Манометры для измерения давления газа: обзор видов измерителей, их устройство и принцип действия

Часто необходимо измерить давление, создаваемое газом. Например, в баллонах, в газопроводах, в различных контейнерах и на кораблях. Для контроля и мониторинга показателей используются манометры для измерения давления газа. Эти устройства служат в самых разных сферах жизни, от медицины до тяжелой промышленности.

Для того, чтобы покупка прибора была напрасной, а покупаемый манометр соответствовал требованиям производственных процессов, стоит ознакомиться с классификацией. Мы познакомим вас с разновидностями газовых манометров. Поговорим об их конструктивных особенностях и принципах работы.

Классификация по типу измеряемого давления

Устройства, используемые для получения данных о параметрах давления газа в газовых баллонах, транспортных магистралях, газовых баллонах и других резервуарах, классифицируются по нескольким критериям. Они различаются по своему устройству и принципу действия.

Устройства, с помощью которых измеряется давление, делятся на классы по:

  • тип измеряемого давления;
  • деловое свидание, встреча;
  • принцип действия;
  • класс точности.

По типу измеряемого давления устройства, предназначенные для определения точных показателей, делятся на манометры, вакуумметры, манометры, манометры, барометры и другие.

В зависимости от степени защиты от воздействия внешней среды выпускаются следующие устройства:

  • стандарт;
  • защищен от пыли;
  • водонепроницаемый;
  • защищен от агрессивных сред;
  • взрывобезопасный.

Изделие может сочетать в себе несколько видов защиты.

На схеме показано подразделение измерительных устройств по принципу действия, по типу давления, по применению и по дисплею. Приборы для измерения расхода жидкости и обратного потока редко используются для получения данных о давлении газа

Манометр – это небольшой прибор, используемый для измерения давления или перепада давления. Принцип действия этого испытательного и измерительного прибора зависит от его внутреннего устройства. Внутри класса они делятся на группы в соответствии с классом точности.

Для измерения абсолютного давления, показатели которого отсчитываются от абсолютного нуля (вакуума), используют манометры абсолютного давления. Избыточное давление определяется манометром. В общем, все виды таких устройств называются одним словом – «манометры».

Большинство типов манометров предназначены для измерения значений избыточного давления. Их особенность в том, что они показывают давление, которое представляет собой разницу между абсолютным и атмосферным.

Вакуумметры – это приборы, показывающие давление разреженного газа. С помощью манометров они измеряют избыточное давление и давление разреженного газа. Информация отображается на единой шкале.

С помощью манометров определяются параметры избыточного давления со значениями до 40 кПа. С другой стороны, тягово-измерители позволяют измерять разрежение до -40 кПа. Манометры измеряют разрежение и избыточное давление в диапазоне от -20 до +20 кПа.

Манометры используются в самых разных отраслях промышленности. Работа с газом сопряжена с большим риском, поэтому важно следить за всеми показателями в системе. Информация о давлении предоставляет пользователям информацию о текущем состоянии измеряемого объекта

Манометры дифференциального давления могут использоваться для определения разности давлений в двух произвольных точках, которые необходимо исследовать. Микроманометр – это манометр дифференциального давления, позволяющий измерять перепады давления в пределах 40 кПа.

Классификация по принципу действия

Манометры газового давления в зависимости от механизма считывания делятся на:

  • Деформация;
  • Электрический;
  • Собственный вес;
  • Жидкость.

У каждого вида есть свои особенности.

Деформационный вид манометров

Принцип и основа работы устройств деформационного класса заключается в том, что давление действует на чувствительный элемент устройства, который деформируется. Уровень давления определяется степенью деформации.

Измерители деформации изготавливаются с использованием высокочувствительных трубчатых пружин, сильфонов или компонентов с диафрагмой

Чувствительными элементами в трубчатых пружинных устройствах являются трубчатые пружины. Эти изделия представляют собой трубочки, сложенные в круг с овальным сечением. Газ действует на внутреннюю поверхность трубки. При этом трубка деформируется и меняет форму, приближаясь к круглой.

Один конец трубки герметичен и подвижен. Второй открыт и зафиксирован владельцами. Когда трубка пружины изгибается, это также влияет на кольца, которые затем растягивают пружину. Запечатанный конец пружины перемещается в соответствии с силой давления. Это движение передается на измерительную шкалу.

Круглые пружины используются для измерения давления до 40 бар. При более высоких давлениях используются спиральные или спиральные пружины, находящиеся в одной плоскости. Погрешность показаний при измерении давления этим методом составляет от 1 до 4%.

Чувствительные элементы мембраны и сильфона эффективно измеряют небольшие значения избыточного давления и вакуумметрического давления.

Сильфон изготовлен по принципу шланга сильфона санитарного назначения. Это тонкостенная металлическая трубка, состоящая из подвижных поперечных колец. В зависимости от материала и параметров изготовления сильфон может быть более или менее жестким.

Под воздействием высокой температуры со временем накапливаются пластические деформации, что нарушает правильность показаний. Кроме того, при повышенных температурах и пульсациях давления изменение статической характеристики ускоряется

Чувствительные элементы мембраны имеют наибольшее разнообразие. Класс точности таких устройств никогда не превышает 1,5. Такие устройства оснащены системой защиты. В случае перегрузки мембрана упирается в специальное защитное приспособление.

Мембранные боксы часто устанавливают в приборах, измеряющих давление и вакуум. Манометры, тяговые манометры и манометры с мембранной коробкой выпускаются с классом точности 1,5; 2,5 и предел измерения до 25 кПа.

Плоские диафрагмы имеют минимальное смещение в рабочей точке, поэтому их чаще всего используют для преобразования давления в силу. Они нестабильны, но хорошо рассчитывают.

Гофрированные диафрагмы используются вместе с аналогичными коробками для улучшения статических характеристик. Первые ходы лучше, но их сложно рассчитать. Последние используются гораздо чаще из-за их пониженной жесткости.

Устройства с мягкими мембранами используются для измерения значений низкого давления.

Устройствам нужна защита от высоких температур, так как это отрицательно сказывается на эластичности и чувствительности основных рабочих элементов.

Механические показывающие манометры

Многие калибры трубчатых пружин на самом деле являются устройствами прямого преобразования. Это означает, что давление преобразуется в перемещение чувствительного элемента и механического устройства, контактирующего с ним.

В схеме сопло расположено радиально, однако выпускаются манометры с осевым расположением сопла

Под действием давления свободный конец пружины перемещается, поводок воздействует на зубчатый сектор, шестерня и стрелка индикатора вращаются.

Датчики индикаторные пружинные выпускаются с диапазоном измерения от 0,1 до 103 МПа и имеют разные классы точности. Изготовлены эталонные модели с классом точности 0,15; 0,25; 0,4. Счетчики наиболее точного рабочего разряда – 1 и 0,6. Общетехнические работники – с классом точности 1,5; 2,5; 4.

Манометры электроконтактного действия

Конструктивно это модификация калибра. Суть работы в том, что при достижении стрелкой порогового значения давления сеть замыкается.

В конструкцию индикаторного манометра дополнительно встроены стрелки с запрессованными электрическими контактами, которые расположены напротив указанных значений

Электрическая цепь замыкается и включается аварийный сигнал, когда стрелка индикатора достигает одной из стрелок контакта. Класс точности таких манометров – 1,5. Диапазон измерения соответствует стандартным значениям.

Для сигнализации или контроля положения используется реле давления с маркировкой РД. Они измеряют давление в диапазоне от 12 до 1600 кПа. Реле откалибровано по верхнему и нижнему пределам срабатывания, указанным устройством управления, и имеет отключающую способность 10 Вт.

Самопишущие модели манометров

Промышленность производит манометры со встроенной системой считывания, которая записывает значения на графический диск, чтобы затем можно было отслеживать динамику показателей. Тур можно пройти за 8, 12, 24 часа. Движение приводится в движение электродвигателем или часами.

Работа регистратора основана на передаче сигнала трубчатой ​​пружиной большого диаметра, обладающей тяговым усилием. Передает движение от чувствительного элемента к системе отображения. Устройства под маркой МТС фиксируют значения избыточного давления.

Эти устройства принимают на себя управление оператора и имеют класс точности 1; 1,5; 2.5.

Чувствительные элементы сильфона используются в саморегулирующихся манометрах дифференциального давления, которые также могут быть оснащены сигнальным устройством и пневматическим преобразователем. Такие устройства измеряют давление в диапазоне от 6,3 кПа до 0,16 МПа и имеют 1 класс точности; 1.5.

Тип грузопоршневого манометра

Такие датчики часто используются в качестве эталона при проверке других средств измерений. Их диапазон измерения очень широк. В зависимости от конструкции устройства он может начинаться с серьезных значений вакуума и заканчиваться резервированием до 2500 МПа. Класс точности достигает максимальных значений до 0,0015.

Всякий раз, когда измерительный прибор подвергается нагрузке, превышающей предписанную норму, он теряет в продолжительности своего срока службы и в точности измерений

Принцип действия заключается в том, чтобы удерживать цилиндр в поршне в определенном состоянии, в то время как калибровочные грузы действуют с одной стороны, а измеряемое давление – с другой. В зависимости от веса грузов оценивается величина создаваемого давления.

Основным рабочим элементом прибора является измерительная колонна. В зависимости от качества его изготовления, точности и чистоты составов изменяется и величина погрешности.

Наименьшая погрешность измерения у PMM, работающего на газе. Однако такие устройства стоят в несколько раз дороже из-за особенностей своей конструкции и необходимости фильтрации газа от посторонних частиц

Функционально грузопоршневой манометр состоит из устройства для создания давления, измерительной системы и грузов. Устройство оснащено поворотным механизмом для повышения и понижения давления, а также предохранительным клапаном.

Открытые поршневые манометры получили широкое распространение. У них есть зазор между поршнем и цилиндром. Резервуар под поршнем заполняется маслом, которое под давлением заливается в пространство и смазывает трущиеся поверхности.

Электрический средний газовый счетчик

Такие датчики используются для преобразования прямого или косвенного давления газа в электрический параметр. Наиболее распространенными манометрами этого типа являются: тензодатчики, емкостные и резистивные устройства. Давление измеряется в диапазоне от 100 Па до 1000 МПа. Приборы изготавливаются с классами точности от 0,1 до 2,5.

Работа манометров, работающих на тензорезистивном эффекте, заключается в изменении значения сопротивления проводника из-за деформации. Давление измеряется в диапазоне от 60 до 108 Па с минимальной погрешностью.

Фланцевое крепление датчика и особая конструкция устройства позволяют считывать данные о давлении в особо агрессивных средах с температурой до 300 ° C. Они используются для измерения давления в системах с быстрыми процессами.

Схема работы резистивных манометров основана на зависимости сопротивления проводника от давления. Обычно этот тип устройства используется для измерения давления на особо высоком уровне, превышающем 100 МПа

Чувствительным элементом в таком устройстве является манганиновый провод, сопротивление которого легко измеряется симметричным мостом.

Емкостные манометры работают за счет приложения давления к диафрагме, которая представляет собой движущийся электрод. По мере движения диафрагмы емкость преобразователя изменяется. Для них характерны значительные температурные погрешности.

В емкостных манометрах прогиб мембраны определяется электрической схемой. Такие устройства используются в системах с быстрыми перепадами давления.

Приборы для измерения жидкости

Определение давления с помощью этих устройств происходит путем уравновешивания обнаруженного давления с давлением, создаваемым столбом жидкости. Таким образом можно измерить небольшое избыточное давление, атмосферное давление, уровень вакуума, перепад давления.

Эта группа представлена ​​манометрами П-образной формы, которые состоят из сообщающихся сосудов, а давление определяется по уровням жидкости; компенсационные микроманометры; манометры чашечные, в которых вместо второй трубки используется резервуар; манометры дифференциального давления с поплавком, раструбом и кольцом.

Двухтрубные манометры позволяют измерять перепад давления. В этом случае к каждой из труб прилагается давление, которое необходимо измерить

В приборах для измерения жидкостей рабочая жидкость аналогична чувствительному элементу.

Манометры дифференциального давления обычно оснащены сигнальными устройствами, расходомерами, регуляторами и регистрирующими устройствами. Диапазон измерения от 10 до 105 Па. Предел измерения изменяется в зависимости от жидкости, заполняющей прибор.

Разделение по функциональному назначению

По назначению различают следующие виды манометров, применяемых для измерения давления газа:

  • главный техник;
  • ссылка;
  • особый.

Рассмотрим характеристики каждого вида.

Манометры общего назначения

Манометры этого типа производятся для измерения значений вакуума и относительного давления в общих технических целях. Различные модификации устройств позволяют использовать их в самых разных средах. Они используются для измерения давления на производстве непосредственно во время технологических процессов.

Давление в таких устройствах действует внутри трубки и заставляет незакрепленный конец двигаться. Он взаимодействует с механизмом, который перемещает стрелку

Эти манометры могут измерять давление газообразных сред, не агрессивных по отношению к медным сплавам, при рабочих температурах до 150 ° C. Обычно корпус изделия изготавливается из стали, а детали механизма – из латунного сплава.

Общетехнические манометры для газов низкого или высокого давления предназначены для выдерживания вибраций с частотой от 10 до 55 Гц и максимальной амплитудой смещения 0,15 мм. Они имеют разные классы точности от 1 до 2,5.

Цифровые манометры имеют небольшие размеры, отличаются высокой точностью измерения и длительным сроком службы. Кроме того, такие устройства можно калибровать

Набирают популярность манометры общего технического назначения с электронной платой, отображающие данные измерений. Часто они оснащаются преобразователями, автоматизирующими технологические процессы. Значения давления отображаются на электронном циферблате.

Группа манометров специальных

Такие устройства предназначены для определенного типа газа и окружающей среды, которую он создает. Для систем с более высоким давлением манометры предназначены для газа высокого давления. Некоторые газы вызывают коррозию определенных сплавов и поэтому требуют использования стабильных материалов.

Специальные манометры окрашены в разные цвета в зависимости от типа газа.

Пропановые манометры окрашены в красный цвет, имеют стальной корпус и соответствуют характеристикам общетехнических манометров. Рабочее давление таких устройств составляет от 0 до 0,6 МПа. Это стандартное давление пропана. Возможна эксплуатация в диапазоне температур от – 50 до + 60 ° С. Температура рабочей среды до + 150 °. Часто входит в коробку с баллонными редукторами.

Датчики аммиака в баллонах и других резервуарах окрашены в желтый цвет. Многоступенчатые компрессорные агрегаты оснащены температурной шкалой. Компоненты счетчика изготовлены из материалов, стойких к парам аммиака.

При наличии сильных динамических нагрузок манометры заполняются глицерином или силиконом

Индикатор ацетилена станет белым. Изготовлен как манометр системы безопасности из обезжиренных материалов. Используется для измерения относительного давления в различных системах производства и распределения ацетилена. Корпус выполнен из стали, внутренние компоненты – из латунного сплава. Допустимый температурный диапазон от – 40 до + 70 ° С.

Манометр водородного давления станет темно-зеленым. Манометр для других горючих газов окрашен в красный цвет. Счетчик негорючих смесей окрашен в черный цвет. Индикатор кислорода синий.

Эталонные устройства для измерения давления

Этот тип манометра разработан для проверки, калибровки и настройки других инструментов, чтобы обеспечить максимально возможную точность измерения. Такие устройства отличаются более высоким классом точности, чем общетехнические. Нормы труда делятся на три категории.

Контрольные датчики, используемые для проверки точности показаний счетчиков в полевых условиях, также называются датчиками высокой точности. Рабочий диапазон измерения от 0-0,6 до 0-1600 бар для газообразных сред.

Манометры для обычных и композитных газовых баллонов необходимо проверять не реже одного раза в год, если иное не указано в документации на устройство. Поверка осуществляется аккредитованными метрологическими органами со статусом юридического лица. После проверки выдается сертификат и ставится штамп.

Прибор необходимо снять с баллона и доставить в метрологическую службу. Там поверочные и калибраторы, используя различные стандарты и вспомогательные инструменты, будут проводить поверку примерно в течение 10 дней

Шестерни эталонных калибров обрабатываются с более высокой частотой зубчатой ​​передачи. Для них характерно минимальное трение в механизме переключения и высокая чувствительность внутренних элементов.

Примерные манометры с классом точности 0,4 имеют шкалу на 250 единиц, с классом точности 0,15 или 0,25, шкалу на 400 единиц с ценой деления 1 единица. Работа устройства возможна при разных температурах, в зависимости от наполнителя корпуса. Идеальная рабочая температура – 20 ° C.

Следующая статья познакомит вас со спецификой заправки газовых баллонов. Стоит прочитать всем владельцам загородной недвижимости, не подключенным к централизованному газоснабжению.

Выводы и полезные видео по теме

Принцип действия пружинного манометра:

Характеристики и область применения манометра:

Манометры производятся для различных задач. Наибольшей популярностью пользуются общетехнические виды, применяемые на малых производствах различными компаниями при работе с газовым оборудованием и системами. Электроконтактные манометры – это устройства, сигнализирующие о достижении критического значения.

Эталонные манометры используются для проверки и регулировки манометров. Изготовлены специальные манометры для измерения давления определенной газовой среды. Среди них большой популярностью пользуются манометры пропана, которые часто устанавливаются в комплекте с редуктором на газовые баллоны.

Хотите поделиться полезной информацией по теме статьи, задать вопрос или опубликовать фото? Пожалуйста, оставьте свои комментарии в форме ниже. Делитесь полезной информацией и советами, которые могут быть полезны посетителям сайта.

Источник – https://sovet-ingenera.com/gaz/equip/manometry-dlya-izmereniya-davleniya-gaza.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: