Рідинні прилади тиску

В рідинних приладах тиску компенсується величина, що вимірюється, стовпом рідини, який віднесений до одиниці поперечного розрізу. В основу дії покладено метод сумісних посудин.

Рідинні прилади тиску бувають:

• U-подібні (двотрубчаті) манометри;

• Чашечні (однотрубчаті) манометри.

Схема U-подібного манометра (Мухин, ст.80, рис. а )

1 – вигнута скляна трубка;

2 – шкала в міліметрах;

3 – робоча рідина (вода або ртуть);

h – стовп робочої рідини;

h₁, h₂ – стовпи в обох колінах трубки.

h = h₁ + h₂

Трубку закріплюють вертикально. При вимірюванні тиску або розрідження один кінець залишають відкритим, а інший з´єднують з об´єктом вимірювання, а при вимірюванні різниці тисків до обох кінців підводять тиски, що вимірюються.

При вимірюванні можуть виникнути такі похибки:

• відхилення значень;

• похибка в зчитуванні показів;

• нерівномірного температурного розширення шкали, скла та робочої рідини.

Схема чашечного манометра (Мухин, ст.80, рис. б )

1 – вимірювальна скляна трубка;

2 – шкала;

3 – рідина;

4 – дуга;

5,7 – гвинти;

6 – рівень;

8 – широка посудина, яка заміняє одну з трубок;

9 – витискувач.

Під дією тиску, що вимірюється, рідина в трубці підіймається на висоту h₁, а в посудині опускається на h₂, при цьому висота стовпа рідини, який відповідає величині. Що вимірюється, дорівнює сумі h₁ та h₂. Але, якщо відношення площь поперечних розрізів посудини та трубки більше 400, то величиною можна знехтувати і відлік вести лише по рівню рідини в трубці.

При вимірюванні чашечним манометром похибка зчитування показів зменшується в два рази ніж при вимірюванні U-подібним манометром, а інші похибки залишаються.

Деформаційні манометри

Прилади для вимірювання тиску, які засновані на пружній деформації чутливих елементів під дією вимірюваної величини, широко використовуються на ТЕС в діапазоні від 50 Па до 100 МПа.

Чутливі елементи:

• мембрани;

• мембранні коробки;

• сильфони;

• трубчаті пружини.

Чутливий елемент приладу характеризується залежністю переміщення його робочої точки ΔХ від діючого тиску або різниці тисків.

На пружні властивості чутливого елементу впливають температура та час.

Манометри з трубчатою пружиною. В один кінець пружини через штуцер надходить тиск, а інший переміщується.

При подачі тиску в трубку пружина деформується і намагається випрямитися, переміщуючись в направленні величини ΔХ.

Чим більший радіус кривизни і менша товщина стінки розрізу, тим більша чутливість.

Для сигналізації граничних відхилень тиску в цілях захисту і позиційного регулювання служать електроконтактні манометри, в яких додатково введені стрілки з електроконтактами, встановленими навпроти сигналізуємого значення тиску. Показуюча стрілка також має контакт. При її співпаданні з будь-якою додатковою стрілкою виникає електричний сигнал.

Колокольні дифманометри призначені для дистанційного вимірювання різниці тисків, надлишкового та вакууметричного тисків.

Схема колокольного дифманометра (Мухин, ст.85, рис. 44 )

1 – нерухома пола посудина;

2 – пружна пружина;

3 – колокол;

4 – розділююча рідина;

5 – плунжер.

При відсутності сигналу про різницю тисків колокол 3 знаходиться в нижньому положенні. Якщо під колокол подати більший тиск, він підіймається вгору, стискаючи пружину 2 та переміщуючи плунжер 5, який вбудований в прилад. Вихідним сигналом приладу є напруга змінного струму від 0 до 2 В.

Сильфон – тонкостінна трубка з кільцевими гофрами на боковій поверхні. Його пружність визначається матеріалом та товщиною стінки, кількістю гофр та їх кривизною. Використовуються для вимірювання невеликих розріджень та тисків. Первинні прилади з сильфоном бувають: П – показуючі та С – самопишучі.

Мембранний елемент – гнучка пластина закріплена по колу. При подачі тиску в одну із камер, які розділені мембраною, центр її кола зміщується на величину ΔХ. Їх використовують для вимірювання невеликих напорів та розріджень. Мембрани використовують в показуючих, самопишучих та безшкальних первинних приладах.