Manometrų tipai ir jų veikimo principas. Slėgio matuokliai. Paskirtis ir klasifikacija Įvairių tipų manometrų prietaiso aprašymas

Dažnai sprendžiant fizikos srities uždavinius tenka susidurti su tokiais instrumentais kaip manometrai. Bet kas yra manometras, kaip jis veikia ir kokie yra jo tipai? Šiandien apie tai kalbėsime.

Kas yra slėgio matuoklis?

Šis prietaisas skirtas matuoti perteklinis slėgis. Tačiau slėgis gali būti skirtingas, todėl yra skirtingi manometrai. Pavyzdžiui, vakuuminiai matuokliai naudojami atmosferos slėgiui matuoti, o jais – slėgio skirtumams.Bet bet kuriuo atveju jie matuoja tik slėgį.

Dabar neįmanoma aprašyti visų šių prietaisų taikymo sričių, nes jų labai daug. Jie gali būti naudojami automobilių pramonėje Žemdirbystė, komunaliniai ir būsto sektoriuje, bet kokiame mechaniniame transporte, metalurgijos pramonėje ir kt. Priklausomai nuo paskirties, yra įvairių šių skaitiklių tipų, tačiau jų esmė visada susiveda į vieną dalyką – slėgio matavimą.

Taip pat šie prietaisai skirstomi į skirtingas grupes, priklausomai nuo matavimo principo. Dabar, kai daugiau ar mažiau aišku, kas yra manometras, galime pereiti prie smulkmenų. Visų pirma apibūdinsime jų taikymo tipus ir sritis.

Slėgio matuoklių tipai

Priklausomai nuo jų paskirties, manometrai gali būti skirtingi tipai. Pavyzdžiui, skysčio slėgio matuokliai naudojami skysčio stulpelio slėgiui matuoti. Yra spyruokliniai įtaisai, kurie gali išmatuoti taikomą jėgą. Čia slėgis matuojamas balansuojant spyruoklės deformacijos jėgą.

Mažiau populiarūs yra stūmokliniai manometrai, kur išmatuotas slėgis subalansuojamas jėga, kuri veikia įrenginio stūmoklį.

Taip pat atkreipiame dėmesį, kad priklausomai nuo paskirties ir naudojimo sąlygų gaminami šie įrenginiai:

• Techniniai – bendrosios paskirties prietaisai.
• Kontroliniai testai, skirti patikrinti sumontuotą įrangą.
• Pavyzdinis – instrumentų tikrinimui ir matavimams atlikti, kur reikalingas didesnis tikslumas.

Šiuos įrenginius taip pat galima skirstyti pagal elemento jautrumą ir tikslumo klases. Pavyzdžiui, pagal tikslumo klases manometrai yra: 0,15, 0,25, 0,4, 0,6, 1, 1,5, 2,5, 4. Čia skaičius lemia įrenginio tikslumą, o kuo jis mažesnis, tuo prietaisas tikslesnis.

Pavasaris

Šie manometrai skirti pertekliniam slėgiui matuoti. Jų matavimo principas pagrįstas specialios spyruoklės naudojimu, kuri deformuojasi veikiant slėgiui. Jautraus elemento (spyruoklės) deformacijos vertė nustatoma specialiu skaitymo įtaisu, kuris, savo ruožtu, turi graduotą skalę. Šioje skalėje vartotojas mato išmatuoto slėgio vertę.

Jautrus elementas tokiuose manometruose dažniausiai yra vadinamasis Bourdon vamzdis – jautri vieno apsisukimo spyruoklė. Tačiau yra ir kitų elementų: plokščia gofruotoji membrana, daugiapakopė vamzdinė spyruoklė, silfonas (harmoninės formos membrana). Visi jie yra vienodai veiksmingi, tačiau paprasčiausias ir prieinamiausias, todėl labiausiai paplitęs yra manometras, rodantis slėgį naudojant vieno apsisukimo Bourdon spyruoklę. Tai yra modeliai, kurie aktyviai naudojami slėgiui matuoti 0,6-1600 kgf / cm 2 diapazone.

Skysčių slėgio matuokliai

Skirtingai nuo spyruoklinių matuoklių, skysčio manometruose slėgis matuojamas balansuojant skysčio kolonėlės svorį, o slėgio matas tokiu atveju- tai skysčio lygis susisiekiančiuose induose. Tokie prietaisai leidžia išmatuoti slėgį 10-105 Pa diapazone ir daugiausia naudojami laboratorinėmis sąlygomis.

Iš esmės toks įtaisas yra U formos vamzdis, kuriame yra skystis, kurio savitasis svoris didesnis, palyginti su skysčiu, kuriame tiesiogiai matuojamas hidrostatinis slėgis. Dažniausiai šis skystis yra gyvsidabris.

Šiai kategorijai netiesiogiai priskiriami bendrieji techniniai ir darbo instrumentai, tokie kaip TM-510, TV-510 manometras, kurie yra populiariausia kategorija. Jie matuoja nesikristalizuojančių ir neagresyvių garų ir dujų slėgį. Tokių manometrų tikslumo klasė: 1, 2,5, 1,5. Šie naudojami katilinėse, šilumos tiekimo sistemose, transportuojant skysčius, taip pat gamybos procesuose.

Elektriniai kontaktiniai slėgio matuokliai

Šiai kategorijai taip pat priklauso vakuumo matuokliai ir slėgio bei vakuumo matuokliai. Jie skirti matuoti skysčių ir dujų slėgį, kuris yra neutralus plieno ir žalvario atžvilgiu. Šių prietaisų konstrukcija panaši į spyruoklinių, tačiau skiriasi tik dideli geometriniai matmenys. Elektrinio kontaktinio manometro korpusas yra didelis dėl kontaktinių grupių konstrukcijos. Taip pat toks įtaisas gali paveikti slėgį kontroliuojamoje aplinkoje uždarydamas/atidarydamas kontaktus.

Dėl čia naudojamo specialaus elektrinio kontaktinio mechanizmo įrenginys gali būti naudojamas signalizacijos sistemoje. Tiesą sakant, jis taip pat naudojamas šioje srityje.

Pavyzdingas

Šio tipo prietaisai yra skirti manometrams, naudojamiems matavimams laboratorinėmis sąlygomis, tikrinti. Pagrindinis jų tikslas – patikrinti darbinių manometrų rodmenų tinkamumą naudoti. Išskirtinis bruožas tokie įrenginiai turi labai aukštą tikslumo klasę, kuri pasiekiama dėka dizaino elementai, taip pat pavarų dėžės mechanizme.

Specialusis

Šios kategorijos prietaisai naudojami įvairiose pramonės šakose dujų, tokių kaip amoniakas, vandenilis, deguonis, acetilenas ir kt., slėgiui matuoti. Dažniausiai specialiu manometru galima išmatuoti tik vienos rūšies dujas. Kiekvienam tokiam manometrui nurodoma išmatuoti slėgį, kuriam jis skirtas. Taip pat pats manometras yra nudažytas tam tikra spalva, atitinkančia dujų, kurioms šis prietaisas skirtas, spalvą. Tam tikra raidė taip pat naudojama prietaiso žymėjimui. Pavyzdžiui, amoniako manometrai visada dažomi geltonai, pažymėti A raide ir pasižymi atspariu korozijai dizainu.

Yra specialūs vibracijai atsparūs įtaisai, veikiantys didelio pulsuojančio slėgio sąlygomis. aplinką ir stiprios vibracijos. Jei tokiomis sąlygomis naudosite įprastą manometrą, jis tarnaus neilgai, nes... perdavimo mechanizmas greitai suges. Pagrindinis vibracijai atsparaus manometro kriterijus yra korpuso sandarumas ir atsparus korozijai plienas.

Savarankiškas įrašymas

Pagrindinis skirtumas tarp šių manometrų išplaukia iš pavadinimo. Šie prietaisai nuolat įrašo išmatuotą slėgį į diagramą, kuri vėliau leidžia matyti slėgio pokyčių per tam tikrą laikotarpį grafiką. Tokie prietaisai naudojami energetikos sektoriuje ir pramonėje rodiklių gamybai matuoti ne agresyvi aplinka Oi.

Laivas

Jie skirti matuoti dujų, garų ir skysčių (alyvos, dyzelinis kuras, vanduo). Tokie prietaisai pasižymi didesne apsauga nuo drėgmės, atsparumu klimato poveikiui ir vibracijai. Remiantis pavadinimu, galite suprasti jų taikymo sritį - upių ir jūrų transportą.

Geležinkelis

Skirtingai nuo įprastų manometrų, kurie rodo slėgio vertę, geležinkelio prietaisai nerodo, o konvertuoja slėgį į kito tipo (skaitmeninį, pneumatinį ir kt.) signalą. Tam gali būti naudojami įvairūs metodai.

Tokie slėgio keitikliai aktyviai naudojami valdymo sistemose technologiniai procesai, automatika ir, nepaisant tiesioginio pavadinimo, naudojami naftos gavybos, chemijos ir branduolinės energetikos pramonėje.

Išvada

Slėgio matavimas reikalingas daugelyje pramonės šakų, ir kiekviena iš jų turi specialius manometrus, turinčius savo unikalių savybių. Yra net specialūs etaloniniai slėgio matuokliai, skirti darbiniams instrumentams nustatyti ir privalomai tikrinti. Jie saugomi Rostechnadzor.

Tačiau bet kurioje pramonės šakoje ir bet kokio tipo šie prietaisai yra skirti matuoti tik slėgį. Dabar jūs žinote, kas yra manometras, kokie yra jo tipai, ir apytiksliai suprantate slėgio matavimo principą.

Slėgis matuojamas naudojant jautrų elementą – Bourdon vamzdelį, diafragmą, skysčio kolonėlę, deformacijos matuoklį ir kt. Dažniausiai naudojami slėgio matavimo prietaisai:

• U formos vamzdis
• Spyruoklinis slėgio matuoklis, pagrįstas Bourdon vamzdžiu
• Diafragmos slėgio matuoklis
• Diafragmos slėgio jutiklis
• Įtempimo matuoklio slėgio jutiklis
• Silfono slėgio jutiklis
• Pjezoelektrinis slėgio jutiklis

Panagrinėkime skirtingų tipų manometrų veikimo principą.

Kaip veikia spyruoklinis manometras?

Jautrus spyruoklinių manometrų elementas yra Bourdon vamzdis – elipsinio arba ovalo formos skerspjūvio tuščiaviduris žalvarinis vamzdis, sulenktas lanku ir sandarus iš vieno galo. Kitas vamzdžio galas yra prijungtas prie manometro jungties, todėl vidinė vamzdžio ertmė susisiekia su sritimi, kurioje matuojamas slėgis.

Slėgis veikia vidinį Bourdon vamzdžio paviršių. Dėl terpės slėgio paveiktų sričių skirtumo vamzdis bus linkęs ištiesinti. Pasirodo, padidėjus slėgiui žalvarinis vamzdis atsilenkia, o mažėjant – išsilenkia. Dėl to pajuda sandarus vamzdžio galas, kuris per strypą yra sujungtas su krumpliaračio sektoriumi, veikiančiu rodyklės krumpliaratį. Naudojant ant prietaiso atspausdintą skalę, rodyklės padėtis paverčiama perteklinio slėgio rodmens verte.

Slėgio matuokliai, kurių pagrindą sudaro Bourdon vamzdis, gali išmatuoti iki šimtų MPa slėgį ir yra plačiai naudojami hidraulinėse pavarose, pneumatinėse pavarose ir vandens tiekimo šildymo sistemose.

Kodėl manometras užpildytas glicerinu?

Norint sumažinti vibraciją ir vibraciją, esant pulsacijai ir staigiems slėgio pokyčiams, manometras užpildomas slopinančiu skysčiu - glicerinu, o slėgis tiekiamas jautriam elementui.

Kas yra etaloninis slėgio matuoklis

Etaloninis slėgio matuoklis- didelio tikslumo slėgio matavimo prietaisas, skirtas kitų manometrų ar slėgio jutiklių bandymams, kalibravimui, tikrinimui, kalibravimui, tiksliems slėgio matavimams matuoti, pavyzdžiui, atliekant tiriamuosius eksperimentus, kalibruojant, tikrinant kitus manometrus.

Standartiniai manometrai dažniausiai turi papildomus reguliavimo ir reguliavimo įtaisus, pavyzdžiui, gali būti numatyta temperatūros reguliavimo galimybė. Pavyzdinių manometrų mechanizmams keliami aukšti reikalavimai, jie gaminami itin tiksliai.

Pavyzdiniai manometrai slėgį rodo labai tiksliai, o šių manometrų skalės skersmuo yra didesnis nei įprastų prietaisų. Standartinių manometrų su 0,4 skersmuo yra 160 mm, o tikslumo klasė - 0,15 arba 0,25 - 250 mm.

Kaip veikia diafragmos slėgio matuoklis?

Kaip jutimo elementas, diafragmos manometras naudoja membraną, kuri veikia mechanizmą, prijungtą prie rodyklės. Išmatuotas slėgis, tiekiamas į manometrą, deformuoja membraną, o tai savo ruožtu sukelia adatos judėjimą.

Diafragmos manometro matavimo diapazonas priklauso nuo membranos standumo ir ploto.

Diafragminiai manometrai tinka darbui su agresyviomis terpėmis, jie naudojami slėgiui matuoti:

• Cemento ir betono siurbliai
• Nuotekų transportavimo sistemos
• Kokso gamyboje

Slėgio matuoklio parametrai

Renkantis slėgio matuoklius, reikia atsižvelgti į šiuos parametrus:

• Terpė, kurioje matuojamas slėgis
• Taikymo sritis
• Slėgio matuoklio tikslumo klasė
• Skersmuo, pagal GOST 2405-88. Gaminami 40, 50, 63, 100, 160, 250 milimetrų skersmens slėgio matuokliai, vakuummačiai, slėgio-vakuummačiai.
• Matavimo riba
• - MPa, Baras, Kgs/cm2
• Būsto medžiaga
• Flanšo buvimas
• Jungiamosios detalės sriegis
• Montavimo vieta - radialinė arba ašinė

Slėgio matuoklis gali turėti keletą skalių, skirtų slėgiui matuoti skirtingais vienetais.

Pateiktame manometre yra skalės slėgiui MPa ir psi matuoti. Prietaisas rodo 250 barų arba 3500 psi slėgį.

Slėgio matuoklių simbolis

Prietaiso pavadinimas nurodo:

1. Funkcinė įrenginio paskirtis
   • DM - manometras;
   • DV - vakuumo matuoklis;
   • TAIP - vakuuminis manometras;
   • DT - grimzlės matuoklis;
   • DN - manometras;
   • DG – traukos matuoklis.
2. Slėgio matuoklio serijos arba serijos numeris
3. Išmatuota slėgio vertė
4. Vienetai
5. Tikslumo klasė

Pavyzdžiui, manometrui su serijos numeris 0001, riba 100, matavimo vienetas MPa, 1 tikslumo klasė, žymėjimas atrodys taip:

DM 0001-100 MPa-1

Slėgio matuoklių gamintojai gali nustatyti savo ženklinimo taisykles, tačiau žymėjimo principas ir pagrindiniai kode nurodyti parametrai išlieka panašūs, kaip parodyta pavyzdyje.

Veikimo principas

Manometro veikimo principas pagrįstas išmatuoto slėgio balansavimu vamzdinės spyruoklės arba jautresnės dviejų plokščių membranos, kurios vienas galas yra sandariai uždarytas laikiklyje, o kitas sujungtas per tamprios deformacijos jėga. strypas į tribinio sektoriaus mechanizmą, kuris linijinį elastinio jutimo elemento judėjimą paverčia apskritimu rodyklės judesiu.

Veislės

Perteklinio slėgio matavimo prietaisų grupė apima:

Slėgio matuokliai – prietaisai, kurių matavimai yra nuo 0,06 iki 1000 MPa (Perteklinio slėgio matavimas – teigiamas skirtumas tarp absoliutaus ir barometrinio slėgio)

Vakuuminiai matuokliai yra prietaisai, matuojantys vakuumą (slėgį žemiau atmosferos) (iki minus 100 kPa).

Slėgio ir vakuumo matuokliai yra manometrai, matuojantys ir perteklinį (nuo 60 iki 240 000 kPa), ir vakuuminį (iki minus 100 kPa) slėgį.

Slėgio matuokliai – manometrai mažam pertekliniam slėgiui iki 40 kPa

Traukos matuokliai – vakuuminiai matuokliai su riba iki minus 40 kPa

Traukos slėgio ir vakuumo matuokliai, kurių kraštutinės ribos neviršija ±20 kPa

Duomenys pateikiami pagal GOST 2405-88

Dauguma vietinių ir importuotų manometrų yra gaminami pagal visuotinai priimtus standartus, todėl manometrai įvairių prekių ženklų pakeisti vienas kitą. Renkantis manometrą, reikia žinoti: matavimo ribą, korpuso skersmenį, prietaiso tikslumo klasę. Taip pat svarbi yra jungiamosios detalės vieta ir sriegis. Šie duomenys yra vienodi visiems mūsų šalyje ir Europoje gaminamiems prietaisams.

Taip pat yra manometrų, kurie matuoja absoliutų slėgį, tai yra perteklinis slėgis + atmosferinis

Atmosferos slėgį matuojantis prietaisas vadinamas barometru.

Slėgio matuoklių tipai

Priklausomai nuo elemento konstrukcijos ir jautrumo, yra skysčio, dedveito ir deformacijos slėgio matuokliai (su vamzdine spyruokle arba membrana). Slėgio matuokliai skirstomi į tikslumo klases: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0 (nei mažesnis skaičius, tuo prietaisas tikslesnis).

Žemo slėgio matuoklis (TSRS)

Slėgio matuoklių tipai

Pagal paskirtį manometrai gali būti skirstomi į techninius – bendruosius techninius, elektrinius kontaktinius, specialiuosius, registratorius, geležinkelius, atsparius vibracijai (užpildyti glicerinu), laivinius ir etaloninius (modelis).

Bendra techninė: skirta matuoti skysčiams, dujoms ir garams, kurie nėra agresyvūs vario lydiniams.

Elektrinis kontaktas: turi galimybę reguliuoti išmatuotą terpę dėl elektrinio kontaktinio mechanizmo. Ypač populiarus šios grupės prietaisas gali būti vadinamas EKM 1U, nors jis jau seniai buvo nutrauktas.

Specialus: deguonis – turi būti nuriebalintas, nes kartais net ir nedidelis mechanizmo užteršimas, susilietus su grynu deguonimi, gali sukelti sprogimą. Dažnai galimas atvejais mėlyna spalva su užrašu ant ciferblato O2 (deguonis); acetilenas - vario lydiniai neleidžiami gaminant matavimo mechanizmą, nes susilietus su acetilenu kyla sprogiojo acetileno vario susidarymo pavojus; amoniakas – turi būti atsparus korozijai.

Nuoroda: turintys aukštesnę tikslumo klasę (0,15; 0,25; 0,4), šie prietaisai naudojami kitiems manometrams tikrinti. Daugeliu atvejų tokie įtaisai montuojami ant stūmoklinio slėgio matuoklių arba kai kurių kitų įrenginių, galinčių sukurti reikiamą slėgį.

Laivų slėgio matuokliai skirti naudoti upių ir jūrų laivynuose.

Geležinkelis: skirtas naudoti geležinkelių transporte.

Savarankiškas įrašymas: manometrai korpuse su mechanizmu, leidžiančiu atkurti manometro veikimo grafiką diagramos popieriuje.

Šilumos laidumas

Šilumos laidumo matuokliai yra pagrįsti dujų šilumos laidumo sumažėjimu esant slėgiui. Šiuose manometruose yra įmontuotas siūlas, kuris įkaista, kai per jį teka srovė. Kaitinamojo siūlelio temperatūrai matuoti galima naudoti termoporą arba varžinį temperatūros jutiklį (DOTS). Ši temperatūra priklauso nuo greičio, kuriuo kaitinamasis siūlas perduoda šilumą aplinkinėms dujoms, taigi ir nuo šilumos laidumo. Dažnai naudojamas Pirani matuoklis, kuris tuo pačiu metu naudoja vieną platinos siūlą šildymo elementas ir kaip DOTS. Šie slėgio matuokliai pateikia tikslius rodmenis nuo 10 iki 10–3 mmHg. Art., bet jie gana jautrūs cheminė sudėtis išmatuotų dujų.

Du siūlai

Viena vielos ritė naudojama kaip šildytuvas, o kita - temperatūrai matuoti per konvekciją.

Pirani manometras (vienas siūlas)

Pirani manometrą sudaro metalinė viela, veikiama matuojamo slėgio. Viela šildoma juo tekančia srove ir vėsinama aplinkinių dujų. Mažėjant dujų slėgiui, mažėja ir aušinimo efektas, o laido pusiausvyros temperatūra didėja. Laido varža priklauso nuo temperatūros: išmatavus laido įtampą ir juo tekančią srovę, galima nustatyti varžą (taigi ir dujų slėgį). Šio tipo manometrą pirmą kartą sukūrė Marcello Pirani.

Termoporos ir termistoriaus matuokliai veikia panašiai. Skirtumas tas, kad kaitinimo siūlelio temperatūrai matuoti naudojama termopora ir termistorius.

Matavimo diapazonas: 10 −3 - 10 mm Hg. Art. (maždaug 10–1–1000 Pa)

Jonizacijos slėgio matuoklis

Jonizacijos slėgio matuokliai yra jautriausi matavimo prietaisai labai žemam slėgiui. Jie netiesiogiai matuoja slėgį, matuodami jonus, susidarančius, kai dujos yra bombarduojamos elektronais. Kuo mažesnis dujų tankis, tuo mažiau jonų susidarys. Jonų slėgio matuoklio kalibravimas yra nestabilus ir priklauso nuo išmatuojamų dujų pobūdžio, kuri ne visada žinoma. Juos galima kalibruoti lyginant su McLeod manometro rodmenimis, kurie yra daug stabilesni ir nepriklausomi nuo chemijos.

Termioniniai elektronai susiduria su dujų atomais ir generuoja jonus. Jonai pritraukiami prie elektrodo esant tinkama įtampai, vadinamai kolektorius. Kolektoriaus srovė yra proporcinga jonizacijos greičiui, kuri yra sistemos slėgio funkcija. Taigi, matuojant kolektoriaus srovę, galima nustatyti dujų slėgį. Yra keletas jonizacijos slėgio matuoklių potipių.

Matavimo diapazonas: 10 −10 - 10 −3 mmHg. Art. (maždaug 10–8–10–1 Pa)

Dauguma jonų matuoklių yra dviejų tipų: karšto katodo ir šalto katodo. Trečiasis tipas – manometras su besisukančiu rotoriumi – yra jautresnis ir brangesnis nei pirmieji du ir čia nekalbama. Karšto katodo atveju elektra šildomas siūlas sukuria elektronų pluoštą. Elektronai praeina pro manometrą ir jonizuoja aplink juos esančias dujų molekules. Susidarę jonai kaupiasi ant neigiamo krūvio elektrodo. Srovė priklauso nuo jonų skaičiaus, o tai savo ruožtu priklauso nuo dujų slėgio. Karšto katodo slėgio matuokliai tiksliai matuoja slėgį 10–3 mmHg diapazone. Art. iki 10–10 mm Hg. Art. Šaltojo katodo manometro principas yra tas pats, išskyrus tai, kad elektronai susidaro išlydžio metu, kurį sukuria aukštos įtampos elektros išlydis. Šaltojo katodo slėgio matuokliai tiksliai matuoja slėgį 10–2 mmHg diapazone. Art. iki 10–9 mm Hg. Art. Jonizacinių slėgio matuoklių kalibravimas yra labai jautrus konstrukcijos geometrijai, matuojamų dujų cheminei sudėčiai, korozijai ir paviršiaus nuosėdoms. Jų kalibravimas gali tapti netinkamas, kai įjungiamas esant atmosferiniam ir labai žemam slėgiui. Vakuuminė kompozicija ties žemas slėgis paprastai nenuspėjamas, todėl masės spektrometras turi būti naudojamas kartu su jonizacijos slėgio matuokliu tiksliems matavimams.

Karštas katodas

Bayard-Alpert karšto katodo jonizacijos matuoklis paprastai susideda iš trijų elektrodų, veikiančių triodo režimu, kai katodas yra kaitinimo siūlelis. Trys elektrodai yra kolektorius, kaitinimo siūlelis ir tinklelis. Kolektoriaus srovė matuojama pikoampais elektrometru. Potencialų skirtumas tarp kaitinamojo siūlo ir įžeminimo paprastai yra 30 voltų, o tinklo įtampa esant pastoviai įtampai yra 180–210 voltų, nebent yra pasirenkamas elektroninis bombardavimas kaitinant tinklą, kurio potencialas gali būti didelis, maždaug 565 voltai. Labiausiai paplitęs jonų matuoklis yra Bayard-Alpert karštasis katodas su mažu jonų kolektorius tinklelio viduje. Stiklinis korpusas su anga vakuumui gali apsupti elektrodus, bet dažniausiai jis nenaudojamas, o manometras įmontuojamas tiesiai į vakuuminį įrenginį, o kontaktai išvedami per sienoje esančią keraminę plokštę. vakuuminis prietaisas. Karšto katodo jonizacijos matuokliai gali būti pažeisti arba prarasti kalibravimą, jei jie įjungiami Atmosferos slėgis arba net esant žemam vakuumui. Karšto katodo jonizacijos slėgio matuoklių matavimai visada yra logaritminiai.

Kaitinamojo siūlelio skleidžiami elektronai kelis kartus juda tiesia linija ir atvirkštinė kryptis aplink tinklą, kol nepataikė. Šių judesių metu kai kurie elektronai susiduria su dujų molekulėmis ir sudaro elektronų-jonų poras (elektronų jonizacija). Tokių jonų skaičius yra proporcingas dujų molekulių tankiui, padaugintam iš termojoninės srovės, ir šie jonai nuskrenda į kolektorių, sudarydami jonų srovę. Kadangi dujų molekulių tankis yra proporcingas slėgiui, slėgis apskaičiuojamas matuojant jonų srovę.

Karšto katodo slėgio matuoklių jautrumą žemam slėgiui riboja fotoelektrinis efektas. Į tinklelį patekę elektronai sukuria rentgeno spindulius, kurie jonų kolektoriuje sukuria fotoelektrinį triukšmą. Tai apriboja senesnių karšto katodo manometrų diapazoną iki 10–8 mmHg. Art. ir Bayard-Alpert iki maždaug 10–10 mmHg. Art. Papildomi laidai su katodo potencialu taikiklio linijoje tarp jonų kolektoriaus ir tinklelio apsaugo nuo šio poveikio. Ekstrahavimo tipo jonus traukia ne viela, o atviras kūgis. Kadangi jonai negali nuspręsti, į kurią kūgio dalį pataikyti, jie praeina pro skylę ir sudaro jonų pluoštą. Šis jonų pluoštas gali būti perduodamas į Faradėjaus puodelį.

Šaltas katodas

Yra dviejų tipų šaltojo katodo slėgio matuokliai: Penningo matuoklis (įvedė Max Penning) ir apverstas magnetronas. Pagrindinis skirtumas tarp jų yra anodo padėtis katodo atžvilgiu. Nė vienas iš jų neturi kaitinimo siūlelio, o kiekvienam darbui reikia iki 0,4 kV. Apversti magnetronai gali išmatuoti iki 10–12 mmHg slėgį. Art.

Tokie manometrai negali veikti, jei katodo generuojami jonai rekombinuojasi prieš pasiekdami anodą. Jei vidutinis laisvas dujų kelias yra mažesnis už manometro matmenis, srovė prie elektrodo išnyks. Praktinė viršutinė Penningo manometro išmatuoto slėgio riba yra 10–3 mm Hg. Art.

Panašiai šaltojo katodo matuokliai gali neįsijungti esant labai žemam slėgiui, nes beveik nėra dujų, todėl negalima nustatyti elektrodo srovės, ypač Penningo matuoklyje, kuris naudoja pagalbinį simetrinį magnetinį lauką, kad sukurtų jonų trajektorijas, kurių dydis yra metrai. . Aplinkiniame ore tinkamos jonų poros susidaro veikiant kosminei spinduliuotei; Penning matuoklis imasi priemonių, kad būtų lengviau nustatyti išmetimo kelią. Pavyzdžiui, Penningo matuoklio elektrodas paprastai yra tiksliai nusmailintas, kad palengvintų elektronų emisiją lauke.

Šalto katodo slėgio matuoklių aptarnavimo ciklai paprastai matuojami per metus, priklausomai nuo dujų tipas ir spaudimą, kuriuo jie veikia. Naudojant šaltojo katodo matuoklį dujose, kuriose yra reikšmingų organinių komponentų, pvz., siurblio alyvos likučių, matuoklyje gali susidaryti plonos anglies plėvelės, dėl kurių galų gale sutrumpėja matuoklio elektrodai arba trukdoma generuoti iškrovos kelią.

Slėgio matuoklių taikymas

Manometrai naudojami visais atvejais, kai reikia žinoti, kontroliuoti ir reguliuoti slėgį. Dažniausiai manometrai naudojami šilumos energetikos, chemijos ir naftos chemijos, maisto pramonės įmonėse.

Spalvų kodavimas

Gana dažnai dujų slėgiui matuoti naudojamų manometrų korpusai yra nudažyti įvairių spalvų. Taigi slėgio matuokliai su mėlyna korpusai skirti deguonies slėgiui matuoti. Geltona korpusuose yra manometrai amoniakui, balti acetilenui, tamsiai žalia - vandeniliui, pilkšvai žalia - chlorui. Propano ir kitų degių dujų slėgio matuokliai yra raudonos spalvos. Juodajame korpuse yra manometrai, skirti dirbti su nedegiomis dujomis.

taip pat žr

• Mikromanometras

Pastabos

Nuorodos

Šį straipsnį ar skyrių reikia peržiūrėti.

Šiame straipsnyje pateikiama informacija apie manometrus, į ką atsižvelgti renkantis, jų veikimo ypatybes ir kt. Kartu su manometrais ši informacija taikoma vakuuminiams ir slėgio-vakuuminiams matuokliams. Tekste minimi tik manometrai, nes rekomendacijos dėl pasirinkimo ir pan. šiems įrenginiams yra vienodos.

Manometras, vakuumo matuoklis ir manometras-vakuuminis - prietaisų paskirtis.

Priklausomai nuo įmonės specializacijos, reikia išmatuoti skirtingos aplinkos. Tam buvo sukurti įvairios paskirties slėgio matuokliai.

Parametrai, į kuriuos svarbu atsižvelgti perkant įrenginį. Ši informacija reikalinga, jei neturite tikslios įrenginio markės arba nėra reikiamo modelio, o reikia pasirinkti tinkamą analogą.

Matavimo diapazono parametras.

Tai yra svarbiausias parametras.
Standartinis slėgio matuoklių diapazonas:
0-1, 0-1,6, 0-2,5, 0-4, 0-6, 0-10, 0-16, 0-25, 0-40, 0-60, 0-100, 0-160, 0- 250, 0-400, 0-600, 0-1000 kgf/cm2
1kgf/ms2=0,980665 bar=0,0980665 MPa=98,0665 kPa.

Standartinis slėgio ir vakuumo matuoklių slėgio diapazonų diapazonas:
-1..+0.6, -1..+1.5, -1..+3, -1..+5, -1..+9, -1..+15, -1..+24 kgf/ cm2=baras=atm=0,1MPa=100kPa

Standartinis vakuuminių matuoklių slėgio diapazonų diapazonas:
-1..0 kgf/cm2=baras=atm=0.1MPa=100kPa.

Jei abejojate, kokios skalės prietaisas reikalingas jūsų tikslams, renkantis diapazoną pagrindinis veiksnys yra tai, ar darbinis slėgis patenka į intervalą nuo 1/3 iki 2/3 matavimo skalės.

Renkantis skalės diapazoną, turite tai žinoti darbinis slėgis turėtų būti nuo 1/3 iki 2/3 matavimo skalės.
Norėdami užtikrinti stabilų veikimą, turėtumėte įsigyti įrenginį, kurio skalė yra 0–10 atm, nes 5,5 atm slėgis patenka į atitinkamai nuo 1/3 iki 2/3 skalės 3,3 atm ir 6,6 atm.
Jei slėgis yra mažesnis nei 1/3 skalės, slėgio matavimo paklaida žymiai padidėja. Jei išmatuotas slėgis yra didesnis nei 2/3 skalės, prietaisas veikia perkrautu režimu, o tai reiškia, kad sutrumpėja manometro tarnavimo laikas.

Tikslumo klasės parametras

Rodo leistiną paklaidos procentą prietaiso matavimo rezultatuose iš matavimo skalės.

Yra standartinis slėgio matuoklių tikslumo klasių diapazonas: 4, 2,5, 1,5, 1, 0,6, 0,4, 0,25, 0,15.
Slėgio matuoklio paklaidą galite apskaičiuoti patys. Pavyzdžiui, jei jūsų prietaisas yra 10 atm, o jo tikslumo klasė yra 1,5, leistina paklaida yra 1,5% matavimo skalės (0,15 atm). Jei jūsų manometro paklaida viršija šią vertę, prietaisą reikia pakeisti. Be specialios įrangos neįmanoma nustatyti, kad įrenginys sugedęs. Tik specializuota organizacija, turinti bandymo įrenginį su aukšto tikslumo klasės manometru, kuris yra standartas, gali nustatyti tikslumo klasės neatitikimą. Probleminis manometras ir atskaitos įtaisas prijungiami prie slėgio linijos, o tada rodmenys lyginami.

Slėgio matuoklio skersmens parametras

Šis parametras svarbus prietaisams su apvaliu korpusu.
Standartiniai skersmenys: 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160, 250 mm.

Tvirtinimo vieta.

Yra du variantai.
Radialinis išdėstymas - jungiamoji detalė išeina iš manometro iš apačios.
Pabaiga – tvirtinimo detalė yra gale, įrenginio gale.

Jungiamasis sriegis

Labiausiai paplitę manometrų tipai yra metriniai ir vamzdžių tipai siūlai.
Yra standartinis sriegių tipų asortimentas: M10x1, M12x1.5, M20x1.5, G1/8, G1/4, G1/2.
Įrenginiams iš importuotų gamintojų tai būdinga vamzdžio sriegis. Buitiniams manometrams – metrinis.

Intervalidavimo intervalas.

Laikotarpis, po kurio manometras turi būti sukalibruotas, vadinamas kalibravimo intervalu. Nauji įrenginiai turi pirminį gamyklos patikrinimą. Tai liudija tikrintojo ženklas, esantis ant ciferblato arba ant manometro korpuso, ir ženklas pase. Pirminis patikrinimas vyksta 1 ar 2 metus. Asmeniniais tikslais naudojamų manometrų tikrinimas nėra labai svarbus, todėl galite pasirinkti bet kurį manometrą. Departamentų patalpose - gamyklose, krosnyse, šilumos punktuose ir kt., Pasibaigus pirminiam patikros laikotarpiui, manometras turi būti pakartotinai tikrinamas standartizacijos ir metrologijos centre arba specializuotose organizacijose, turinčiose patikros licenciją. ir atitinkama įranga. Turėtumėte žinoti, kad pakartotinis patikrinimas, kaip taisyklė, kainuoja daugiau nei naujo įrenginio pirkimas arba jam prilygsta. Be to, prie sumos pridedamas mokestis už įrenginio grąžinimą. Jei manometras nepraeina pakartotinės patikros, taip pat turėsite sumokėti už remontą ir vėlesnę patikrą.

1. Įsigykite manometrą, kurio pradinis tikrinimo laikotarpis yra 2 metai.
2. Prieš siųsdami įrenginį pakartotinei patikrai, apskaičiuokite visas išlaidas ir įvertinkite, ar šis renginys yra pelningas. Skaičiavimas apima pakartotinio patikrinimo išlaidas ir apmokėjimą už remontą, jei reikia. Pavyzdžiui, jei sistema buvo paveikta hidraulinių smūgių dėl vidutinės pulsacijos, tada po 2 metų eksploatacijos paprastai 50% manometrų nepraeina pakartotinio kalibravimo.

Slėgio matuoklių veikimo sąlygos.

Jei prietaiso veikimas susijęs su specialiu poveikiu manometrui, pvz.: darbas su klampiomis medžiagomis, agresyvių terpių poveikis, darbas didelės vibracijos sąlygomis, aukšta (daugiau nei +100C) ir žema (mažiau nei - 40C) temperatūrai, reikia naudoti specializuotą įrenginį, skirtą dirbti tinkamomis sąlygomis.

Slėgio matuoklio vienetų keitimas.

Dažnai reikia matuoti slėgį nestandartiniais vienetais. Perkant nedidelį manometrų skaičių, gamyklos nesuderins skalės pagal jums reikalingus matavimo vienetus. Tokiu atveju pravartu žinoti, kaip pačiam konvertuoti matavimo vienetus.
1kgf/cm2=10.000kgf/m2=1baras=1atm=0.1MPa=100kPa=100.000Pa=10.000mm.vandens stulpelis=750mm. rt. Art. = 1000 mbar

Ką reikia žinoti norint sumontuoti slėgio matuoklius?

Norėdami įdiegti manometrą, turite naudoti pasirenkama įranga. Montavimui ant vamzdžio naudojami trijų krypčių čiaupai ir adatiniai vožtuvai. Įrenginiams apsaugoti naudojami sklendės blokai, membraniniai separatoriai ir kilpos mėginių ėmimo įtaisai.

Trijų krypčių vožtuvas slėgio matuokliui.

Naudodamiesi prietaisu, kad nesumažėtų manometro tarnavimo laikas, turite laikytis eksploatavimo taisyklių. Tai yra atitiktis temperatūros režimas, leistinas slėgis, vibracijos apkrovos, nenaudojant agresyvių, klampių ir kristalizuojančių terpių ne tam skirtiems įrenginiams. Vienas iš svarbiausių reikalavimų – užtikrinti sklandų slėgio tiekimą į įrenginį
Jei įrenginys parenkamas pagal eksploatavimo sąlygas ir nepažeidžiamos jo veikimo taisyklės, jo veikimo problemų, kaip taisyklė, nekyla.

Manometro veikimas neleidžiamas šiais atvejais:

1. Kai daromas slėgis, prietaiso adata nejuda arba juda netaisyklingai.
2. Yra pažeistas prietaiso stiklas.
3. Nutrūkus vidutinio slėgio įtakai, rodyklė negrįžta į nulinę ženklą.
4. Viršytas leistina vertė matavimo paklaidos.

Kaip tikrinami manometrai?

Yra dviejų tipų įrenginio patvirtinimas.

Pirminė – gamintojo atlikta patikra prieš pateikiant įrenginį pardavimui. Tai liudija ženklas ant stiklo arba prietaiso korpuso ir atitinkamas ženklas manometro pase. Pirminę patikrą pripažįsta reguliuojančios organizacijos ir įrenginį leidžiama naudoti iki pase nurodyto patikros laikotarpio pabaigos (1-2 metai).

Pakartotinis įrenginio patikrinimas. Pasibaigus pirminiam patikros laikotarpiui, manometras turi būti patikrintas dar kartą. Pakartotinai tikrinamas įrenginys turi būti geros būklės. Priešingu atveju jis nebus pakartotinai patikrintas ir šiai procedūrai išleisti pinigai bus iššvaistyti.
Pakartotinį įrenginio testavimą atlieka specializuotos organizacijos, turinčios atitinkamą įrangą ir licenciją, taip pat miestų standartizacijos ir metrologijos centrai.

UAM įmonė gamina šių tipų manometrus: techninius, amoniakinius, elektrinius kontaktinius, atsparius vibracijai, skirtus agresyviai aplinkai, tiksliųjų matavimų, geležinkelio, kurie yra pirmaujančių gamintojų gaminamų prietaisų analogai. Mūsų įmonės analogai savo kokybe nenusileidžia pirmaujančių šios linijos gaminių didelio tikslumo prietaisų gamintojams.
Galite patikrinti techninės charakteristikos prietaisus ir palyginkite skirtingų tipų manometrų veikimą suvestinėje prietaisų lentelėje.

Slėgio matuokliai paprastai skirstomi pagal šiuos kriterijus:

– pagal matuojamo slėgio tipą;

– veikimo principas;

– tikslumo klasė;

- paskyrimas.

Pagal išmatuoto slėgio tipą manometrai skirstomi į dvi grupes. IN pirmoji grupė apima:

a) slėgio matuokliai pertekliniam slėgiui matuoti, kurių viršutinė matavimo riba yra nuo 0,6 iki 10 000 kgf/cm2;

b) vakuumo matuokliai vakuumui matuoti:

– vakuumo matuokliai vakuumui matuoti (iki – 1,0 kgf/cm2);

– slėgio ir vakuumo matuokliai, kurie yra manometrai tiek pertekliui (nuo 0,6 iki 24 kgf/cm2), tiek vakuuminiam slėgiui (iki -1,0 kgf/cm2);

– slėgio matuokliai – manometrai pertekliniams mažiems slėgiams iki 0,4 kgf/cm2;

– grimzlės matuokliai – vakuuminiai matuokliai, kurių viršutinė matavimo riba neviršija 0,4 kgf/cm2;

– traukos ir slėgio matuokliai – slėgio ir vakuumo matuokliai su kraštutinėmis ribomis iki 0,2 kgf/cm2.

Antra Manometrų grupę sudaro absoliutūs manometrai, tinkantys slėgiui matuoti nuo absoliutaus nulio. Jie apima:

– sutrumpinti skysčio slėgio matuokliai (matuoti absoliučiuosius slėgius);

– barometrai – absoliutaus slėgio matuokliai, pritaikyti atmosferos slėgiui matuoti;

– sutrumpinti barometrai – gyvsidabrio vakuuminiai matuokliai, skirti absoliučiam slėgiui, mažesniam nei 0,2 kgf/cm2, matuoti;

– liekamojo slėgio vakuumo matuokliai, skirti matuoti mažesnį nei 0,002 kgf/cm2 giluminį vakuumą.

Išsiskiria trečias manometrų grupė:

– diferencinio slėgio matuokliai, skirti matuoti skirtumą tarp dviejų slėgių, kurių nė vienas nėra aplinkos slėgis;

– mikromanometrai slėgiui arba slėgio skirtumams dujinėse terpėse matuoti, kurių viršutinė matavimo riba yra mažesnė nei 0,04 kgf/cm2.

Pagal veikimo principą manometrai skirstomi į keturias pagrindines grupes:

– skystis, pagrįstas hidrostatiniu principu, kai išmatuotas slėgis yra subalansuotas manometrinio skysčio kolonėlės slėgiu;

– svoriniai-stūmokliniai, kuriuose išmatuotas slėgis arba slėgio skirtumas subalansuojamas slėgiu, kurį sukuria nesandari stūmoklio ir svorių svoris;

– deformaciniai (spyruokliniai) manometrai, kuriuose išmatuotas slėgis arba slėgio skirtumas nustatomas pagal tampriojo elemento deformaciją;

– manometrai, pagrįsti kitais fiziniais principais.

Prietaiso tikslumo klasė suprantama kaip jo leistinų pagrindinių ir papildomų paklaidų ribinė vertė, išreikšta konkretaus prietaiso matavimo diapazono procentais. Nustatytos šios manometrų klasės: 0,005; 0,02; 0,05; 0,15; 0,25;

0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0.

Pagal metrologinę paskirtį manometrus galima suskirstyti į tris grupes: techninius (darbinius); laboratorija (kontrolė); pavyzdinis, naudojamas tikrinant kitus manometrus.

Skysčio manometruose arba diferencinio slėgio matuokliuose (2.4 pav.) išmatuotas slėgis arba slėgio skirtumas subalansuojamas skysčio kolonėlės slėgiu. Šiuose prietaisuose išmatuoto slėgio matas yra manometrinio skysčio stulpelio aukštis, kuris dažniausiai naudojamas: etanolis, distiliuotas vanduo ir gyvsidabris. Taigi slėgio matavimas praktiškai sumažinamas iki linijinio dydžio matavimo, kurį galima atlikti paprasčiau, jei pakanka aukštas laipsnis tikslumu.

Pažvelkime į pagrindinius skysčių slėgio matuoklių tipus.

Dviejų vamzdžių (U formos) manometras. Šis manometras (2.4 pav., a) yra U formos vamzdelis, arba du vamzdeliai, sujungti apatinėmis dalimis. Slėgis R 1 ir R 2 yra prijungti prie abiejų atvirų galų. Šių slėgių skirtumas paverčiamas skysčio lygio vamzdžiuose skirtumu. Transformacijos funkcija turi formą

Dh=

Dp

g´ (ρ - ρc )

kur Δ R– tiekiamo slėgio skirtumas, Pa; Δ h– skysčio lygių skirtumas vamzdeliuose, m; g

R 2

R 2

d T

2

R 1

d P

Taurės (vieno vamzdžio) slėgio matuoklis. Skirtingai nuo dviejų vamzdžių puodelio manometrų, jie turi rezervuarą 1, prijungtą prie matavimo vamzdžio (2.4 pav., b). Dėl didelio skerspjūvių skirtumo

Rezervuaras ir vamzdeliai turi 1

atlikti nedidelius skysčio lygio pokyčius

bake. Atgalinės atskaitos laikai – a b

lygiai matavimo metu - 5 4

Slėgis matuojamas tik per vamzdelį. Prieš

Išmatavimai nustatyti

R 1 R 2

Nustatykite atskaitos nulį lygiu 0 α 0

Naminis slėgis: R 1 = p 2.

Tikrasis aukštis 3

skysčio kolonėlė

Δ h= h T - h R ,

R 2

R 1

P2

Čia d T

– skersmenys

vamzdeliai ir rezervuaras. G

Pakeičiant (2.33) į

formulę (2.32), gauname

Ryžiai. 2.4. Skysčių slėgio matuokliai

P2

Kur l– skysčio kolonėlės vamzdyje ilgis.

Hidrostatinės kolonėlės aukštis vamzdyje:

h T = l´ sinα , kur α yra matavimo vamzdelio pasvirimo kampas.

Po pakeitimo h P

(1.17) gauname

Δ h= l´ (sin α +

d

T).

Skliausteliuose nurodyta vertė vadinama manometro konstanta. Tokio manometro pagrindu yra mikromanometras, kuriame kaip darbinis skystis dažniausiai naudojamas alkoholis.

Absoliutaus slėgio puodelio matuoklis. Puodelio absoliutaus slėgio matuoklio (2.4 pav., d) matavimo vamzdelio viršutinis galas yra sandarus. Tinkamai pripildžius darbinio skysčio (dažniausiai gyvsidabrio), vamzdžio ertmėje virš skysčio susidaro artimas absoliučiam nuliui slėgis ( p 2 = 0 ). Šiuo atžvilgiu stulpelio aukštis matavimo vamzdyje yra proporcingas absoliutus slėgis p 1. Skysčio stulpelio pakilimo aukštis apskaičiuojamas pagal (2.32) formulę.

Plūdinis slėgio matuoklis. Skirtingai nuo kitų tipų puodelių manometrų, plūdiniame matuoklyje (2.4 pav., e) matavimo elementas nėra vamzdis 2, ir tankas 1 .

Vamzdis veikia kaip balansavimo elementas. Išėjimo vertė yra bake esančios plūdės 3 judėjimas. Transformacijos funkciją galima rasti iš lygties:

Dp.

d

)

g´ (ρ - ρc) ´ (1 + T