Tryckmätning med fjäderbelastad tryckmätare. Typer av tryckmätare och deras funktionsprincip. Klassificering av tryckmätare enligt funktionsprincipen

Ofta, när man löser problem inom fysikområdet, måste man ta itu med sådana enheter som tryckmätare. Men vad är en tryckmätare, hur fungerar den och vilka typer finns det? Vi kommer att prata om detta idag.

Vad är en tryckmätare?

Denna enhet är designad för att mäta övertryck... Men trycket kan vara olika, och därför finns det olika tryckmätare. Till exempel används vakuummätare för att mäta atmosfärstryck, men i alla fall mäter de bara tryck.

Det är omöjligt att nu beskriva alla användningsområden för dessa enheter, eftersom det finns många av dem. De kan användas inom bilindustrin, i lantbruk, verktyg och bostäder, inom alla mekaniska transporter, metallurgisk industri, etc. Beroende på syftet finns det olika typer av mätardata, men deras kärna handlar alltid om en sak - att mäta tryck.

Dessa enheter är också indelade i olika grupper beroende på principen för mätning. Nu när det är mer eller mindre klart vad en tryckmätare är kan du gå vidare till detaljerna. I synnerhet kommer vi att beskriva typerna och områdena för deras tillämpning.

Typer av tryckmätare

Beroende på syftet kan manometrar vara av olika typer. Till exempel används vätsketrycksmätare för att mäta trycket i en vätskekolonn. Det finns fjäderbelastade instrument som kan mäta den applicerade kraften. Här mäts trycket genom att balansera fjäderns deformationskraft.

Mindre populära är kolvtrycksmätare, där det uppmätta trycket balanseras av kraften som verkar på enhetens kolv.

Vi noterar också att, beroende på syftet och användningsvillkoren, tillverkas följande enheter:

• Tekniska enheter för allmänna ändamål.
• Kontroll, utformad för att kontrollera den installerade utrustningen.
• Exemplariskt - för att kontrollera apparater och göra mätningar, där ökad noggrannhet krävs.

Dessa enheter kan också delas in efter elementets känslighet, noggrannhetsklasser. Till exempel, enligt noggrannhetsklasserna är manometrar: 0,15, 0,25, 0,4, 0,6, 1, 1,5, 2,5, 4. Här bestämmer siffran instrumentets noggrannhet, och ju lägre det är, desto mer exakt är instrumentet .

Fjäderbelastad

Dessa tryckmätare är avsedda för mätning av manometertryck. Deras mätprincip bygger på användningen av en speciell fjäder som deformeras under tryck. Deformationsvärdet för det känsliga elementet (fjädern) bestäms av en speciell avläsningsanordning, som i sin tur har en graderad skala. På denna skala ser användaren värdet på det uppmätta trycket.

Det så kallade Bourdonröret, en känslig enkelspiralfjäder, är oftast det känsliga elementet i sådana tryckmätare. Det finns dock andra element: ett platt bälgmembran, en flervarvs rörformig fjäder, en bälg (harmoniskt membran). Alla är lika effektiva, men de enklaste och mest prisvärda, och på grund av detta är den vanligaste en tryckmätare som visar tryck med en enkelvarv Bourdon-fjäder. Det är dessa modeller som aktivt används för att mäta tryck i intervallet 0,6-1600 kgf / cm 2.

Vätsketrycksmätare

Till skillnad från fjädertrycksmätare mäts trycket i vätskemanometrar genom att balansera vikten av en vätskekolonn, och måttet på trycket i detta fall är vätskenivån i kommunicerande kärl. Sådana enheter tillåter mätning av tryck i intervallet 10-105 Pa, och de används huvudsakligen i laboratorieförhållanden.

Faktum är att en sådan anordning är ett U-format rör med en vätska med högre specifik vikt jämfört med vätskan i vilken det hydrostatiska trycket mäts direkt. Den vanligaste vätskan är kvicksilver.

Denna kategori inkluderar indirekt allmänna tekniska och fungerande instrument som TM-510, TV-510 manometer, som är den mest efterfrågade kategorin. De mäter trycket från icke-kristalliserande och icke-aggressiva ångor och gaser. Noggrannhetsklass för sådana tryckmätare: 1, 2,5, 1,5. De används i pannrum, i värmeförsörjningssystem, vid transport av vätskor, såväl som i produktionsprocesser.

Elektriska kontakttryckmätare

Denna kategori inkluderar vakuummätare och manovakuummätare. De är utformade för att mäta trycket hos vätskor och gaser som är neutrala med avseende på stål och mässing. Utformningen av dessa enheter liknar våren, men skillnaden är bara i stora geometriska dimensioner. Elektrokontaktmanometerns kropp är stor på grund av arrangemanget av kontaktgrupperna. En sådan anordning kan också påverka trycket i den kontrollerade miljön på grund av stängning / öppning av kontakterna.

Tack vare den speciella elektriska kontaktmekanismen som används här kan enheten användas i systemet larm... I det här området används den faktiskt också.

Exemplarisk

Denna typ av instrument är utformad för att testa tryckmätare som används för mätningar i laboratorieförhållanden. Deras huvudsakliga syfte är att kontrollera användbarheten av avläsningarna på arbetsmanometrar. Utmärkande drag av sådana enheter - en mycket hög noggrannhetsklass, som uppnås på grund av designfunktionerna, såväl som växeln i transmissionsmekanismen.

Särskild

Denna kategori av instrument används i olika industrier för att mäta trycket av gaser som ammoniak, väte, syre, acetylen, etc. Oftast kan endast en typ av gas mätas med en speciell manometer. För varje sådan tryckmätare är den indikerad för att mäta det tryck som den är avsedd för. Själva tryckmätaren är också målad i en viss färg som motsvarar färgen på gasen som denna enhet är avsedd för. En viss bokstav används också i beteckningen av enheten. Till exempel är ammoniaktrycksmätare alltid gulfärgade, är betecknade med bokstaven A och är korrosionsbeständiga.

Det finns speciella vibrationsbeständiga enheter som fungerar under förhållanden med högt pulserande tryck. miljö och starka vibrationer. Om en vanlig tryckmätare används under sådana förhållanden, kommer den inte att tjäna under lång tid, eftersom överföringsmekanismen kommer snabbt att misslyckas. Huvudkriteriet för en vibrationsbeständig tryckmätare är kroppens täthet och korrosionsbeständiga stål.

Självinspelning

Huvudskillnaden mellan sådana tryckmätare följer av namnet. Dessa enheter registrerar kontinuerligt det uppmätta trycket på ett diagram, vilket senare låter dig se en graf över tryckförändringar över ett visst tidsintervall. Sådana enheter används inom kraftindustrin och industrin för att mäta mottagandet av indikatorer i icke-aggressiva miljöer.

Fartyg

Dessa är utformade för att mäta vakuumtrycket för gaser, ånga och vätskor (olja, dieselbränsle, vatten). Sådana enheter kännetecknas av högre fuktskydd, motståndskraft mot klimatpåverkan och vibrationer. Utifrån namnet kan man förstå deras användningsområde - flod- och sjötransporter.

Järnväg

Till skillnad från konventionella tryckmätare, som visar tryckvärdet, visar inte järnvägsinstrument utan omvandlar trycket till en signal av annan typ (digital, pneumatisk, etc.). För detta kan användas olika metoder.

Sådana tryckgivare används aktivt i styrsystem tekniska processer, automation och, trots deras direkta namn, används de inom oljeproduktion, kemi och kärnkraftsteknik.

Slutsats

Tryckmätning krävs i många branscher, och varje bransch har en dedikerad tryckmätare med sina egna unika egenskaper. Det finns även speciella referenstryckmätare som är avsedda för inställning och obligatorisk provning av arbetsinstrument. De förvaras på Rostekhnadzor.

Men i alla branscher och alla typer av dessa instrument är avsedda att endast mäta tryck. Nu vet du vad en tryckmätare är, vilka typer det finns och förstår ungefär principen för att mäta tryck.

Funktionsprincip

Funktionsprincipen för tryckmätaren är baserad på att balansera det uppmätta trycket med kraften av elastisk deformation av en rörformig fjäder eller ett känsligare tvåplattsmembran, vars ena ände är tätad i hållaren och den andra genom en stång är ansluten till en tribo-sektormekanism som omvandlar den linjära rörelsen hos det elastiska känsliga elementet till en cirkulär rörelse av den indikerande pilen.

Olika sorter

Gruppen av enheter för mätning av övertryck inkluderar:

Manometrar - instrument med en mätning från 0,06 till 1000 MPa (Mät övertryck - den positiva skillnaden mellan absolut och barometertryck)

Vakuummätare är enheter som mäter vakuum (tryck under atmosfärstryck) (upp till minus 100 kPa).

Manovakuummätare - manometrar som mäter både övertryck (från 60 till 240 000 kPa) och vakuum (upp till minus 100 kPa).

Manometer - små manometer upp till 40 kPa

Traktionsmätare - vakuummätare med en gräns på upp till minus 40 kPa

Dragtrycksmätare - vakuummätare med extrema gränser som inte överstiger ± 20 kPa

Data ges enligt GOST 2405-88

De flesta inhemska och importerade tryckmätare tillverkas i enlighet med allmänt accepterade standarder; därför ersätter olika märken av tryckmätare varandra. När du väljer en manometer måste du veta: mätgränsen, väskans diameter, enhetens noggrannhetsklass. Beslagets placering och gänga är också viktigt. Dessa uppgifter är desamma för alla enheter som tillverkas i vårt land och Europa.

Det finns även tryckmätare som mäter absolut tryck, det vill säga manometertryck + atmosfäriskt

En anordning som mäter atmosfärstryck kallas en barometer.

Typer av tryckmätare

Beroende på design, elementets känslighet, finns det vätske-, dödvikts-, deformationstryckmätare (med en rörformig fjäder eller ett membran). Manometrar är indelade enligt noggrannhetsklasser: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0 (ju lägre siffra, desto mer exakt är enheten).

Typer av tryckmätare

Manometer kan enligt deras syfte delas in i teknisk - allmän teknisk, elektrisk kontakt, speciell, självregistrerande, järnväg, vibrationsbeständig (glycerinfylld), fartyg och referens (exemplarisk).

Allmän teknisk: designad för att mäta vätskor, gaser och ångor som inte är aggressiva mot kopparlegeringar.

Elektrokontakt: de har förmågan att justera det uppmätta mediet, tack vare närvaron av en elektrokontaktmekanism. EKM 1U kan kallas en särskilt populär enhet i denna grupp, även om den länge har varit ur produktion.

Speciellt: syre - måste avfettas, eftersom ibland till och med en lätt förorening av mekanismen i kontakt med rent syre kan leda till en explosion. Finns ofta i bostäder blå med beteckningen på ratten O2 (syre); acetylen - de är inte tillåtna vid tillverkning av mätmekanismen för kopparlegeringar, eftersom det i kontakt med acetylen finns risk för bildning av explosiv acetylenisk koppar; ammoniak-måste vara korrosionsbeständig.

Referens: med en högre noggrannhetsklass (0,15; 0,25; 0,4) används dessa instrument för att verifiera andra tryckmätare. Sådana anordningar installeras i de flesta fall på dödviktstestare eller andra installationer som kan utveckla det erforderliga trycket.

Marintrycksmätare är designade för användning i flod- och havsflottor.

Järnväg: avsedd för drift på järnvägstransporter.

Självregistrerande: tryckmätare i ett fodral, med en mekanism som gör att du kan återge tryckmätarens graf på kartpapper.

Värmeledningsförmåga

Värmeledningstryckmätare är baserade på minskningen av värmeledningsförmågan hos en gas med tryck. Dessa mätare har en inbyggd filament som värms upp när en ström passerar genom den. En termoelement eller resistanstemperaturavkänning (DOTS)-sond kan användas för att mäta glödtrådens temperatur. Denna temperatur beror på den hastighet med vilken glödtråden avger värme till den omgivande gasen och därmed på värmeledningsförmågan. Ofta används Pirani-mätaren, som använder en enkel platinafilament både som värmeelement och som PUCKAR. Dessa mätare ger exakta avläsningar mellan 10 och 10-3 mmHg. Art., men de är ganska känsliga för kemisk sammansättning uppmätta gaser.

[redigera] Två filament

Den ena trådspolen används som värmare, medan den andra används för att mäta temperatur genom konvektion.

Pirani tryckmätare (en gänga)

Piranis tryckmätare består av en metalltråd som utsätts för det uppmätta trycket. Tråden värms upp av strömmen som flyter genom den och kyls av den omgivande gasen. När gastrycket minskar minskar även kyleffekten och trådens jämviktstemperatur ökar. Trådresistans är en funktion av temperatur: genom att mäta spänningen över tråden och strömmen som flyter genom den kan motståndet (och därmed gastrycket) bestämmas. Denna typ av tryckmätare designades först av Marcello Pirani.

Termoelement och termistormätare fungerar på liknande sätt. Skillnaden är att ett termoelement och en termistor används för att mäta glödtrådens temperatur.

Mätområde: 10-3 - 10 mmHg Konst. (ungefär 10-1 - 1000 Pa)

Joniseringstryckmätare

Joniseringsmätare är de mest känsliga mätinstrumenten för mycket låga tryck. De mäter trycket indirekt genom att mäta de joner som produceras när elektroner bombarderar gasen. Ju lägre densitet gasen har, desto färre joner kommer att bildas. Kalibrering av jonmätaren är instabil och beror på typen av gaser som mäts, vilket inte alltid är känt. De kan kalibreras genom jämförelse med McLeod-mätaravläsningar, som är betydligt mer stabila och oberoende av kemi.

Termoelektroner kolliderar med gasatomer och genererar joner. Joner attraheras till en elektrod under en lämplig spänning, känd som en kollektor. Kollektorströmmen är proportionell mot joniseringshastigheten, som är en funktion av systemtrycket. Genom att mäta kollektorströmmen kan således gastrycket bestämmas. Det finns flera undertyper av joniseringstryckmätare.

Mätområde: 10-10 - 10-3 mmHg Konst. (ungefär 10-8 - 10-1 Pa)

De flesta joniska tryckmätare finns i två smaker: varm katod och kall katod. Den tredje typen är en roterande rotortryckmätare, som är känsligare och dyrare än de två första och som inte diskuteras här. I fallet med en het katod skapar en elektriskt uppvärmd glödtråd en elektronstråle. Elektronerna passerar genom mätaren och joniserar gasmolekylerna runt dem. De resulterande jonerna samlas på en negativt laddad elektrod. Strömmen beror på antalet joner, vilket i sin tur beror på gastrycket. Heta katodmätare mäter exakt trycket i intervallet 10-3 mmHg. Konst. upp till 10-10 mm Hg. Konst. Principen för kallkatodtryckmätaren är densamma, förutom att elektroner genereras i urladdningen av den genererade elektriska högspänningsurladdningen. Kalkatodtryckmätare mäter trycket exakt i intervallet 10-2 mmHg. Konst. upp till 10-9 mm Hg. Konst. Kalibreringen av joniseringsmätare är mycket känslig för strukturell geometri, den kemiska sammansättningen av de uppmätta gaserna, korrosion och ytbesprutning. De kanske inte kalibreras korrekt om de slås på vid atmosfäriska och mycket låga tryck. Sammansättningen av ett vakuum vid låga tryck är vanligtvis oförutsägbart, så en masspektrometer måste användas samtidigt med en joniseringstryckmätare för noggranna mätningar.

Het katod

En Bayard-Alpert hetkatodjoniseringsmanometer består vanligtvis av tre elektroder som arbetar i triodläge, där glödtråden är katoden. De tre elektroderna är kollektorn, glödtråden och gallret. Kollektorströmmen mäts i pikoamperer med en elektrometer. Potentialskillnaden mellan glödtråden och jord är vanligtvis 30 V, medan spänningen på nätet vid konstant spänning är 180-210 volt, om det inte finns något valfritt elektroniskt bombardemang, genom uppvärmning av nätet, vilket kan ha en hög potential på cirka 565 volt. Den vanligaste jontrycksmätaren är en Bayard-Alpert varm katod med en liten jonsamlare inuti gallret. Ett glashölje med hål till vakuumet kan omge elektroderna, men det används vanligtvis inte och tryckmätaren är inbyggd direkt i vakuumanordningen och kontakterna leds ut genom en keramisk platta i vakuumanordningens vägg. Hetkatodjoniseringsmätare kan skadas eller förlora kalibrering om de slås på vid atmosfärstryck eller till och med lågt vakuum. Varmkatodjoniseringsmätare är alltid logaritmiska.

Elektronerna som emitteras av glödtråden rör sig flera gånger i riktning framåt och bakåt runt nätet tills de träffar det. Under dessa rörelser kolliderar några av elektronerna med gasmolekyler och bildar elektron-jonpar (elektronjonisering). Antalet sådana joner är proportionellt mot densiteten hos gasmolekyler multiplicerat med den termioniska strömmen, och dessa joner flyger till kollektorn och bildar en jonström. Eftersom gasmolekylernas densitet är proportionell mot trycket uppskattas trycket genom att mäta jonströmmen.

Känslighet för lågtryck heta katodtryckmätare begränsas av den fotoelektriska effekten. Elektroner som träffar nätet producerar röntgenstrålar, som genererar fotoelektriskt brus i jonsamlaren. Detta begränsar intervallet för äldre heta katodmätare till 10-8 mmHg. Konst. och Bayard-Alpert till cirka 10-10 mm Hg. Konst. Ytterligare ledningar med katodpotential i siktlinjen mellan jonsamlaren och gallret förhindrar denna effekt. I extraktionstypen attraheras joner inte av en tråd, utan av en öppen kon. Eftersom jonerna inte kan bestämma vilken del av könen som ska träffas, passerar de genom hålet och bildar en jonstråle. Denna jonstråle kan överföras till Faraday-koppen.

Tryckmätning används ofta i många industriella processer. Denna typ av mätning är nödvändig för säkert arbete installationer, mätning av vätskeflödet m.m. Moderna apparater tryckmätningar ger exakt definition påtryckningar i olika medier, inklusive aggressiva.

Ett av de mest kända och utbredda instrumenten för att mäta tryck är en tryckmätare. V allmänt fall En tryckmätare är en mätanordning eller apparat för att mäta tryck eller differenstryck. Den kännetecknas av en noggrannhetsklass på 0,2; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0 (mindre är mer exakt) och mätgränser. Beroende på vilken typ av tryck manometern mäter finns det:

Absoluttrycksmätare mäter absolut tryck, d.v.s. som räknas från absoluta noll;

Positiva övertrycksmätare mäter övertryck;

Vakuummätare mäter trycket betydligt under atmosfärstrycket (vakuum). Sådana tryckmätare används inom vakuumteknik för att mäta tryck i förtärnade media;

Barometrar mäter atmosfärstryck;
- differenstrycksmätare (differentialtrycksmätare) mäter tryckskillnaden;
- manovakuummätare mäter positivt och negativt övertryck;
- mikromanometrar mäter tryckskillnaden, vars värden ligger nära varandra.

Det finns följande typer av tryckmätare:

- Allmänna tekniska, allmänna industriella, arbetsmanometrar

Den mest omfattande och efterfrågade kategorin av tryckmätare. Allmänna tekniska manometrar mäter över- och vakuumtrycket hos icke-aggressiva och icke-kristalliserande vätskor, gaser och ånga. Dessa enheter är resistenta mot vibrationer från industriell utrustning. Noggrannhetsklasser 1; 1,5; 2.5. Allmänna tekniska sådana inkluderar panntrycksmätare för arbete i värmeförsörjningssystem. I gruppen allmänna tekniska tryckmätare ingår även digitala tryckmätare som visar mätresultaten på en digital display och har digitala och aktuella utgångar. De används i industriella processer, värme- och kraftteknik, vid transport av vätskor och gaser, i mekaniserade installationer.

- Exemplariska tryckmätare

Modellmanometrar används för att kontrollera mätinstrument och mäta övertrycket av vätskor och gaser med ökad noggrannhet. De har en hög noggrannhetsklass: dödviktstestare - 0,05; 0,2; fjädertrycksmätare - 0,16; 0,25; 0,4. Hög noggrannhet vid tryckmätning uppnås pga design egenskaper och utväxlingsytorna på den ultrarena transmissionsväxeln.

- Elektriska kontakttryckmätare

Elektriska kontakttryckmätare används för att styra och signalera tröskeltrycksvärden. Manometrar av denna typ mäter över- och vakuumtrycket hos icke-aggressiva och icke-kristalliserande vätskor, gaser och ånga och kontrollerar diskret externa elektriska kretsar när tröskelvärdet överskrids. Kommuteringen av styrmekanismen utförs av en standardkontaktgrupp eller en optokopplare. Industrin tillverkar explosionssäkra elektriska kontakttryckmätare.

- Speciella tryckmätare

Speciella manometrar är utformade för att mäta över- och vakuumtryck av gaser (ammoniak, syre, acetylen, väte). Appliceras i olika branscher industri och teknik. En speciell tryckmätare mäter trycket på endast en typ av gas. För att skilja mellan tryckmätare anges gasens namn på deras skala, kroppen är målad i en viss färg, motsvarande bokstav används i beteckningen av tryckmätarna. Till exempel har ammoniakmanometrar ett hus gul färg, korrosionsbeständig design, i beteckningen finns bokstaven A. Noggrannhetsklasser är desamma som för allmänna tekniska manometrar.

- Självregistrerande manometrar

Självregistrerande manometrar mäter och registrerar kontinuerligt det uppmätta trycket på kartpapper (från ett till tre värden samtidigt). Designad för att mäta manometer och vakuumtryck för icke-aggressiva media. Används inom industri, energi.

- Marin tryckmätare

Marinmanometrar mäter över- och vakuumtryck av vätskor (diesel, olja, vatten), vattenånga och gaser. De har ökat fukt- och dammskydd, vibrationsbeständighet och är resistenta mot klimatpåverkan. Används vid flod- och sjötransport.

- Järnvägsmätare

Järnvägstryckmätare mäter över- och vakuumtrycket av media (vatten, bränsle, olja, luft, freoner) i systemen och installationerna av den rullande materielen i elektriska järnvägsfordon.

Till skillnad från tryckmätare mäter inte trycksensorer och givare, utan omvandlar trycket till en signal av en annan typ (enhetlig elektrisk, pneumatisk, digital). Olika metoder används för omvandling (kapacitiv, resistiv, resonant, etc.) Sensorer mäter överskott, vakuum, absolut- och differentialtryck, tryck-vakuum, hydrostatisk.

Trycksensorer (givare) kännetecknas av mätgränser, frekvensområde, mätnoggrannhet, vikt och dimensioner. Trycksensorer DM5007 är tillverkade med en digital indikator, i gnist- och explosionssäker design. De har hög tillförlitlighet, känslighet och ger hög precision mätningar.

Tryckomvandlare i Sapphire-22MPS-serien har en inbyggd digital indikator och en enhetlig elektronisk enhet. För att mäta trycket används en töjningsmätare, vars motstånd ändras när det känsliga elementet deformeras från effekten av det uppmätta trycket. Den elektriska signalen från töjningsmätaren överförs till den elektroniska omvandlaren och sedan vid utgången i form av en enhetlig strömsignal. Systemet för temperaturkompensation och mikroprocessorsignalbehandling, som används i Sapphire-22MPS, ökade mätnoggrannheten, förenklade inställningen av "noll", "mätområde" och inställning av mätgränser inom underområdena.

Tryckomvandlare används ofta i automations- och processkontrollsystem, vid olja, gas, kemisk industri och kärnenergi.

Funktionen av en manometrisk termometer är baserad på förhållandet mellan temperatur och tryck hos mediet (vätska, gas) i en sluten termometer. Mättermometrar används i tekniska processer för att mäta temperaturen på vätskor och gaser.

Beroende på typen av arbetsmedium (kondensat eller gas) är manometriska termometrar indelade i kondensation och gas. Termometrar av kondenstyp är märkta med TKP, till exempel TKP-160Sg-M2.

Termometrar för elektrisk kontakttryckmätare har signalpilar som ställer in de övre och nedre svarströskelvärdena. När temperaturen för någon av tröskelvärdena nås, stängs eller öppnas den elektriska kontaktgruppen (signal). Denna funktion, som möjliggör signalering av den maximala temperaturen i systemet, gjorde det möjligt att kalla termometrar av denna typ elektrisk kontakt eller signalering. Dessa inkluderar den manometriska termometern TKP-100Ek.

En tryckmätare är en anordning som låter dig mäta trycket i ett vattensystem eller medium. Med hjälp av detta enkel enhet du kan få exakta tryckavläsningar var som helst i rörledningen eller pumpenheten. Nedan kommer vi att studera design, funktionsprincip och skillnader mellan olika sorter tryckmätare.

En tryckmätare för att mäta trycket på vatten i ett vattenförsörjningssystem har en mycket enkel design. Enheten består av ett hölje och en skala på vilken det uppmätta värdet anges. En rörformad fjäder eller ett dubbelplåtsmembran kan placeras inuti huset. Också inuti enheten finns en hållare, en tribo-sektormekanism och ett elastiskt känsligt element.

Funktionsprincipen för enheten är baserad på att balansera tryckindikatorerna med hjälp av membranets eller fjäderns deformationskraft. Som ett resultat av denna process förskjuts det elastiska avkänningselementet, vilket aktiverar pilindikeringsanordningen.

Klassificering av tryckmätare enligt funktionsprincipen

Idag används tryckstyrda anordningar i nästan alla sfärer av mänskligt liv. Följaktligen används även tryckmätare med dem, vilket ger korrekt information om tryckavläsningar. I detta fall kan mätinstrumenten skilja sig från varandra i design och funktionsprincip. De enheter som finns på marknaden är indelade i följande typer:

Moderna tryckmätare är också uppdelade i mekaniska och elektroniska enheter. En mekanisk tryckmätare för en pump eller vattenförsörjningssystem har enkel design kan dock inte mäta trycket exakt. Utformningen av den elektroniska enheten inkluderar en kontaktenhet som mer exakt mäter trycket på arbetsmediet.

Beroende på användningsmetoden är manometrar uppdelade sinsemellan i följande typer:

• Stationär - sådana enheter är monterade och används endast på en specifik enhet utan möjlighet till demontering mätinstrument... Ofta används även en vattentrycksregulator med tryckmätare på den enhet som används;
• Bärbar - dessa mätapparater kan demonteras och användas för att arbeta med olika enheter och i olika system... Den bärbara enheten är mindre.

Var och en av de listade typerna av enheter har hittat sin aktiva användning. Många av moderna modeller används i värmesystemet i ett privat hus eller i en lägenhet, andra används för att betjäna stora industriföretag.

Inte bekant med mätinstrument människor kan ofta inte skilja en vattentrycksmätare i ett vattenförsörjningssystem från en anordning som används för att mäta trycket av luft och gas. Utåt skiljer sig båda dessa enheter praktiskt taget inte från varandra. Ändå finns det fortfarande en skillnad mellan dem.


Skillnaden mellan en tryckmätare för vatten och luft ligger i designen och principen för deras funktion. I anordningar för vatten spelar ett membran och ett kärl med en vätska rollen som ett känsligt element. I lufttrycksmätare är avkänningselementet en rörformad fjäder, som fylls med gas eller luft under drift.

Du kan ta reda på vattentrycket i rörledningen utan att använda en tryckmätare. Allt som krävs för detta är att använda en hemmagjord enhet gjord av en genomskinlig 2-meters slang, som är mycket lätt att göra med dina egna händer.

I grund och botten används slangen för att få mätningar av vattentrycket vid utloppet från kranen. För att ta reda på de nödvändiga indikatorerna, sätts ena änden av slangen in i kranen och den andra är pluggad med en propp. Efter det måste lite vatten sprutas in i slangen.

Innan du startar "experimentet" måste du uppfylla två villkor:

• Placera slangen i vertikalt läge;
• Flytta den nedre änden av slangen enligt bilden.

• P är trycket i systemet, mätt i atmosfärer;
• Patm är trycket som finns inuti slangen tills ventilen öppnas;
• H0 är höjden på luftpelaren inuti slangen tills ventilen öppnas;
• H1 är höjden på luftpelaren efter att slangen fyllts med vatten.

Det bör noteras att den sammansatta enheten, enligt driftprincipen, helt upprepar en vanlig vätsketrycksmätare.

Tryckkontroll baserat på vattenflöde

Det andra sättet att bestämma trycket är att utföra beräkningar med hjälp av data om mängden vatten som rinner ut ur kranen. Utöver dessa uppgifter behöver du också:

• Ta reda på konfigurationen av rörledningen och bestäm vilket material den är gjord av;
• Beräkna rördiametern;
• Bestäm intensiteten av vätskeflödet;
• Bestäm graden av öppning av kranen.

Det är möjligt att bestämma det ungefärliga trycket efter att operationen har utförts, men de erhållna resultaten kommer att vara mycket felaktiga. Faktum är att i alla fall kommer banken att fyllas helt på mindre än 10 sekunder, varför det resulterande tryckvärdet kommer att vara mycket mindre än enligt bestämmelserna. Ändå måste du alltid börja med att en 3-liters behållare fylls helt med vatten på 7 sekunder eller mindre. I detta fall kommer trycket inuti rörledningen att vara närmast den reglerade.

Tryck är en jämnt fördelad kraft som verkar vinkelrätt per ytenhet. Det kan vara atmosfäriskt (trycket i atmosfären nära jorden), överskott (överstigande atmosfäriskt) och absolut (summan av atmosfäriskt och överskott). Absolut tryck under atmosfärstryck kallas för sällsynt, och djupt vakuum kallas vakuum.

SI-enheten för tryck är Pascal (Pa). En Pascal är trycket som skapas av en kraft av en Newton på ett område av en kvadratmeter... Eftersom denna enhet är mycket liten används även flera enheter: kilopascal (kPa) = Pa; megapascal (MPa) = Pa, etc. På grund av komplexiteten i problemet med övergången från de tidigare använda tryckenheterna till Pascal-enheten är följande enheter tillfälligt tillåtna för användning: kilogram-kraft per kvadratcentimeter (kgf / cm) = 980665 Pa; kilogram-kraft per kvadratmeter (kgf / m) eller millimeter vattenpelare (mm wc) = 9,80665 Pa; millimeter kvicksilver (mm Hg) = 133.332 Pa.

Tryckövervakningsanordningar klassificeras enligt den mätmetod som används i dem, samt arten av det uppmätta värdet.

Enligt mätmetoden, som bestämmer driftprincipen, är dessa enheter indelade i följande grupper:

Vätska, i vilken trycket mäts genom att balansera det med en kolonn av vätska, vars höjd bestämmer storleken på trycket;

Fjäder (deformation), där tryckvärdet mäts genom att bestämma måttet på deformation av elastiska element;

Dödvikt, baserad på balansering av krafter som skapas å ena sidan av det uppmätta trycket, och å andra sidan av kalibrerade vikter som verkar på kolven placerad i cylindern.

Elektrisk, där mätningen av trycket utförs genom att omvandla dess värde till en elektrisk storhet, och genom att mäta materialets elektriska egenskaper, beroende på storleken på trycket.

Av typen av tryck som mäts delas enheter in i följande:

Manometrar utformade för att mäta övertryck;

Vakuummätare som används för att mäta sällsynthet (vakuum);

Manovakuummätare som mäter övertryck och vakuum;

Manometer som används för att mäta små övertryck;

Traktionsmätare som används för att mäta lågt vakuum;

Dragmätare utformade för att mäta låga tryck och vakuum;

Differentialtrycksmätare (differentialtrycksmätare), som mäter tryckskillnaden;

Barometrar som används för att mäta barometertryck.

De vanligaste är fjäder- eller töjningsmätare. Huvudtyperna av känsliga element i dessa enheter visas i fig. 1.

Ris. 1. Typer av känsliga element av deformationstryckmätare

a) - med en envarvs rörfjäder (Bourdon-rör)

b) - med en flervarvs rörformig fjäder

c) - med elastiska membran

d) - bälg.

Instrument med rörformade fjädrar.

Funktionsprincipen för dessa anordningar är baserad på egenskapen hos ett böjt rör (rörfjäder) med icke-cirkulärt tvärsnitt för att ändra dess krökning när trycket inuti röret ändras.

Beroende på fjäderns form finns det enkelvarvsfjädrar (fig. 1a) och flervarvsfjädrar (fig. 1b). Fördelen med flervarvs rörformade fjädrar är att den fria ändrörelsen är större än för enkelvarvs rörformade fjädrar med samma ändring i inloppstrycket. Nackdelen är de betydande dimensionerna av enheter med sådana fjädrar.

Enspolade rörformiga fjädermätare är en av de vanligaste typerna av fjäderbelastade instrument. Det känsliga elementet i sådana anordningar är ett rör 1 (fig. 2) med en elliptisk eller oval sektion böjd längs en cirkelbåge, förseglad i ena änden. Den öppna änden av röret genom hållaren 2 och nippeln 3 är ansluten till källan för det uppmätta trycket. Den fria (förseglade) änden av röret 4 är ansluten genom transmissionsmekanismen till pilens axel som rör sig längs anordningens skala.

Manometerrör avsedda för tryck upp till 50 kg/cm är gjorda av koppar, och manometerrör avsedda för högre tryck är gjorda av stål.

Egenskapen hos ett böjt rör med icke-cirkulärt tvärsnitt att ändra böjningsvärdet när trycket i dess kavitet ändras är en följd av en förändring i tvärsnittsformen. Under verkan av tryck inuti röret närmar sig den elliptiska eller planovala sektionen, som deformeras, den cirkulära sektionen (ellipsens eller ovalens lilla axel ökar och den stora axeln minskar).

Rörelsen av den fria änden av röret under dess deformation inom vissa gränser är proportionell mot det uppmätta trycket. Vid tryck utanför den angivna gränsen uppstår permanenta deformationer i röret, vilket gör det olämpligt för mätning. Därför bör manometerns maximala arbetstryck vara under proportionell gräns med viss säkerhetsfaktor.

Ris. 2. Fjäderbelastad tryckmätare

Rörelsen av den fria änden av röret under påverkan av tryck är mycket liten, därför, för att öka noggrannheten och klarheten i avläsningarna av anordningen, introduceras en växelmekanism som ökar rörelseskalan för änden av röret . Den består (fig. 2) av en tandad sektor 6, ett kugghjul 7, som samverkar med sektorn, och en spiralfjäder (hår) 8. På kugghjulets 7 axel är tryckmätarens indikeringspil fixerad 9. Fjädern 8 är fäst vid ena änden till kugghjulets axel och den andra till den fasta punkten på skivmekanismen. Syftet med fjädern är att eliminera glappspilar genom att välja spelrum i växelkopplingen och mekanismens svängleder.

Diafragma tryckmätare.

Det känsliga elementet i membrantryckmätare kan vara ett styvt (elastiskt) eller trögt membran.

Fjädrande membran är korrugerade koppar- eller mässingskivor. Korrugeringarna ökar membranets styvhet och deformerbarhet. Membranlådor är gjorda av sådana membran (se fig. 1c), och block är gjorda av lådor.

Slaka membran är gjorda av gummi på tygbasis i form av enbladiga skivor. De används för att mäta små övertryck och utsläpp.

Diafragma tryckmätare och kan vara med lokala avläsningar, med elektrisk eller pneumatisk överföring av avläsningar till sekundära instrument.

Tänk till exempel på en membrandifferentialtrycksmätare, typ DM, som är en skallös membrantypsensor (Fig. 3) med ett differentialtransformatorsystem för att överföra värdet på det uppmätta värdet till en sekundär anordning av KSD-typ.

Ris. 3 Konstruktion av en membrandifferenstrycksmätare typ DM

Det känsliga elementet i differentialtrycksmätaren är en membranenhet som består av två membranlådor 1 och 3, fyllda med en organisk kiselvätska, placerade i två separata kammare åtskilda av en skiljevägg 2.

En järnkärna 4 i en dif5 är fäst vid mitten av det övre membranet.

Ett högre (positivt) uppmätt tryck tillförs den nedre kammaren och ett lägre (negativt) tryck tillförs den övre kammaren. Kraften hos det uppmätta differenstrycket balanseras av andra krafter som uppstår från deformationen av membranhusen 1 och 3.

Med en ökning av tryckfallet komprimeras membranlådan 3, vätskan från den strömmar in i lådan 1, som expanderar och flyttar kärnan 4 i differentialtransformatorn. Med en minskning av tryckfallet komprimeras membranlådan 1 och vätskan från den förskjuts in i lådan 3. Kärnan 4 rör sig nedåt. Sålunda är kärnans läge, dvs. utgångsspänningen från är unikt beroende av differentialtrycksvärdet.

För att arbeta i styrsystem, reglering och styrning av tekniska processer genom kontinuerlig omvandling av medeltrycket till en standardströmutgångssignal med dess överföring till sekundära enheter eller ställdon, används givare av typen "Sapphire".

Tryckgivare av denna typ används: för mätning av absolut tryck ("Sapfir-22DA"), mätning av övertryck ("Sapfir-22DI"), mätning av vakuum ("Sapfir-22DV"), mätning av tryck - vakuum ("Sapfir-22DIV") "), hydrostatiskt tryck ("Sapphire-22DG").

Enheten för SAPFIR-22DG-omvandlaren visas i fig. 4. De används för att mäta det hydrostatiska trycket (nivån) av neutrala och aggressiva medier vid temperaturer från -50 till 120 ° C. Den övre gränsen för mätning är 4 MPa.

Ris. 4 omvandlarenhet "SAPFIR -22DG"

Töjningsmätaren 4 av membranspakstyp är placerad inuti basen 8 i ett slutet hålrum 10 fyllt med en organisk kiselvätska, och separeras från det uppmätta mediet med metallkorrugerade membran 7. Töjningsmätarens känsliga delar är filmtöjning mätare 11 gjorda av kisel placerade på safirplattan 10.

Membranen 7 är svetsade längs den yttre konturen till basen 8 och är sammankopplade med en central stång 6, som är ansluten till änden av töjningsgivarens 4 hävarm med hjälp av en stång 5. Flänsarna 9 är tätade med packningar 3. Den positiva flänsen med öppet membran används för att montera givaren direkt på processkärlet. Effekten av det uppmätta trycket orsakar böjning av membranen 7, böjning av membranet hos töjningsgivaren 4 och en förändring av motståndet hos töjningsgivarna. Den elektriska signalen från töjningsmätaren överförs från mätenheten genom ledningarna genom 2 in elektronisk anordning 1, som omvandlar förändringen i motstånden hos töjningsgivarna till en förändring av strömutgångssignalen i ett av områdena (0-5) mA, (0-20) mA, (4-20) mA.

Mätenheten klarar utan att förstöra effekten av ensidig överbelastning genom att driva övertryck. Detta säkerställs av det faktum att under en sådan överbelastning ligger ett av membranen 7 på den profilerade ytan av basen 8.

De ovan nämnda modifieringarna av Sapphire-22-omvandlarna har en liknande enhet.

Mätgivare för hydrostatiska och absoluta tryck "Sapphire-22K-DG" och "Sapphire-22K-DA" har också en utströmssignal (0-5) mA eller (0-20) mA eller (4-20) mA. som en elektrisk kodsignal baserad på RS-485-gränssnitt.

Avkännande element bälgtrycksmätare och differenstrycksmätareär bälgar - harmoniska membran (korrugerade metallrör). Det uppmätta trycket orsakar elastisk deformation av bälgen. Måttet på trycket kan antingen vara rörelsen av den fria änden av bälgen eller kraften som härrör från deformation.

Schematiskt diagram bälgdifferenstrycksmätare typ DS visas i fig. 5. En eller två bälgar är det känsliga elementet i en sådan anordning. Bälgen 1 och 2 är fästa i ena änden på en fast bas, medan den andra är ansluten genom en rörlig stång 3. Bälgens inre håligheter är fyllda med vätska (vatten-glycerinblandning, kiselorganisk vätska) och anslutna till varandra. När differentialtrycket ändras, komprimeras en av bälgen, destillerar vätska in i den andra bälgen och rör bälgblockets skaft. Skaftets rörelse omvandlas till rörelse av en penna, en pil, ett integratormönster eller en fjärröverföringssignal proportionell mot det uppmätta differentialtrycket.

Det nominella tryckfallet bestäms av spiralfjäderblocket 4.

Vid tryckfall över det nominella munstycket 5 blockerar de kanalen 6, vilket stoppar överflödet av vätska och förhindrar sålunda att bälgen förstörs.

Ris. 5 Schematisk bild av en bälgdifferenstrycksmätare

För att få tillförlitlig information om värdet på någon parameter är det nödvändigt att veta exakt felet i mätanordningen. Bestämningen av enhetens grundläggande fel på olika punkter på skalan med jämna mellanrum utförs genom att kontrollera den, d.v.s. jämför avläsningarna för enheten under verifiering med avläsningarna för en mer exakt, exemplifierande enhet. Instrumentverifiering utförs som regel först med ett ökande värde av det uppmätta värdet (framåtslag) och sedan med ett minskande värde (reverstakt).

Manometrar verifieras på följande tre sätt: nollpunkt, driftpunkt och full verifiering. I detta fall utförs de två första verifikationerna direkt på arbetsplatsen med hjälp av trevägskran(fig. 6).

Driftpunkten verifieras genom att en provtrycksmätare monteras på manometern och jämföra deras avläsningar.

Full kalibrering av manometrar utförs i laboratoriet på en kalibreringspress eller kolvmanometer, efter att manometern tagits bort från arbetsplatsen.

Funktionsprincipen för en dödviktsenhet för kalibrering av tryckmätare är baserad på att balansera de krafter som skapas å ena sidan av det uppmätta trycket, och å andra sidan av vikterna som verkar på kolven placerad i cylindern.

Ris. 6. Schema för kontroll av tryckmätarens noll- och arbetspunkter med hjälp av en trevägsventil.

Trevägsventillägen: 1 - arbetar; 2 - verifiering av nollpunkten; 3 - kontroll av driftspunkten; 4 - rensning av impulsledningen.

Enheter för att mäta övertryck kallas manometrar, vakuum (tryck under atmosfärstryck) - vakuummätare, övertryck och vakuum - manovakummätare, differentialtryck (differential) - differentialmanometrar.

Enligt funktionsprincipen är de huvudsakliga massproducerade tryckmätningsinstrumenten indelade i följande grupper:

Vätska - det uppmätta trycket balanseras av vätskekolonnens tryck;

Fjäderbelastad - det uppmätta trycket balanseras av den elastiska kraften från den rörformade fjädern, membranet, bälgen etc.;

Kolv - det uppmätta trycket balanseras av kraften som verkar på kolven i en viss sektion.

Beroende på användningsförhållandena och syftet tillverkar industrin följande typer av tryckmätningsinstrument:

Magnetisk moduleringstryckmätningsinstrument

I sådana enheter omvandlas kraften till en signal elektrisk ström på grund av magnetens rörelse i samband med den elastiska komponenten. Vid rörelse verkar magneten på den magnetiskt modulerande givaren.

Den elektriska signalen förstärks i en halvledarförstärkare och matas till sekundära elektriska mätanordningar.

Töjningsmätare

Omvandlare baserade på en töjningsmätare arbetar på basis av beroendet av det elektriska motståndet hos en töjningsmätare på mängden deformation.

Fig-5

Lastceller (1) (Figur 5) är fixerade på enhetens elastiska element. Den elektriska signalen vid utgången uppstår på grund av en förändring av motståndet hos töjningsgivaren och registreras av sekundära mätanordningar.

Elektriska kontakttryckmätare

Fig-6

En rörformad enkelspiralfjäder fungerar som en elastisk komponent i anordningen. Kontakterna (1) och (2) är gjorda för alla märken på instrumentskalan genom att vrida skruven i huvudet (3), som sitter på utanför glas.

När trycket minskar och dess nedre gräns nås, kommer pilen (4), med hjälp av kontakten (5), att slå på lampkretsen med motsvarande färg. När trycket stiger till den övre gränsen, som ställs in av kontakt (2), stänger pilen kretsen för den röda lampan med kontakt (5).

Noggrannhetsklasser

Mättrycksmätare är indelade i två klasser:

1. Exemplarisk.

2. Arbetare.

Exemplariska instrument bestämmer felet i avläsningarna av arbetsinstrument som är involverade i produktionstekniken för produkter.

Noggrannhetsklassen är kopplad till det tillåtna felet, vilket är storleken på tryckmätarens avvikelse från de faktiska värdena. Instrumentets noggrannhet bestäms av procentandelen av det maximalt tillåtna felet till det nominella värdet. Ju högre procentsats, desto lägre noggrannhet har instrumentet.

Exemplariska tryckmätare har en noggrannhet som är mycket högre än arbetsmodeller, eftersom de tjänar till att bedöma överensstämmelsen hos avläsningarna av arbetsmodeller av instrument. Exemplariska tryckmätare används främst i laboratorieförhållanden, så de tillverkas utan extra skydd från den yttre miljön.

Fjädertrycksmätare har 3 noggrannhetsklasser: 0,16, 0,25 och 0,4. Arbetsmodeller av tryckmätare har sådana noggrannhetsklasser från 0,5 till 4.

Användning av tryckmätare

Tryckmätningsinstrument är de mest populära instrumenten i olika industrier när man arbetar med flytande eller gasformiga råvaror.

Vi listar de viktigaste platserna för användning av sådana enheter:

• Inom gas- och oljeindustrin.
• Inom värmeteknik, för att styra trycket på en energibärare i rörledningar.
• Inom flygindustrin, fordonsindustrin, service flygplan och bilar.
• I verkstadsindustrin vid användning av hydromekaniska och hydrodynamiska enheter.
• I medicintekniska produkter och apparater.
• Inom järnvägsutrustning och transporter.
• I den kemiska industrin för att bestämma trycket av ämnen i tekniska processer.
• På platser med användning av pneumatiska mekanismer och aggregat.

Fulltextsökning.