Содержание материала
Что такое манометр
Манометр — это физический прибор, который позволяет измерять давление. Чаще всего, его используются на производстве. Там, где повышенное давление жидкости или газа может привести к взрыву или другой опасной ситуации. Самый простой манометр — пружинный.
Также существует мембранный тип. В этом случае строение устройства другое и для измерения применяется мембрана, состоящая из двух пластинок. Мембрана чувствительна к высокому давлению. Один конец мембраны соединен с держателем, а другой конец посредством тяги сообщается с секторным механизмом, преобразующим изменение давление в круговой ход стрелки.
Выбор конкретного типа манометра зависит от того, в каких условиях его предстоит эксплуатировать людям. Некоторые модели используются для того, чтобы работать только с жидкостью, другие измеряют исключительно газовое давление. Механические манометры отличаются высоким уровнем точности и не намного уступают цифровым аналогам.
Помимо производства, диагностики автомобилей, эти приборы также используются в медицине для того, чтобы измерять артериальное давление у человека и вовремя диагностировать гипертонию или гипотонию. В манжету нагнетается воздух (это происходит при механическом нажатии на специальную «грушу» или путем нажатия кнопки в современных электронных вариантах), стрелка отклоняется до тех пор, пока не достигнет максимального значения. После постепенного стравливания воздуха, стрелка начинает движение в обратном направлении в сторону нуля. У электронных моделей вместо стрелки имеется дисплей с цифровой шкалой. Медицинская версия прибора называется тонометром, так как она измеряет не только давление, но и пульс человека.
Тонометры используются не только врачами в больницах и поликлиниках, а их также применяют в домашних условиях. Результаты измерений становятся известными уже через несколько секунд после нажатия кнопки включения. На дисплее отображаются цифры артериального давления, а также параметры, показывающие частоту сердечных сокращений, или пульс. При любом отклонении от нормы пациенту прописывается медикаментозное лечение.
Маркировка по цвету
Манометры, измеряющие давление газа, имеют цветные корпуса, их специально окрашивают в различные цвета. Существует несколько основных цветов, которые используются для окрашивания корпуса. Как, например, манометры, которые измеряют давление кислорода, имеют корпус голубого цвета с условным обозначением О2, аммиачные манометры имеют корпус, окрашенный в желтый цвет, ацетиленовые — белого цвета, водородные — темно-зеленого, хлорные — серого. Приборы, измеряющие давление горючих газов, окрашиваются в красный цвет, а негорючих —черный.
Принцип работы манометра
Все типы манометров работают по одному принципу. Принцип действия любого манометра основан на равенстве между силой деформации пружины (иногда мембраны) и измеряемым давлением. Такие приборы используются в быту и на производстве уже давно, но конструкция осталась практически неизменной.
Общетехнические манометры измеряют давление газа и жидкости в неагрессивной среде, у них может быть два типа конструкции — осевая и радиальная. Их можно применять только в том случае, если измеряемая жидкость или газ не вступают в химическую реакцию со сплавами меди. В противном случае результат измерений во время использования будет недостоверным из-за химической реакции. При соединении с медью образуется новое вещество, которое будет обладать и новыми свойствами.
У электроконтактного устройства есть два электрических контакта для измерения давления. Один соответствует максимуму возможного давления, второй — минимуму. Пользователь должен заранее настроить предельный максимум и минимум обоих контактов. В зависимости от измеряемой среды и ее физических свойств эти показатели могут значительно варьироваться.
Следующий принцип действия данного манометра. Когда давление падает до предельного минимума, цепь размыкается. То же самое происходит в том случае, если давление достигает предельного максимума. При желании можно сделать так, чтобы контакты у прибора не замыкались и не размыкались.
Для того чтобы использовать такой вариант измерения, необходимо:
- Установить минимум на отметку нуль;
- Поставить вторую отметку на предельный максимум;
- Начать измерение.
Пользоваться электроконтактным прибором проще, чем другими версиями. Поэтому многие считают, что он лучше других типов манометров, именно из-за своей простоты в эксплуатации.
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.
Сфера использования
Приборы устанавливают везде, где нужно контролировать уровень давления, чтобы избежать аварийных ситуаций и нарушений технологических процессов:
Приборы применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать напор воды, других жидкостей, газов, пара. Сложно назвать отрасль, которая может обойтись без этого. Наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на химических, нефтехимических предприятиях,в пищевой отрасли.
Назначение жидкостного манометра зависит от устройства, но используются они все реже, так как существует возможность его проливания и выплескивания при резком скачке давления.
Типы манометров по виду измеряемого давления
- Напоромеры — используются для замера малого избыточного давления до 40 кПа.
- Манометры — применяются для определения избыточного давления в диапазоне 0,06-1000 МПА.
- Вакуумметры — основное назначение этих устройств заключается в измерении объема разряжения давления.
- Тягомеры — подходят для замера разряжения давления с граничным показателем до -40 кПа.
- Мановакуумметры — пригодны для измерения вакуумметрического и избыточного давления в пределах 60-240 000 кПа.
Каковы критерии выбора?
Прежде чем покупать прибор, надо точно уяснить, для чего он нужен и в каком месте его будут устанавливать.
Важные критерии выбора:
- Диапазон измерений. Правило: рабочее давление в трубопроводе должно быть не более 2/3 максимума шкалы измерений, но не менее 1/3. Если в трубе давление 5 атм, то надо покупать манометр со шкалой 0…10 атм.
- Класс точности изменяется от 0,15 до 3. Чем меньше – тем точнее. Для системы подачи холодной или горячей воды вполне достаточно точности 1,5 %.
- Расположение штуцера бывает радиальное или торцевое, когда он снизу; и осевое или фронтальное, когда он сзади.
- Рабочий интервал температур.
- Температурные условия эксплуатации.
- Рабочая среда (вода, пар, масло и так далее);
- Диаметр. Он должен быть таким, чтобы прибор помещался в выбранном месте, а циферблат хорошо просматривался.
Необходимо также обратить внимание на присоединительную резьбу штуцера. Она может быть метрической – ее параметры измеряются в мм, обозначается буквой М, например М20/1,5, что означает внешний диаметр 19,9 мм, внутренний – 18,7 мм, шаг 1,5
Отечественные производители по умолчанию используют ее.
Трубная резьба обозначается литерой G. G1/2» означает наружный диаметр 20,9 мм, внутренний – 18,6, шаг – 1,8 мм или 14 ниток на дюйм.
Подбирать прибор следует таким образом, чтобы он подходил под каждый конкретный случай. На это влияет:
- Диапазон измерений. Для бытовых нужд вполне достаточно диапазона от 0 до 4-х бар. Но и в промышленных условиях редко используют высокие показатели. Даже в котельных, которые отапливают многоэтажные дома, давление обычно не превышает 10 бар.
-
Диаметр штуцера. Раньше стандартный размер составлял ¼ дюйма, поэтому для подключения приходилось использовать переходники.
Сейчас производители выпускают приборы с разными диаметрами резьбы, но чаще всего используют ½ дюйма.
- Расположение штуцера. Он может находиться на корпусе или сзади циферблата. Выбирать следует так, чтобы после установки можно было удобно смотреть показания.
- Размер. Иногда манометр просто не помещается в том месте, где планировали его установить. Но размеров достаточно много, поэтому можно без проблем выбрать подходящий.
- Рабочая температура. Не всегда условия эксплуатации бывают комфортными. В отдельных случаях могут потребоваться модели, которые выдерживают низкие или наоборот высокие температуры.
- Межповерочный интервал. Каждый производитель устанавливает свои сроки поверки приборов учёта. Чем больше интервал, тем реже придётся обслуживать или менять манометры.
Если штуцер расположен на противоположной стороне циферблата, манометр называют аксиальным. Если штуцер находится сбоку от циферблата, манометр радиальный.
Применение
Манометры являются одними из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах: котлах отопления, газопроводах, водопроводах, компрессорах, автоклавах, баллонах, баллонных пневматических винтовках и т.д.
Преимущества работы с ними очевидны: они помогают держать под контролем уровень давления в различных механизмах.