На чем основан принцип действия пружинных манометров
Принцип работы манометра
Принцип действия манометра
Манометр — это прибор для измерения избыточного давления. Из-за того, что эта величина может быть различной, приборы имеют разновидности.
Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.
Виды и конструкция прибора
Между зубьями сектора и шестерёнки устанавливается специальная пружина, которая необходима для того, чтобы исключить мёртвый ход.
Измерительная шкала представлена в Барах или Паскалях. Стрелка показывает избыточное давление той среды, в которой проводится замер.
Принцип действия очень прост.
Давление от измеряемой среды поступает внутрь трубки.
Под его воздействием трубка пытается выровняться, так как площадь внешней и внутренней поверхностей имеет разную величину.
Свободный конец трубки совершает движение, при этом стрелка поворачивается на определённый угол благодаря передаточному механизму.
Измеряемая величина и деформация трубки находятся в прямолинейной зависимости.
Именно поэтому значение, которое показывает стрелка, и является давлением определённой среды.
По своему назначению манометры бывают следующих видов:
По принципу работы выделяют такие типы:
Жидкостные системы измерения
Величина в этих манометрах измеряется при помощи уравновешивания веса жидкостного столба. Мерой давления является уровень жидкости в сообщающихся сосудах. Этими приборами можно измерять величину в пределах 10−105 Па. Они нашли своё применение в лабораторных условиях.
По сути, это U-образная трубка, где находится жидкость с большим удельным весом в сравнении с той жидкостью, в которой непосредственно измеряется гидростатическое давление. Такой жидкостью чаще всего является ртуть.
Пружинные манометры
Пружинные манометры предназначены для измерения среднего и высокого давления (свыше 40 кПа).
Пружинный манометр — деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина (см. рисунок).
Принцип действия пружинного манометра основан на уравновешении избыточного давления силами упругой деформации трубчатой пружины.
Устройство пружинного манометра:
1 — основание манометра,
3 — трубчатая пружина,
5 — зубчатый сектор,
Манометры с одновитковой трубчатой пружиной выпускаются только как показывающие.
Пружинные манометры выпускаются со следующими пределами измерений:
0 — 0,25 0 — 1,6
0 — 0,4 0 — 2,5
0 — 1,0 0 — 4,0 кгс/см2 (и т.д. х 10n, где n = 1, 2, 3, 4, 5…max 4 000 кгс/см2).
Пружинные манометры выпускаются по классу точности: 0,6 %; 1,0 %; 1,5 %; 2,5 % (0,4 и 4,0 % — по заказу потребителя).
Класс точности самопишущих приборов должен выбираться из ряда 0,6 %; 1,0 %; 1,5 %.
Пружинные манометры выпускаются в корпусах диаметром:
40 мм (автомобильные);
60 мм (лабораторные);
100 мм,
160 мм и 250 мм — в зависимости от высоты их размещения, согласно Правил.
Проверку работы пружинного манометра можно осуществить с помощью 3-х ходового крана (рис.4) или КЗМ.
Устройство и принцип работы манометра
Рассмотрим принцип действия манометров разных типов.
Как работает пружинный манометр?
Манометры на основе трубки Бурдона способны измерять давление до сотен МПа, и широко применяются в гидроприводе, пневмоприводах, системах отопления водоснабжения.
Для чего манометр заполняют глицерином?
Что такое образцовый манометр
Образцовые манометры обычно имеют устройства дополнительной настройки и корректировки, например может быть предусмотрена возможность температурной корректировки. К механизмам образцовых манометров предъявляются высокие требования они изготавливаются с высокой точностью.
Как устроен диафрагменный манометр?
В качестке чувствительного элемента в диафрагменном манометре используется мембрана, которая воздействует на механизм, соединенный со стрелкой. Подводимое к манометру измеряемое давление деформирует мембрану, которая в свою очередь заставляет перемещаться стрелку.
Диапазон измерения диафрагменного манометра зависит от жесткости и площади мембраны.
Диафрагменные манометры пригодны для работы с агрессивными средами, их используют для измерения давления в:
Параметры манометров
При выборе манометров следует учитывать следующие параметры:
Шкала манометра
На манометре может быть нанесено несколько шкал, для измерения давления в различных единицах.
На представленном манометре нанесены шкалы для измерения давления в МПа и psi. Прибор показывает давление 250 Bar или 3500 psi.
Условное обозначение манометров
В обозначении прибора указывается:
Например, для манометра с порядковым номером 0001, пределом 100, единицей измерения МПа, классом точности 1, обозначение будет выглядеть:
Производители манометров могут устанавливать свои правила маркировки, однако принцип обозначения и основные параметры, указываемые в шифре остаются аналогичными тем, что показаны в примере.
УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННЫХ МАНОМЕТРОВ
Эти приборы наиболее распространены. Их преимущества: простота устройства; надежность в работе; компактность; большой диапазон измерения; малая стоимость.
Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.
Под действием давления сечение трубки стремится принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного, трубка принимает первоначальную форму.
Чувствительным элементом (ЧЭ) манометра является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме овала. Трубчатая пружина изготавливается из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения.
Один конец трубки впаян в держатель со штуцером, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления.
К свободному концу трубчатой пружины присоединена тяга. Другой конец тяги подсоединяется к хвостовику зубчатого сектора. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги.
Зубчатый сектор удерживается на оси и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Она жестко насажена на ось стрелки.
Под действием давления внутри трубки свободный конец ее перемещается и тянет за собой тягу. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает по шкале прибора величину измеряемого давления.
Пружинный манометр:
5 –шестерёнка (трибка);
Билет №3,19
КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА
Расход – это количество продукта, протекающего через поперечное сечение трубопровода в единицу времени.
Различают: массовый и объемный расходы.
Единицы измерения массового расхода:
т/час; т/мин; т/с; кг/час; кг/мин; кг/с; г/час; г/мин; г/с.
Единицы измерения объемного расхода:
м 3 /ч; м 3 /мин; м 3 /с; л/час; л/мин; л/с.
Приборы, предназначенные для измерения расхода вещества,
называется расходомерами.
Классификация приборов для измерения расхода по принципу
1)расходомеры переменного перепада давления (85 %);
2)расходомеры постоянного перепада давления (7 %);
4)расходомеры, основанные на других принципах измерения (тахометрические, ультразвуковые, тепловые, массовые, вихреакустические и др.).
Билет №4, 20
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ
Уровень измеряется в мм, см, м.
Приборы для измерения уровня называются уровнемерами.
Классификация уровнемеров:
Билет №5, 21
Температурой называют физическую величину, характеризующую тепловое состояние тела.
Классификация приборов для измерения температуры
По принципу действия приборы делят на следующие группы:
1. Термометры расширения.
2. Манометрические термометры.
3. Термометры сопротивления (работают в комплекте с логометрами и мостами).
4. Термопары (в комплекте с милливольтметрами и потенциометрами)
5. Пирометры излучения
Билет №6
Для односторонней шкалы: X = Xmax
Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.
Билет №7
Класс точности.
Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора.
Класс точности не имеет единицы измерения.
Стандартный ряд классов точности:
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.
Чем класс точности выше, тем прибор точнее.
В промышленности применяют в основном приборы классов:
Класс точности 1,5, например, означает, что наибольшая допустимая погрешность при измерении этими приборами не должна превышать 1,5 % от предела измерения.
Пьезометрические уровнемеры
(с непрерывным продуванием воздуха или газа)
Их действие основано на изменении давления воздуха или газа, барботирующего через слой жидкости с измеряемым уровнем при изменении его. Их часто применяют для измерения уровня жидкости с повышенной вязкостью, уровня агрессивных сред, а так же уровня подземных емкостей.
В этих приборах измерение уровня жидкости сводится к измерению давления, создаваемого столбом жидкости, т. е:
Р = ρ g Н
где ρ-плотность жидкости;
Н– уровень жидкости.
Рис. Пьезометрический уровнемер
1. Дроссель. 2. Ротаметр. 3. Пьезометрическая трубка. 4. Манометр
Работа
Сжатый воздух или газ, пройдя дроссель 1 и ротаметр 2, попадает в пьезометрическую трубку 3, находящуюся в резервуаре. Сначала подачи воздуха давление будет повышаться до тех пор, пока не станет равным давлению столба жидкости высотой h. В момент уравновешивания этих давлений из трубки в жидкость начнет выходить воздух. Расход его регулирует так, чтобы он побулькивал отдельными пузырьками (приблизительно 1 пуз/сек). Расход воздуха устанавливается регулируемым дросселем 1 и контролируется ротаметром 2.
При измерении уровня жидкости следует учитывать возможность образования при определенных условиях статического электричества. Поэтому при контроле легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей (сероуглерода, бензола, масел) в качестве сжатого газа следует применить: двуокись углерода, азот, дымовые газы.
Билет №9
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов (88‰).
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим.
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций.
ООО «КомплектИнжинирингТехнологии»
Тел.: (843)5134201,+7(917)394-61-53
отправить запрос : kit.kazan@bk.ru 
ВИДЫ МАНОМЕТРОВ И ПРИНЦИП РАБОТЫ
ВИДЫ МАНОМЕТРОВ И ПРИНЦИП РАБОТЫ
При проектировании и эксплуатации систем отопления наиболее важным показателем и параметром является давление теплоносителя. При нормальном давлении, находящемся в пределах гидравлического графика, рабочий процесс идет без нарушений, теплоноситель доходит до самых отдаленных точек системы отопления. При превышении давления выше критической точки возникает опасность разрыва трубопроводов. При понижении давления ниже допустимого возникает угроза кавитации – образования пузырьков воздуха, приводящих к коррозии и разрушению трубопроводов. Для того, чтобы удерживать показатели давления на требуемом уровне, нужно постоянно за ними наблюдать. Именно для этого и применяются манометры – приборы, которые это самое давление измеряют.
Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования.
ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:
По виду измеряемого давления манометры подразделяют на:
Общий принцип действия манометров основан на уравновешивании измеряемого давления некоторой известной силой. По принципу действия манометры подразделяют на:
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЖИДКОСТНОГО МАНОМЕТРА
В жидкостных манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости. В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. Большинство жидкостных манометров имеют видимый уровень рабочей жидкости, по положению которого определяется значение измеряемого давления. Эти приборы используются в лабораторной практике и в некоторых отраслях промышленности.
Существует группа жидкостных дифманометров, в которых уровень рабочей жидкости непосредственно не наблюдается. Изменение последнего вызывает перемещение поплавка или изменение характеристик другого устройства, обеспечивающих либо непосредственное показание измеряемой величины с помощью отсчетного устройства, либо преобразование и передачу ее значения на расстояние.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННОГО МАНОМЕТРА
Наиболее широкое применение среди приборов для измерения давления нашли пружинные манометры. Их достоинства в том, что они просты по конструкции, надежны и пригодны для измерения давления среды в широком диапазоне от 0,01 до 400 МПа (от 0,1 до 4000 бар).
Упругие чувствительные элементы деформационных манометров:
а — трубчатые пружины;
в, г — плоские и гофрированные мембраны;
д — мембранные коробки;
е — вялые мембраны с жестким центром
Чувствительным элементом пружинного манометра является полая изогнутая трубка эллипсоидного или овального сечения, деформирующаяся под действием давления. Один конец трубки запаян, а второй соединен со штуцером, через который соединяется со средой, в которой измеряется давление. Закрытый конец трубки соединен с передаточным механизмом, смонтированным на стойке, который состоит из поводка, зубчатого сектора, шестеренки с осью и стрелки манометра. Для устранения мертвого хода между зубцами сектора и шестеренки служит спиральная пружина. Шкала проградуирована в единицах давления (паскаль или бар) и стрелка показывает непосредственную величину избыточного давления измеряемой среды. Механизм манометра помещен в корпус. Измеряемое давление поступает внутрь трубки, которая под действием этого давления стремится распрямиться, так как площадь наружной поверхности больше площади поверхности внутренней. Перемещение свободного конца трубки через передаточный механизм передается стрелке, которая поворачивается на определенный угол. Между измеряемым давлением и деформацией трубки существует прямолинейная зависимость и стрелка, отклоняясь относительно шкалы манометра, показывает величину давления.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МЕМБРАННОГО МАНОМЕТРА
Принцип действия мембранного манометра основан на пневматической компенсации, где сила развиваемая измеряемым давлением уравновешивается силой упругости мембранной коробки.
Чувствительный элемент прибора состоит из двух спаянных между собой мембран образующих мембранную коробку 1. Измеряемое давление через штуцер подводится к внутренней полости коробки. Под действием разности атмосферного и измеряемого давления коробка изменяет свой объем, что вызывает перемещение жёсткого центра верхней мембраны которая через поводок 2 и рычаг 3 перемещает стрелку прибора 4.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО МАНОМЕТРА
Электроконтактные манометры (ЭКМ) применяют в системах автоматического контроля, регулирования и сигнализации. В две специальные стрелки, устанавливаемые на минимальное и максимальное давление в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи. При достижении подвижной стрелки одного из контактов цепь замыкается, что вызывает подачу сигнала либо соответствующее действие системы, в которую подключен манометр.
1 — указательная стрелка; 2 и 3 — электроконтактные уставки; 4 и 5 — зоны замкнутых и разомкнутых контактов соответственно; 6 и 7 — объекты воздействия.
Исполнение 1 — одноконтактная на замыкание;
Исполнение 2 — одноконтактная на размыкание;
Исполнение 3 — двухконтактная на размыкание-размыкание;
Исполнение 4 — двухконтактная на замыкание-замыкание;
Исполнение 5 — двухконтактная на размыкание-замыкание;
Исполнение 6 — двухконтактная на замыкание-размыкание.
Электрический манометр имеют типовую схему функционирования, которая может быть проиллюстрирована на рис.а). При увеличении давления и достижении им определённого значения указательная стрелка 1 с электрическим контактом входит в зону 4 и замыкает с помощью базового контакта 2 электрическую цепь прибора. Замыкание цепи, в свою очередь, приводит к вводу в работу объекта воздействия 6.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МАНОМЕТРА
В большинстве манометров технология определения и расчета данных базируется на деформационных процессах в специальных измерительных блоках, например, в сильфонном. Этот элемент выступает индикатором, воспринимающим перепады давления. Блок становится и преобразователем разности в показателях давления – пользователь получает информацию в виде перемещения стрелки указателя на приборе. Кроме того, данные могут быть представлены в Паскалях, охватывая весь измерительный спектр. Такой способ отображения информации, к примеру, обеспечивает дифференциальный манометр Testo 510, который в процессе измерения избавляет пользователя от необходимости держать его в руке, так как на задней стороне прибора предусмотрены специальные магниты.
Сильфонный дифманометр типа ДС:
а — схема сильфонного блока; б — внешний вид; 1 — рабочий сильфон; 2 — кремний органическая жидкость; 3 — внутренняя полость сильфона; 4 — шток; 5 — пружины; 6 — неподвижный стакан; 7 — рычаг; 8 — тореной; 9 — ось; 10 — резиновые кольца; 11 — гофры; 12, 13 — вентили запорные и уравнительный
В механических же устройствах главным индикатором служит расположение стрелки, контролируемое рычажной системой. Движение указателя происходит до момента, пока перепады в системе не перестанут оказывать воздействие определенной силы. Классический пример данной системы показывает дифференциальный манометр ДМ серии 3538М, который обеспечивает пропорциональное преобразование дельты (разности давления) и предоставляет результат оператору в виде унифицированного сигнала.