Приборы измерения давления

Принцип работы электроконтактных манометров заключается в том, что при достижении определенного (установленного) давления, стрелка, которая является подвижным контактом, замыкает (или размыкает) электрическую цепь, происходит срабатывание встроенной контактной группы. В зависимости от типа исполнения допускается как замыкание, так и размыкание электрических цепей. Такие широкие возможности электроконтактных манометров позволяют их использовать в различных отраслях производства. Маркировка электроконтактный (сигнализирующих) манометров. Все электроконтактные манометры имеют маркировку, в которой указываются все технические параметры устройств.

Дифференциальные манометры

Дифференциальные манометры (дифманометры) применяют в различных отраслях промышленности для измерения перепада давления, расхода жидкостей, газов и пара по перепаду давления в сужающих устройствах и уровня жидкости, находящейся под атмосферным, избыточным или вакуум метрическим давлением. Кроме того, некоторые типы дифманометров используются в качестве тягомеров, напоромеров и тягонапоромеров. Для технических измерений применяются дифманометры различных типов: колокольные, кольцевые, поплавковые, мембранные и сильфонные. Эти приборы в зависимости от наличия устройства для отсчета показаний, дистанционной передачи информации и рода выходного сигнала (электрический, пневматический и др.) имеют следующие разновидности:

1. Дифманометры с отсчетным  и устройствами, у которых перемещение  чувствительного элемента и подвижных  частей, связанных с ним, под действием  измеряемой разности давления  или давления используется непосредственно  для показания или записи.

2. Дифманометры с отсчетными  устройствами или без них, снабженные  передающими преобразователями  с унифицированными выходными  сигналами переменного тока, применяемые  в комплекте со вторичными приборами.

3. Дифманометры с отсчетными  устройствами или без них, снабженные  передающими преобразователями  с унифицированными выходными  сигналами постоянного тока или  пневматическим сигналом, предназначенные  для работы со вторичными показывающими  и самопишущими приборами, а также  регуляторами и информационно-вычислительными  машинами. Указанные выше дифманометры  или вторичные приборы, работающие  в комплекте с ними, могут иметь  дополнительные устройства для  сигнализации, интегрирования и  др.

 

Глава 3. Вакуумметры

Основные характеристики

Вакуумметр - (от вакуум и греч. metreo - измеряю), прибор для измерения давлений газов ниже атмосферного в диапазоне от 760 до 10-13 мм рт. ст. (105-10-11 Па). Универсального метода измерений, охватывающего весь этот диапазон, не существует; используются различные физические закономерности, связанные (прямо или косвенно) с давлением газа. Существуют В. жидкостные, деформационные, компрессионные, радиометрические, вязкостные, тепловые, ионизационные и др. Каждый из этих типов вакуумметров рассчитан на измерение в определенной области давления.

Все вакуумметры могут быть разделены на две группы: абсолютные и относительные. Абсолютные измеряют непосредственно давление р, их показания не зависят от рода газа. Ниж. предел давлений абс. вакуумметры 10-6 мм рт. ст. (10-4Па). К ним относятся жидкостные, деформационные и компрессионные вакуумметры. Относительные вакуумметры измеряют величины, зависящие от давления; они градуируются по абсолютным образцовым вакуумметрам, их показания зависят от рода газа. К ним относятся тепловые, ионизационные, вязкостные и радиометрические вакуумметры.

Жидкостные вакуумметры

Жидкостные (гидростатические) вакуумметры в одном из колен U-образной трубки (рис. 6) газ находится под измеряемым давлением ри, в другом - под известным (так называемым опорным) роп. Разность давлений уравновешивается столбом жидкости высотой h и плотностью d:

где -ускорение свободного падения. Обычно ри роп. Применяемые жидкости (ртуть или вакуумные масла) имеют при рабочей температуре малое парциальное давление пара и химически нейтральны по отношению к газам и материалу трубки. Жидкостные вакуумметры могут быть с открытым (как на рис. 6) или закрытым коленом. В последнем случае роп 0 и, следовательно, измеряется абсолютным давление газа. Достоинства жидкостных вакуумметров: простота конструкции, наглядность измерений. Недостатки: проникновение паров жидкости в вакуумную систему, небольшой диапазон определяемых давлений, большие габариты, недостаточная прочность конструкции, трудность автоматизации измерений и записи отсчетов. Погрешность до 10 Па.

Рис.6. Жидкостный вакуумметр с открытым коленом.

Деформационные вакуумметры

Деформационные вакуумметры Измеряемое давление воздействует на упругий элемент (мембрану, сильфон, спиральную трубку), деформация которого пропорциональна давлению и определяется оптическим или электрическим методом, либо непосредственно превращается с помощью механической передачи в показания стрелки прибора. Упругий элемент может также принудительно возвращаться в исходное положение посредством электрических или пневматических источников силы. В этом случае критерием давления служит компенсирующая сила или к.-л. др. величина, связанная с этой силой (напр., напряжение, ток, пневматич. давление). В мембранных вакуумметры (рис. 7)

Рис. 7. Мембранный вакуумметр: 1-упругая мембрана; 2-неподвижная пластина; 3- изолятор.

Разрежение определяют по изменению емкости конденсатора, образованного мембраной и неподвижной пластиной. Достоинства деформационных вакуумметров: простота и надежность конструкции, недостаток: небольшой диапазон измерений. Погрешность до 0,4%.

Компрессионные вакуумметры

Компрессионные вакуумметры (вакуумметры Мак-Леода). Прибор состоит из баллона объемом V, двух капилляров одинакового диаметра d, один из которых запаян, и трубки, соединяющей вакуумметры с системой, где измеряется давление (рис. 4). Снизу вводится жидкость (обычно ртуть), которая отсекает в объеме Vгаз при измеряемом давлении ри и затем сжимает его до давления pl рив малом объеме запаянного капилляра , где h - высота части капилляра, не заполненного жидкостью. Давление р1 определяют по разности уровней столбов жидкости в запаянном и открытом капиллярах. По закону Бойля - Мариотта ри = p1V1/V, т.е. давление можно найти, если известны d и V. Благодаря небольшой погрешности (1-2%) компрессионные вакуумметры используют как образцовые при градуировке вакуумметры других типов.

 

 

 

 

 

Заключение

Таким образом, я рассмотрела различные виду приборов для измерения давлений, а именно, барометры, манометры и вакуумметры. Выяснила, какое давление можно с помощью них измерить. Различают давление абсолютное и манометрическое, значения которых можно определить, используя измерительные приборы соответствующих типов. Абсолютное давление — это значение давления, измеряемое от нулевой точки шкалы давлений. Манометрическое давление — это избыточное давление, измеряемое от атмосферного давления. Если к манометрическому давлению прибавить атмосферное, то получим значение абсолютного давления.