2.2.2 Колокольные дифманометры

Колокольные дифманометры (см. рисунок 2.3) представляют собой колокол, погруженный в рабочую жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений. Противодействующая сила создается за счет утяжеления колокола при его подъеме и уменьшении тяжести колокола при его погружении. Достигается это за счет изменения гидростатической подъемной силы, действующей на колокол согласно закону Архимеда.

Принцип действия: если давления в измерительных камерах 2 и 3 равны, то колокол 1 находится в положении, показанном на рисунок 2.3,А.

Если перепад давления d(Р1 – Р2) существует, то колокол всплывает. Всплытие происходит до тех пор, пока изменение подъемной силы от перепада давления на колокол и изменение гидростатической подъемной силы не уравновесятся.

Рисунок 2.3 - Схема колокольного дифманометра

В состоянии равновесия

d(Р1- Р2 )F= (dH+dY)fg(p - p ),

dh=dY+dX,

d(Р1-Р2 )=dh(p - p )g,

FdY=dfdH+(Ф-F)dY,

где F-площадь внешнего поперечного сечения колокола;

dH-перемещение колокола;

dY-перемещение жидкости под колоколом;

df-площадь поперечного сечения стенок колокола;

dh-разность уровней жидкости снаружи и внутри колокола;

dX-перемещение жидкости внутри сосуда;

Ф-площадь поперечного сечения широкого сосуда;

f-внутренняя площадь поперечного сечения колокола;

p , p - плотность рабочей жидкости и измеряемой среды.

Отсюда .

После интегрирования от 0 до (Р1-Р2)

. (2.6)

Формула (2.6) -статическая характеристика колокольного дифманометрас гидростатическим уравновешиванием.

Для обеспечения измерения перепада давления в широком диапазоне должно быть по возможности уменьшено.

Колокольный дифманометр обладает высокой чувствительностью. Поэтому может быть использован для измерения малых давлений, перепадов давлений и разряжений.

Некоторые модификации колокольных дифманометров снабжаются преобразователями П, посредством которых перемещение колокола преобразуется в унифицированный сигнал, передаваемый по каналу связи.