7.2.6. Сильфонные манометры и дифманометры

Чувствительные сильфонные элементы используются в механических показывающих и самопишущих приборах.

В приборах внутри сильфона может находиться пружина, определяющая диапазон измерения прибора.

Сочленение рабочей точки сильфона с показывающим или регистрирующим устройством выполняется так же, как и у пружинных манометров.

Сильфонные манометры имеют диапазон измерения более узкий, чем пружинные. Так, верхний предел измерения у приборов МС составляет 0,025÷0,4 МПа, класс точности манометров – 1; 1,5.

Вакуумметры и мановакуумметры имеют нижний предел измерения – 0,1 МПа, верхний: в первом случае 0, а во втором – избыточное давление 0,06¸0,3 МПа; класс точности приборов – 1,6; 2,5.

Напоромеры НС и тягомеры ТмС выпускаются соответственно с верхним и нижним пределом измерения от 0,25 до 25 кПа, а тягонапоромеры ТмНС с пределами измерения от ±0,12 до ±12 кПа, класс приборов – 2,5.

Дифманометры ДС имеют верхний предел измерения от 6,3 кПа до 0,16 МПа при статическом давлении 16 и 32 МПа, класс точности – 1; 1,5.

Сильфоны широко используются в качестве чувствительных элементов в преобразователях давления со статическим уравновешиванием: в приборах с компенсацией магнитных потоков, в электрических и пневматических преобразователях давления с силовой компенсацией.

В электрических и пневматических преобразователях давления с силовой компенсацией сильфонные чувствительные элементы являются основными.

7.2.7. Мембранные манометры и дифманометры

Мембранные упругие чувствительные элементы, чаще в виде мембранных коробок, используются в приборах для измерения напора и разрежения.

Схема профильного напоромера типа НМП и его внешний вид представлены на рис. 7.8.

Манометр с мембранной коробкой

Рис. 7.8.Устройство мембранного напоромера (а) и тягонапоромера (б):

1 – мембранная коробка; 2 – штифт; 3 – стрелка; 4- шкала; 5, 13 – пружины; 6 – кронштейн; 7, 9, 12 – рычаги; 8 – тяга; 10 – ось; 11 – регулирующий винт; 14 – корректор нуля.

Измеряемое давление через штуцер 1 на задней стенке прибора подается во внутреннюю полость мембранной коробки 2. С помощью системы рычагов и тяг 3, изображенных на схеме упрощенно, перемещение центра мембранной коробки преобразуется в пропорциональный угол поворота оси 4, на которую насажена показывающая стрелка 5, перемещающаяся вдоль профильной шкалы 6.

Для настройки начального положения показывающей стрелки используется корректор 7, находящийся на лицевой панели. Эти приборы выпускаются так же, как тягомеры и тягонапоромеры. Диапазон измерения приборов достигает 25 кПа в соответствии стандартному ряду при классе точности 1,5; 2,5.

Чувствительные мембранные элементы применяются в преобразователях давления как с прямым преобразованием измеряемой величины, так и со статическим уравновешиванием.

С аналогичным мембранным блоком выпускаются дифманометры и с компенсацией магнитных потоков.

В дифманометрах с силовой компенсацией электрических и пневматических типа ДМ-Э, П; ДМ-ЭР в качестве чувствительных элементов используется вялая мембрана с жестким центром и упругой винтовой пружиной.

Дифманометры могут использоваться в качестве напоромеров, тягомеров и тягонапоромеров. Диапазон измерения приборов составляет 0,16¸6,3 кПа при статическом давлении 0,25 и 1 МПа, класс точности – 1; 1,5.

В теплофизических испытаниях манометры с чувствительными мембранными элементами используются для измерения быстрых изменений давления и его пульсаций. При высокой жесткости мембраны и малом диаметре частоты ее собственных колебаний достигают 10¸15 кГц и выше, а полоса пропускания манометров 2¸4 кГц. Для преобразования перемещений мембраны в электрический сигнал используются индуктивные и емкостные преобразователи. Схема индукционного датчика давления ДД представлена на рис. 7.9.

Рис. 7.9. Схема индукционного датчика давления ДД

При изменении зазора между мембраной 1 и индуктивным преобразователем 2 по гиперболической зависимости меняется его индуктивное сопротивление, которое измеряется с помощью моста переменного тока. Подключение последнего к датчику осуществляется с помощью разъема 3. Для исключения влияния динамики подводящих линий на характеристики манометра датчики ввинчиваются в стенку трубопровода, где производится измерение давления.

Разнообразие рассмотренных выше конструкций упругих чувствительных элементов в сочетании с возможностью изменения в широких пределах их эффективной площади обеспечивает деформационным манометрам наиболее широкий диапазон измеряемых давлений по сравнению с другими типами манометров. В связи с этим из пяти упомянутых выше групп общепромышленных приборов четыре относятся к деформационным.