стандарти са разделени на три категории.

Контролните манометри, използвани за наблюдение на надеждността на показанията на измервателните уреди на мястото на монтажа, се наричат ​​също високоточни манометри. Работният диапазон на измерване е от 0-0,6 до 0-1600 bar за газообразни среди.

Манометри за конвенционални и композитни газови бутилки трябва да се подложи на процедура за проверка най-малко веднъж годишно, освен ако в документите за устройството не са посочени други периоди. Проверката се извършва от акредитирани метрологични организации, които имат статут на юридически лица.След заверка се издава удостоверение и се поставя печат.

Устройството трябва да се извади от цилиндъра и да се занесе в метрологичната служба. Там верификатори и калибратори, използващи набор от стандарти и спомагателни инструменти, ще извършат проверка за около 10 дни

Предавателните механизми в еталонните манометри се обработват при по-висока честота на предаване. Характеризират се с минимално триене в механизма на стрелката, както и с висока чувствителност на вътрешните елементи.

Стандартните манометри с клас на точност 0,4 имат скала от 250 единици, с клас на точност 0,15 или 0,25 имат скала от 400 единици със стойност на деление 1 единица. Работата на устройството е възможна при различни температури в зависимост от пълнителя на корпуса. Идеалната работна температура е 20 °C.

Ще ви запознае със спецификата на зареждане на газови бутилки следващата статия. Всички собственици на селски имоти, които не са свързани с централизирано газоснабдяване, трябва да го прочетат.

Изводи и полезно видео по темата

Принцип на действие на пружинен манометър:

Характеристики и обхват на приложение на манометъра:

Манометрите се произвеждат за решаване на различни проблеми. Най-популярни са общите технически видове, използвани в малки индустрии и от различни компании при работа с газово оборудване и системи. Електрически контактните манометри са устройства, които сигнализират при достигане на критична стойност.

За проверка и настройка на манометрите се използват стандартни манометри. За измерване на налягането на определена газообразна среда се произвеждат специални манометри.Сред тях много популярни са манометрите за пропан, които често се монтират в комплект с редуктор върху газови бутилки.

Искате ли да споделите полезна информация по темата на статията, да зададете въпрос или да публикувате снимка? Моля, оставете коментари във формата по-долу. Споделете полезна информация и препоръки, които могат да бъдат полезни на посетителите на сайта.