4.2. Методы и приборы для измерения давления

4.2.1. Классификация основных методов и приборов для измерения давления

Измерение давления - одним из основных видов измерений в любых отраслях промышленности, так как оно необходимо для управления технологическими процессами и обеспечения безопасности. Этот параметр используют при косвенных измерениях других технологических параметров: уровня, расхода, температуры, плотности и т. д. В системе СИ за единицу давления принят паскаль (Па).

Все приборы, измеряющие давление, классифицируются по нескольким следующим критериям.

По роду измеряемого давления: манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, микроманометры, тягомеры, тягонапоромеры, барометры, дифманометры.

По принципу действия: жидкостные, деформационные (пружинные, сильфонные, мембранные), грузопоршневые, электрические и другие приборы.

Жидкостные манометры состоят из сообщающихся сосудов, давление определяется по одному либо нескольким уровням. У деформационных манометров давление определяется по деформации или упругой силе деформирующегося элемента – пружины, мембраны, сильфона. В грузопоршневых манометрах искомое значение давления определяется путем уравновешивания массы грузов и поршня. Электрические манометры работают на первичных преобразователях давления.

По назначению: общетехнические для измерения давления в технологических процессах и эталонные для поверки.

По классу точности: от 0,4 до 4,0. Этот показатель характеризует погрешность измерения прибора.

По особенностям измеряемой среды: общетехнические, коррозионнстойкие, виброустойчивые, специальные, кислородные, газовые.

Специальные манометры применяют для вязких и кристаллизующихся веществ, а также веществ, содержащих твердые частицы.

Кроме того, приборы для измерения давления отличаются по пределу (диапазону) измерений, степени защиты от воды (восемь степеней), по виду защиты от внешних предметов (шесть степеней), по степени устойчивости к вибрациям, по степени устойчивости к влажности и температуре (11 групп).

Чаще всего первичные преобразователи давления имеют неэлектрический выходной сигнал в виде силы или перемещения и объединены в один блок с измерительным прибором. Если результаты измерений надо передавать на расстояние, то применяют промежуточное преобразование этого неэлектрического сигнала в унифицированный электрический или пневматический и объединяют в один измерительный преобразователь первичный и промежуточный преобразователи.

В большинстве приборов измеряемое давление преобразуется в деформацию упругих элементов, поэтому их называются деформационными. Деформационные приборы широко применяют для измерения давления при технологических процессах благодаря простоте устройства, удобству и безопасности в работе. Все деформационные приборы имеют в схеме какой-либо упругий элемент, который деформируется под действием измеряемого давления: трубчатую пружину, мембрану или сильфон. Наибольшее применение получили приборы с трубчатой пружиной. Их выпускают в виде показывающих манометров и вакуумметров c максимальным пределом измерений. В них при изменении измеряемого давления трубчатая пружина меняет кривизну и ее свободный конец через тягу поворачивает зубчатый сектор и находящуюся с ним в зацеплении шестерню. Вместе с шестерней поворачивается закрепленная на ней стрелка, перемещающаяся вдоль шкалы. Для дистанционной передачи показаний есть манометры с промежуточными преобразователями с токовым и пневматическим выходом, с дифференциально-трансформаторными преобразователями.