Palitra21.ru

Домашний уют — журнал
11 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Приборы для измерения давления

Приборы для измерения давления. Виды и работа. Применение

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м 2 . Применяют приборы для измерения давления.

Виды давления
  • Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
  • Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
  • Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
  • Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).
Виды и работа

Приборы, измеряющие давление, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы. Рассмотрим основные из применяемых видов.

Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Рис-1

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Рис-2

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления.

Деформационные манометры делятся на:
  • Пружинные.
  • Сильфонные.
  • Мембранные.

Рис-3

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров. Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером, для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры.

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Читать еще:  Как выбрать газовый резак (автоген) для ручной резки
Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности
Измерительные манометры разделяют на два класса:
  1. Образцовые.
  2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

Пружинный метод основан на зависимости деформации упру­гого чувствительного элемента от приложенного давления. В манометрах деформация передается на отсчетное устройстве (рис. 6.1), а в датчиках преобразуется в электрическую величи­ну, которая и служит выходным сигналом (рис. 6.2). Область давлений, измеряемых пружинными манометрами и датчиками, лежит в пределах от нескольких мм вод. ст до сотен атмосфер.

Характеристики

Анатомо-физиологическое строение сердечно-сосудистой системы предполагает такие разновидности давления:

  • в полости сердца;
  • по сосудам – артериальное, венозное и капиллярное.
  • Рассмотрим подробнее. Особенность системы кровообращения состоит в том, что давление в ней растет от центра к периферии. Это было установлено измерением методом переменного перепада давления. Т. е. с уменьшением радиуса сосуда показатель падает, потому что растет гидравлическое сопротивление крови.

    Самым высоким давлением может похвастаться только аорта. Далее оно уменьшается сразу на 15 %, а в капиллярах — уже на 85 %. Получается, что сердце затрачивает большую часть своей энергии на преодоление именно этого давления в мелких сосудах. Наименьшее значение показателя получено в системе полой вены. Движение крови по сосудам происходит за счет градиента давления, т. е. его разности на разных участках.

    Зачем знать свое АД

    Владеть этой информацией необходимо потому, что даже небольшие отклонения давления от нормы создают предпосылки для серьезных заболеваний и патологических состояний – инфарктов, инсультов, сердечной и почечной недостаточности.

    Именно АД нужно измерить в первую очередь при жалобах на головокружение, головные боли и слабость. Повышение всегда начинается с повреждения сосудов. Давно известно, что именно измерение давления многократно в практике врачей спасало жизни больных. О значении этого показателя знали еще врачи в древности. Поэтому и лечили многие болезни кровопусканием и отмечали при этом улучшение состояния у многих пациентов.

    Как выбрать типоразмер устройства

    Исходными данными для выбора служат следующие факторы:

    1. Желаемая точность в показаниях прибора.
    2. Минимальные габаритные размеры пространства, в котором предполагается установка.
    3. Внешние условия функционирования.
    4. Необходимое быстродействие.
    5. Требования к комплектации.
    6. Трудоёмкость регламентного обслуживания.

    Общая схема системы вентиляции общественного или промышленного здания довольно сложна, и включает в себя использование приборов разного назначения.

    Для них требуется широкий диапазон предельных значений давления, как правило, от 2500 Па до 250 Па, при периодически возникающих запросах до 25 Па. Традиционные сенсорные изделия для поддержания необходимой производительности сенсора поддерживают только один калиброванный полный диапазон шкалы, что требует использования 3–5 или даже более отдельных систем для покрытия требуемого диапазона контролируемых величин.

    Поэтому на практике преимущество получают предложения, которые позволяют при помощи одной системы перекрывать весь требуемый диапазон, поддерживая при этом оптимизированные калиброванные характеристики изменений свойств воздуха. С помощью таких устройств многообразие датчиков может быть оптимизировано при сохранении самого высокого в отрасли уровня производительности. Такие устройства, хотя и являются специфичными для определённых целей, позволяют потребителям сокращать количество самостоятельных узлов в вентиляционной системе в 3…5 раз или более, существенно экономя на стоимости материалов и энергоресурсов. Упрощается также установка и обслуживание.

    Читать еще:  Изготовление угловой струбцины своими руками

    Таким образом, для решения поставленных задач рассматриваемые устройства должны обеспечивать работоспособность в диапазоне давлений воздуха от 25 до 2500 Па, подключаться не менее чем к 3…5 калибрующим устройствам, обеспечивать возможность дистанционного обслуживания.

    Важно использовать по месту несколько систем, оснащённых рассматриваемыми датчиками, что позволяет пользователю изменять диапазоны измерений по мере необходимости. Это обеспечивает баланс воздушных потоков в помещениях и оптимизирует производительность для каждой отдельной системы воздуховодов здания.

    Рассчитать норму давления

    Пациентам рекомендуется знать, как измерить артериальное давление и получить точные результаты. Соблюдение правил определения показателей процесса сдавливания стенок артерий и вен при их компрессии и декомпрессии, позволяет избежать ошибок при проведении диагностического мероприятия. К ним относятся:

    • правильный выбор размера манжеты;
    • обеспечение отдыха перед замерами АД;
    • исключение курения, приема алкогольных напитков, крепкого кофе, чая за 30 минут до проведения диагностического мероприятия;
    • удобное расположение руки на столе и обеспечение ее неподвижности во время измерения артериального давления;
    • нахождение нижнего края манжеты на 2-3 см выше от локтевого сустава;
    • отсутствие ведения разговоров, скрещенных нижних конечностей, предметов одежды в области плеча;
    • размещение надувной области манжеты напротив сердца;
    • обязательное размещение ступней на напольной поверхности и наличие опорожненного мочевого пузыря перед измерением АД.

    Несоблюдение таких элементарных правил, советов, рекомендаций приводит к получению завышенных показателей нижнего и верхнего артериального давления.

    Преобразователи избыточного давления

    Данные преобразователи измеряют давление, создаваемое какой-либо средой относительно атмосферного давления. Этот тип преобразователей давления является самым распространенным и применяется практически во всех отраслях промышленности: ЖКХ, энергетика, водоподготовка, водоочистка, системы отопления, кондиционирования и вентиляции, пищевая промышленность, химия и др.

    Для измерения избыточного давления воды, пара, нейтральных жидкостей и газов ООО «КИП-Сервис» предлагает датчик давления общепромышленного назначения PTE5000. Данные датчики широко применяются российскими предприятиями для измерения давления воды в системах котельной автоматики, системах водоснабжения и водоотведения, ЖКХ и других системах, где на первом плане стоит невысокая стоимость оборудования.

    Пару слов о давлении. Для чего нужно его измерять?

    Давление в сосудах могут называть: артериальным, сердечным, кровяным. Представляет оно собой силу действия кровяного тока на стенки кровеносных артерий. Оно имеет 2 показателя:

    • систолическое, которое еще называют верхним;
    • диастолическое (нижнее).

    Сила действия кровяного потока на стенки сосудов при систоле – сокращении желудочков и выталкивании тока крови левым желудочком в аорту, является показателем систолического давления. Нижний показатель, указывает на силу в заключительном этапе, при полном расслаблении мышечных тканей сердца.

    Какое давление считается нормой?

    Можно сказать, что норма давления несколько абстрактное понятие, так как для каждого человека оно индивидуально. Это зависит и от физиологических особенностей, и от возраста, и от способа жизни (физические нагрузки и т. д.). Единой цифры для всех нет, но в медицине есть усредненный показатель, который считается эталонным – 120/80 мм.рт.ст. Приведем таблицу средних показателей для взрослого населения.

    Сразу отметим, что отклонения в большую или меньшую сторону от цифр, указанных выше на 20 мм.рт.ст. допустимо и не считается патологией. Что же касается детского населения, то цифры артериального давления значительно отличаются. В таблице приведем усредненные показатели для детей.

    Зачем контролировать свое артериальное давление?

    Контролирование своего артериального (кровяного) давления, необходимо. Зачем?

    1. Во-первых, отклонения в большую сторону от норм могут спровоцировать:
    • инфаркт (некроз части миокарда);
    • ишемию;
    • недостаточность (сердца, почек);
    • инсульт (острое расстройство кровообращения в головном мозге).

    Чем выше показатель на тонометре, тем серьезней риск развития вышеперечисленных патологий. Контроль давления поможет свести к минимуму их развитие.

    1. Во-вторых, отклонения в меньшую сторону от норм, чреваты:
    • нарушением периферического кровообращения;
    • кардиогенным шоком;
    • инсультом;
    • остановкой сердца (клиническая смерть).

    В особой группе риска находятся люди, страдающие:

    • гипертонией – хронически стабильное повышенное давление. На первых стадиях не имеет симптомов, поэтому люди не догадываются о ее присутствии и из-за этого попадают в больницу, где им ставят диагноз гипертония, уже в тяжелом состоянии;
    • гипотонией – стабильно низкое артериальное давление, встречается реже, чем гипертония и может быть физической нормой, а может свидетельствовать о нарушенной гемодинамике в организме.

    Ниже та же статья для тех, кто хочет почитать ее прямо здесь

    Что такое давление?

    Давление – это физическая величина, равная отношению силы давления движущихся молекул вещества к площади поверхности. Разделяют давление твёрдых и текучих сред. И именно для измерения давления сплошных текучих сред (жидкостей и газов) используются преобразователи (датчики) давления.

    Особенности измерения давления текучих сред

    Давления текучих сред измеряются относительно двух различных уровней (опорных точек):

    • уровень абсолютного вакуума – состояние среды, из которого удалены все молекулы и атомы (состояние вещества в космосе);
    • уровень текущего атмосферного (барометрического) давления – давление на открытом воздухе в данной местности. Этот уровень постоянно меняется из-за метеорологических процессов.

    Читать еще:  Проверка тиристоров всех видов мультиметром. Как проверить микросхему мультиметром

    Типы давлений в измеряемых датчиками процессах

    Давление абсолютное (ДА) – это давление, отсчитываемое от точки абсолютного нуля («космического» вакуума). Измеряется крайне редко в силу сложной технической реализации, как правило, в лабораторных или сверхвысокоточных установках.

    Примеры точек измерения ДА:

    · установка по верификации авиационных двигателей;
    · сублимационная сушка;
    · узел коммерческого учёта газа.

    Для измерения абсолютного давления в подобных процессах обычно используют преобразователи давления ОВЕН ПД100И-ДА модели 1х1. Наиболее применяемая модификация – ОВЕН ПД100И-ДА1,0-111-0,25.

    Давление избыточное (ДИ) – это давление, отсчитываемое от текущего атмосферного давления в сторону увеличения. Избыточное давление указывает, насколько давление внутри процесса больше атмосферного. Избыточное давление – самое распространённое.

    Примеры точек измерения ДИ:

    · давление в подающем трубопроводе в ИТП, ЦТП, котельной;
    · давление воды после насоса «подъёма» воды на водоканале;
    · давление до и после редуктора в газораспределительном узле ГРП / ГРЩ.

    Для измерения избыточного давления в гидро- и пневмосистемах, системах водоподготовки, котельной автоматике и объектах газового хозяйства применяются датчики ОВЕН ПД100-ДИ модели 1х1, которые характеризуются повышенной точностью измерения и устойчивостью к гидроударам. Наиболее востребованная модификация – ОВЕН ПД100-ДИ1,0-111-0,5.

    Давление дифференциальное (ДД) или «перепад» – это разница давлений между двумя произвольными точками (местами) в измеряемом процессе, как правило, отсчитываемое от точки с меньшим абсолютным давлением в сторону большего.

    Примеры точек измерения ДД:

    · уровень жидкостей в герметичных ёмкостях с избыточным давлением;
    · засорение вентиляционного фильтра и контроль работы вентилятора;
    · контроль износа подшипника ротационного счётчика газа.

    Для измерения перепада давления или расхода измеряемой среды применяются преобразователи давления ОВЕН ПД200-ДД модели 155. Наиболее востребованная модификация ОВЕН ПД200-ДД0,007-155-0,1-2-Н.

    Давление вакуумметрическое (ДВ) или «разрежение» («тягометрия») – это давление, отсчитываемое от текущего атмосферного давления в сторону уменьшения.

    Примеры точек измерения ДВ:

    · разрежение в топке котла котельной;
    · давление в испытательной вакуум-камере.

    Для данных измерений применяют преобразователи ОВЕН ПД100И-ДВ модели 121 с высокочувствительным сенсором. Присоединение «торцевая мембрана» позволяет производить измерение сильнозагрязнённых и вязких сред. Наиболее востребованная модификация – ОВЕН ПД100И-ДВ0,1-121-0,5.

    Давление избыточно-вакуумметрическое (ДИВ) или «тягонапорометрия» – это давление, средняя точка (12 мА) характеристики которого соответствует текущему атмосферному давлению. Одним датчиком измеряется как разрежение (4 мА), так и избыточное давление (20 мА) относительно средней точки.

    Примеры точек измерения ДИВ:

    · давление в дымоходе котельной;
    · дымосос литейной печи;
    · давление в «чистом» помещении.

    Для данных измерений применяют преобразователи ОВЕН ПД100И-ДИВ модели 811. Они измеряют низкие давления неагрессивных газов, в том числе печных и горючих. Самая востребованная модификация ОВЕН ПД100И-ДИВ0,0005-811-1,5.

    Давление гидростатическое (ДГ) – это избыточное давление столба жидкости над точкой погружения датчика, отсчитываемое от текущего атмосферного.

    Примеры точек измерения ДГ:

    · уровень воды над насосом в скважине водозабора;
    · уровень воды в сточной ёмкости водоканала;
    · уровень воды в водонапорной башне Рожновского.

    Для измерений уровня жидкости используют датчики ОВЕН ПД100И-ДГмодели 167 с измерительной мембраной из нержавеющей стали и встроенным гидрометрическим кабелем. Данная модель имеет степень пылевлагозащиты IP68. Самая применяемая модификация ОВЕН ПД100И-ДГ0,04-167-0,5.10.

    Классификация приборов

    Типы манометров различаются по двум признакам: по виду измеряемого ими показателя и по принципу действия.

    По первому признаку они подразделяются на:

    • приборы, предназначенные для измерения атмосферного давления, иначе они называются барометры;
    • приборы, измеряющие избыточное и абсолютное;
    • вакуумметры, призваны измерять разность атмосферного и абсолютного давлений;
    • напорометры, измеряют малое (до 40 кПа) избыточное давление;
    • тагометры, вид вакуумметра, которое измеряет избыточное давление верхнего предела 40 кПа;
    • дифференциальные манометры, измеряют разность давлений.

    Они работают по принципу уравновешивания разницы давлений определенной силой. Поэтому устройство манометров разное, в зависимости от того, как именно происходит это уравновешивание.

    По принципу действия они делятся на:

    • жидкостные, уравновешивание разницы давлений в таких приборах происходит за счет гидростатического давления столба жидкости, в устройстве используется принцип сообщающихся сосудов;
    • пружинные имеют простую конструкцию, и широко применяются для измерения давления среды в широких диапазонах;
    • мембранные, основаны на пневматической компенсации, уравновешивание давления происходит за счет силы упругости мембранной коробки;
    • электроконтактные, применяются в автоматических системах контроля и сигнализации, поскольку с их помощью можно регулировать измеряемую среду благодаря встроенному в корпус электроконтактному механизму;
    • дифференциальные используются для измерения уровня жидкостей под напором расхода жидкости, пара и газа с помощью диафрагм.

    По назначению существуют такие виды манометров, как:

    • общетехнические приборы применяются для измерения напора жидкостей, газов и паров, химически нейтральных к сплавам меди;
    • кислородные, они производятся в корпусах голубого цвета с указанием О2 на циферблате, применяются для измерения кислородного давления в баллонах или вакуумах;
    • ацетиленовые применяются для контроля избыточного давления ацетилена;
    • эталонные применяются в целях проверки других приборов, поскольку они обладают большой точностью;
    • судовые применяются в судах и морском транспорте;
    • железнодорожные используются на железнодорожном транспорте;
    • самопишущие имеют встроенный механизм, который позволяет воспроизводить на бумаге результат работы.
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector