Jenis tolok tekanan dan prinsip operasinya. Tolok tekanan. Tujuan dan klasifikasi Penerangan peranti pelbagai jenis tolok tekanan

Selalunya apabila menyelesaikan masalah dalam bidang fizik seseorang perlu berurusan dengan instrumen seperti tolok tekanan. Tetapi apakah tolok tekanan, bagaimana ia berfungsi dan jenis apa yang ada? Kita akan bercakap tentang ini hari ini.

Apakah tolok tekanan?

Peranti ini direka untuk mengukur tekanan berlebihan. Walau bagaimanapun, tekanan boleh berbeza, dan oleh itu tolok tekanan yang berbeza wujud. Sebagai contoh, tolok vakum digunakan untuk mengukur tekanan atmosfera, dan ia digunakan untuk menentukan perbezaan tekanan Tetapi dalam apa jua keadaan, ia hanya mengukur tekanan.

Tidak mustahil sekarang untuk menerangkan semua bidang aplikasi peranti ini, kerana terdapat begitu banyak daripada mereka. Mereka boleh digunakan dalam industri automotif, dalam pertanian, perkauman dan sektor perumahan, dalam mana-mana pengangkutan mekanikal, industri metalurgi, dsb. Bergantung pada tujuannya, terdapat pelbagai jenis meter ini, tetapi intipatinya selalu datang kepada satu perkara - mengukur tekanan.

Juga, peranti ini dibahagikan kepada kumpulan yang berbeza bergantung pada prinsip pengukuran. Sekarang bahawa lebih atau kurang jelas apa itu tolok tekanan, kita boleh beralih kepada butirannya. Khususnya, kami akan menerangkan jenis dan kawasan aplikasinya.

Jenis tolok tekanan

Bergantung pada tujuan mereka, tolok tekanan boleh jenis yang berbeza. Sebagai contoh, tolok tekanan cecair digunakan untuk mengukur tekanan lajur cecair. Terdapat peranti spring yang boleh mengukur daya yang dikenakan. Di sini tekanan diukur dengan mengimbangi daya ubah bentuk spring.

Kurang popular ialah tolok tekanan omboh, di mana tekanan yang diukur diimbangi oleh daya yang bertindak pada omboh peranti.

Kami juga ambil perhatian bahawa bergantung pada tujuan dan syarat penggunaan, peranti berikut dihasilkan:

• Teknikal - peranti tujuan umum.
• Ujian kawalan direka untuk memeriksa peralatan yang dipasang.
• Teladan - untuk memeriksa instrumen dan menjalankan pengukuran, di mana ketepatan yang lebih tinggi diperlukan.

Peranti ini juga boleh dibahagikan mengikut sensitiviti elemen dan kelas ketepatan. Sebagai contoh, mengikut kelas ketepatan, tolok tekanan ialah: 0.15, 0.25, 0.4, 0.6, 1, 1.5, 2.5, 4. Di sini nombor menentukan ketepatan peranti, dan semakin rendahnya, semakin tepat peranti itu.

Musim bunga

Tolok tekanan ini bertujuan untuk mengukur tekanan berlebihan. Prinsip pengukuran mereka adalah berdasarkan penggunaan spring khas, yang cacat di bawah tekanan. Nilai ubah bentuk unsur sensitif (spring) ditentukan oleh peranti bacaan khas, yang, seterusnya, mempunyai skala bergraduat. Pada skala ini, pengguna melihat nilai tekanan yang diukur.

Unsur sensitif dalam tolok tekanan sedemikian paling kerap dipanggil tiub Bourdon - spring satu pusingan yang sensitif. Walau bagaimanapun, terdapat unsur-unsur lain: membran beralun rata, spring tiub berbilang pusingan, belos (membran berbentuk harmonik). Kesemuanya adalah sama berkesan, tetapi yang paling mudah dan paling mudah diakses, dan kerana ini, yang paling biasa, ialah tolok tekanan yang menunjukkan tekanan menggunakan spring Bourdon pusingan tunggal. Ini adalah model yang digunakan secara aktif untuk mengukur tekanan dalam julat 0.6-1600 kgf/cm 2 .

Tolok tekanan cecair

Tidak seperti tolok spring, dalam tolok tekanan cecair tekanan diukur dengan mengimbangi berat lajur cecair, dan ukuran tekanan dalam dalam kes ini- ini ialah paras cecair dalam saluran komunikasi. Peranti sedemikian membolehkan anda mengukur tekanan dalam julat 10-105 Pa, dan ia digunakan terutamanya dalam keadaan makmal.

Pada asasnya, peranti sedemikian adalah tiub berbentuk U yang mengandungi cecair dengan graviti tentu yang lebih tinggi berbanding dengan cecair di mana tekanan hidrostatik diukur secara langsung. Selalunya cecair ini adalah merkuri.

Kategori ini secara tidak langsung termasuk instrumen teknikal dan kerja am seperti TM-510, tolok tekanan TV-510, yang merupakan kategori paling popular. Mereka mengukur tekanan wap dan gas yang tidak mengkristal dan tidak agresif. Kelas ketepatan tolok tekanan tersebut: 1, 2.5, 1.5. Ini digunakan di rumah dandang, dalam sistem bekalan haba, semasa mengangkut cecair, serta dalam proses pengeluaran.

Tolok tekanan sentuhan elektrik

Kategori ini juga termasuk tolok vakum dan tolok tekanan dan vakum. Ia bertujuan untuk mengukur tekanan cecair dan gas yang neutral berkenaan dengan keluli dan loyang. Reka bentuk peranti ini serupa dengan musim bunga, tetapi perbezaannya hanya dalam dimensi geometri yang besar. Badan tolok tekanan sentuhan elektrik adalah besar kerana reka bentuk kumpulan kenalan. Juga, peranti sedemikian boleh mempengaruhi tekanan dalam persekitaran terkawal dengan menutup/membuka kenalan.

Terima kasih kepada mekanisme sentuhan elektrik khas yang digunakan di sini, peranti ini boleh digunakan dalam sistem penggera. Malah, ia juga digunakan di kawasan ini.

Teladan

Alat jenis ini bertujuan untuk menguji tolok tekanan yang digunakan untuk pengukuran dalam keadaan makmal. Tujuan utama mereka adalah untuk memeriksa kebolehgunaan bacaan tolok tekanan kerja. Ciri tersendiri peranti sedemikian mempunyai kelas ketepatan yang sangat tinggi, yang dicapai terima kasih kepada ciri reka bentuk, serta penggearan dalam mekanisme penghantaran.

Istimewa

Kategori instrumen ini digunakan dalam pelbagai industri untuk mengukur tekanan gas seperti ammonia, hidrogen, oksigen, asetilena, dll. Selalunya, mengukur hanya satu jenis gas dengan tolok tekanan khas adalah mungkin. Bagi setiap tolok tekanan sedemikian, ia ditunjukkan untuk mengukur tekanan yang dimaksudkan. Juga, tolok tekanan itu sendiri dicat dalam warna tertentu, sepadan dengan warna gas yang dimaksudkan untuk peranti ini. Surat tertentu juga digunakan dalam penetapan peranti. Sebagai contoh, tolok tekanan ammonia sentiasa dicat kuning, ditanda dengan huruf A dan mempunyai reka bentuk tahan kakisan.

Terdapat peranti tahan getaran khas yang beroperasi dalam keadaan tekanan berdenyut tinggi. persekitaran dan getaran yang kuat. Jika anda menggunakan tolok tekanan biasa dalam keadaan sedemikian, ia tidak akan bertahan lama, kerana... mekanisme penghantaran akan cepat gagal. Kriteria utama untuk tolok tekanan tahan getaran ialah keluli tahan karat dan ketat pada perumah.

Rakaman sendiri

Perbezaan utama antara tolok tekanan berikut dari namanya. Peranti ini secara berterusan merekodkan tekanan terukur pada carta, yang kemudiannya membolehkan anda melihat graf perubahan tekanan dalam tempoh masa tertentu. Peranti sedemikian digunakan dalam sektor tenaga dan industri untuk mengukur pengeluaran penunjuk dalam bukan- persekitaran yang agresif Oh.

kapal

Ini bertujuan untuk mengukur tekanan vakum gas, wap dan cecair (minyak, bahan api diesel, air). Peranti sedemikian dicirikan oleh perlindungan kelembapan yang lebih tinggi, ketahanan terhadap pengaruh iklim dan getaran. Berdasarkan nama, anda boleh memahami kawasan permohonan mereka - pengangkutan sungai dan laut.

Kereta api

Tidak seperti tolok tekanan konvensional yang memaparkan nilai tekanan, instrumen kereta api tidak dipaparkan, sebaliknya menukar tekanan kepada isyarat jenis lain (digital, pneumatik, dll.). Pelbagai kaedah boleh digunakan untuk ini.

Transduser tekanan sedemikian digunakan secara aktif dalam sistem kawalan proses teknologi, automasi dan, walaupun namanya langsung, ia digunakan dalam industri pengeluaran minyak, kimia dan tenaga nuklear.

Kesimpulan

Pengukuran tekanan diperlukan dalam banyak industri, dan setiap daripada mereka mempunyai tolok tekanan khas dengan ciri unik mereka sendiri. Malah terdapat tolok tekanan rujukan khas yang bertujuan untuk menyediakan dan ujian mandatori instrumen kerja. Mereka disimpan di Rostechnadzor.

Tetapi dalam mana-mana industri dan apa-apa jenis peranti ini bertujuan untuk mengukur tekanan sahaja. Sekarang anda tahu apa itu tolok tekanan, jenis apa yang ada, dan secara kasar memahami prinsip mengukur tekanan.

Tekanan diukur menggunakan unsur sensitif - tiub Bourdon, diafragma, lajur cecair, tolok terikan, dsb. Alat pengukur tekanan yang paling biasa ialah:

• tiub-U
• Tolok tekanan spring berdasarkan tiub Bourdon
• Tolok tekanan diafragma
• Sensor tekanan diafragma
• Sensor tekanan tolok terikan
• Penderia tekanan bellow
• Sensor tekanan piezo-elektrik

Mari kita pertimbangkan prinsip operasi pelbagai jenis tolok tekanan.

Bagaimanakah tolok tekanan spring berfungsi?

Elemen sensitif tolok tekanan spring ialah tiub Bourdon - tiub loyang berongga keratan rentas elips atau bujur, bengkok dalam lengkok dan dimeterai pada satu hujung. Hujung satu lagi tiub disambungkan kepada pemasangan tolok tekanan, oleh itu rongga dalaman tiub berkomunikasi dengan kawasan di mana tekanan diukur.

Tekanan bertindak pada permukaan dalam tiub Bourdon. Oleh kerana perbezaan kawasan yang dipengaruhi oleh tekanan medium, tiub akan cenderung untuk diluruskan. Ternyata apabila tekanan meningkat, tiub tembaga tidak bengkok, dan apabila ia berkurangan, ia bengkok. Ini membawa kepada pergerakan hujung tiub yang dimeterai, yang disambungkan melalui rod ke sektor gear yang bertindak pada gear anak panah. Menggunakan skala yang dicetak pada peranti, kedudukan anak panah ditafsirkan ke dalam nilai bacaan tekanan berlebihan.

Tolok tekanan berdasarkan tiub Bourdon mampu mengukur tekanan sehingga ratusan MPa, dan digunakan secara meluas dalam pemacu hidraulik, pemacu pneumatik, dan sistem pemanasan bekalan air.

Mengapakah tolok tekanan diisi dengan gliserin?

Untuk mengurangkan getaran dan getaran, dengan adanya denyutan dan perubahan mendadak dalam tekanan, tolok tekanan diisi dengan cecair redaman - gliserin, dan tekanan dibekalkan kepada unsur sensitif melalui.

Apakah tolok tekanan rujukan

Tolok tekanan rujukan- peranti untuk mengukur tekanan dengan ketepatan yang tinggi, ia bertujuan untuk menguji, menentukur, menyemak, menentukur tolok tekanan atau sensor tekanan lain, untuk mengukur ukuran tekanan yang tepat, contohnya, semasa menjalankan eksperimen penyelidikan, menentukur, menyemak tolok tekanan lain.

Tolok tekanan standard biasanya mempunyai peranti pelarasan dan pelarasan tambahan, sebagai contoh, kemungkinan pelarasan suhu mungkin disediakan. Permintaan tinggi diletakkan pada mekanisme tolok tekanan teladan; ia dihasilkan dengan ketepatan tinggi.

Tolok tekanan teladan memaparkan tekanan dengan ketepatan yang tinggi, dan diameter skala tolok tekanan ini lebih besar daripada instrumen konvensional. Diameter tolok tekanan standard dengan 0.4 ialah 160 mm, dan dengan kelas ketepatan 0.15 atau 0.25 - 250 mm.

Bagaimanakah tolok tekanan diafragma berfungsi?

Sebagai elemen penderiaan, tolok tekanan diafragma menggunakan membran yang bertindak pada mekanisme yang disambungkan ke penunjuk. Tekanan terukur yang dibekalkan kepada tolok tekanan mengubah bentuk membran, yang seterusnya menyebabkan jarum bergerak.

Julat pengukur tolok tekanan diafragma bergantung pada kekakuan dan kawasan membran.

Tolok tekanan diafragma sesuai untuk bekerja dengan media agresif ia digunakan untuk mengukur tekanan dalam:

• Pam simen dan konkrit
• Sistem pengangkutan air sisa
• Pada pengeluaran kok

Parameter tolok tekanan

Apabila memilih tolok tekanan, parameter berikut harus diambil kira:

• Sederhana di mana tekanan diukur
• Skop permohonan
• Kelas ketepatan tolok tekanan
• Diameter, mengikut GOST 2405-88. "Tolok tekanan, tolok vakum, tolok tekanan-vakum" tolok tekanan dengan diameter 40, 50, 63, 100, 160, 250 milimeter dihasilkan
• Had ukuran
• - MPa, Bar, Kgs/cm 2
• Bahan perumahan
• Kehadiran bebibir
• Benang penyambung pemasangan
• Lokasi pemasangan - jejari atau paksi

Tolok tekanan boleh mempunyai beberapa skala di atasnya untuk mengukur tekanan dalam unit yang berbeza.

Tolok tekanan yang dibentangkan mempunyai skala untuk mengukur tekanan dalam MPa dan psi. Peranti menunjukkan tekanan 250 Bar atau 3500 psi.

Simbol untuk tolok tekanan

Penamaan peranti menunjukkan:

1. Tujuan fungsi peranti
   • DM - tolok tekanan;
   • DV - tolok vakum;
   • YA - tolok tekanan vakum;
   • DT - tolok draf;
   • DN - tolok tekanan;
   • DG - tolok tujahan.
2. Nombor siri atau urutan tolok tekanan
3. Nilai tekanan yang diukur
4. Unit ukuran
5. Kelas ketepatan

Sebagai contoh, untuk tolok tekanan dengan nombor siri 0001, had 100, unit ukuran MPa, kelas ketepatan 1, penunjukannya akan kelihatan seperti:

DM 0001-100 MPa-1

Pengilang tolok tekanan boleh menetapkan peraturan penandaan mereka sendiri, bagaimanapun, prinsip penetapan dan parameter utama yang ditunjukkan dalam kod tetap serupa dengan yang ditunjukkan dalam contoh.

Prinsip operasi

Prinsip operasi tolok tekanan adalah berdasarkan mengimbangi tekanan yang diukur dengan daya ubah bentuk elastik spring tiub atau membran dua plat yang lebih sensitif, satu hujungnya dimeterai dalam pemegang, dan satu lagi disambungkan melalui rod kepada mekanisme sektor tribik yang menukarkan pergerakan linear unsur penderia anjal kepada pergerakan bulat anak panah yang menunjukkan.

Varieti

Kumpulan instrumen mengukur tekanan berlebihan termasuk:

Tolok tekanan - instrumen dengan ukuran dari 0.06 hingga 1000 MPa (Ukur tekanan berlebihan - perbezaan positif antara tekanan mutlak dan barometrik)

Tolok vakum ialah peranti yang mengukur vakum (tekanan di bawah atmosfera) (sehingga tolak 100 kPa).

Tolok tekanan dan vakum ialah tolok tekanan yang mengukur kedua-dua lebihan (dari 60 hingga 240,000 kPa) dan tekanan vakum (sehingga tolak 100 kPa).

Meter tekanan - tolok tekanan untuk tekanan berlebihan kecil sehingga 40 kPa

Meter daya tarikan - tolok vakum dengan had sehingga tolak 40 kPa

Tekanan tujahan dan tolok vakum dengan had melampau tidak melebihi ±20 kPa

Data diberikan mengikut GOST 2405-88

Kebanyakan tolok tekanan domestik dan import dikilangkan mengikut piawaian yang diterima umum oleh itu, tolok tekanan pelbagai jenama saling menggantikan. Apabila memilih tolok tekanan, anda perlu tahu: had pengukuran, diameter badan, kelas ketepatan peranti. Lokasi dan benang pemasangan juga penting. Data ini adalah sama untuk semua peranti yang dihasilkan di negara kita dan Eropah.

Terdapat juga tolok tekanan yang mengukur tekanan mutlak, iaitu tekanan berlebihan + atmosfera

Alat yang mengukur tekanan atmosfera dipanggil barometer.

Jenis tolok tekanan

Bergantung pada reka bentuk dan kepekaan elemen, terdapat cecair, berat mati, dan tolok tekanan ubah bentuk (dengan spring atau membran tiub). Tolok tekanan dibahagikan kepada kelas ketepatan: 0.15; 0.25; 0.4; 0.6; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0 (daripada kurang bilangan, lebih tepat peranti).

Tolok tekanan rendah (USSR)

Jenis tolok tekanan

Mengikut tujuan, tolok tekanan boleh dibahagikan kepada teknikal - teknikal am, sentuhan elektrik, khas, perakam, kereta api, tahan getaran (diisi gliserin), kapal dan rujukan (model).

Teknikal am: direka untuk mengukur cecair, gas dan wap yang tidak agresif terhadap aloi kuprum.

Sentuhan elektrik: mempunyai keupayaan untuk melaraskan medium yang diukur, kerana kehadiran mekanisme sentuhan elektrik. Peranti yang sangat popular dalam kumpulan ini boleh dipanggil EKM 1U, walaupun ia telah lama dihentikan.

Istimewa: oksigen - mesti dinyahnyah, kerana kadangkala terdapat sedikit pencemaran pada mekanisme apabila bersentuhan dengannya oksigen tulen boleh menyebabkan letupan. Selalunya terdapat dalam kes warna biru dengan sebutan pada dail O2 (oksigen); asetilena - aloi tembaga tidak dibenarkan dalam pembuatan mekanisme pengukur, kerana apabila bersentuhan dengan asetilena terdapat bahaya pembentukan tembaga asetilena yang mudah meletup; ammonia - mestilah tahan kakisan.

Rujukan: mempunyai kelas ketepatan yang lebih tinggi (0.15; 0.25; 0.4), peranti ini digunakan untuk menguji tolok tekanan lain. Dalam kebanyakan kes, peranti sedemikian dipasang pada tolok tekanan omboh berat mati atau beberapa pemasangan lain yang mampu membangunkan tekanan yang diperlukan.

Tolok tekanan kapal bertujuan untuk digunakan dalam armada sungai dan marin.

Kereta api: bertujuan untuk digunakan dalam pengangkutan kereta api.

Rakaman sendiri: tolok tekanan dalam perumah, dengan mekanisme yang membolehkan anda menghasilkan semula graf operasi tolok tekanan pada kertas carta.

Kekonduksian terma

Tolok kekonduksian terma adalah berdasarkan penurunan kekonduksian terma gas dengan tekanan. Tolok tekanan ini mempunyai filamen terbina dalam yang menjadi panas apabila arus dialirkan melaluinya. Termokopel atau sensor suhu rintangan (DOTS) boleh digunakan untuk mengukur suhu filamen. Suhu ini bergantung pada kadar di mana filamen memindahkan haba ke gas sekeliling dan dengan itu pada kekonduksian terma. Tolok Pirani sering digunakan, yang menggunakan filamen platinum tunggal pada masa yang sama elemen pemanas dan seperti DOTS. Tolok tekanan ini memberikan bacaan yang tepat antara 10 dan 10−3 mmHg. Seni., tetapi mereka agak sensitif terhadap komposisi kimia gas yang diukur.

Dua filamen

Satu gegelung wayar digunakan sebagai pemanas, manakala satu lagi digunakan untuk mengukur suhu melalui perolakan.

Tolok tekanan Pirani (satu benang)

Tolok tekanan Pirani terdiri daripada dawai logam yang terdedah kepada tekanan yang diukur. Wayar dipanaskan oleh arus yang mengalir melaluinya dan disejukkan oleh gas di sekelilingnya. Apabila tekanan gas berkurangan, kesan penyejukan juga berkurangan dan suhu keseimbangan wayar meningkat. Rintangan wayar ialah fungsi suhu: dengan mengukur voltan merentasi wayar dan arus yang mengalir melaluinya, rintangan (dan dengan itu tekanan gas) boleh ditentukan. Tolok tekanan jenis ini pertama kali direka oleh Marcello Pirani.

Tolok termokopel dan termistor berfungsi dengan cara yang sama. Perbezaannya ialah termokopel dan termistor digunakan untuk mengukur suhu filamen.

Julat ukuran: 10 −3 - 10 mm Hg. Seni. (kira-kira 10 −1 - 1000 Pa)

Tolok tekanan pengionan

Tolok tekanan pengionan adalah yang paling sensitif alat pengukur untuk tekanan yang sangat rendah. Mereka mengukur tekanan secara tidak langsung dengan mengukur ion yang dihasilkan apabila gas dibombardir dengan elektron. Semakin rendah ketumpatan gas, semakin sedikit ion yang akan terbentuk. Penentukuran tolok tekanan ion adalah tidak stabil dan bergantung pada sifat gas yang diukur, yang tidak selalu diketahui. Ia boleh ditentukur dengan perbandingan dengan bacaan tolok tekanan McLeod, yang jauh lebih stabil dan bebas daripada kimia.

Elektron termionik berlanggar dengan atom gas dan menghasilkan ion. Ion-ion tertarik kepada elektrod pada voltan yang sesuai, dikenali sebagai pengumpul. Arus pengumpul adalah berkadar dengan kadar pengionan, yang merupakan fungsi tekanan sistem. Oleh itu, mengukur arus pengumpul membolehkan seseorang menentukan tekanan gas. Terdapat beberapa subjenis tolok tekanan pengionan.

Julat pengukuran: 10 −10 - 10 −3 mmHg. Seni. (kira-kira 10 −8 - 10 −1 Pa)

Kebanyakan tolok ion datang dalam dua jenis: katod panas dan katod sejuk. Jenis ketiga, tolok tekanan dengan pemutar berputar, adalah lebih sensitif dan mahal daripada dua yang pertama dan tidak dibincangkan di sini. Dalam kes katod panas, filamen yang dipanaskan secara elektrik menghasilkan pancaran elektron. Elektron melalui tolok tekanan dan mengionkan molekul gas di sekelilingnya. Ion yang terhasil berkumpul pada elektrod bercas negatif. Arus bergantung kepada bilangan ion, yang seterusnya bergantung kepada tekanan gas. Tolok tekanan katod panas dengan tepat mengukur tekanan dalam julat 10 -3 mm Hg. Seni. sehingga 10 −10 mm Hg. Seni. Prinsip tolok tekanan katod sejuk adalah sama, kecuali elektron dihasilkan dalam nyahcas yang dihasilkan oleh nyahcas elektrik voltan tinggi. Tolok tekanan katod sejuk mengukur tekanan dengan tepat dalam julat 10–2 mmHg. Seni. sehingga 10 −9 mm Hg. Seni. Penentukuran tolok tekanan pengionan adalah sangat sensitif kepada geometri struktur, komposisi kimia gas yang diukur, kakisan dan mendapan permukaan. Penentukurannya mungkin tidak dapat digunakan apabila dihidupkan pada tekanan atmosfera dan sangat rendah. Komposisi vakum di tekanan rendah biasanya tidak dapat diramalkan, jadi spektrometer jisim mesti digunakan serentak dengan tolok tekanan pengionan untuk pengukuran yang tepat.

Katod panas

Tolok pengionan katod panas Bayard-Alpert biasanya terdiri daripada tiga elektrod yang beroperasi dalam mod triod, dengan filamen sebagai katod. Tiga elektrod ialah pengumpul, filamen dan grid. Arus pengumpul diukur dalam picoamp oleh elektrometer. Perbezaan potensi antara filamen dan tanah biasanya 30 volt, manakala voltan grid di bawah voltan malar ialah 180-210 volt melainkan terdapat pengeboman elektronik pilihan melalui pemanasan grid, yang boleh mempunyai potensi tinggi kira-kira 565 volt. Tolok ion yang paling biasa ialah katod panas Bayard-Alpert dengan pengumpul ion kecil di dalam grid. Selongsong kaca dengan lubang pada vakum boleh mengelilingi elektrod, tetapi biasanya ia tidak digunakan dan tolok tekanan dibina terus ke dalam peranti vakum dan sesentuh dikeluarkan melalui plat seramik di dinding. peranti vakum. Tolok pengionan katod panas boleh rosak atau kehilangan penentukuran jika ia dihidupkan apabila tekanan atmosfera atau bahkan pada vakum yang rendah. Pengukuran tolok tekanan pengionan katod panas sentiasa logaritma.

Elektron yang dipancarkan oleh filamen bergerak beberapa kali dalam garis lurus dan arah terbalik mengelilingi jaring sehingga mereka memukulnya. Semasa pergerakan ini, beberapa elektron berlanggar dengan molekul gas dan membentuk pasangan elektron-ion (pengionan elektron). Bilangan ion tersebut adalah berkadar dengan ketumpatan molekul gas yang didarab dengan arus termionik, dan ion ini terbang ke pengumpul, membentuk arus ion. Oleh kerana ketumpatan molekul gas adalah berkadar dengan tekanan, tekanan dianggarkan dengan mengukur arus ion.

Kepekaan tekanan rendah tolok tekanan katod panas dihadkan oleh kesan fotoelektrik. Elektron yang menyerang grid menghasilkan sinar-X, yang menghasilkan bunyi fotoelektrik dalam pengumpul ion. Ini mengehadkan julat tolok tekanan katod panas yang lebih lama kepada 10−8 mmHg. Seni. dan Bayard-Alpert kepada kira-kira 10−10 mmHg. Seni. Wayar tambahan pada potensi katod dalam garis penglihatan antara pengumpul ion dan grid menghalang kesan ini. Dalam jenis pengekstrakan, ion ditarik bukan oleh wayar, tetapi oleh kon terbuka. Oleh kerana ion tidak dapat menentukan bahagian kon yang akan dipukul, ia melalui lubang dan membentuk pancaran ion. Rasuk ion ini boleh dihantar ke cawan Faraday.

Katod sejuk

Terdapat dua jenis tolok tekanan katod sejuk: tolok Penning (diperkenalkan oleh Max Penning), dan magnetron terbalik. Perbezaan utama antara mereka ialah kedudukan anod berbanding katod. Tiada satu pun daripada mereka mempunyai filamen, dan setiap satu memerlukan sehingga 0.4 kV untuk berfungsi. Magnetron terbalik boleh mengukur tekanan sehingga 10−12 mmHg. Seni.

Tolok tekanan sedemikian tidak boleh beroperasi jika ion yang dihasilkan oleh katod bergabung semula sebelum ia mencapai anod. Jika laluan bebas purata gas kurang daripada dimensi tolok tekanan, maka arus pada elektrod akan hilang. Had atas praktikal tekanan terukur manometer Penning ialah 10 −3 mm Hg. Seni.

Begitu juga, tolok katod sejuk mungkin gagal dihidupkan pada tekanan yang sangat rendah kerana hampir ketiadaan gas menghalang arus elektrod daripada ditubuhkan—terutamanya dalam tolok Penning, yang menggunakan medan magnet simetri tambahan untuk mencipta trajektori ion mengikut susunan meter. . Di udara sekeliling, pasangan ion yang sesuai terbentuk melalui pendedahan kepada sinaran kosmik; Tolok Penning mengambil langkah untuk memudahkan untuk menetapkan laluan pelepasan. Sebagai contoh, elektrod dalam tolok Penning biasanya ditiruskan dengan tepat untuk memudahkan pelepasan medan elektron.

Kitaran perkhidmatan untuk tolok tekanan katod sejuk biasanya diukur selama bertahun-tahun, bergantung pada jenis gas dan tekanan di mana mereka bekerja. Menggunakan tolok katod sejuk dalam gas dengan komponen organik yang ketara, seperti sisa minyak pam, boleh mengakibatkan pertumbuhan filem karbon nipis dalam tolok, yang akhirnya memendekkan elektrod tolok, atau mengganggu penjanaan laluan nyahcas.

Penggunaan tolok tekanan

Tolok tekanan digunakan dalam semua kes yang perlu mengetahui, mengawal dan mengawal tekanan. Selalunya, tolok tekanan digunakan dalam kejuruteraan kuasa haba, perusahaan kimia dan petrokimia, dan perusahaan industri makanan.

Pengekodan warna

Selalunya, perumah tolok tekanan yang digunakan untuk mengukur tekanan gas dicat pelbagai warna. Jadi tolok tekanan dengan biru perumah direka untuk mengukur tekanan oksigen. kuning perumah mempunyai tolok tekanan untuk ammonia, putih untuk asetilena, hijau gelap untuk hidrogen, hijau kelabu untuk klorin. Tolok tekanan untuk propana dan gas mudah terbakar lain mempunyai warna badan merah. Perumahan hitam mempunyai tolok tekanan yang direka untuk berfungsi dengan gas tidak mudah terbakar.

Lihat juga

• Mikromanometer

Nota

Pautan

Artikel atau bahagian ini memerlukan semakan.

Artikel ini memberikan maklumat tentang tolok tekanan, perkara yang perlu dipertimbangkan semasa memilih, ciri operasinya, dsb. Bersama dengan tolok tekanan, maklumat ini digunakan pada tolok vakum dan tolok tekanan-vakum. Hanya tolok tekanan disebut dalam teks, kerana pengesyoran untuk pemilihan, dsb., adalah sama untuk peranti ini.

Tolok tekanan, tolok vakum dan tolok tekanan-vakum - tujuan instrumen.

Bergantung pada pengkhususan perusahaan, terdapat keperluan untuk mengukur persekitaran yang berbeza. Tolok tekanan untuk pelbagai tujuan telah dibangunkan untuk tujuan ini.

Parameter yang penting untuk dipertimbangkan semasa membeli peranti. Maklumat ini diperlukan jika anda tidak mempunyai jenama peranti yang tepat, atau model yang anda perlukan tidak tersedia, dan anda perlu memilih analog yang betul.

Parameter julat mengukur.

Ini adalah parameter yang paling penting.
Julat standard julat tolok tekanan:
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.

Julat standard julat tekanan untuk tolok tekanan dan vakum:
-1..+0.6, -1..+1.5, -1..+3, -1..+5, -1..+9, -1..+15, -1..+24 kgf/ cm2=bar=atm=0.1MPa=100kPa

Julat standard julat tekanan untuk tolok vakum:
-1..0 kgf/cm2=bar=atm=0.1MPa=100kPa.

Jika anda ragu-ragu tentang skala mana peranti itu diperlukan untuk tujuan anda, apabila memilih julat, faktor utama ialah sama ada tekanan operasi jatuh dalam julat dari 1/3 hingga 2/3 skala pengukuran.

Apabila memilih julat skala, anda perlu tahu itu tekanan kerja hendaklah berada dalam julat 1/3 hingga 2/3 daripada skala pengukuran.
Untuk menyediakan kerja yang stabil, anda harus membeli peranti dengan skala 0-10 atm, kerana tekanan 5.5 atm jatuh dalam julat dari 1/3 hingga 2/3 skala 3.3 atm dan 6.6 atm, masing-masing.
Dengan syarat bahawa tekanan kurang daripada 1/3 skala, ralat pengukuran tekanan meningkat dengan ketara. Dengan syarat bahawa tekanan yang diukur adalah lebih daripada 2/3 skala, peranti beroperasi dalam mod lebihan beban, yang memerlukan pengurangan dalam hayat perkhidmatan tolok tekanan.

Parameter kelas ketepatan

Menunjukkan peratusan ralat yang dibenarkan dalam hasil pengukuran peranti daripada skala pengukuran.

Terdapat julat standard kelas ketepatan untuk tolok tekanan: 4, 2.5, 1.5, 1, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15.
Anda boleh mengira sendiri ralat tolok tekanan. Contohnya, jika peranti anda ialah 10 atm dan mempunyai kelas ketepatan 1.5, ralat yang dibenarkan ialah 1.5% daripada skala pengukuran (0.15 atm). Jika ralat tolok tekanan anda melebihi nilai ini, peranti mesti diganti. Tanpa peralatan khas, adalah mustahil untuk menentukan bahawa peranti itu rosak. Hanya organisasi khusus yang mempunyai pemasangan ujian dengan tolok tekanan kelas ketepatan tinggi, yang merupakan standard, boleh mewujudkan percanggahan dalam kelas ketepatan. Tolok tekanan masalah dan peranti rujukan disambungkan ke garis tekanan, dan kemudian bacaan dibandingkan.

Parameter diameter tolok tekanan

Parameter ini penting untuk peranti dengan badan bulat.
Diameter standard: 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160, 250 mm.

Lokasi pemasangan.

Terdapat dua pilihan.
Susunan jejari - pemasangan penyambung keluar dari tolok tekanan dari bawah.
Hujung - pemasangan terletak di bahagian belakang, di belakang peranti.

Benang penyambung

Jenis tolok tekanan yang paling biasa ialah metrik dan jenis paip benang.
Terdapat julat standard jenis benang: M10x1, M12x1.5, M20x1.5, G1/8, G1/4, G1/2.
Untuk peranti daripada pengilang yang diimport, ia adalah tipikal benang paip. Untuk tolok tekanan domestik - metrik.

Selang selang.

Tempoh selepas tolok tekanan mesti ditentukur dipanggil selang penentukuran. Peranti baharu mempunyai pengesahan kilang awal. Ini dibuktikan dengan tanda pengesah yang terletak pada dail atau pada badan tolok tekanan, dan tanda dalam pasport. Pengesahan utama berlangsung selama 1 atau 2 tahun. Untuk tolok tekanan yang digunakan untuk tujuan peribadi, pengesahan tidak kritikal, jadi anda boleh memilih mana-mana tolok tekanan. Untuk kemudahan jabatan - kilang, relau, titik pemanasan, dsb., selepas tamat tempoh pengesahan awal, tolok tekanan tertakluk kepada pengesahan semula di pusat penyeragaman dan metrologi, atau dalam organisasi khusus yang mempunyai lesen untuk pengesahan dan peralatan yang sepadan. Anda harus tahu bahawa pengesahan semula, sebagai peraturan, lebih mahal daripada membeli peranti baharu atau sama dengan peranti itu. Di samping itu, bayaran untuk memulangkan peranti ditambahkan pada jumlah tersebut. Jika tolok tekanan tidak melepasi pengesahan semula, anda juga perlu membayar untuk pembaikan dan pengesahan seterusnya.

1. Beli tolok tekanan yang mempunyai tempoh pengesahan awal selama 2 tahun.
2. Sebelum menghantar peranti untuk pengesahan semula, kira semua kos dan nilai sama ada acara ini menguntungkan. Pengiraan termasuk kos pengesahan semula dan pembayaran untuk pembaikan jika perlu. Sebagai contoh, jika sistem telah mengalami kejutan hidraulik dari denyutan sederhana, maka selepas 2 tahun perkhidmatan, sebagai peraturan, 50% daripada tolok tekanan tidak lulus penentukuran semula.

Keadaan operasi untuk tolok tekanan.

Jika pengendalian peranti melibatkan kesan khas pada tolok tekanan, seperti: bekerja dengan bahan likat, pendedahan kepada persekitaran yang agresif, bekerja dalam keadaan getaran tinggi, dalam keadaan tinggi (lebih daripada +100C) dan rendah (kurang daripada - 40C), anda perlu menggunakan peranti khusus yang direka untuk berfungsi dalam keadaan yang sesuai.

Penukaran unit tolok tekanan.

Selalunya terdapat keperluan untuk mengukur tekanan dalam unit bukan piawai. Apabila membeli sebilangan kecil tolok tekanan, kilang tidak akan melaraskan skala kepada unit ukuran yang anda perlukan. Dalam kes ini, adalah berguna untuk mengetahui cara menukar unit ukuran sendiri.
1kgf/cm2=10.000kgf/m2=1bar=1atm=0.1MPa=100kPa=100.000Pa=10.000mm.lajur air=750mm. Hg Seni = 1000 mbar

Apa yang anda perlu tahu untuk memasang tolok tekanan?

Untuk memasang tolok tekanan anda mesti gunakan peralatan tambahan. Untuk pemasangan pada paip, paip tiga hala dan injap jarum digunakan. Untuk melindungi peranti, blok peredam, pemisah membran dan peranti pensampelan gelung digunakan.

Injap tiga hala untuk tolok tekanan.

Apabila menggunakan peranti, untuk tidak mengurangkan hayat perkhidmatan tolok tekanan, anda mesti mengikut peraturan operasi. Ini adalah pematuhan rejim suhu, tekanan yang dibenarkan, beban getaran, tidak menggunakan media yang agresif, likat dan menghablur untuk peranti yang tidak dimaksudkan untuk tujuan ini. Salah satu keperluan yang paling penting ialah memastikan bekalan tekanan yang lancar kepada peranti
Jika peranti dipilih mengikut keadaan operasi dan peraturan operasinya tidak dilanggar, masalah dalam fungsinya, sebagai peraturan, tidak timbul.

Operasi tolok tekanan tidak dibenarkan dalam kes berikut:

1. Apabila menggunakan tekanan, jarum pada peranti tidak bergerak atau bergerak secara tidak teratur.
2. Terdapat kerosakan pada kaca peranti.
3. Selepas pengaruh tekanan sederhana berhenti, anak panah tidak kembali ke tanda sifar.
4. Melebihi nilai yang sah ralat pengukuran.

Bagaimanakah tolok tekanan diperiksa?

Terdapat dua jenis pengesahan peranti.

Utama – pengesahan dijalankan oleh pengilang sebelum peranti dijual. Ini dibuktikan dengan tanda pada kaca atau pada badan peranti dan tanda yang sepadan dalam pasport tolok tekanan. Pengesahan awal diiktiraf oleh organisasi kawal selia dan peranti dibenarkan untuk digunakan sehingga akhir tempoh pengesahan yang dinyatakan dalam pasport (1-2 tahun).

Menyemak semula peranti. Selepas tamat tempoh pengesahan awal, tolok tekanan mesti disahkan semula. Peranti yang akan disahkan semula mestilah dalam keadaan baik. Jika tidak, ia tidak akan lulus pengesahan semula dan wang yang dibelanjakan untuk prosedur ini akan dibazirkan.
Ujian semula peranti dijalankan oleh organisasi khusus yang mempunyai peralatan dan lesen yang sesuai, serta pusat bandar standardisasi dan metrologi.

Syarikat UAM ialah pengeluar jenis tolok tekanan berikut: teknikal, ammonia, sentuhan elektrik, tahan getaran, untuk persekitaran yang agresif, ukuran ketepatan, kereta api, yang merupakan analog peranti yang dihasilkan oleh pengeluar terkemuka. Analog syarikat kami tidak kalah kualitinya berbanding pengeluar terkemuka bagi instrumen berketepatan tinggi dalam barisan produk ini.
Anda boleh menyemak ciri teknikal peranti dan bandingkan prestasi pelbagai jenis tolok tekanan dalam jadual ringkasan peranti.

Tolok tekanan biasanya dibahagikan mengikut kriteria berikut:

– mengikut jenis tekanan yang diukur;

– prinsip operasi;

– kelas ketepatan;

- temu janji.

Berdasarkan jenis tekanan yang diukur, tolok tekanan dibahagikan kepada dua kumpulan. DALAM kumpulan pertama termasuk:

a) tolok tekanan untuk mengukur tekanan berlebihan, dengan had pengukuran atas dari 0.6 hingga 10,000 kgf/cm2;

b) tolok vakum untuk mengukur vakum:

– tolok vakum untuk mengukur vakum (sehingga – 1.0 kgf/cm2);

– tolok tekanan dan vakum, yang merupakan tolok tekanan untuk kedua-dua lebihan (dari 0.6 hingga 24 kgf/cm2) dan tekanan vakum (sehingga - 1.0 kgf/cm2);

– meter tekanan – tolok tekanan untuk tekanan kecil yang berlebihan sehingga 0.4 kgf/cm2;

– tolok draf – tolok vakum dengan had ukuran atas tidak melebihi 0.4 kgf/cm2;

– tolok tujahan dan tekanan – tolok tekanan dan vakum dengan had melampau sehingga 0.2 kgf/cm2.

Kedua Kumpulan tolok tekanan terdiri daripada tolok tekanan mutlak, sesuai untuk mengukur tekanan yang diukur daripada sifar mutlak. Ini termasuk:

– tolok tekanan cecair dipendekkan (ukur tekanan mutlak);

– barometer – tolok tekanan mutlak, disesuaikan untuk mengukur tekanan atmosfera;

– barometer dipendekkan – tolok vakum merkuri untuk mengukur tekanan mutlak kurang daripada 0.2 kgf/cm2;

– tolok vakum tekanan sisa untuk mengukur vakum dalam kurang daripada 0.002 kgf/cm2.

Berdiri berasingan ketiga kumpulan tolok tekanan:

– tolok tekanan pembezaan untuk mengukur perbezaan antara dua tekanan, tiada satu pun daripadanya adalah tekanan ambien;

– mikromanometer untuk mengukur tekanan atau perbezaan tekanan dalam media gas dengan had ukuran atas kurang daripada 0.04 kgf/cm2.

Menurut prinsip operasi, tolok tekanan dibahagikan kepada empat kumpulan utama:

– cecair, berdasarkan prinsip hidrostatik, apabila tekanan yang diukur diseimbangkan dengan tekanan lajur cecair manometrik;

– omboh berat mati, di mana tekanan atau perbezaan tekanan yang diukur diimbangi oleh tekanan yang dicipta oleh berat omboh dan pemberat yang tidak dimeterai;

– tolok tekanan ubah bentuk (spring), di mana tekanan yang diukur atau perbezaan tekanan ditentukan oleh ubah bentuk unsur elastik;

– tolok tekanan berdasarkan prinsip fizikal lain.

Kelas ketepatan peranti difahami sebagai nilai mengehadkan ralat utama dan tambahan yang dibenarkan, dinyatakan sebagai peratusan julat pengukuran peranti tertentu. Siri kelas tolok tekanan berikut telah diwujudkan: 0.005; 0.02; 0.05; 0.15; 0.25;

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

Berdasarkan tujuan metrologinya, tolok tekanan boleh dibahagikan kepada tiga kumpulan: teknikal (berfungsi); makmal (kawalan); teladan, digunakan untuk memeriksa tolok tekanan lain.

Dalam tolok tekanan cecair atau tolok tekanan pembezaan (Rajah 2.4), tekanan atau perbezaan tekanan yang diukur diimbangi dengan tekanan lajur cecair. Ukuran tekanan yang diukur dalam peranti ini ialah ketinggian lajur cecair manometrik, yang paling kerap digunakan: etanol, air suling dan merkuri. Oleh itu, mengukur tekanan secara praktikal dikurangkan kepada mengukur kuantiti linear, yang boleh dilakukan dengan lebih mudah dengan mencukupi. darjat tinggi ketepatan.

Mari kita lihat jenis utama tolok tekanan cecair.

Tolok tekanan dua paip (berbentuk U).. Tolok tekanan ini (Rajah 2.4, a) ialah tiub berbentuk U, atau dua tiub yang disambungkan oleh bahagian bawah. Tekanan r 1 dan r 2 disambungkan kepada kedua-dua hujung terbuka. Perbezaan dalam tekanan ini ditukar kepada perbezaan paras cecair dalam tiub. Fungsi transformasi mempunyai bentuk

Dh=

Dhlm

g´ (ρ - ρc )

di mana Δ r– perbezaan dalam tekanan yang dibekalkan, Pa; Δ h– perbezaan paras cecair dalam tiub, m; g

R 2

R 2

d T

2

R 1

d P

Tolok tekanan cawan (tiub tunggal).. Tidak seperti tolok tekanan cawan dua paip, ia mempunyai takungan 1 yang disambungkan ke tiub penyukat (Rajah 2.4, b). Disebabkan perbezaan ketara dalam keratan rentas

Takungan dan tiub mempunyai 1

letakkan perubahan kecil dalam paras cecair

dalam tangki. Masa undur - a b

aras semasa pengukuran - 5 4

Tekanan diukur hanya melalui tiub. Sebelum ini

Pengukuran yang ditetapkan

R 1 R 2

Tetapkan sifar rujukan pada sama 0 α 0

tekanan akhir: r 1 = hlm 2.

Ketinggian sebenar 3

tiang cecair

Δ h= h T - h R ,

R 2

R 1

P2

Di sini d T

– diameter

tiub dan takungan. G

Menggantikan (2.33) kepada

formula (2.32), kita perolehi

nasi. 2.4. Tolok tekanan cecair

P2

di mana l– panjang lajur cecair dalam tiub.

Ketinggian lajur hidrostatik dalam tiub:

h T = l´ sinα , dengan α ialah sudut kecondongan tiub penyukat.

Selepas penggantian h P

dalam (1.17) kita dapat

Δ h= l´ (dosa α +

d

T).

Nilai dalam kurungan dipanggil pemalar tolok tekanan. Berdasarkan tolok tekanan sedemikian adalah mikromanometer, di mana alkohol paling kerap digunakan sebagai cecair kerja.

Tolok cawan tekanan mutlak. Hujung atas tiub pengukur tolok tekanan mutlak cawan (Rajah 2.4, d) dimeteraikan. Apabila diisi dengan betul dengan cecair kerja (biasanya merkuri), tekanan hampir kepada sifar mutlak ditubuhkan dalam rongga tiub di atas cecair ( hlm 2 = 0 ). Dalam hal ini, ketinggian lajur dalam tiub pengukur adalah berkadar dengan tekanan mutlak hlm 1. Ketinggian kenaikan lajur cecair dikira menggunakan formula (2.32).

Tolok tekanan terapung. Tidak seperti jenis tolok tekanan cawan yang lain, dalam tolok apungan (Rajah 2.4, e) elemen pengukur bukanlah tiub 2, dan tangki 1 .

Tiub bertindak sebagai elemen pengimbang. Nilai keluaran ialah pergerakan apungan 3 yang terletak di dalam tangki. Fungsi transformasi boleh didapati daripada persamaan:

Dhlm.

d

)

g´ (ρ - ρc) ´ (1 + T