Приборы для измерения давления

Давление - один из важнейших параметров технологических процессов.

Давлением называется отношение силы, действующей на площадь, к величине площади.

,

где F – сила;

S – площадь.

Различают давления:

1. барометрическое (атмосферное) - Р_атм;

2. абсолютное - Р_абс;

3. избыточное - Р_изб;

4. вакуум (разрежение) - Р_вак

1. Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.

2. Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар.

Р_абс = Р_изб + Р_атм

3. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного.

Р_изб = Р_абс - Р_атм

4. Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.

Вакуум - это недостаток давления до атмосферного.

Р_вак = Р_атм - Р_абс

Рис. 2.1 Виды давлений

Остаточное давление определяется по формуле:

Р_ост = Р_атм – Р_вак ,

где Р_атм = 760 мм рт.ст.

Единицы измерения давления

Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).

Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м².

Внесистемные единицы: кгс/см²; мм вод.ст.; мм рт. ст; бар, атм.

Соотношение между единицами измерения:

1 кгс/см² = 98066,5 Па

1 мм вод.ст. = 9,80665 Па

1 мм рт.ст. = 133,322 Па

1 бар = 10⁵ Па

1 атм = 9,8* 10⁴ Па

Классификация приборов для измерения давления

1. По принципу действия:

1. жидкостные;

2. деформационные;

3. грузопоршневые;

4. электрические.

2. По роду измеряемой величины:

1. манометры - приборы для измерения абсолютного и избыточного давления;

2. вакуумметры - приборы для измерения вакуума;

3. мановакуумметры - для измерения избыточного давления и вакуума;

4. дифманометры - для измерения разности двух давлений;

5. барометры - для измерения атмосферного давления;

6. напоромеры (микроманометры) - для измерения малых избыточных давлений;

7. тягомеры - приборы для измерения малых разрежений;

8. тягонапоромеры - приборы для измерения малых избыточных давлений и малых разрежений.

Деформационные приборы (пружинные манометры)

В этих приборах давление определяется по деформации упругих элементов.

Рис.2.3 Упругие элементы пружинных манометров:

а) одновитковая трубчатая пружина (трубка Бурдона);

б) многовитковая трубчатая пружина;

в) упругая мембрана;

г) мембранная коробка;

д) сильфон

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной ОБМ

ОБМ-100; ОБМ-160 - манометры общего назначения;

100, 160 - диаметр корпуса в мм.

Эти приборы наиболее распространены. Их преимущества: простота устройства; надежность в работе; компактность; большой диапазон измерения; малая стоимость.

Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.

Под действием давления сечение трубки стремится принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного, трубка принимает первоначальную форму.

Чувствительным элементом (ЧЭ) манометра является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме овала. Трубчатая пружина изготавливается из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения.

Один конец трубки впаян в держатель со штуцером, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления.

Второй конец трубки - свободный, герметически закрыт.

К свободному концу трубчатой пружины присоединена тяга. Другой конец тяги подсоединяется к хвостовику зубчатого сектора. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги.

Зубчатый сектор удерживается на оси и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Она жестко насажена на ось стрелки.

Для устранения «мертвого хода» стрелки, вызванного наличием люфтов в соединениях, манометр снабжается упругим волоском спиральной формы, изготавливаемым из фосфористой бронзы. Внутренний конец волоска крепится к оси стрелки, а внешний - к неподвижной части прибора.

Под действием давления внутри трубки свободный конец ее перемещается и тянет за собой тягу. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает по шкале прибора величину измеряемого давления.

Рис. 2.4 Пружинный манометр:

1 –ниппель;

2 –держатель;

3 - (корпус) плата;

4 – ось;

5 –шестерёнка (трибка);

6 –пружина;

7- трубка Бурдона;

8- запаянный конец;

9 -зубчатый сектор;

10 –стрелка;

11-тяга.

В зависимости от назначения манометры имеют следующие маркировки:

МТП, МВТП - виброустойчивые;

СВ - сверхвысокого давления;

МТИ, ВТИ - точных измерений (класс точности 0,6; 1,0);

МО, ВО - образцовые (класс 0,4);

МТ, МОШ, ОБМ - технические.