Грузопоршневые манометры

Являются точными и высокочувствительными приборами, поэтому используются в качестве образцовых и для точных измерений. По точности приближаются к жидкостным манометрам, но имеют больший диапазон измерений (до 250МПа и выше).

П ринцип действия (рис. 38) основан на уравновешивании давления измеряемой среды, действующего на перемещающийся поршень, силой, создаваемой калиброванными грузами.

Поршень 1 с тарелкой 2 для грузов 3 перемещается внутри цилиндра 4. Зазор между поршнем и цилиндром 0,01 мм, чтобы скорость опускания поршня была небольшой (не более 1мм/мин). Для обеспечения равномерного зазора поршень вращают (вручную или э/двигателем). Внутренняя полость манометра заполняется жидкостью через отверстие 6 при открытом вентиле 5. Поршнем 7 пресса 8 жидкость засасывается внутрь манометра. С помощью пресса производится подъем поршня с грузами на высоту, заданную указателем. К стоякам 9 с запорными вентилями 10 подключают поверяемые манометры. Вентиль 11 для слива жидкости. Для получения заданного значения давления на тарелку накладывают калиброванные грузы. Так как грузы откалиброваны при нормальном ускорении свободного падения, для каждого конкретного случая вводится поправка на местное ускорение свободного падения.

Главный недостаток ГПМ – влияние трения поршня в цилиндре на чувствительность манометра. Поэтому поршень устанавливают строго вертикально и при движении вращают вокруг оси.

Дифференциальные манометры

Дифманометры служат для определения разности давлений между двумя точками измерения. Особенно часто применяются в расходомерах с сужающим устройством. По принципу действия аналогичны жидкостным манометрам.

По назначению бывают лабораторными (жидкостные) и промышленными (дифманометры-расходомеры). По конструкции – жидкостные, механические, электрические

Жидкостные относятся к двухтрубным приборам.

Манометры с дистанционной передачей показаний

Наибольшее расстояние по условию точности между местом измерения и манометром – 50м. При необходимости передачи показаний на расстояние более 50м (мах длина трубки для деформационного манометра) используют манометры с дистанционной передачей показаний. Такой манометр состоит из первичного преобразователя (деформационный электрический манометр) и вторичного прибора. В деформационном электрическом манометре упругая деформация чувствительного элемента (мембрана, трубчатая пружина) преобразуется в электрический сигнал, который передается вторичному прибору, градуированному в единицах давления.

В теплоэнергетике применяют дифференциально-трансформаторные, магнитомодуляционные преобразователи, тензопреобразователи, пьезопреобразователи.

• Манометр с дифференциально-трансформаторным преобразователем (рис.39).

Это простые и надежные манометры, для передачи информации используются сигналы переменного тока. Первичные преобразователи – трубчатые одновитковые манометры, мембранные дифманометры.

Манометр с трубчатым первичным преобразователем состоит из трубчатой пружины, закрепленный в держателе со штуцером. Держатель соединен с корпусом и несет на себе катушку дифтрансформатора, в которую помещен стальной сердечник, соединенный со свободным концом пружины. Трубчатая пружина под давлением изменяет кривизну, перемещая сердечник в катушке дифтрансформатора, это изменяет взаимную индуктивность между цепями катушки. Вторичные приборы воспринимают этот сигнал, преобразуя его в выходной в единицах давления. Принцип работы их аналогичен потенциометру.

• Манометр с магнитомодуляционным преобразователем (рис.40).

Выходным сигналом магнитомодуляционного преобразователя является сигнал постоянного тока. Прибор содержит упругий чувствительный элемент с магнитом, который при изменении давления перемещается. Это оказывает влияние на магнитомодуляционный преобразователь, который выдает сигнал постоянного тока, усиливающийся в усилителе.

• Манометры с тензометрическим преобразователем - имеют высокую точность, надежность, быстродействие, небольшие габариты, массу, простую конструкцию и виброустойчивость.

Метод основан на преобразовании деформации чувствительного элемента в изменение электрического сопротивления тензорезистора, закрепленного на чувствительном элементе.

Р езисторы бывают проволочные, фольговые или полупроводниковые. Проволочные проще в изготовление, но значительно менее чувствительные, чем полупроводниковые. В России выпускают манометры КНС-структуры (кремний на сапфире – сапфировая мембрана, кремниевые резисторы). Бывают еще КНК-структуры.

• Манометры с пьезопреобразователями - принцип действия их основан на пьезоэлектрическом эффекте – это эффект возникновения электрических зарядов на поверхности сжатой кварцевой пластины, которая вырезается перпендикулярно оси электрической оси кристаллов кварца. Схема пьезоэлектрического манометра показана на рисунке. Под действием давления мембрана оказывает сжатие на кварцевые пластины и возникает эл.заряд. Для повышения чувствительности несколько кварцевых пластин включают параллельно. Предел измерения у этих манометров до 100 МПа.