Класифікація засобів для вимірювання тиску. Рідинні манометри: принцип дії, устрій, область застосування.
Принцип дії рідинних манометрів полягає в тому, що вимірюваний тиск урі-
вноважується гідростатичним тиском стовпа робочої рідини. Рідинні маномет-
ри прості в експлуатації мають досить високу точність вимірювання, їх широко
використовують для науково-дослідних і лабораторних вимірювань, а також
для технічних вимірювань невеликих надмірних тисків, розрідження, різниці
тисків, а також атмосферного тиску.
За улаштуванням рідинні манометри діляться на прилади з видимим та без
видимого рівня.
До приладів з видимим рівнем відносяться двотрубні (U - подібні), чашкові
(однотрубні) та мікроманометри з похилою трубкою.
U – подібний манометр (двотрубний), що показаний схематично на рис. 5.1
та на рис.5.2,а – простіша різновидність рідинного манометра. Для виготовлен-
ня використовують скляну трубку внутрішнім діаметром 6-8мм і довжиною на
10-20% більше подвоєного граничного значення тиску, і що суттєво – незмінно-
го по довжині внутрішнього перерізу, який повинен бути достатньо рівномір-
ним.
Якщо Рабс>Рбар , то рівень манометричної рідини опускається на h1 мм.
Так як Рбар< Рабс рівень рідини у правому коліні піднімається на h2 мм, після
чого система приходить в рівновагу. Тиски на рівні «c» в обох колінах рівні і
складуються із тисків, які діють на поверхні рідин в кожному із колін, та плюс
тиску стовпів газу чи рідини, які знаходяться в кожному коліні між горизон-
тальними площинами
Двотрубні манометри (рис.5.2,а) застосовуються для вимірювання тиску до
0,2 МПа, і їм притаманний ряд похибок, до яких відносяться: неточності відліку
положення меніску рідини, вплив зміни температури навколишнього сере-
довища, явище капілярності тощо. Недоліком двотрубних приладів є не-
обхідність двох відліків, що призводить до збільшення похибки вимірювань.
Межі допустимої основної похибки звичайно не перевищують ± 2 мм стовпа
робочої рідини. Для збільшення точності вимірювань зразкові прилади такого
типу мають дзеркальну шкалу. У такому випадку похибка становить ± 1 мм
стовпа робочої рідини.
U -подібні поплавцеві дифманометри (рис. 5.2, г) - є подібними однотруб-
ним манометрам, але на відміну від них не мають видимого рівня робочої ріди-
ни. Для вимірювання рівня в них використовується переміщення поплавка, що
знаходиться у чашці. За допомогою передавального механізму переміщення
поплавка перетворюється у переміщення показуючої стрілки, а також може бу-
ти використане для реєстрування або передавання сигналу вимірювальної інформа-
ції.
Кільцевий дифманометр являють собою теж U-подібну трубку, але звернуту
у кільце 1 (рис. 5.2, є) і розділену зверху перегородкою 4. Порожнина кільця до
половини заповнюється робочою рідиною (водою, маслом або ртуттю).
48 Деформаційні засоби вимірювання тиску: принцип дії, основні види чутливих елементів, область застосування.
Принцип дії ДМ грунтується на використанні пругкої деформації чутливих
елементів або сили, яку вони розвивають під дією вимірюваного тиску. Вони
перетворюють тиск у пропорційне переміщення або зусилля . Тобто у ДМ вимірюваний тиск зрівноважується механічною напругою в матеріалі чутливого
елемента: Рвим= Кпр*х, (5.9)
де Кпр – коефіцієнт жорсткості пружного чутливого елемента, Н/м;
х – деформація чутливого елемента,м.
Деформаційні манометри відрізняються простотою та надійністю конструк-
ції, невеликими габаритами, досить високою точністю, широким діапазоном
вимірювання. Завдяки цим якостям деформаційні манометри широко застосо-
вуються в різних галузях техніки в діапазоні вимірювань від 50 Па до 1000
МПа.
В якості чутливих елементів ДМ, які використовуються для вимірювання
надлишкового тиску, розрідження та перепаду тиску, використовують: однови-
ткову трубчасту пружину (рис. 5.3а), сильфон (рис. 5.3б), одну мембранну ко-
робку (рис. 5.3в) та дві (рис. 5.4,г) в диференціальному ДМ, гелікоїдальну труб-
часту пружину (рис. 5.3г), в’ялу мембрану (рис. 5.3д), жорстку мембрану (рис.
5.3е).
Чутливий елемент пругко деформується під впливом різниці між внутрішнім
і зовнішнім тиском. Величина цієї деформації є мірою різниці згаданих тисків.
При відсутності вимірюваного тиску Р чутливий елемент повертається у вихід-
не положення під дією пругкої деформації. Дефомація чутливого пругкого еле-
мента в таких приладах обмежена або долями мм , або декількома мм. Тому в
корпусі таких приладів, які відповідають тим чи іншим специфічним вимогам,
крім основної частини (пругкого чутливого елементу), знаходиться також пере-
давальний механізм, який застосовують для збільшення деформації пругкого
чутливого елемента в необхідну кількість разів для переміщеня показника по
шкалі приладу.
Окрім показуючих приладів широко застосовуються електроконтактні трубчасті манометри, які призначаються для вимірювання, сигналізації та регулю-
вання тиску показувальні та сигналізувальні типу ЄКМ-IV та ЄУМ-2V.
Електроконтактний манометр типу ЕКМ (рис. 5.5) за принципом дії анало-
гічний вказівному манометру з трубчастою одновитковою пружиною.
в)
Для сигналізації та регулювання має контактний механізм який містить три
електроконтакти, два з них встановлені на задавачах верхньої 2 та нижньої 1
межі, а третій на вказівній стрілці 3. Встановлення задавача на необхідні межі
здійснюється обертом гвинта 5. Якщо вимірюваний тиск збільшується і досягає
верхньої заданої межі, замкнеться контакт між вказівною стрілкою й здавачем
верхньої межі, зі зниженням тиску до нижньої межі замикається контакт між
стрілкою і задавачем нижньої межі.
Електроконтактні манометри ЕКМ випускаються з межами вимірювання від
1 до 1600 кгс/см (0,1 - 160 МПа), розривна потужність контактів 10 ВА, клас
точності 2,5. Ці прилади встановлюються для регулювання тиску у варильних
котлах та автоклавах.__