5.4. Тягомеры и напоромеры

Для измерения небольших давлений газа (воздуха) применяют тягомеры (для вакуумметрического давления), напоромеры (для избыточного давления) и тягонапоромеры (для избыточного и вакуумметрического давления). Принцип их действия одинаков. Разделяют эти приборы на жидкостные, мембранные и сильфонные. Две последние группы относятся к деформационным приборам.

Жидкостные тягонапоромеры. По существу, жидкостные тягонапоромеры не отличаются от жидкостных манометров, используются для измерения избыточного, вакуумметрического давлений и разности давлений газа в диапазоне 0 – 6300 Па. Приборы заполняются этиловым спиртом или дистиллированной водой.

Мембранные тягонапоромеры. Достоинством мембранных тягонапоромеров (рис. 21) является простота устройства, небольшие размеры, наглядность показаний и удобство размещения на щитах управления. С пространством, где измеряется вакуумметрическое давление газа, внутренняя полость мембранной коробки 1 соединяется трубкой, присоединяемой к штуцеру 2. Полость мембранной коробки (две спаянные по краям гофрированные мембраны из медного сплава) сообщается с атмосферой, а полость корпуса прибора – с измеряемой средой. Измеряемое разрежение газа вызывает изменение степени сжатия мембранной коробки, что приводит к перемещению системы рычагов 3, которые приводят в действие показывающее устройство.

Рис. 21. Устройство мембранного тягонапоромера

Сильфонные тягонапоромеры (рис. 22) подразделяются на механические (показывающие и самопишущие) и бесшкальные с электрической дистанционной передачей показаний (первичные преобразователи) на вторичные приборы. Их достоинство – большая надежность, виброустойчивость и быстродействие. Приборы рассчитаны на давления до 0,025 МПа.

Сильфонные механические тягонапоромеры используются в тех случаях, когда расстояние между местом измерения и пунктом установки прибора не превышает 50 м. При увеличе-нии этого расстояния исполь-зуются электрические сильфон-ные тягонапоромеры.

П

Рис. 22. Схема сильфонного тягонапоромера: 1 – сильфон, 2 – пружина сжатия, 3 – шток, 4 – система рычагов

рибор состоит из двух частей – измерительной и пре-образовательно-усилительной. Измерительная часть состоит из чувствительного элемента в виде сильфона и цилиндрической пружины сжатия. Под действием давления среды сильфон с винтовой пружиной деформируются, и дно его поднимает шток, который соединен с системой рычагов. Преобразова-тельно-усилительная часть состоит из магнитомодуляционного преобразователя и усилительного устройства.

5.5. Грузопоршневые манометры

Для поверки и градуировки деформационных манометров используются, в основном, грузопоршневые манометры, которые как самостоятельные приборы для измерения давления практически не применяются.

Грузопоршневые манометры являются образцовыми приборами, т. к. обладают высокой чувствительностью и точностью. Приборы этого типа по точности приближаются к жидкостным манометрам, но, в отличие от последних могут иметь большой диапазон измерений (до 250 МПа и выше).

Принцип действия грузопоршневого манометра заключается в уравновешивании давления измеряемой среды на свободно перемещающийся в цилиндре поршень силой, создаваемой калиброванным грузом. По массе этого груза определяют действующее на поршень давление.

Устройство грузопоршневого манометра показано на рис. 23.

Рис. 23. Устройство грузопоршневого манометра

В сосуд 1 с цилиндрической колонной 2, заполненной маслом, и сообщающийся посредством соединительного штуцера 3 с измеряемой средой вставлен вертикально с небольшим зазором стальной поршень 4. С наружной стороны он закреплен с тарелкой 5, на которую в зависимости от p накладываются грузы 6, уравновешивающие воспринимаемое поршнем давление p, которое при равновесии системы определяется по формуле

, (5.16)

где G₁, G₂ – массы поршня с тарелкой и грузов, кг; F – площадь поршня, м²; g – ускорение свободного падения, м²/c.

Основным недостатком грузопоршневых манометров является влияние на их чувствительность трения поршня в цилиндре, что при измерении требует строго вертикальной установки манометров и проворачивания от руки поршня вокруг оси.