Манометры для измерения избыточного, разряженного давления

Манометры для измерения избыточного, разряженного давления. Виды манометров. Специальные приборы для работы с горючими газами.

Манометры используются на всех промышленных и производственных объектах, где необходимо знать и контролировать уровень давления газов или жидкостей. По назначению, эти приборы могут быть общетехническими, специальными или эталонными. По конструкционным особенностям выделяют жидкостные, поршневые, деформационные устройства.

Объектом измерения и контроля может выступать как избыточное давление, так и разряжённая среда газа. Такие метрологические устройства, как манометры, вакуумметры и мановакуумметры отличаются, в первую очередь, установленными пределами измерений. Рассмотрим более подробно технические особенности этих приборов.

Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки.

В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:

• манометры – для измерения избыточного давления;
• вакуумметры – для измерения вакуумметрического давления (вакуума);
• мановакуумметры – для измерения вакуумметрического и избыточного давлений;
• напоромеры — для измерения малых избыточных давлений;
• тягомеры -вакуумметры с минусовым пределом;
• барометры – для измерения атмосферного давления;
• баровакуумметры – для измерения абсолютного давления;
• дифференциальные – для измерения разности давлений.

По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на следующие типы:

• жидкостные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, диффманометры и др.;
• грузопоршневые — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень;
• приборы с дистанционной передачей показаний — приборы, в которых используются изменения тех или иных электрических свойств вещества (электрического сопротивления проводников, электрической емкости, возникновение электрических зарядов на поверхности кристаллических минералов и др.) под действием измеряемого давления. К таким приборам относятся манганиновые манометры сопротивления, пьезоэлектрические манометры с применением кристаллов кварца, турмалина или сегнетовой соли, емкостные манометры, ионизационные манометры и др.;
• пружинные — приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается силами упругости пружины, деформация которой служит мерой давления. Благодаря простоте конструкции и удобству пользования пружинные приборы получили широкое применение в технике.

По назначению разделяют следующие виды манометров:

• технические: предназначены для измерения не агрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров;
• электроконтактные: в конструкции имеют специальные группы электрических контактов (обычно 2);
• виброустойчивые применяются в условиях высоких вибраций;
• взрывозащищенные в корпусе из взрывоустойчивых сплавов на основе алюминия;
• коррозионносойкие для эксплуатации в особо жестких условиях, имеют высокий класс пылевлагозащиты;
• аммиачные используются для измерения давления агрессивных газов и жидкостей;
• судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте;
• железнодорожные: предназначены для эксплуатации на Ж/Д транспорте;
• самопишушие: манометры в корпусе, с механизмом позволяющим воспроизводить на диаграмной бумаге график работы манометра;
• для нефтегазовых скважин: применяются для измерения давления внутри нефтяных и газовых скважин на большой глубине;
• сверхвысокое давление: предназначены для измерения сверхвысокого избыточного давления агрессивных некристаллизующихся сред.

По метрологическому назначению измерительные приборы делятся на образцовые и рабочие.

• образцовыми измерительными приборами называются приборы, предназначенные для поверки других измерительных приборов;
• рабочими измерительными приборами называются все измерительные приборы, служащие для непосредственных измерений.

Зачем устанавливается?

Измерительные приборы устанавливают, чтобы следить за состоянием системы. Давление в трубопроводах не должно превышать некоторого порогового значения. В то же время оно должно быть достаточным для работы различных устройств.

Места установки:

• насосные станции;
• котельные;
• железнодорожный транспорт, автомобили, воздушные и водные суда;
• напорные трубопроводы;
• водонагревательные приборы;
• системы фильтрации.

Манометры покупают для личного пользования, чтобы, например, периодически контролировать давление воды, поступающей в смеситель.

На постоянной основе их устанавливают на насосных станциях рядом с гидроаккумуляторами и реле давления, чтобы автоматически включать и выключать насос. Часто манометры входят в состав блоков автоматики.

Область применения

Практически все отрасли промышленности используют в своих механизмах манометры. Самые распространенные это:

• машиностроение;
• автомобилестроение (компрессоры);
• сельское хозяйство;
• газобаллонное оборудование;
• жилищно-эксплуатационное хозяйство (котловое оборудование, водопровод);
• домашнее хозяйство (отопительный котел, автоклав);
• металлургия.

Преимущества работы с использованием манометров

Для чего нужен манометр? В первую очередь это незаменимый помощник для каждого автолюбителя, особенно для тех, кто часто использует транспортное средство для движения по песку и бездорожью, где требуется сброс или подкачка давления.

Как пользоваться манометром? Довольно просто: необходимо штуцер вставить в вентиль шины, после чего стрелка прибора покажет реальное давление. Цифровой прибор для начала необходимо включить. Кстати, для того, чтобы не проверять постоянно накачку шин, существует специальные вентиля с датчиками давления. Самые простые датчики комплектуются ниппелями с трехцветными делением: зеленое — давление в норме, желтое — требует подкачки, красное — колесо спущено.

Также существуют готовые системы с ЖК-дисплеем, который устанавливается в салон, уведомляющий 24/7 о состоянии давления в шинах. Большинство современных авто уже оснащены штатной системой информирования о давлении в шинах, а внедорожники функцией подкачки или спускания давления. Так или иначе, иметь при себе манометр крайне важно, так как правильное давление в шинах — залог безопасного и комфортного движения.

Выбор устройства

Промышленность наших дней использует разные виды манометров. Чтобы произвести правильную покупку измерительного прибора, который будет по всем параметрам подходить для решения производственных процессов, нужно знать:

• Тип манометра.
• Рабочий диапазон измерения давления.
• Класс его точности.
• Среду его установки.
• Размеры корпуса.
• Функциональную нагрузку прибора.
• Куда будет установлен, а также размер резьбы штуцера.
• Эксплуатационные условия.

Если следовать вышеизложенному списку, тогда можно подобрать оптимальный прибор, так как все производители манометров придерживаются установленных стандартов. Поэтому устройства разных компаний по сути являются взаимозаменяемыми.

Типы манометров

Современное приборостроение предлагает несколько типов устройств, которые являются измерителями давления в разном диапазоне:

• Манометры, работающие от 0 до любых значений со знаком плюс.
• Мановакуумметры предназначены для измерения избыточных показателей от — до +.
• Вакуумметры работают с показателями ниже атмосферного в интервале от -1 до 0. То есть измеряют разреженные газы.
• Манометры, которые работают с предельно низкими значениями до +40 кПа.
• Видами вакуумметра являются тягомеры и тягонапоромеры.
• Напоромеры измеряют малое избыточное давление в низких показателях.

Чтобы осуществить правильный выбор прибора по допустимому интервалу давления следует знать рабочие значения давления технологического процесса, для чего и совершается покупка измерительного прибора. Не ошибитесь в операциях со знаками плюс и минус и прибавьте 30% к рабочему показателю.

Измерительный прибор выбирается с учетом условий и среды эксплуатации. Это будет специальный манометр для работы с воздухом, водой, паром, кислородом, аммиаком, ацетоном или газом. Среда может быть разной, в том числе и агрессивной, поэтому материалы приборов рассчитаны на такие условия эксплуатации. Показатели корпуса, в частности, прочность, диаметр, при выборе учитываются, если предстоит его работа в условиях вибрации или повышенной влажности, чтобы исключить повреждение корпуса от коррозии или механического воздействия.

Функциональная нагрузка

Прибор по измерению давления выбирается в зависимости от потребностей производственного процесса, он должен соответствовать функциям и условиям эксплуатации. Манометры подразделяются на следующие виды функциональной нагрузки:

• Показывающие. Направление техническое. Предназначены чтобы измерять давление.
• Сигнализирующие. Нужны для управления внешней электрической цепью.
• Для точного измерения. Класс точности от 0,6/1,0 ед.
• Образцовые. Используются для проверки точности технических манометров.
• Самопишущие. В виде диаграммы на бумаге записывают измеряемое давление.

О назначении сообщает тип корпуса прибора, он может быть:

• Виброустойчивым.
• взрывозащищенным.
• Коррозионностойким.

Применяются манометры в системах котлов, судового и железнодорожного оборудования. Существует группа приборов, способная эксплуатироваться в пищевой отрасли производства. Материал корпуса измерительного прибора позволяет соответствовать условиям службы.

Применение манометров

Манометр для измерения давления газа должен устанавливаться исключительно профессионалом. Это связано с тем, что при неправильном подключении устройство будет показывать неточные показатели, а также может появится утечка.

Манометр для измерения давления в шинах

Неправильная установка манометра давления снижает эксплуатационный срок устройства. В некоторых случаях, когда проводится считывание показателей и их контроль, проводить демонтаж может исключительно обслуживающая систему компания.

В зависимости от специализации предприятия возникает потребность в измерении различных сред. Для этой цели разработаны манометры разного назначения.

сред (воды, воздуха, газа). Широко применяются на промышленных предприятиях и в сере ЖКХ. Технический манометр подходит, если прибор не планируется применять в специфических условиях.

Виброустойчивые – ротаметры с местной шкалой данного вида применяют в условиях повышенной вибрации. Устройство позволяет компенсировать вибрационную среду за счет особой конструкции. Широко применяют на насосных станциях, компрессорных установках, автотранспорте, судах и ж/д транспорте.

Коррозионностойкие манометры – приборы для измерения контроля давления в условиях агрессивных сред. Детали манометра изготовлены из нержавеющей стали, устойчивой к воздействию сред.

Манометры точных измерений или образцовые манометры – обладают более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4; 0,6). Применяют в качестве эталона при поверке и калибровке приборов для измерения давления, а также с их помощью измеряют давление технологических линий, для которых нужна повышенная точность измерения.

Манометры аммиачные – применяют для измерения вакууметрического давления в агрессивных средах, в том числе для аммиака. Применяют для систем хладоснабжения. Данный тип манометров изготовлен на основе коррозионностойких, только с измененным циферблатом.

Манометры электроконтактные — это приборы с электроконтактной группой. Предназначенные для коммутации контактов в системах автоматизации. Прибор осуществляет управление электрическими цепями от устройства, которое подает сигнал, путем замыкания и размыкания электрических цепей при достижении определенного предела давления.

Железнодорожные манометры – данный вид манометров предназначен для измерения и контроля давления, в системах (тормозных и пр.) и установках подвижного ж/д состава, метрополитена и трамваев и для измерения давления в холодильных машинах в вагонах-рефрижераторах.

Как читать показания манометра

После выполнения подготовительных операций можно переходить непосредственно к считыванию показаний манометра. На рисунке ниже показаны уровни водяных столбов для двух типов трубок. Открытая поверхность жидкостного столба называется мениском. Вид поверхности жидкости, показанный на рисунке, называется вогнутым мениском: центр этой поверхности расположен ниже ее внешних краев. Вода всегда образует вогнутые мениски.

Вогнутые мениски в трубках, наполненных водой

На практике считывание показаний уровней для вогнутых менисков всегда производится со дна, т.е. низшей части мениска.

Существует так же и выпуклый мениск. Центр его выше, чем внешние края. Ртуть всегда образует выпуклые мениски. Считывание показаний при выпуклом мениске всегда производится с верхней точки.

Выпуклый мениск в трубке, наполненной ртутью