1.2.4. Чашечные (однотрубные) мановакууметры.

 

Близки по конструкции к обратному пьезометру чашечные однотрубные мановакууметры (рис. 1.4.). На рис. 1.4а показано применение мановакууметра для измерения избыточного давления, а на рис. 1.4б – вакуума.

Объем жидкости, вытесненной из чашки, равен объему жидкости, поступившей в измерительную трубку

 

или (1.6)

где f и F– площади поперечного сечения измерительной трубки и чашки. Еслиf<<F ,тоh₁<<h₂.

Рис. 1.4. Чашечный мановакууметр при измерении избыточного давления (а) и вакуума (б):

1 – чашка; 2 – трубка измерительная; 3 – шкала на основании.

 

Если 400, то изменением уровня в чашке пренебрегают и при измерении учитывается только изменение уровня в измерительной трубке.

Предел измерения прибором с чашкой, заполненной водой, поставляет 160 кПа.

 

1.2.5. Микроманометры

 

Для измерения давления и его разности до 3 кПа используются микроманометры, являющиеся однотрубными (чашечными) манометрами со шкалами повышенной точности, заполняемые рабочей жидкостью с относительно малым удельным весом (например, спиртом). На рис. 1.5. показан микроманометр ЛТА = 4 с наклонными измерительной трубкой и шкалой.

Из условия равенства объемов рабочей жидкости в сосуде 2 и трубке 1 имеем

(1.7)

где h₁– изменение уровня в широком сосуде;fиF– соответственно площади поперечного сечения трубки и сосуда, аn– длина столба жидкости в трубке.

Так как

(1.8)

то

(1.9)

Рис. 1.5. Наклонный микроманометр 1- измерительная трубка; 2 – чашка; 3 – шкала с кронштейном; 4 – сектор с фиксированными положениями К = 0,25; 0,5; 0,8; 1,0.

Рис. 1.6. Схема измерения избыточного давления (а) и вакуума (б) наклонным микроманометром.

 

где - угол наклона трубки к горизонту, определяемой положением кронштейна с трубкой на секторе. Изменениеh₁ мы не наблюдаем визуально и не вычисляем, причемh₁<<h₂

Схема работы с наклонным микроманометром при измерении избыточного давления показана на рис. 1.6а, вакуума - 1.6б.

Если 400, то с достаточной точностьюЭтой разности давлений соответствует гидростатический напор в единицах водяного столба

(1.10)

Значение коэффициента, , соотвествующее определенным углам установки наклонной шкалы, иногда указывается на кронштейне прибора, наряду с плотностью рабочей жидкости в приборе. Наклоняя трубку, мы искусственно растягиваем шкалу и за счет этого повышаем точность измерения. Такой прибор служит для измерения в какой - либо точке воздушного потока одновременно трех давлений: полного, статического и динамического. Для этого в нем применяется три измерительных трубки, закрепленные на одной плоскости с тремя шкалами.

1.2.6. Двухтрубные жидкостные манометры ( u – образные манометры) и дифманометры

 

В двухтрубных жидкостных манометрах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равновесии давлений над ними, а при

Рис. 1.7. U– образный манометр: 1,2 – стеклянные трубки; 3 – деревянное основание; 4 – шкала на пластине.

неравенстве занимает такое положение, в котором избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. В группе жидкостных дифманометров уровень рабочей жидкости непосредственно не наблюдается. Изменение уровня вызывает изменение характеристик другого устройства, обеспечивающее непосредственное показание измеренной величины с помощью отсчетного устройства или преобразования и передачу его значения на расстоянии. Схема U– образного манометра показана на рис. 1.7. В трубке 1 – измеряемое давление, трубка 2 сообщается с атмосферой

При измерении разности давлений к обеим трубкам подаются измеряемые давления. Столб жидкости высотой уравновешивает разность давлений. В качестве рабочих жидкостей, чувствительных элементов, используется вода, ртуть, спирт, трансформаторное масло. Диаметр трубок выбирается обычно 8-10 мм для уменьшения влияния капиллярных сил. При наполнении манометра ртутью измеряемой средой могут быть вода, неагрессивные жидкости и газы. Если плотность среды над рабочей жидкостьюcоизмерима с плотностью последней, то перепад давлений определяется как

(1.11)

 

Рис. 1.8. Схемы применения U– образных манометров (а,б) и дифманометров (в,г):

а,б – при измерении избыточного давления и вакуума в газе, соответственно;

в,г - при измерении перепада давлений в потоках газа и жидкости.

 

Схемы использования U– образных манометров в качестве мановакууметров и дифференциального манометра при измерении, например, перепада давлений на шайбе расходомерного устройства показаны на рис. 1.8.