Жидкостные манометры и дифманометры, принцип действия, применение
Жидкостные (трубные) манометры функционируют по принципу сообщающихся сосудов – за счет уравновешивания фиксируемого давления весом жидкости-наполнителя: столб жидкости сдвигается на высоту, которая пропорциональна приложенной нагрузке. Измерения на основе гидростатического метода привлекают сочетанием простоты, надежности, экономичности и высокой точности. Манометр с жидкостью внутри оптимально подходит для измерения перепадов давления в пределах 7 кПа (в специальных вариантах исполнения – до 500 кПа).
Виды и типы приборов
Для лабораторных измерений или промышленного применения используются различные варианты манометров с трубной конструкцией. Наиболее востребованы такие виды приборов:
- U-образные. Основа конструкции – сообщающиеся сосуды, в которых определение давления осуществляется по одному или сразу нескольким уровням жидкости. Одна часть трубки соединяется с трубопроводной системой для проведения измерения.
В то же время другой конец может быть герметически запаян или иметь свободное сообщение с атмосферой. - Чашечные. Однотрубный жидкостный манометр во многом напоминает конструкцию классических U-образных приборов, но вместо второй трубки здесь применяется широкий резервуар, площадь которого в 500-700 раз больше площади сечения основной трубки.
- Кольцевые. В устройствах данного типа столб жидкости заключен в кольцевом канале. При изменении давления происходит перемещение центра тяжести, что в свою очередь приводит к перемещению стрелки указателя. Таким образом, прибор для измерения давления фиксирует угол наклона оси кольцевого канала. Эти манометры привлекают высокой точностью результатов, которые не зависят от плотности жидкости и газовой среды на ней. В то же время сфера применения таких изделий ограничивается их высокой стоимостью и сложностью обслуживания.
- Жидкостно-поршневые. Измеряемое давление вытесняет сторонний шток и уравновешивает его положение калиброванными грузами. Подобрав оптимальные параметры массы штока с грузами, удается обеспечить его выталкивание на величину, пропорциональную к измеряемому давлению, а, следовательно, удобную для контроля.
В то же время другой конец может быть герметически запаян или иметь свободное сообщение с атмосферой.
Подобрав оптимальные параметры массы штока с грузами, удается обеспечить его выталкивание на величину, пропорциональную к измеряемому давлению, а, следовательно, удобную для контроля.Применение жидкостного манометра
Простота и надежность измерений на основе гидростатического метода объясняют широкое применение прибора с жидкостным наполнителем. Такие манометры незаменимы при проведении лабораторных исследований или решении различных технических задач. В частности, приборы используются для таких типов измерений:
- Небольшие избыточные давления.
- Разность давлений.
- Атмосферное давление.
- Разрежение.
Важное направление применения трубных манометров с жидким наполнителем – поверка контрольно-измерительных приборов: тягомеров, напоромеров, вакуумметров барометров, дифманометров и некоторых типов манометров.
Манометр жидкостный: принцип действия
Самый распространенный вариант конструкции приборов – U-образная трубка.
Принцип действия манометра показан на рисунке:
Схема U-образного жидкостного манометра
Один конец трубки имеет сообщение с атмосферой – на него воздействует атмосферное давление Pатм. Другой конец трубки с помощью подводящих устройств подключается к целевому трубопроводу – на него воздействует давление измеряемой среды Рабс. Если показатель Рабс выше Pатм, то жидкость вытесняется в трубку, сообщающуюся с атмосферой.
Инструкция по расчету
Разница высоты между уровнями жидкости рассчитывается по формуле:
h = (Рабс – Ратм)/((rж – rатм )g)
где:
Рабс – абсолютное измеряемое давление.
Ратм – атмосферное давление.
rж – плотность рабочей жидкости.
rатм – плотность окружающей атмосферы.
g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2)
Показатель высоты рабочей жидкости H складывается из 2-ух составляющих:
1. h2 – понижение столба по сравнению с исходным значением.
2. h3 – повышение столба в другой части трубки в сравнении с исходным уровнем.
Показатель rатм в расчетах часто не учитывают, поскольку rж >> rатм. Таким образом, зависимость можно представить как:
h = Ризб/(rж g)
где:
Ризб – избыточное давление измеряемой среды.
На основе приведенной формулы, Ризб = hrж g.
Если необходимо измерить давление разряженных газов, применяются измерительные приборы, в которых один из концов герметически запаян, а к другому с помощью подводящих устройств подключают вакуумметрическое давление. Конструкция показана на схеме:
Схема жидкостного вакуумметра абсолютного давления
Для таких приборов применяется формула:
h = (Ратм – Рабс)/(rж g).
Давление в запаянном торце трубки равно нулю. При наличии в нем воздуха расчеты вакуумметрического избыточного давления выполняются как:
Ратм – Рабс = Ризб – hrж g.
Если воздух в запаянном конце откачан, и давление противодействия Ратм = 0, то:
Рабс= hrж g.
Конструкции, в которых воздух в запаянном конце откачивается и перед заполнением вакууммируется, подходят для применения в качестве барометров.
Фиксация разницы высоты столба в запаянной части позволяет произвести точные расчеты барометрического давления.
Преимущества и недостатки
Жидкостные манометры имеют как сильные, так и слабые стороны. При их использовании удается оптимизировать капитальные и эксплуатационные издержки на контрольно-измерительные мероприятия. В то же время следует помнить о возможных рисках и уязвимых местах таких конструкций.
Среди ключевых преимуществ измерительных приборов с жидкостным наполнением следует отметить:
- Высокая точность измерений. Приборы с низким уровнем погрешности могут использоваться в качестве образцовых для поверки различного контрольно-измерительного оборудования.
- Простота использования. Инструкция по использованию прибора является предельно простой и не содержит каких-либо сложных или специфических действий.
- Невысокая стоимость. Цена жидкостных манометров значительно ниже по сравнению с другими типами оборудования.
- Быстрый монтаж. Подключение к целевым трубопроводам производится с помощью подводящих устройств. Осуществление монтажа/демонтажа не требует специального оборудования.
Подключение к целевым трубопроводам производится с помощью подводящих устройств. Осуществление монтажа/демонтажа не требует специального оборудования.При использовании манометрических устройств с жидкостным наполнением следует учитывать и некоторые слабые стороны таких конструкций:
- Резкий скачок давления может привести к выбросу рабочей жидкости.
- Возможность автоматической фиксации и передачи результатов измерений не предусмотрена.
- Внутреннее устройство жидкостных манометров определяет их повышенную хрупкость
- Приборы характеризуются достаточно узким диапазоном измерений.
- Корректность измерений может быть нарушена некачественной очисткой внутренних поверхностей трубок.
Инструкция для жидкостного манометра
Для гидростатических измерений в манометрах могут использоваться различные рабочие жидкости: дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт, жидкость Туле и другие наполнители.
При их использовании важно помнить о возможных рисках. В частности, вода приводит к коррозии железосодержащих сплавов, ртуть несет угрозу здоровью человека, а ацетилен и некоторые другие виды наполнителей являются психотропными веществами.
Приборы для измерения давления
Производить измерение давления необходимо в промышленности, коммунальном хозяйстве, бытовой сфере. Для разных видов давления используются разные единицы измерения. В Международной системе СИ давление принято измерять в Паскалях (Па). Высокое давление измеряют в кгс/м2, а низкое в миллиметрах ртутного или водяного столба.
Для измерения давления используются манометры. В зависимости от назначения, различают барометры, вакуумметры и другие. Тип применяемого устройства зависит от вида давления, которое предстоит им измерять. Видов давления несколько:
- Атмосферное или барометрическое. Это давление, создаваемое атмосферой земли, для его измерения используют барометры.
- Избыточное.
- Абсолютное. Такое давление рассчитывается от нуля.
- Вакуумметрическое
Измерение избыточного давления необходимо в основном в технике. Манометры, которые используются для этого, делятся на два типа – жидкостные и деформационные.
Жидкостные манометры
Принцип работы жидкостных манометров прост. Измерение давления в них происходит по высоте жидкости в столбе. Конструкция таких приборов представляет собой два сообщающихся сосуда с рабочей жидкостью.
Один конец сосуда соединен со средой, давление которой нужно измерить, второй конец остается открытым. Давление воздействует на жидкость в сосуде, и она начинает перемещаться из одного колена в другое. Разность жидкости будет пропорциональна избыточному давлению. Также при помощи жидкостного манометра можно измерять разрежение и разность давлений.
Жидкостные манометры с чувствительным элементом
Такие манометры дают возможность фиксировать изменение давления в режиме специальной диаграммы. Для измерения давления могут использоваться следующие чувствительные элементы:
- Поплавок
- Колокол
- Кольцо
- Указатель давления
Деформационные манометры
Такие манометры функционируют по принципу деформации измерительного элемента. В качестве упругого элемента могут применяться пружина, мембрана или сильфон.
В мембранных манометрах в качестве основного элемента используется специальная мембрана. Давление прогибает мембрану, и информация об этом передается через передаточный механизм на стрелку.
Сильфонный манометр, как следует из названия, оборудован сильфоном – гофрированной трубкой, в которую подается давление.
Под действием давления сильфон растягивается, и информация об этом поступает на стрелку.
Мембранные и сильфонные устройства часто используются для измерения невысокого давления. Электрические модификации деформационных манометров дают возможность записи и дистанционной передачи данных.
Магнитомодуляционные преобразователи
В таких преобразователях происходит преобразование давления в сигнал при помощи магнита, связанного с чувствительным элементом. Движение магнита оказывает воздействие на магнитомодуляционный преобразователь. Полученный сигнал, после усиления передается на вторичные приборы.
Тензометрические преобразователи
Принцип действия тензометрических преобразователей основан на зависимости электросопротивления металла. Тензорезисторы размещаются на упругом чувствительном элементе манометра. Изменение их сопротивления преобразуется в электрический сигнал и передается на вторичные приборы.
Приобрести промышленное оборудование можно в интернет-магазине «Промышленная Автоматизация». Сотрудники отдела продаж помогут сориентироваться в большом ассортименте товаров, расскажут об особенностях оборудования и ответят на ваши вопросы по бесплатному номеру 8 800 550-72-59 или по адресу [email protected].
Заправочные жидкости в манометрах: использование и преимущества
| Сандра Брослер Заполненные жидкостью манометры используются в приложениях, связанных с высокими динамическими ударными и вибрационными нагрузками. Заполняющая жидкость гасит возникающие вибрации и тем самым снимает нагрузку с механических компонентов манометра.
Манометр с заполняющей жидкостью – модель 213.53
Использование заполняющих жидкостей
В зависимости от условий эксплуатации наиболее часто используемыми заполняющими жидкостями являются смеси глицерин-вода или силиконовые масла.
Глицериновая вода подходит для большинства применений и температур окружающей среды. Его целесообразно использовать, в частности, для диапазонов низкого давления из-за низкой плотности жидкости и связанного с этим низкого сопротивления элемента давления. Силиконовое масло в первую очередь используется, когда манометр подвергается воздействию очень высоких (> +60 °C) или очень низких (< -20 °C) температур.
Корпус манометра заполнен не полностью, так как в зависимости от влажности и температуры окружающей среды наполнитель поглощает дополнительную воду и соответственно расширяется. Чтобы обеспечить достаточно места для этого расширения и предотвратить протекание корпуса, корпус по умолчанию заполняется только на 80–90 % (см. рисунок модели 213.53).
Манометр без наполнения жидкостью – результат: виброуказатель
Преимущества наполнения жидкостями 9№ 0014
Заполняющая жидкость гасит возникающие скачки давления, удары и вибрации и защищает механику манометра.
Таким образом, предотвращается усталость материала и выход из строя.
Еще одним фактором, решающим для пользователя, является обеспечение читаемости преобладающего давления. Заполняющая жидкость ограничивает движение стрелки даже при сильных вибрационных нагрузках. Без жидкостного демпфирования стрелка не показывала бы фактическое приложенное давление, а скорее двигалась бы туда-сюда в зависимости от частоты вибраций, преобладающих в приложении. В случае резонанса угол отклонения может даже превысить 180°.
Заключение
Заполненные жидкостью манометры подходят для различных применений, особенно для процессов, связанных с ударами и вибрацией.
Примечание
Если вам потребуется дополнительная помощь или совет по вашему конкретному приложению, ваш контакт будет рад вам помочь.
Узнайте больше о преимуществах и областях применения манометров с жидкостным наполнением в следующем видео:
- Манометр
- Вибрация/удары
Оставить комментарий
© 2023 WIKA Alexander Wiegand SE & Co.
KG
Жидкостные манометры | DirectMaterial.com
Жидкостные манометры | DirectMaterial.com В вашем браузере отключен Javascript.
Для просмотра этого сайта необходимо включить JavaScript или установить браузер с поддержкой JavaScript.
- Home
- Датчики и промышленные термометры
- давление
- Заполненные жидкостью давления
Узкие при
21 Продукция
Галоч 15PSI
дюйм- Нижний
- Задний
Цена
38,47 $0,00
Манометры из нержавеющей стали с жидкостным наполнением