2.2.5. Рідинні диференційні манометри та п’єзометри

Р ідинні диференційні манометри служать для визначення різниці тисків у двох трубопроводах, резервуарах і т.п. Робочою рідиною цих приладів найчастіше є ртуть.

Різниця тисків, що підведені до ртутного диференційного манометра, показаного на рис. 6, визначається за формулою, що випливає з основного рівняння гідростатики:

p = р1 – р2 = (рт–о)gh .

(14)

Рис. 6. Рідинний диференційний манометр

Якщо трубка розташована з’єднанням вверх і місце робочої рідини займає повітря, прилад називається диференційним п’єзометром, який вимірює різницю напорів.

2.3. Механічні прилади для вимірювання тиску

Механічні прилади є найбільш поширеними на практиці. Вони мають такі переваги: простота конструкції та використання, портативність, універсальність, практично необмежений діапазон вимірювання, починаючи від кількох кПа і до сотень МПа. За типом чутливого елемента механічні прилади розділяються на пружинні, мембранні і сильфонні.

2.3.1. Манометри з одновитковою пружиною

П ерші пружинні прилади для вимірювання тиску з’явилися у середині ХІХ ст. Основною деталлю пружинних манометрів є порожниста трубка 1 з поперечним перерізом у вигляді овалу чи еліпса. На честь автора одного з перших манометрів така трубка називається трубкою Бурдона. Один кінець трубки (рис. 7) закінчується штуцером з різьбою для приєднання до резервуара чи трубопроводу, в якому слід виміряти тиск, а інший запаяний. Вільний запаяний кінець трубчастої пружини за допомогою тяги 4 шарнірно з’єднується з зубчастим сектором 3, який є в зчепленні з шестерінчастим колесом (трибкою 8). На вісь трибки насаджена стрілка 2, яка показує величину тиску на шкалі приладу.

Якщо манометр приєднати до резервуару з надлишковим тиском, то сили тиску зсередини трубки трохи її розпрямляють, і вільний кінець трубки при цьому переміщається, тяга повертає зубчастий сектор і зачеплену з ним трибку. Положення стрілки на шкалі вказує величину вимірюваного тиску.

Рис. 7. Манометр з одновитковою трубчастою пружиною: 1 – трубчаста пружина; 2 – стрілка;

3 – зубчастий сектор; 4 – тяга; 5 – корпус манометра; 6 – штуцер; 7 – основа манометра;

8 – трибка

2.3.2. Пружинні вакуумметри і мановакуумметри

Трубчаста пружина може бути використана й у вакуумметрі, тобто приладі для вимірювання розрідження (від’ємного надлишкового тиску).

Якщо всередину пружини підвести вакуумметричний тиск, то під дією зовнішнього атмосферного тиску вона стискатиметься. Вільний кінець при цьому переміщається не вгору, як у манометра, а вниз. Відповідно і стрілка буде повертатися в протилежний бік (проти руху годинникової стрілки).

Шкала вакуумметра градуюється в кПа, кгс/см² або мм. рт. ст. Граничне значення шкали (1 кгс/см²=760 мм. рт. ст.) наноситься умовно, оскільки повний вакуум практично недосяжний.

Якщо в тій самій точці можливе виникнення і надлишкового тиску, і вакууму, то використовується прилад, який називається мановакуумметром. Граничне значення шкали манометричного тиску може бути будь-яким і залежить лише від типу використаної в даному манометрі трубки. Знаючи, на який надлишковий тиск розрахована трубка мановакуумметра, можна знайти співвідношення між довжинами манометричної і вакуумметричної шкал. Так, якщо манометрична шкала розрахована на 9 кгс/см², вакуумметрична шкала буде займати 1/9 від шкали надлишкового тиску, якщо на 15 кгс/см², то 1/15 і так далі. Отже, чим більший надлишковий тиск вимірює мановакуумметр, тим меншим є розмір вакуумметричної частини шкали і тим нижча точність вимірювання вакууму. З цієї причини верхня межа показів мановакуумметрів не перевищує 24 кгс/см².