Manòmetres per mesurar la pressió de gas: tipus, característiques de disseny i funcionament dels comptadors
Sovint cal mesurar la pressió creada per un gas. Per exemple, en bombones, en gasoductes, en diversos contenidors i recipients.Per controlar i controlar els indicadors, s'utilitzen manòmetres per mesurar la pressió del gas. Aquests dispositius serveixen en diverses esferes de la vida, des de la medicina fins a la indústria pesada.
Per garantir que la compra del dispositiu no sigui en va i que el manòmetre comprat compleixi els requisits dels processos de producció, val la pena familiaritzar-se amb la classificació. Us presentarem els tipus de mesuradors de pressió de gas. Parlem de les seves característiques de disseny i principis de funcionament.
El contingut de l'article:
Classificació per tipus de pressió mesurada
Instruments utilitzats per obtenir dades sobre els paràmetres de pressió del gas en dipòsits de gas, línies de transport, etc. cilindres de gas i altres dipòsits, es classifiquen segons diversos criteris. Es diferencien en la seva estructura i principi de funcionament.
Els aparells utilitzats per mesurar la pressió es divideixen en classes segons:
- tipus de pressió que es mesura;
- propòsit;
- principi de funcionament;
- classe de precisió.
En funció del tipus de pressió que es mesura, els instruments dissenyats per determinar indicadors precisos es divideixen en manòmetres, manòmetres de buit, manòmetres, manòmetres, baròmetres i altres.
Depenent del grau de protecció contra la influència de l'entorn extern, es produeixen els següents dispositius:
- estàndard;
- protegit de la pols;
- impermeable;
- protegit d'ambients agressius;
- a prova d'explosions.
Un producte pot combinar diversos tipus de protecció.
Un manòmetre és un petit dispositiu que s'utilitza per mesurar la pressió o la diferència de pressió. El principi de funcionament d'aquest instrument depèn de la seva estructura interna. Dins d'una classe, es divideixen en grups en funció de la classe de precisió.
Per mesurar la pressió absoluta, mesurada des del zero absolut (buit), s'utilitzen manòmetres de pressió absoluta. L'excés de pressió es determina mitjançant un manòmetre. En general, totes les varietats d'aquests dispositius s'anomenen amb una paraula: "manòmetre".
La majoria dels tipus de manòmetres estan dissenyats per mesurar valors d'excés de pressió. La seva particularitat és que mostren pressió, que representen la diferència entre l'absolut i l'atmosfèric.
Els manòmetres de buit són dispositius que indiquen el valor de pressió d'un gas enrarit. Amb manòmetres de pressió i buit, es mesura l'excés de pressió i la pressió de gas enrarit. La informació es mostra en una sola escala.
Amb mesuradors de pressió, es determinen els paràmetres d'excés de pressió amb valors de fins a 40 kPa. Els mesuradors de tracció, per contra, permeten mesurar la rarefacció fins a – 40 kPa. Els mesuradors de pressió d'empenta mesuren la rarefacció i l'excés de pressió en el rang de – 20 a + 20 kPa.
Els manòmetres de pressió diferencial es poden utilitzar per determinar la diferència de pressió en dos punts arbitraris a estudiar. Un micromanòmetre és un manòmetre de pressió diferencial que permet mesurar diferències de pressió dins de 40 kPa.
Classificació per principi de funcionament
Els manòmetres de pressió de gas, segons el mecanisme de lectura de les lectures, es divideixen en:
- Deformació;
- elèctrica;
- pistó mort;
- Líquid.
Cada tipus té les seves pròpies característiques.
Tipus de deformació dels manòmetres
El principi i la base de funcionament dels dispositius de classe de deformació és que la pressió actua sobre l'element sensible del dispositiu, que es deforma. El nivell de pressió ve determinat pel grau de deformació.
Els elements sensors dels dispositius de molla tubular són molles tubulars. Aquests productes són tubs doblegats en cercle amb una secció ovalada transversal. El gas afecta la superfície interna del tub. Durant aquesta exposició, el tub es deforma i canvia de forma, apropant-se a la rodonesa.
Un extrem del tub està segellat i es pot moure. El segon és obert i fixat amb suports. Quan el tub de la molla està doblegat, els anells també es veuen afectats, que després desdoblen la molla. L'extrem segellat de la molla es mou d'acord amb la força de pressió. Aquest moviment es transmet a l'escala de mesura.
Quan es mesuren pressions de fins a 40 bar, s'utilitzen molles circulars.A pressions més altes s'utilitzen molles helicoïdals o espirals situades en el mateix pla. L'error de les lectures en mesurar la pressió amb aquest mètode oscil·la entre l'1 i el 4%.
Els elements sensors de diafragma i manxa permeten mesurar eficaçment petits valors d'excés i pressió de buit.
La manxa es fa segons el principi d'una mànega de manxa de fontaneria. És un tub metàl·lic de parets primes fet d'anells transversals mòbils. Segons el material i els paràmetres de fabricació, la manxa pot ser més o menys rígida.
Els elements de membrana sensibles tenen la major varietat. La classe de precisió d'aquests dispositius no supera 1,5. Aquests dispositius tenen un sistema de protecció. En cas de sobrecàrrega, la membrana es recolza contra un dispositiu de protecció especial.
Les caixes de membrana sovint s'instal·len en dispositius que mesuren la pressió i el buit. Els manòmetres, els manòmetres de corrent i els manòmetres amb caixes de membrana es fabriquen amb classes de precisió 1,5; 2,5 i límit de mesura fins a 25 kPa.
Els diafragmes plans tenen un petit desplaçament del punt de funcionament, de manera que s'utilitzen més sovint per convertir la pressió en força. Són inestables, però ben calculats.
Les membranes corrugades, juntament amb caixes similars, s'utilitzen per millorar el rendiment estàtic. Els primers es mouen millor, però són difícils de calcular. Aquests últims s'utilitzen molt més sovint a causa de la seva rigidesa reduïda.
Per mesurar petits valors de pressió s'utilitzen aparells amb membranes flàcides.
Els dispositius necessiten protecció contra altes temperatures, ja que afecta negativament l'elasticitat i la sensibilitat dels principals elements de treball.
Manòmetres indicadors mecànics de pressió
Molts manòmetres de tub són en realitat dispositius de conversió directa. Això significa que la pressió es converteix en desplaçament de l'element sensor i del dispositiu mecànic en contacte amb ell.
Sota la influència de la pressió, l'extrem lliure de la molla es mou, el conductor actua sobre el sector de l'engranatge i l'engranatge i la fletxa indicadora giren.
Els manòmetres de pressió indicadors de molla es fabriquen amb un rang de mesura de 0,1 a 103 MPa i tenen diferents classes de precisió. Els models exemplars es produeixen amb classes de precisió de 0,15; 0,25; 0,4. Metres de la categoria de treball d'augment de precisió - 1 i 0,6. Treballadors tècnics generals - amb classes de precisió 1,5; 2,5; 4.
Manòmetres de contacte elèctric
Estructuralment, és una modificació del manòmetre indicador. L'essència del treball és que quan la fletxa arriba a un valor de pressió llindar, la xarxa es tanca.
El circuit elèctric es tanca i l'alarma s'activa quan la fletxa indicadora arriba a una de les fletxes amb contactes. La classe de precisió d'aquests manòmetres és 1,5. El rang de mesura correspon als valors estàndard.
Per proporcionar senyalització o per al control de posició, s'utilitza un interruptor de pressió marcat RD. Mesuen pressions en el rang de 12 a 1600 kPa. El relé s'ajusta als límits d'activació superior i inferior segons les lectures del dispositiu de control, i té una potència de ruptura de 10 W.
Enregistrament de models de manòmetres
La indústria produeix manòmetres amb un sistema de lectura d'indicadors integrat, que enregistra els valors en un gràfic de discs perquè es pugui controlar la dinàmica dels indicadors. Una revolució es pot completar en 8, 12, 24 hores. El moviment es produeix a causa d'un motor elèctric o mecanisme de rellotge.
El funcionament d'un enregistrador de manòmetres es basa en la transmissió d'un senyal mitjançant una molla tubular de gran diàmetre, que té una força de tracció. Transmet el moviment des de l'element sensor al sistema de visualització. Els dispositius marcats amb MTS registren valors d'excés de pressió.
Aquests dispositius requereixen control de l'operador i tenen classes de precisió 1; 1,5; 2.5.
Els elements sensibles a la manxa s'utilitzen en manòmetres de pressió diferencial d'autoenregistrament, que a més es poden equipar amb un dispositiu d'alarma i un transductor pneumàtic. Aquests dispositius mesuren la pressió en el rang de 6,3 kPa a 0,16 MPa i tenen classes de precisió 1; 1.5.
Manòmetres tipus pes mort
Aquests manòmetres s'utilitzen sovint com a estàndard en calibrar altres instruments de mesura. El seu rang de mesura és molt ampli. Depenent del disseny del dispositiu, pot començar amb valors de buit greus i acabar amb una redundància de fins a 2500 MPa. La classe de precisió arriba a valors màxims de fins a 0,0015.
El principi de funcionament és mantenir el cilindre al pistó en un estat específic mentre s'apliquen pesos de calibratge per un costat i la pressió mesurada per l'altre. En funció del pes de les càrregues, es valora la quantitat de pressió creada.
L'element de treball principal del dispositiu és la columna de mesura. Depenent de la qualitat de la seva producció, la precisió i la puresa dels compostos, la magnitud de l'error també canvia.
Funcionalment, un manòmetre de pes mort consta d'un dispositiu de creació de pressió, un sistema de mesura i pesos. El dispositiu està equipat amb un mecanisme giratori per augmentar i disminuir la pressió, així com una vàlvula d'alleujament de pressió.
Els manòmetres amb un pistó no segellat són àmpliament utilitzats. Tenen un buit entre el pistó i el cilindre. El recipient sota el pistó s'omple d'oli, que s'aboca a l'espai sota pressió i lubrica les superfícies de fregament.
Comptador elèctric de gas
Aquests manòmetres s'utilitzen per convertir la pressió directa o indirecta del gas en un paràmetre elèctric. Els manòmetres més comuns d'aquest tipus són: extensòmetre, dispositius de capacitat i resistència. La pressió es mesura en el rang de 100 Pa a 1000 MPa. Els dispositius es fabriquen amb classes de precisió de 0,1 a 2,5.
El funcionament dels manòmetres que funcionen sobre la base de l'efecte tensoresistiu és canviar el valor de la resistència del conductor a causa de la deformació. Mesureu la pressió en el rang de 60 a 108 Pa amb un error mínim.
El muntatge amb brida del sensor i el disseny especial del dispositiu permeten llegir dades de pressió en entorns especialment agressius amb temperatures de fins a 300 °C. S'utilitza per mesurar la pressió en sistemes amb processos de flux ràpid.
L'element sensible d'aquest dispositiu és un cable de manganina, la resistència del qual es mesura fàcilment mitjançant un pont equilibrat.
El funcionament dels manòmetres capacitius es basa en l'efecte de la pressió sobre una membrana, que és un elèctrode mòbil. Quan la membrana es mou, es produeix un canvi en la capacitat del transductor. Es caracteritza per errors significatius de temperatura.
En els manòmetres capacitius, la deflexió de la membrana ve determinada per un circuit elèctric. Aquests dispositius s'utilitzen en sistemes amb canvis ràpids de pressió.
Instruments de mesura de líquids
La pressió la determinen aquests dispositius equilibrant la pressió detectada amb la pressió formada per la columna de líquid. D'aquesta manera, podeu mesurar un petit excés de pressió, pressió atmosfèrica, nivell de buit, diferència de pressió.
Aquest grup està representat per manòmetres en forma d'U, que consisteixen en vasos comunicants, i la pressió ve determinada pels nivells de líquid; micromanòmetres de compensació; manòmetres de tassa, que utilitzen un dipòsit en lloc d'un segon tub; manòmetres de pressió diferencial de flotador, campana i anell.
En els instruments de mesura de líquids, el fluid de treball és un anàleg de l'element sensible.
Els manòmetres de pressió diferencial solen estar equipats amb alarmes, mesuradors de cabal, reguladors i dispositius de registre. Interval de mesura de 10 a 105 Pa. En funció dels líquids que omplen el dispositiu, el límit de mesura canvia.
Divisió per finalitat funcional
Segons la finalitat prevista, es distingeixen els següents tipus de manòmetres utilitzats per mesurar la pressió del gas:
- tècnica general;
- referència;
- especial.
Vegem les característiques de cada tipus.
Manòmetres per a finalitats tècniques generals
Aquest tipus de manòmetres es produeix amb la finalitat de mesurar els valors de buit i excés de pressió amb finalitats tècniques generals. Diverses modificacions dels dispositius permeten utilitzar-los en una gran varietat d'entorns. S'utilitzen per mesurar la pressió en la producció directament durant els processos tecnològics.
Aquests manòmetres poden mesurar la pressió de medis gasosos que no són agressius cap als aliatges de coure a temperatures de funcionament de fins a 150 °C.Normalment, el cos del producte està fet d'acer i les peces del mecanisme estan fetes d'aliatge de llautó.
Els manòmetres tècnics generals per a gasos de baixa o alta pressió es fabriquen per ser resistents a vibracions amb una freqüència en el rang de 10 a 55 Hz, així com una amplitud de desplaçament d'un màxim de 0,15 mil·límetres. Tenen diverses classes de precisió de l'1 al 2,5.
Els manòmetres de pressió de gas per a finalitats tècniques generals amb una placa electrònica on es mostren les dades de mesura estan guanyant popularitat. Sovint estan equipats amb convertidors, que automatitzen els processos tecnològics. Els valors de pressió es mostren en un dial electrònic.
Grup de manòmetres especials
Aquests dispositius es fabriquen per a un tipus específic de gas i l'entorn que genera. Per a sistemes amb pressió augmentada, els manòmetres estan fets per a gas d'alta pressió. Alguns gasos són agressius cap a determinats aliatges, per la qual cosa és necessari utilitzar materials resistents quan es treballa amb ells.
Els manòmetres especials estan pintats de diferents colors segons el tipus de gas.
Els manòmetres de propà estan pintats de vermell, tenen un cos d'acer i tenen les característiques dels manòmetres tècnics generals. La pressió de funcionament d'aquests dispositius és de 0 a 0,6 MPa. Aquesta és la pressió estàndard de propà. El funcionament és possible en el rang de temperatures de –50 a +60 °C. Temperatura ambient de treball fins a + 150 °C. Sovint s'inclou amb reductors de globus.
Els mesuradors de pressió d'amoníac en cilindres i altres recipients són de color groc.Les unitats amb compressió multietapa estan equipades amb una escala de temperatura. Els components del manòmetre estan fets de materials resistents als vapors d'amoníac.
El manòmetre d'acetilè està pintat de blanc. Fabricat com a manòmetre per a sistemes de seguretat amb materials lliures de greix. S'utilitza per mesurar l'excés de pressió en diversos sistemes de distribució i generació d'acetilè. El cos està fet d'acer, els components interns són d'aliatge de llautó. El rang de temperatura admissible és de –40 a +70 °C.
El manòmetre d'hidrogen es torna verd fosc. El manòmetre per a altres gasos inflamables està pintat de vermell. El dispositiu de mesura per a mescles no inflamables està pintat de negre. El manòmetre d'oxigen està pintat de blau.
Dispositius de referència per a la mesura de pressió
Aquest tipus de manòmetre està dissenyat per provar, calibrar i ajustar altres instruments per garantir la màxima precisió de mesura possible. Aquests dispositius es distingeixen per una classe de precisió més alta en comparació amb els tècnics generals. Els estàndards de treball es divideixen en tres categories.
Els manòmetres de control, utilitzats per controlar la fiabilitat de les lectures dels instruments de mesura al lloc d'instal·lació, també s'anomenen manòmetres d'alta precisió. El rang de mesura de funcionament és de 0-0,6 a 0-1600 bar per a medis gasosos.
Manòmetres per a convencionals i cilindres de gas compost s'ha de sotmetre a un tràmit de comprovació com a mínim un cop l'any, llevat que en la documentació del dispositiu s'indiqui altres terminis. La verificació la fan organitzacions metrològiques acreditades que tenen la condició de persones jurídiques.Després de la verificació, s'emet un certificat i es col·loca un segell.
Els mecanismes de transmissió dels manòmetres de referència estan mecanitzats a una freqüència d'engranatge més alta. Es caracteritzen per una fricció mínima en el mecanisme del punter, així com per una alta sensibilitat dels elements interns.
Els manòmetres estàndard amb una classe de precisió de 0,4 tenen una escala de 250 unitats, amb una classe de precisió de 0,15 o 0,25 tenen una escala de 400 unitats amb un valor de divisió d'1 unitat. El funcionament del dispositiu és possible a diferents temperatures en funció de l'ompliment de la carcassa. La temperatura ideal de funcionament és de 20 °C.
Us familiaritzarà amb les característiques específiques de l'ompliment de cilindres de gas següent article. Tots els propietaris d'immobles rurals no connectats a un subministrament centralitzat de gas haurien de llegir-lo.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Principi de funcionament d'un manòmetre de molla:
Característiques i àmbit d'aplicació del manòmetre:
Es fabriquen manòmetres per resoldre diversos problemes. Els més populars són els tipus tècnics generals utilitzats en petites indústries i per diverses empreses quan es treballa amb equips i sistemes de gas. Els manòmetres de contacte elèctric són dispositius que indiquen quan s'ha arribat a un valor crític.
Per comprovar i ajustar els manòmetres de pressió, s'utilitzen manòmetres estàndard. Es fabriquen manòmetres especials per mesurar la pressió d'un medi gasós específic.Entre ells, són molt populars els manòmetres de propà, que sovint s'instal·len amb un reductor a les bombones de gas.
Vols compartir informació útil sobre el tema de l'article, fer una pregunta o publicar una foto? Si us plau, deixeu comentaris al formulari següent. Comparteix informació i recomanacions útils que poden ser útils per als visitants del lloc.
