Жидкостные манометры
В двухтрубных манометрах (рис.2.2, а) разность давлений Р определяется по высоте столба жидкости h, уравновешивающей эту разность
Р = Р1 – Р2 = h q ,
где - плотность рабочей жидкости, кг/м3; q – ускорение свободного падения, м/с2.
В чашечных манометрах (рис. 2.2, б) одна из трубок заменена широким сосудом, в который подается большее из измеряемых давлений. Рабочая жидкость доливается в манометр до нулевой отметки. При измерении объем жидкости, вытесненный из широкого сосуда, равен объему жидкости, поступившей в измерительную трубку.
Жидкостные манометры
Разность давлений Р определяется по уравнению:
Р = Р1 – Р2 = q (h1 +h2) = q h2 (1 + /F), где , F – площади поперечного сечения измерительной трубки и широкого сосуда.
Если F/ = 400, то изменением уровня жидкости в широком сосуде пренебрегают (h2 = 0) и при
измерении учитывают только уровень в измерительной трубке. В качестве жидкостей используется вода, ртуть, трансформаторное масло. Для исключения влияния капиллярных сил в манометрах рекомендуется использовать стеклянные трубки с внутренним диаметром 8-10 мм.
Жидкостные манометры
Жидкостные манометры
•Пределы измерения жидкостных манометров не превышают 105 Па и зависят от геометрических размеров системы и от плотности рабочей жидкости. Для двухтрубных манометров погрешность измерения составляет 2 мм, а для чашечных 1 мм. Для уменьшения погрешности измерения используют чашечные манометры с наклонной трубкой (микроманометры).
•Жидкостные манометры применяются для измерения избыточного давления больше атмосферного и для измерения давления меньше атмосферного (вакуумметрического). Для жидкостных манометров кроме погрешности измерения высоты столба жидкости, необходимо учитывать погрешности, обусловленные отклонением от расчетных значений местного ускорения свободного падения, плотности рабочей жидкости, расхождение температурных коэффициентов шкалы, стекла и рабочего вещества.
Жидкостные манометры
Местное ускорение свободного падения рассчитывается по уравнению: q = qн 1 – 0,0026 соs (2 ) –2 · 10-7 Н ,
где qн – нормальное ускорение свободного падения, равное 9,80665 м/с2; -
отклонение географической широты от широты 45 ºС, соответствующей нормальному ускорению свободного падения; Н – высота над уровнем моря, м.
Высота столба рабочей жидкости, измеренная при температуре t, ºС (ht), приводится к 0 0С (h0) по формуле:
h0 = ht 1-( - ) · t ],
где – коэффициент видимого расширения рабочего вещества в стекле ( для ртути = 0,99918, воды = 0,0002, этилового спирта = 0,0011)
1/ С; - температурный коэффициент линейного расширения материала шкалы (для стекла = 0,000009, латуни = 0,000019; стали = 0,000011), 1/ С.
Жидкостные манометры
•К жидкостным манометрам относятся также колокольные дифференциальные манометры, которые применяются для измерения разности давлений от 100 до 1000 Па. Колокольный дифманометр (рис.) представляет собой колокол, погружённый в жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений внутри (большее) и снаружи (меньшее) колокола. Измеряемая разность давлений в колокольных дифманометрах определяется по положению колокола. Противодействующая измеряемому давлению сила создаётся утяжелением колокола (гидростатическое уравновешивание) или деформацией пружины, на которой подвешивается колокол (механическое уравновешивание).
Жидкостные манометры
•При гидростатическом уравновешивании в результате перемещения толстостенного колокола изменяется архимедова сила, что приводит к уравновешиванию колокола в различных положениях при соответствующих разностях давлений. При механическом уравновешивании перемещение тонкостенного колокола вызывает деформацию соединенной с ним пружины, в результате чего происходит уравновешивание. Предельно допускаемое рабочее избыточное давление измеряемой среды 0,25 МПа. В качестве заполнителя поплавкового сосуда используются различные масла, ртуть, спирты.
Жидкостные манометры
•Достоинством жидкостных манометров
идифманометров являются их простота
инадежность при высокой точности измерений. К недостаткам следует отнести возможность выплескивания рабочей жидкости при резких изменениях давления в мерительную линию или атмосферу.
Грузопоршневые манометры
•Грузопоршневые манометрические приборы могут использоваться как рабочие эталоны давления для поверки различных типов манометров, вакуумметров, мановакуумметров и др., так и в качестве самостоятельных измерителей давления от достаточно больших разрежений до избыточных в тысячи мегапаскалей. Возможность определения и площади торца поршня измерительной колонки, и массы уравновешивающих грузов с малой погрешностью обеспечивает класс точности этих приборов в пределах 0,05…0,02.
•Принцип работы грузопоршневого манометра основан на удержании цилиндра в поршне в определенном положении, когда с разных сторон на этот поршень воздействуют измеряемое давление
икалиброванные грузы. По массе данных грузов судят о величине измеряемого давления.
•Если принять площадь поперечного сечения – торца поршня
как S, а масса груза, действующего на этот поршень, как G, то измеряемое давление ризм может быть определено по следующей
формуле: ризм =G/S.
