3. Методы и средства измерения давления.

Давление – это величина, характеризующая интенсивность нормальных сил, действующих на поверхность.

Давление определяется как отношение сил равнораспределенных по поверхности, имеющей площадь S

P=F/S, [Па]

Измерительные преобразователи давления воспроизводят непосредственно существующее значение давления или разность давлений, которое преобразуют в другую величину.

Подразделяют на 3 группы:

1. для измерения абсолютного давления.

2. избыточного давления.

3. для измерения дифференциального значения давления.

При измерении абс давления значение давления прикладывается к одной стороне измерительного прибора, в другой части создается вакуум или атмосферное давление.

При измерении диф давления на обе стороны данного прибора действует давление, отличное от вакуумного и атмосферного.

По принципу построения преобразователь делится на 2 группы:

1. Структурная. Давление воздействует на взаиморасположенные элементы исследуемого вещества и к данным приборам относятся манометры сильфонные и др.

2. Физические преобразователи – измеряемое давление влияет на физ свойства тела или устройства: емкостные, тензометрические и пьезометрические.

В зависимости от вида изм давления :

1. Манометры абс давления.

2. Манометры избыточного давления, в газовых средах с верхним пределом не более 40 кПа (напоромеры).

3. Вакуумметры, предназначенные для измерения в условиях разряженного газа. Вакуумметры, с пределом измерения до 40 кПа – тягомеры.

4. Мановакуумметры измеряют избыточное и вакуумметрическое давление. Этот прибор работает в диапазоне +-20кПа – тягонапоромер.

5. Дифференциальный манометр предназначен для измерения разности двух давлений, ни одно из которых не является атмосферным.

По принципу действия средства измерения давления делятся на:

1. Жидкие манометры и дифманометры – давление или разность давлений уравновешивается столбом жидкости (манометры с видимым уровнем и дифманометры жидкостно-механические).

2. Дифманометры, в которых используется зависимость деформации упругого чувствительного элемента или развиваемые им силы от измеряемого давления.

3. Электрические манометры – зависимость электрических величин от преобразования от измеряемого давления.

4. Грузо-поршневые – измеряемое давление уравновешивается давлением массы поршня с грузом.

По способу действия: показывающие, регистрирующие, показывающе-регистрирующие, рыле и сигнализаторы.

1 Манометры и дифманометры

Их разделяют на манометры с видимым уровнем и дифманометры жидкостно-механические. Рассмотрим 2 трубный U образный жидкостный манометр. Система находится в равновесии, если измеренное давление Р_а уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости правой трубе Р_в.

Р_а = Р_в.

Р_а - Р_в =ρgH=ρg(h₁+h₂)=P_изб

Р_а –абсолютное давление измеряемой среды

ρ – плотность рабочей жидкости

Р_в –атмосферное давление

Это уравнение справедливо, если измеряемая среда газ, в противном случае

P_изб =( ρ- ρ_с)gh

ρ_с – плотность измеряемой среды

если сечение широкого сосуда S а низкой трубки S, то величина изменения уровня жидкости h₁ и h₂ связаны соотношением

h₁S= h₂S

P_изм = h₁ g(1-S/S)( ρ- ρ_с), S/S>0.001

Манометры с наклонной трубкой. Их применяют для измерения малых перепадов давления и разряжений давления, определяется по формуле

P_изм = l sinα(1+S/S)( ρ- ρ_с)

Верхний предел измерения не превышает 2,5 кПа.

2 Дифманометры. жидкостно-механические

Наиболее широко распространен поплавковый и жидкостный дифманометр. Как правили дифманометры заполняют ртуть, поскольку это токсичный элемент. Дифманомеиры в пищевой промышленности применяют редко. Их применяют в схемах автоматизации вспомогательные установки (кательные, ТЭС), для измерения малых не больших 1 кПа давлений.

В поплавковом дифманометре измерение уровня жидкости производится с помощью рычажной системы прикрепленной к поплавку. Часто используют колокольный дифманометр разность давлений в нем определяется по перемещению колокола погруженного в жидкость.

3 Деформационные манометры как и дифманометры используются для измерения вакуумных и избыточных давлений жидкости и газа кот. агрессивны по отношению к материалу упругого чувствительного элемента.

По виду упругого чувствительного элемента диформационные манометры разделяют на 3 группы:

-Трубчато пружинные

-Мембранные

- Сильфонные.