Darbības princips ir balstīts uz izmērītā spiediena vai spiediena starpības līdzsvarošanu ar šķidruma kolonnas spiedienu. Tiem ir vienkārša ierīce un augsta mērījumu precizitāte, tos plaši izmanto kā laboratorijas un kalibrēšanas instrumentus. Šķidruma manometri ir sadalīti: U-veida, zvana un gredzenveida.

U-veida. Darbības princips ir balstīts uz saziņas kuģu likumu. Tie ir divu cauruļu (1) un krūzes viencaurules (2).

1) ir stikla caurule 1, kas uzstādīta uz plāksnes 3 ar skalu un piepildīta ar barjeras šķidrumu 2. Līmeņa starpība līkumos ir proporcionāla izmērītajam spiediena kritumam. "-" 1. virkne kļūdu: meniska stāvokļa nolasīšanas neprecizitātes dēļ, T ielenkuma izmaiņas. vidējas, kapilāras parādības (likvidētas, ieviešot grozījumus). 2. nepieciešamība pēc diviem rādījumiem, kas izraisa kļūdas palielināšanos.

2) pārstāvniecība ir divu cauruļu modifikācija, bet vienu ceļgalu aizstāj ar platu trauku (kausu). Pārmērīga spiediena ietekmē šķidruma līmenis traukā samazinās, un caurulē tas paaugstinās.

Pludiņš U-veida Diferenciālie spiediena mērītāji principā ir līdzīgi krūzes manometriem, taču spiediena mērīšanai tie izmanto krūzē ievietota pludiņa kustību, mainoties šķidruma līmenim. Izmantojot transmisijas ierīci, pludiņa kustība tiek pārveidota par virzošās bultiņas kustību. "+" plata mērījumu robeža. Darbības princips šķidrums spiediena mērītāji ir balstīti uz Paskāla likumu - izmērītais spiediens tiek līdzsvarots ar darba šķidruma kolonnas svaru: P = rgh. Tie sastāv no rezervuāra un kapilāra. Izmantotie darba šķidrumi ir destilēts ūdens, dzīvsudrabs, etanols. Tiek pielietoti nelielu pārspiedienu un vakuuma, barometriskā spiediena mērījumiem. Tiem ir vienkāršs dizains, taču nav attālinātas datu pārraides.

Dažreiz, lai palielinātu jutību, kapilārs tiek novietots noteiktā leņķī pret horizontu. Tad: P = ρgL Sinα.

AT deformācija spiediena mērītājus izmanto, lai neitralizētu jutīgā elementa (SE) elastīgo deformāciju vai tā radīto spēku. Mērījumu praksē ir plaši izplatītas trīs galvenās SE formas: cauruļveida atsperes, silfoni un membrānas.

cauruļveida atspere(manometriskā atspere, Bourdon caurule) - elastīga metāla caurule, kuras viens no galiem ir noslēgts un ar spēju kustēties, bet otrs ir stingri fiksēts. Cauruļveida atsperes galvenokārt izmanto, lai pārveidotu izmērīto spiedienu, kas pielikts atsperes iekšpusei, proporcionālā kustībā tās brīvajam galam.

Visizplatītākā vienas spoles cauruļveida atspere ir 270° saliekta caurule ar ovālu vai eliptisku šķērsgriezumu. Pielietotā pārspiediena ietekmē caurule atritinās, un vakuuma iedarbībā tā sagriežas. Šis caurules kustības virziens ir izskaidrojams ar to, ka iekšējā pārspiediena ietekmē elipses mazākā ass palielinās, bet caurules garums paliek nemainīgs.

Galvenais aplūkoto atsperu trūkums ir neliels griešanās leņķis, kas prasa transmisijas mehānismu izmantošanu. Ar to palīdzību cauruļveida atsperes brīvā gala kustība par vairākiem grādiem vai milimetriem tiek pārveidota par bultas leņķisko kustību par 270–300 °.

Priekšrocība ir statiskais raksturlielums, kas ir tuvu lineāram. Galvenais pielietojums ir indikācijas instrumenti. Spiediena mērītāju mērījumu diapazoni no 0 līdz 10 3 MPa; vakuuma mērītāji - no 0,1 līdz 0 MPa. Instrumentu precizitātes klases: no 0,15 (paraugs) līdz 4.

Cauruļveida atsperes ir izgatavotas no misiņa, bronzas, nerūsējošā tērauda.

Plēšas. Plēšas - plānsienu metāla kauss ar šķērsvirziena rievojumu. Stikla apakšdaļa tiek pārvietota ar spiedienu vai spēku.

Silfona statiskā raksturlieluma linearitātes robežās uz to iedarbojošā spēka attiecība pret tās radīto deformāciju paliek nemainīga. un to sauc par plēšas stingrību. Plēšas ir izgatavotas no dažādu marku bronzas, oglekļa tērauda, ​​nerūsējošā tērauda, ​​alumīnija sakausējumiem uc Silfoni tiek ražoti masveidā ar diametru no 8-10 līdz 80-100 mm un sieniņu biezumu 0,1-0,3 mm.

membrānas. Atšķirt elastīgās un elastīgās membrānas. Elastīgā membrāna ir elastīga apaļa plakana vai rievota plāksne, kas var novirzīties zem spiediena.

Plakano membrānu statiskais raksturlielums mainās nelineāri, palielinoties. spiedienu, tāpēc neliela daļa no iespējamā gājiena tiek izmantota kā darba zona. Gofrētās membrānas var izmantot ar lielākām novirzēm nekā plakanās, jo tām ir ievērojami zemāka raksturlieluma nelinearitāte. Membrānas ir izgatavotas no dažādu kategoriju tērauda: bronzas, misiņa utt.

Darbības princips

Manometra darbības princips ir balstīts uz izmērītā spiediena līdzsvarošanu ar elastīgās deformācijas spēku cauruļveida atsperei vai jutīgākai divu plākšņu membrānai, kuras viens gals ir noslēgts turētājā, bet otrs ir savienots caur stienis uz tribco-sektora mehānismu, kas pārvērš elastīga sensora elementa lineāro kustību rādītāja apļveida kustībā.

Šķirnes

Pārmērīga spiediena mērīšanas ierīču grupā ietilpst:

Spiediena mērītāji - ierīces, kas mēra no 0,06 līdz 1000 MPa (Izmēriet pārspiedienu - pozitīvo starpību starp absolūto un barometrisko spiedienu)

Vakuuma mērītāji - ierīces, kas mēra vakuumu (spiedienu zem atmosfēras spiediena) (līdz mīnus 100 kPa).

Manometri - manometri, kas mēra gan pārspiedienu (no 60 līdz 240 000 kPa), gan vakuuma (līdz mīnus 100 kPa) spiedienu.

Spiediena mērītāji - maza pārmērīga spiediena manometri līdz 40 kPa

Vilces mērītāji - vakuuma mērītāji ar ierobežojumu mīnus 40 kPa

Vilces spiediena mērītāji - spiediena un vakuuma mērītāji ar galējiem ierobežojumiem, kas nepārsniedz ± 20 kPa

Dati tiek sniegti saskaņā ar GOST 2405-88

Lielākā daļa vietējo un importēto manometru tiek ražoti saskaņā ar vispārpieņemtiem standartiem, šajā sakarā dažādu zīmolu manometrus aizstāj viens otru. Izvēloties manometru, jums jāzina: mērījumu robeža, korpusa diametrs, ierīces precizitātes klase. Svarīga ir arī armatūras atrašanās vieta un vītne. Šie dati ir vienādi visām mūsu valstī un Eiropā ražotajām ierīcēm.

Ir arī manometri, kas mēra absolūto spiedienu, tas ir, manometriskais spiediens + atmosfēras spiediens

Instrumentu, kas mēra atmosfēras spiedienu, sauc par barometru.

Mērinstrumentu veidi

Atkarībā no konstrukcijas, elementa jutības ir šķidruma, pašsvara, deformācijas spiediena mērītāji (ar cauruļveida atsperi vai membrānu). Spiediena mērītājus iedala precizitātes klasēs: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0 (jo mazāks skaitlis, jo precīzāks instruments).

Spiediena mērītāju veidi

Pēc pieraksta manometrus var iedalīt tehniskajos - vispārtehniskajos, elektrokontakta, speciālajos, pašreģistrējošajos, dzelzceļa, vibrācijas izturīgos (pildīts ar glicerīnu), kuģu un atsauces (paraugs).

Vispārīgi tehniski: paredzēts šķidrumu, gāzu un tvaiku mērīšanai, kas nav agresīvi pret vara sakausējumiem.

Elektrokontakts: tiem ir iespēja pielāgot izmērīto vidi, pateicoties elektrokontakta mehānismam. EKM 1U var saukt par īpaši populāru šīs grupas ierīci, lai gan tā jau sen ir pārtraukta.

Īpašs: skābeklis - jāattauko, jo dažreiz pat neliels mehānisma piesārņojums saskarē ar tīru skābekli var izraisīt sprādzienu. Tos bieži ražo zilos korpusos ar apzīmējumu O2 (skābeklis) uz ciparnīcas; acetilēns - nepieļaujiet vara sakausējumus mērīšanas mehānisma ražošanā, jo, saskaroties ar acetilēnu, pastāv sprādzienbīstama acetilēna vara veidošanās risks; amonjakam - jābūt izturīgam pret koroziju.

Atsauce: kurām ir augstāka precizitātes klase (0,15; 0,25; 0,4), šīs ierīces izmanto citu manometru pārbaudei. Šādas ierīces vairumā gadījumu tiek uzstādītas uz kravnesības manometriem vai jebkurām citām iekārtām, kas spēj attīstīties pareizais spiediens.

Kuģu spiediena mērītāji ir paredzēti darbam upju un jūras flotē.

Dzelzceļš: paredzēts ekspluatācijai dzelzceļa transportā.

Pašpierakstīšana: manometri korpusā, ar mehānismu, kas ļauj reproducēt manometra grafiku uz milimetru papīra.

siltumvadītspēja

Siltumvadītspējas spiediena mērītāji ir balstīti uz gāzes siltumvadītspējas samazināšanos ar spiedienu. Šiem manometriem ir iebūvēts kvēldiegs, kas uzsilst, kad caur to tiek laista strāva. Kvēldiega temperatūras mērīšanai var izmantot termopāri vai pretestības temperatūras sensoru (DOTS). Šī temperatūra ir atkarīga no ātruma, ar kādu kvēldiegs izdala siltumu apkārtējai gāzei, un tādējādi no siltumvadītspējas. Bieži izmanto Pirani mērierīci, kas izmanto vienu platīna pavedienu gan kā sildelementu, gan kā DOTS. Šie spiediena mērītāji sniedz precīzus rādījumus no 10 līdz 10–3 mmHg. Art., Bet viņi ir diezgan jutīgi pret ķīmiskais sastāvs izmērītās gāzes.

[rediģēt] Divi pavedieni

Viena stieples spole tiek izmantota kā sildītājs, bet otra tiek izmantota temperatūras mērīšanai konvekcijas ceļā.

Pirani manometrs (viens pavediens)

Pirani manometrs sastāv no metāla stieples, kas atvērta izmērītajam spiedienam. Vadu silda caur to plūstošā strāva un atdzesē apkārtējā gāze. Samazinoties gāzes spiedienam, samazinās arī dzesēšanas efekts un palielinās stieples līdzsvara temperatūra. Vada pretestība ir temperatūras funkcija: mērot spriegumu pāri vadam un caur to plūstošo strāvu, var noteikt pretestību (un līdz ar to arī gāzes spiedienu). Šāda veida manometru pirmo reizi izstrādāja Marcello Pirani.

Termopāra un termistora mērītāji darbojas līdzīgi. Atšķirība ir tāda, ka kvēldiega temperatūras mērīšanai izmanto termopāri un termistoru.

Mērīšanas diapazons: 10−3 - 10 mm Hg. Art. (aptuveni 10–1–1000 Pa)

Jonizācijas manometrs

Jonizācijas mērītāji - visjutīgākie mērinstrumentiļoti zemam spiedienam. Tie mēra spiedienu netieši, mērot jonus, kas veidojas, gāzi bombardējot ar elektroniem. Jo mazāks gāzes blīvums, jo mazāk jonu veidosies. Jonu manometra kalibrēšana ir nestabila un ir atkarīga no mērāmo gāzu rakstura, kas ne vienmēr ir zināms. Tos var kalibrēt, salīdzinot ar McLeod manometra rādījumiem, kas ir daudz stabilāki un neatkarīgi no ķīmijas.

Termoelektroni saduras ar gāzes atomiem un rada jonus. Joni tiek piesaistīti elektrodam ar piemērotu spriegumu, ko sauc par kolektoru. Kolektora strāva ir proporcionāla jonizācijas ātrumam, kas ir spiediena funkcija sistēmā. Tādējādi kolektora strāvas mērīšana ļauj noteikt gāzes spiedienu. Ir vairāki jonizācijas mērītāju apakštipi.

Mērīšanas diapazons: 10−10 - 10−3 mmHg Art. (aptuveni 10–8–10–1 Pa)

Lielākā daļa jonu mērītāju iedalās divās kategorijās: karstais katods un aukstais katods. Trešais veids, rotējošā rotora spiediena mērītājs, ir jutīgāks un dārgāks nekā pirmie divi, un tas šeit netiek apspriests. Karstā katoda gadījumā elektriski apsildāms kvēldiegs rada elektronu staru kūli. Elektroni iziet cauri manometram un jonizē ap tiem esošās gāzes molekulas. Iegūtie joni tiek savākti pie negatīvi lādēta elektroda. Strāva ir atkarīga no jonu skaita, kas savukārt ir atkarīga no gāzes spiediena. Karstā katoda spiediena mērītāji precīzi mēra spiedienu 10-3 mmHg diapazonā. Art. līdz 10-10 mm Hg. Art. Aukstā katoda mērierīces princips ir vienāds, izņemot to, ka elektroni tiek ģenerēti izlādē ar radīto augstsprieguma elektrisko izlādi. Aukstā katoda spiediena mērītāji precīzi mēra spiedienu 10-2 mmHg diapazonā. Art. līdz 10-9 mm Hg. Art. Jonizācijas mērītāju kalibrēšana ir ļoti jutīga pret konstrukcijas ģeometriju, gāzes ķīmiju, koroziju un virsmas nogulsnēm. To kalibrēšana var kļūt nelietojama, ja to ieslēdz atmosfēras un ļoti zemā spiedienā. Vakuuma sastāvs zemā spiedienā parasti ir neparedzams, tāpēc precīziem mērījumiem vienlaikus ar jonizācijas manometru ir jāizmanto masas spektrometrs.

karstais katods

Bayard-Alpert karstā katoda jonizācijas mērītājs parasti sastāv no trim elektrodiem, kas darbojas triodes režīmā, kur kvēldiegs ir katods. Trīs elektrodi ir kolektors, kvēldiegs un režģis. Kolektora strāvu mēra pikoampēros ar elektrometru. Potenciālu starpība starp kvēldiegu un zemi parasti ir 30 volti, savukārt tīkla spriegums pie pastāvīga sprieguma ir 180–210 volti, ja nav izvēles elektronu bombardēšanas, izmantojot režģa karsēšanu, kam var būt augsts potenciāls aptuveni 565 volti. Visizplatītākais jonu mērītājs ir Bayard-Alpert karstais katods ar nelielu jonu savācēju režģa iekšpusē. Stikla korpuss ar vakuuma atveri var apņemt elektrodus, taču to parasti neizmanto, un manometrs ir iebūvēts tieši vakuuma ierīcē un kontakti tiek izvadīti caur keramikas plāksni vakuuma ierīces sienā. Karstā katoda jonizācijas mērītāji var tikt bojāti vai zaudēt kalibrēšanu, ja tie tiek ieslēgti atmosfēras spiedienā vai pat zemā vakuumā. Karstā katoda jonizācijas mērītāji vienmēr mēra logaritmiski.

Kvēldiega izstarotie elektroni vairākas reizes kustas pa taisnu līniju un pretējā virzienā ap režģi, līdz tie trāpa. Šo kustību laikā daži elektroni saduras ar gāzes molekulām un veido elektronu-jonu pārus (elektronu jonizācija). Šādu jonu skaits ir proporcionāls gāzes molekulu blīvumam, kas reizināts ar termisko strāvu, un šie joni lido uz kolektoru, veidojot jonu strāvu. Tā kā gāzes molekulu blīvums ir proporcionāls spiedienam, spiedienu aprēķina, mērot jonu strāvu.

Jutība pret zems spiediens Karstā katoda mērītājus ierobežo fotoelektriskais efekts. Elektroni, kas ietriecas režģī, rada rentgena starus, kas jonu kolektorā rada fotoelektrisku troksni. Tas ierobežo vecāku karstā katoda mērītāju diapazonu līdz 10–8 mmHg. Art. un Bayard-Alpert līdz aptuveni 10–10 mm Hg. Art. Papildu vadi katoda potenciālā redzamības līnijā starp jonu kolektoru un režģi novērš šo efektu. Ekstrakcijas veidā jonus piesaista nevis stieple, bet gan atvērtais konuss. Tā kā joni nevar izlemt, uz kuru konusa daļu trāpīt, tie iziet cauri caurumam un veido jonu staru kūli. Šo jonu staru var pārnest uz Faraday krūzi.

Šķidruma manometros izmērītais spiediens vai spiediena starpība ir līdzsvarota hidrostatiskais spiediensšķidruma kolonna. Ierīcēs tiek izmantots tvertņu savienošanas princips, kurā darba šķidruma līmeņi sakrīt, kad spiedieni virs tiem ir vienādi, un nevienlīdzības gadījumā ieņem pozīciju, kurā pārspiedienu vienā no traukiem līdzsvaro hidrostatiskais liekā šķidruma kolonnas spiedienu otrā. Lielākajai daļai šķidruma manometru ir redzams darba šķidruma līmenis, kura stāvoklis nosaka izmērītā spiediena vērtību. Šīs ierīces izmanto laboratorijas praksē un dažās nozarēs.

Ir grupa šķidruma diferenciālā spiediena mērītāji, kurā netiek tieši novērots darba šķidruma līmenis. Pēdējās izmaiņas izraisa pludiņa pārvietošanos vai citas ierīces īpašību izmaiņas, nodrošinot vai nu tiešu izmērītās vērtības norādi, izmantojot nolasīšanas ierīci, vai tās vērtības pārveidošanu un pārraidi attālumā.

Divu cauruļu šķidruma manometri. Lai mērītu spiedienu un diferenciālo spiedienu, tiek izmantoti divu cauruļu manometri un diferenciālā spiediena mērītāji ar redzamu līmeni, ko bieži sauc par U-veida. Šāda manometra shematiska diagramma ir parādīta attēlā. 1, a. Divas vertikālas savienojošas stikla caurules 1, 2 ir piestiprinātas pie metāla vai koka pamatne 3, kam piestiprināta skalas plāksne 4. Caurules ir piepildītas ar darba šķidrumu līdz nullei. Izmērītais spiediens tiek piegādāts caurulei 1, caurule 2 sazinās ar atmosfēru. Mērot spiediena starpību, izmērītie spiedieni tiek piegādāti abām caurulēm.

Rīsi. viens. Divu cauruļu (c) un vienas caurules (b) manometra shēmas:

1, 2 - vertikāli savienojošas stikla caurules; 3 - bāze; 4 - mēroga plāksne

Kā darba šķidrums tiek izmantots ūdens, dzīvsudrabs, spirts, transformatoru eļļa. Tātad šķidruma manometros jutīgā elementa funkciju, kas uztver izmērītās vērtības izmaiņas, veic darba šķidrums, izejas vērtība ir līmeņa starpība, ievades vērtība ir spiediens vai spiediena starpība. Statiskā raksturlieluma stāvums ir atkarīgs no darba šķidruma blīvuma.

Lai novērstu kapilāro spēku ietekmi manometros, tiek izmantotas stikla caurules ar iekšējo diametru 8 ... 10 mm. Ja darba šķidrums ir spirts, tad cauruļu iekšējo diametru var samazināt.

Divu cauruļu ar ūdeni pildīti manometri tiek izmantoti spiediena, vakuuma, gaisa un neagresīvu gāzu spiediena starpības mērīšanai diapazonā līdz ±10 kPa. Manometra piepildīšana ar mērīšanas dzīvsudrabu paplašina robežas līdz 0,1 MPa, savukārt mērītā vide var būt ūdens, neagresīvi šķidrumi un gāzes.

Izmantojot šķidruma spiediena mērītājus, lai izmērītu spiediena starpību starp barotnēm zem statiskā spiediena līdz 5 MPa, papildu elementi, kas paredzēti, lai aizsargātu ierīci no vienvirziena statiskā spiediena un pārbaudītu sākotnējā pozīcija darba šķidruma līmenis.

Kļūdu avoti divcauruļu manometros ir novirzes no vietējā paātrinājuma aprēķinātajām vērtībām Brīvais kritiens, darba šķidruma un virs tā esošās vides blīvumi, kļūdas augstumu h1 un h2 nolasīšanā.

Darba šķidruma un vides blīvumi norādīti vielu termofizikālo īpašību tabulās atkarībā no temperatūras un spiediena. Kļūda darba šķidruma līmeņu augstuma starpības nolasīšanā ir atkarīga no skalas dalījuma vērtības. Bez papildu optiskām ierīcēm pie dalījuma vērtības 1 mm līmeņa starpības nolasīšanas kļūda ir ±2 mm, ņemot vērā kļūdu skalas pielietošanā. Izmantojot papildu ierīces, lai uzlabotu nolasīšanas precizitāti h1, h2, jāņem vērā skalas, stikla un darba vides temperatūras izplešanās koeficientu atšķirība.

Vienas caurules spiediena mērītāji. Lai uzlabotu līmeņu starpības nolasīšanas precizitāti, tiek izmantoti vienas caurules (tases) manometri (sk. 1. att., b). Viencaurules manometrā vienu cauruli aizstāj ar platu trauku, kurā tiek ievadīts lielākais no izmērītajiem spiedieniem. Caurule, kas piestiprināta pie skalas plāksnes, ir mērīšanas caurule un sazinās ar atmosfēru; mērot spiediena starpību, tai tiek piemērots mazāks no spiedieniem. Darba šķidrumu ielej manometrā līdz nulles atzīmei.

Spiediena ietekmē daļa darba šķidruma no plašā trauka ieplūst mērīšanas caurulē. Tā kā šķidruma tilpums, kas izspiests no plašā trauka, ir vienāds ar šķidruma tilpumu, kas nonāk mērīšanas caurulē,

Viencaurules manometros mērot tikai vienas darba šķidruma kolonnas augstumu, samazinās nolasīšanas kļūda, kas, ņemot vērā skalas gradācijas kļūdu, nepārsniedz ± 1 mm pie dalījuma vērtības 1 mm. Pārējās kļūdas sastāvdaļas, kas radušās novirzes no brīvā kritiena paātrinājuma aprēķinātās vērtības, darba šķidruma un virs tā esošās vides blīvuma un instrumenta elementu termiskās izplešanās, ir kopīgas visiem šķidruma manometriem.

Divu un vienas caurules manometriem galvenā kļūda ir līmeņa atšķirības nolasīšanas kļūda. Ar tādu pašu absolūto kļūdu spiediena mērīšanas samazinātā kļūda samazinās, palielinoties manometra mērījuma augšējai robežai. Viencaurules ar ūdeni pildīto manometru minimālais mērījumu diapazons ir 1,6 kPa (160 mm w.c.), savukārt samazinātā mērījumu kļūda nepārsniedz ±1%. Spiediena mērītāju dizains ir atkarīgs no statiskā spiediena, kuram tie ir paredzēti.

Mikromanometri. Lai mērītu spiedienu un spiediena starpību līdz 3 kPa (300 kgf / m2), tiek izmantoti mikromanometri, kas ir vienas caurules manometru veids un ir aprīkoti ar īpašas ierīces vai nu lai samazinātu skalas dalījuma vērtību, vai uzlabotu līmeņa augstuma nolasīšanas precizitāti, izmantojot optiskās vai citas ierīces. Visizplatītākie laboratorijas mikromanometri ir MMN tipa mikromanometri ar slīpu mērcauruli (2. att.). Mikromanometra rādījumus nosaka darba šķidruma kolonnas garums n mērīšanas caurulē 1, kam ir slīpuma leņķis a.

Rīsi. 2. :

1 - mērīšanas caurule; 2 - kuģis; 3 - kronšteins; 4 - sektors

Uz att. 2 kronšteins 3 ar mērcauruli 1 ir uzstādīts sektorā 4 vienā no piecām fiksētajām pozīcijām, kas atbilst k = 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 un piecu instrumentu mērījumu diapazons ir no 0,6 kPa (60 kgf/m2) līdz 2,4 kPa (240 kgf/m2). Dotā mērījuma kļūda nepārsniedz 0,5%. Minimālā dalījuma vērtība pie k = 0,2 ir 2 Pa (0,2 kgf/m2), tālāku dalījuma vērtības samazināšanos, kas saistīta ar mērīšanas caurules slīpuma leņķa samazināšanos, ierobežo pozīcijas nolasīšanas precizitātes samazināšanās. darba šķidruma līmenis meniska stiepšanās dēļ.

Precīzākas ierīces ir MM tipa mikromanometri, ko sauc par kompensāciju. Kļūda līmeņa augstuma nolasīšanā šajās ierīcēs nepārsniedz ±0,05 mm, jo ​​sākotnējā līmeņa noteikšanai tiek izmantota optiskā sistēma un darba šķidruma kolonnas augstuma mērīšanai izmantota mikrometra skrūve, kas līdzsvaro izmērīto spiedienu vai spiediena starpību. .

barometri izmanto atmosfēras spiediena mērīšanai. Visizplatītākie ir ar dzīvsudrabu pildīti kausu barometri, kas kalibrēti mm Hg. Art. (3. att.).

Rīsi. 3.: 1 - nonija; 2 - termometrs

Kļūda kolonnas augstuma nolasīšanā nepārsniedz 0,1 mm, ko panāk, izmantojot noniju 1, kas ir izlīdzināts ar dzīvsudraba meniska augšējo daļu. Precīzāk mērot atmosfēras spiedienu, jāievieš korekcijas brīvā kritiena paātrinājuma novirzei no normālā un barometra temperatūras vērtības, ko mēra ar termometru 2. Ja caurules diametrs ir mazāks par 8 .. 10 mm, tiek ņemts vērā dzīvsudraba virsmas spraiguma radītais kapilārais nospiedums.

Kompresijas mērītāji(McLeod spiediena mērītāji), kuru shēma parādīta att. 4, satur tvertni 1 ar dzīvsudrabu un tajā iegremdētu cauruli 2. Pēdējais sazinās ar mērcilindru 3 un cauruli 5. Cilindrs 3 beidzas ar nedzirdīgu mērkapilāru 4, salīdzināšanas kapilārs 6 ir savienots ar cauruli 5. Abiem kapilāriem ir vienāds diametrs, tāpēc kapilāro spēku ietekme uz mērījumu rezultātiem netiek ietekmēta. Spiediens tiek padots uz tvertni 1 caur trīsceļu vārstu 7, kas mērīšanas procesa laikā var atrasties diagrammā norādītajās pozīcijās.

Rīsi. 4. :

1 - rezervuārs; 2, 5 - caurules; 3 - mērcilindrs; 4 - nedzirdīgais mērīšanas kapilārs; 6 - atsauces kapilārs; 7 - trīsceļu vārsts; 8 - balona mute

Manometra darbības princips ir balstīts uz Boila-Mariota likuma izmantošanu, saskaņā ar kuru fiksētai gāzes masai tilpuma un spiediena reizinājums nemainīgā temperatūrā ir nemainīga vērtība. Mērot spiedienu, tiek veiktas šādas darbības. Kad vārsts 7 ir iestatīts pozīcijā a, izmērītais spiediens tiek padots uz tvertni 1, cauruli 5, kapilāru 6, un dzīvsudrabs tiek novadīts tvertnē. Pēc tam celtnis 7 tiek vienmērīgi pārvietots pozīcijā c. Tā kā atmosfēras spiediens ievērojami pārsniedz izmērīto p, dzīvsudrabs tiek izspiests caurulē 2. Kad dzīvsudrabs sasniedz 8. cilindra atveri, kas diagrammā atzīmēta ar punktu O, gāzes V tilpums 3. cilindrā un mērkapilārā 4 tiek nogriezts no. Dzīvsudraba līmeņa tālāka paaugstināšanās saspiež robežapjomu. Kad dzīvsudrabs mērīšanas kapilārā sasniedz augstumu h un gaisa ieplūde tvertnē 1 apstājas un krāns 7 tiek iestatīts pozīcijā b. Diagrammā redzamā krāna 7 un dzīvsudraba pozīcija atbilst manometra rādījumu ņemšanas brīdim.

Kompresijas manometru apakšējā mērījumu robeža ir 10 -3 Pa (10 -5 mm Hg), kļūda nepārsniedz ±1%. Instrumentiem ir pieci mērījumu diapazoni un tie aptver spiedienu līdz 10 3 Pa. Jo mazāks ir izmērītais spiediens, jo lielāks ir balons 1, kura maksimālais tilpums ir 1000 cm3, bet minimālais tilpums ir 20 cm3, kapilāru diametrs ir attiecīgi 0,5 un 2,5 mm. Manometra apakšējo mērījumu robežu galvenokārt ierobežo kļūda gāzes tilpuma noteikšanā pēc saspiešanas, kas ir atkarīga no kapilāro cauruļu izgatavošanas precizitātes.

Kompresijas manometru komplekts kopā ar membrānas kapacitatīvo manometru ir daļa no valsts īpašā standarta spiediena mērvienībām diapazonā no 1010 -3 ... 1010 3 Pa.

Aplūkoto šķidruma spiediena mērītāju un diferenciālo spiediena mērītāju priekšrocības ir to vienkāršība un uzticamība ar augstu mērījumu precizitāti. Strādājot ar šķidrām ierīcēm, ir jāizslēdz pārslodzes un pēkšņas spiediena izmaiņas, jo šajā gadījumā darba šķidrums var izšļakstīties līnijā vai atmosfērā.

Manometrs ir kompakta mehāniska ierīce spiediena mērīšanai. Atkarībā no modifikācijas tas var darboties ar gaisu, gāzi, tvaiku vai šķidrumu. Ir daudz dažādu manometru veidu, saskaņā ar principu par spiediena rādījumu ņemšanu 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.
• Santehnika.
• 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 ir redzama skala ar atzīmēm spiediena mērvienībās (Bar vai Pa). Korpusa sānos ir caurule ar ārējo vītni ieskrūvēšanai sistēmas atverē, kurā nepieciešams izmērīt spiedienu.

Padarot spiedienu mērītajā vidē, gāze vai šķidrums caur cauruli izspiež manometra iekšējo mehānismu, kas noved pie bultiņas leņķa novirzes, kas norāda skalu. Jo lielāks spiediens rodas, jo vairāk adata novirzās. Skaitlis uz skalas, kur rādītājs apstāsies un atbildīs spiedienam izmērītajā sistēmā.

Spiediens, ko var izmērīt ar manometru

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 mērītājiem, kas paredzēti darbībai īpašos apstākļos, var būt papildu korpusa modifikācijas. Tas var būt sprādziendrošs, izturīgs pret koroziju vai paaugstinātu vibrāciju.

Spiediena mērītāju šķirnes

Spiediena mērītājus izmanto daudzās sistēmās, kur ir spiediens, kam jābūt skaidri noteiktā līmenī. Ierīces lietošana ļauj to kontrolēt, jo nepietiekama vai pārmērīga iedarbība var kaitēt dažādiem tehnoloģiskiem procesiem. Turklāt pārmērīgs spiediens ir tvertņu un cauruļu plīsuma cēlonis. Šajā sakarā ir izveidotas vairākas spiediena mērītāju šķirnes, kas paredzētas noteiktiem darba apstākļiem.

Viņi ir:

• priekšzīmīgs.
• Vispārējā tehniskā.
• Elektrokontakts.
• Īpašs.
• Ierakstītāji.
• Kuģis.
• Dzelzceļš.

Priekšzīmīga manometrs paredzēts citu līdzīgu mērīšanas iekārtu verificēšanai. Šādas ierīces nosaka pārspiediena līmeni dažādos medijos. Šādas ierīces ir aprīkotas ar īpaši precīzu mehānismu, kas nodrošina minimālu kļūdu. To precizitātes klase ir no 0,05 līdz 0,2.

Vispārējā tehniskā izmantot 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.

Elektrokontaktsīpaši izstrādāts, lai uzraudzītu un brīdinātu par tādas bīstamas slodzes augšējās robežas sasniegšanu, kas var iznīcināt sistēmu. Šādus instrumentus izmanto ar dažādiem līdzekļiem, piemēram, šķidrumiem, gāzēm un tvaikiem. Šim aprīkojumam ir iebūvēts elektriskās ķēdes vadības mehānisms. Kad rodas pārspiediens, manometrs dod signālu vai mehāniski izslēdz padeves iekārtu, kas rada spiedienu. Arī elektrokontakta spiediena 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, ko instruments spēj apstrādāt. Uz skalas ir arī īpašs marķējums. Piemēram, manometri amonjaka spiediena mērīšanai, ko parasti uzstāda rūpniecībā saldēšanas iekārtas, krāsots dzeltenā krāsā. Šādam aprīkojumam ir precizitātes klase no 1,0 līdz 2,5.

Ierakstītāji tiek izmantoti vietās, kur nepieciešams ne tikai vizuāli uzraudzīt sistēmas spiedienu, bet arī reģistrēt rādītājus. Viņi uzraksta diagrammu, pēc kuras jūs varat apskatīt spiediena dinamiku jebkurā laika periodā. Līdzīgas ierīces var atrast laboratorijās, kā arī termoelektrostacijās, konservu rūpnīcās un citos pārtikas uzņēmumos.

Kuģis ietver plašu sastāvs spiediena mērītāji, kuriem ir laikapstākļiem izturīgs korpuss. Tie var strādāt ar šķidrumu, gāzi vai tvaiku. Viņu vārdus var atrast uz ielu gāzes izplatītājiem.

Dzelzceļš spiediena mērītāji ir paredzēti, lai kontrolētu pārspiedienu mehānismos, kas apkalpo dzelzceļa elektrisko transportu. Jo īpaši tos izmanto hidrauliskajās sistēmās, kas pārvieto sliedes, kad izlice ir izbīdīta. Šādām ierīcēm ir paaugstināta izturība pret vibrācijām. Tie ne tikai iztur kratīšanu, bet tajā pašā laikā skalas rādītājs nereaģē uz mehānisku ietekmi uz ķermeni, precīzi parādot spiediena līmeni sistēmā.

Spiediena mērītāju šķirnes atbilstoši barotnes spiediena nolasīšanas mehānismam

Spiediena mērītāji atšķiras arī ar iekšējo mehānismu, kas noved pie spiediena rādījumu noņemšanas sistēmā, kurai tie ir pievienoti. Atkarībā no ierīces tie ir:

• Šķidrums.
• Pavasaris.
• Membrāna.
• Elektrokontakts.
• Diferenciālis.

Šķidrums Spiediena mērītājs ir paredzēts šķidruma kolonnas spiediena mērīšanai. Šādas ierīces darbojas pēc kuģu saziņas fiziskā principa. Lielākajai daļai ierīču ir redzams šķidruma līmenis, no kura tās ņem rādījumus. Šīs ierīces ir vienas no retāk izmantotajām. Saskaroties ar šķidrumu, to iekšpuse kļūst netīra, tāpēc pamazām zūd caurspīdīgums, kļūst grūti vizuāli noteikt rādījumus. Šķidruma manometri bija viens no agrākajiem izgudrojumiem, bet joprojām tiek atrasti.

Pavasaris mērinstrumenti ir visizplatītākie. Viņiem ir vienkāršs dizains piemērots remontam. To mērījumu robežas parasti ir no 0,1 līdz 4000 bāriem. Pats šāda mehānisma jutīgais elements ir ovāla caurule, kas tiek saspiesta zem spiediena. Spēks, kas nospiež cauruli, caur īpašu mehānismu tiek pārnests uz bultiņu, 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 tiek izmantotas divas membrānas, kas ir pielodētas kopā, veidojot kastīti. Mainoties kastes tilpumam, jutīgais mehānisms novirza bultiņu.

Elektrokontakts manometrus var atrast sistēmās, kas automātiski uzrauga spiedienu un regulē to vai signalizē, ka ir sasniegts kritiskais līmenis. Ierīcei ir divas bultiņas, kuras var pārvietot. Viens ir iestatīts uz minimālo spiedienu, bet otrs uz maksimālo. Kontakti ir iebūvēti ierīcē elektriskā ķēde. Kad spiediens sasniedz vienu no kritiskajiem līmeņiem, elektriskā ķēde tiek aizvērta. Rezultātā signāls tiek ģenerēts uz vadības paneli vai iedarbināts automātiska kustība avārijas atiestatīšanai.

Diferenciālis spiediena mērītāji ir vieni no sarežģītākajiem mehānismiem. Tie darbojas pēc deformācijas mērīšanas principa īpašos blokos. Šie manometra elementi ir jutīgi pret spiedienu. Tā kā bloks tiek deformēts, īpašs mehānisms pārraida izmaiņas uz bultiņu, kas norāda uz skalu. Rādītājs kustas, līdz kritumi sistēmā apstājas un apstājas noteiktā līmenī.

Precizitātes klase un mērīšanas diapazons

Jebkuram manometram ir tehniskā pase, kas norāda tā precizitātes klasi. Indikatoram ir skaitliska izteiksme. Jo mazāks skaitlis, jo precīzāka ierīce. Lielākajai daļai instrumentu precizitātes klase no 1,0 līdz 2,5 ir norma. Tos izmanto gadījumos, kad nelielai novirzei īsti nav nozīmes. Lielāko kļūdu parasti dod ierīces, ar kurām autobraucēji mēra gaisa spiedienu riepās. Viņu klase bieži nokrītas līdz 4,0. Labākā klase ar precizitāti ir priekšzīmīgi manometri, vismodernākie no tiem strādā ar kļūdu 0,05.

Katrs manometrs ir paredzēts darbam noteiktā spiediena diapazonā. Pārāk jaudīgi masīvie modeļi nespēs fiksēt minimālās svārstības. Ļoti jutīgas ierīces sabojājas vai tiek iznīcinātas, ja tiek pakļautas pārmērīgam spiedienam, izraisot sistēmas spiediena samazināšanos. Šajā sakarā, izvēloties manometru, jums vajadzētu pievērst uzmanību šim indikatoram. Parasti tirgū var atrast modeļus, kas spēj reģistrēt spiediena kritumus diapazonā no 0,06 līdz 1000 mPa. Ir arī īpašas modifikācijas, tā sauktie vilkmes mērītāji, kas paredzēti vakuuma spiediena mērīšanai līdz -40 kPa līmenim.

Šķidruma termometrs ir ierīce tehnoloģisko procesu temperatūras mērīšanai, izmantojot šķidrumu, kas reaģē uz temperatūras izmaiņām. Šķidruma termometri ir labi zināmi ikvienam ikdienas dzīvē: mērīšanai telpas temperatūra vai cilvēka ķermeņa temperatūra.

Šķidruma termometri sastāv no piecām galvenajām daļām, tās ir: termometra spuldze, šķidrums, kapilārā caurule, apvada kamera un skala.

Termometra spuldze ir daļa, kurā tiek ievietots šķidrums. Šķidrums reaģē uz temperatūras izmaiņām, paceļoties vai nolaižoties pa kapilāro cauruli. Kapilārā caurule ir šaurs cilindrs, caur kuru pārvietojas šķidrums. Bieži vien kapilārā caurule ir aprīkota ar apvada kameru, kas ir dobums, kurā nokļūst liekais šķidrums. Ja nav apvada kameras, tad pēc kapilārās caurules piepildīšanas tiks radīts pietiekams spiediens, lai caurule iznīcinātu, ja temperatūra turpinās celties. Skala ir šķidruma termometra daļa, ko izmanto rādījumu nolasīšanai. Skala ir kalibrēta grādos. Svari var būt piestiprināti pie kapilārās caurules vai arī tā var būt kustīga. Pārvietojamie svari ļauj to regulēt.

Šķidruma termometra darbības princips

Šķidruma termometru darbības princips ir balstīts uz šķidrumu īpašību sarauties un paplašināties. Kad šķidrums tiek uzkarsēts, tas parasti izplešas; šķidrums termometra spuldzē izplešas un virzās uz augšu pa kapilāro cauruli, tādējādi norādot uz temperatūras paaugstināšanos. Un otrādi, kad šķidrums atdziest, tas parasti saraujas; šķidrums šķidruma termometra kapilārā caurulē samazinās un tādējādi liecina par temperatūras pazemināšanos. Gadījumā, ja mainās vielas izmērītā temperatūra, siltums tiek pārnests: vispirms no vielas, kuras temperatūra tiek mērīta, uz termometra lodi, bet pēc tam no lodītes uz šķidrumu. Šķidrums reaģē uz temperatūras izmaiņām, virzoties uz augšu vai uz leju pa kapilāro cauruli.

Šķidruma termometrā izmantotā šķidruma veids ir atkarīgs no termometra mērītās temperatūras diapazona.

Merkurs, -39-600°C (-38-1100°F);
Dzīvsudraba sakausējumi, -60-120°C (-76-250°F);
Alkohols, -80-100°C (-112-212°F).

Daļējas iegremdēšanas šķidruma termometri

Daudzi šķidruma termometri ir paredzēti piekarināšanai pie sienas, visa termometra virsma saskaroties ar mērīto vielu. Tomēr daži rūpnieciskie un laboratorijas šķidruma termometri ir konstruēti un kalibrēti iegremdēšanai šķidrumā.

No šādā veidā izmantotajiem termometriem visplašāk tiek izmantoti daļējas iegremdēšanas termometri. Lai iegūtu precīzus rādījumus ar daļējas iegremdēšanas termometru, iegremdējiet tā spuldzi un kapilāro cauruli tikai līdz šai līnijai.

Daļējas iegremdēšanas termometri tiek iegremdēti līdz atzīmei, lai kompensētu apkārtējā gaisa temperatūras izmaiņas, kas var ietekmēt šķidrumu kapilārā caurulē. Ja ir iespējamas apkārtējās vides temperatūras izmaiņas (gaisa temperatūras izmaiņas ap termometru), tās var izraisīt šķidruma izplešanos vai saraušanos kapilārā caurulē. Rezultātā rādījumus ietekmēs ne tikai mērāmās vielas temperatūra, bet arī apkārtējā gaisa temperatūra. Kapilārās caurules iegremdēšana līdz iezīmētajai līnijai novērš apkārtējās temperatūras ietekmi uz rādījumu precizitāti.

Apstākļos rūpnieciskā ražošana bieži vien ir nepieciešams izmērīt temperatūru vielām, kas iet caur caurulēm vai konteineros. Temperatūras mērīšana šādos apstākļos rada divas problēmas instrumentu ražotājiem: kā izmērīt vielas temperatūru, ja šai vielai vai šķidrumam nav tiešas piekļuves, un kā izņemt šķidruma termometru pārbaudei, pārbaudei vai nomaiņai, neapstājoties. tehnoloģiskais process. Abas šīs problēmas tiek novērstas, ja termometru ievadīšanai tiek izmantoti mērīšanas kanāli.

Mērīšanas kanāls termometra ievadei ir caurulei līdzīgs kanāls, kas ir aizvērts vienā galā un atvērts otrā. Mērīšanas kanāls ir paredzēts, lai saturētu šķidruma termometra spuldzi un tādējādi aizsargātu to no vielām, kas var izraisīt koroziju, indīgām vielām vai zem augstspiediena. Ja termometru ievadīšanai izmanto mērīšanas kanālus, siltuma apmaiņa notiek netieša kontakta veidā (caur mērīšanas kanālu) ar vielu, kuras temperatūra tiek mērīta, un termometra lodi. Mērīšanas kanāli ir hermetizēts blīvējums un neļauj šķidrumam, kurā tiek mērīta temperatūra, izplūst uz āru.

Tiek izgatavoti mērīšanas kanāli standarta izmēri lai tos varētu lietot kopā ar dažādi veidi termometri. Kad termometrs ir uzstādīts mērīšanas kanālā, tā lodīte tiek ievietota kanālā un termometram tiek uzskrūvēts uzgrieznis, lai nostiprinātu termometru.