في أجهزة قياس ضغط السائل ، يتم موازنة الضغط المقاس بضغط عمود السائل.

تتكون أبسط مقاييس ضغط السائل من أنبوب زجاجي على شكل حرف U ومقياس مستقيم مع أقسام متساوية.

أصغر تقسيم للمقياس هو 1 مم. عادة ما يكون المقياس ذو وجهين بعلامة صفر في المنتصف. يتم ملء طرفي الأنبوب بسائل إلى الصفر.

مبدأ التشغيل

عندما يتم الضغط على أحد طرفي الأنبوب ، يتدفق السائل ويكون الفرق في مستويات السائل مرئيًا من خلال الزجاج. الفرق في المستويات ، معبراً عنه بالمليمترات ، يعطي قيمة الضغط المقاس.

إذا تم سكب الزئبق في الأنبوب ، فسيتم التعبير عن قيمة الضغط بالمليمترات عمود الزئبق. مقياس ضغط الدم

عند ملء الأنبوب بالماء ، يقاس الضغط بالمليمترات من عمود الماء.

إذا كان الأنبوب مملوءًا بسوائل أخرى ، فمن الضروري إعادة الحساب وفقًا للثقل النوعي للسائل.

لذلك ، على سبيل المثال ، للتحويل إلى ملليمترات من عمود الماء ، تحتاج إلى مضاعفة قراءات مقياس الضغط بسائل معين في الجاذبية النوعية للسائل ، عند تحويلها إلى ملليمترات من الزئبق ، تضرب في الجاذبية النوعية لهذا السائل و اقسم على الثقل النوعي للزئبق 13.6.

لا يؤثر الاختلاف في أقطار الجزأين الأيمن والأيسر من الأنبوب على نتيجة القياس. ليس من الضروري أيضًا ملء الأنبوب بالسائل إلى مستوى يطابق تمامًا علامة الصفر على المقياس ، لأنه عند قراءة القراءات ، يؤخذ في الاعتبار فقط الاختلاف في المستويات بعدد أقسام المقياس.

PRECHAMBER BURNER

موقد بريشامبر - جهاز يتكون من مشعب غاز به فتحات لمخرج الغاز ، كتلة أحادية مع قنوات وصمام حراري خزفي ، يوضع فوق المشعب ، حيث يتم خلط الغاز بالهواء وحرق خليط الغاز والهواء. موقد ما قبل الغرفة مصمم للحرق غاز طبيعيفي أفران غلايات الحديد الزهر المقطعية والمجففات والتركيبات الحرارية الأخرى التي تعمل بفراغ من 10 إلى 30 باسكال. توجد شعلات ما قبل الغرفة في موقد الفرن ، بسبب ذلك ظروف جيدةلتوزيع منتظم لتدفقات الحرارة على طول الفرن. يمكن أن تعمل شعلات ما قبل الغرفة بضغط غاز منخفض ومتوسط. يتكون الموقد الأولي من مجمع الغاز ( أنبوب فولاذي) مع صف واحد من منافذ الغاز. اعتمادًا على الناتج الحراري ، يمكن أن يحتوي الموقد على 1،2 أو 3 مجمعات. تم تركيب قطعة سيراميك أحادية فوق مشعب الغاز على إطار فولاذي ، مكونة سلسلة من القنوات (خلاطات). يحتوي كل مخرج غاز على خلاط سيراميك خاص به. الغاز النفاث ، المتدفق من فتحات المجمع ، يقذف 50-70٪ من الهواء المطلوب للاحتراق ، ويدخل باقي الهواء بسبب الخلخلة في الفرن. نتيجة للقذف ، يتم تكثيف تكوين الخليط. في القنوات ، يتم تسخين الخليط ، وعندما يخرج ، يبدأ في الاحتراق. من القنوات ، يدخل خليط الاحتراق إلى غرفة التمهيد ، حيث يتم حرق 90-95 ٪ من الغاز. الحجرة الأولية مصنوعة من طوب النار. يبدو وكأنه شق. يتم احتراق الغاز في الفرن. ارتفاع اللهب - 0.6-0.9 م ، معامل الهواء الزائد أ - 1.1 ... 1.15.

تم تصميم المعوضات لتليين (تعويض) استطالات درجة حرارة خطوط أنابيب الغاز ، لتجنب تمزق الأنابيب ، لسهولة تركيب وفك التركيبات (ذات الحواف ، صمامات البوابة).

يبلغ متوسط ​​قطر خط أنابيب الغاز 1 كم ، عند تسخينه بمقدار 1 درجة مئوية ، يطول بمقدار 12 مم.

المعوضات هي:

· عدسة؛

· على شكل حرف U

· على شكل قيثارة.

معوض العدسةله سطح متموج يتغير طوله حسب درجة حرارة خط أنابيب الغاز. يتكون معوض العدسة من عدسات نصف مختومة باللحام.

لتقليل المقاومة الهيدروليكية ومنع الانسداد ، يتم تثبيت أنبوب توجيه داخل المعوض ، ملحومًا بالسطح الداخلي للمعوض من جانب مدخل الغاز.

الجزء السفلي من العدسات النصفية مملوء بالبيتومين لمنع تراكم الماء.

عند تثبيت المعوض في الشتاء ، يجب شده قليلاً ، وفي الصيف ، على العكس من ذلك ، يجب ضغطه بصواميل التوصيل.

على شكل U

المعوض.

تؤدي التغيرات في درجة حرارة الوسط المحيط بخط أنابيب الغاز إلى تغيرات في طول خط أنابيب الغاز. بالنسبة للمقطع المستقيم من خط أنابيب الغاز الفولاذي بطول 100 متر ، فإن الاستطالة أو التقصير مع تغير درجة الحرارة بمقدار 1 درجة حوالي 1.2 مم. لذلك ، على جميع خطوط أنابيب الغاز بعد الصمامات ، مع حساب تدفق الغاز ، يجب تثبيت معوضات العدسة (الشكل 3). بالإضافة إلى ذلك ، أثناء التشغيل ، يسهل وجود معوض العدسة تركيب وفك صمامات البوابة.

في تصميم وبناء خطوط أنابيب الغاز ، يسعون جاهدين لتقليل عدد وصلات التمدد المركبة من خلال تعظيم استخدام التعويض الذاتي التقريبي - عن طريق تغيير اتجاه المسار في كل من المخطط والملف الشخصي.

أرز. 3. معوض العدسة 1 - شفة ؛ 2 أنبوب 3 - قميص 4 - نصف عدسة 5 - مخلب 6 - ضلع 7 - الدفع 8 - الجوز

مبدأ تشغيل مقياس ضغط السائل

في الوضع الأولي ، سيكون الماء في الأنابيب على نفس المستوى. إذا تم تطبيق الضغط على الفيلم المطاطي ، فسوف ينخفض ​​مستوى السائل في إحدى ركبتي مقياس الضغط ، وبالتالي سيزداد في الركبة الأخرى.

هذا موضح في الصورة أعلاه. نضغط على الفيلم بإصبعنا.

عندما نضغط على الفيلم ، يزداد ضغط الهواء الموجود في الصندوق. ينتقل الضغط عبر الأنبوب ويصل إلى السائل أثناء إزاحته. عندما ينخفض ​​المستوى في هذا الكوع ، سيزداد مستوى السائل في الكوع الآخر للأنبوب.

من خلال الاختلاف في مستويات السائل ، سيكون من الممكن الحكم على الفرق الضغط الجويوالضغط الذي يمارس على الفيلم.

يوضح الرسم التوضيحي التالي كيفية استخدام مقياس ضغط السائل لقياس الضغط في سائل على أعماق مختلفة.

مقياس ضغط الحجاب الحاجز

في مقياس ضغط الغشاء ، يكون العنصر المرن عبارة عن غشاء ، وهو عبارة عن لوح معدني مموج. ينتقل انحراف اللوحة تحت ضغط السائل من خلال آلية النقل إلى مؤشر الجهاز ، وينزلق على طول المقياس. تستخدم أجهزة الغشاء لقياس ضغط يصل إلى 2.5 ميجا باسكال ، وكذلك لقياس الفراغ. في بعض الأحيان يتم استخدام الأجهزة ذات الإخراج الكهربائي ، حيث يتلقى الإخراج إشارة كهربائية تتناسب مع الضغط عند مدخل مقياس الضغط.

الضغط هو قوة موزعة بشكل موحد تعمل بشكل عمودي لكل وحدة مساحة. يمكن أن يكون الغلاف الجوي (ضغط الغلاف الجوي القريب من الأرض) ، فائضًا (يتجاوز الغلاف الجوي) ومطلقًا (مجموع الغلاف الجوي والزائد). يسمى الضغط المطلق تحت الغلاف الجوي بالخلخلة ، ويطلق على الخلخلة العميقة اسم الفراغ.

وحدة الضغط في النظام الدولي للوحدات (SI) هي باسكال (Pa). واحد باسكال هو الضغط الذي تمارسه قوة مقدارها نيوتن واحد على مساحة واحد متر مربع. نظرًا لأن هذه الوحدة صغيرة جدًا ، يتم استخدام مضاعفاتها أيضًا: kilopascal (kPa) = Pa ؛ ميجاباسكال (MPa) \ u003d Pa ، إلخ. نظرًا لتعقيد مهمة التبديل من وحدات الضغط المستخدمة سابقًا إلى وحدة باسكال ، يُسمح مؤقتًا باستخدام الوحدات التالية: قوة الكيلوغرام لكل سنتيمتر مربع (kgf / cm) = 980665 باسكال ؛ كيلوغرام قوة لكل متر مربع (kgf / m) أو ملليمتر من عمود الماء (mm عمود الماء) \ u003d 9.80665 Pa ؛ ملليمتر من الزئبق (ملم زئبق) = 133.332 باسكال.

يتم تصنيف أجهزة التحكم في الضغط اعتمادًا على طريقة القياس المستخدمة فيها ، وكذلك طبيعة القيمة المقاسة.

وفقًا لطريقة القياس التي تحدد مبدأ التشغيل ، يتم تقسيم هذه الأجهزة إلى المجموعات التالية:

سائل ، حيث يتم قياس الضغط عن طريق موازنته بعمود سائل يحدد ارتفاعه حجم الضغط ؛

الربيع (التشوه) ، حيث يتم قياس قيمة الضغط عن طريق تحديد مقياس تشوه العناصر المرنة ؛

مكبس الحمولة ، على أساس موازنة القوى الناتجة من ناحية عن طريق الضغط المقاس ، ومن ناحية أخرى بواسطة الأحمال المعايرة التي تعمل على المكبس الموضوع في الأسطوانة.

الكهرباء ، حيث يتم قياس الضغط عن طريق تحويل قيمته إلى كمية كهربائية ، وقياس الخواص الكهربائية للمادة ، اعتمادًا على حجم الضغط.

وفقًا لنوع الضغط المقاس ، تنقسم الأجهزة إلى ما يلي:

مقاييس الضغط مصممة لقياس الضغط الزائد ؛

مقاييس الفراغ المستخدمة لقياس الخلخلة (الفراغ) ؛

مقاييس الضغط والفراغ لقياس الضغط الزائد والفراغ ؛

مقاييس الضغط المستخدمة لقياس الضغط الزائد الصغير ؛

مقاييس الدفع المستخدمة لقياس الخلخلة المنخفضة ؛

عدادات ضغط الدفع مصممة لقياس الضغط المنخفض والخلخلة ؛

مقاييس الضغط التفاضلي (مقاييس الضغط التفاضلي) ، والتي تقيس فرق الضغط ؛

تستخدم البارومترات لقياس الضغط الجوي.

يتم استخدام مقاييس الزنبرك أو الانفعال بشكل شائع. الأنواع الرئيسية للعناصر الحساسة لهذه الأجهزة موضحة في الشكل. واحد.

أرز. 1. أنواع العناصر الحساسة لأجهزة قياس ضغط التشوه

أ) - مع زنبرك أنبوبي أحادي الدوران (أنبوب بوردون)

ب) - مع زنبرك أنبوبي متعدد الأدوار

ج) - بأغشية مرنة

د) - منفاخ.

الأجهزة ذات النوابض الأنبوبية.

يعتمد مبدأ تشغيل هذه الأجهزة على خاصية الأنبوب المنحني (الزنبرك الأنبوبي) ذي المقطع العرضي غير الدائري لتغيير انحناءه مع تغيير الضغط داخل الأنبوب.

اعتمادًا على شكل الزنبرك ، يتم تمييز الينابيع ذات الدورة الواحدة (الشكل 1 أ) والينابيع متعددة الدورات (الشكل 1 ب). تتمثل ميزة الينابيع الأنبوبية متعددة الدورات في أن حركة الطرف الحر أكبر من تلك التي تتم في دورة واحدة مع نفس التغيير في ضغط الإدخال. العيب هو الأبعاد الكبيرة للأجهزة التي تحتوي على مثل هذه الينابيع.

تعد مقاييس الضغط المزودة بنابض أنبوبي أحادي الدوران أحد أكثر أنواع أدوات الزنبرك شيوعًا. العنصر الحساس لهذه الأجهزة هو أنبوب 1 (الشكل 2) من قسم بيضاوي أو بيضاوي ، مثني على طول قوس من دائرة ، ومختوم من طرف واحد. يتم توصيل الطرف المفتوح للأنبوب من خلال الحامل 2 والحلمة 3 بمصدر الضغط المقاس. يتم توصيل الطرف الحر (المختوم) للأنبوب 4 من خلال آلية النقل بمحور السهم المتحرك على طول مقياس الجهاز.

أنابيب المانومتر المصممة لضغط يصل إلى 50 كجم / سم 2 مصنوعة من النحاس ، وأنابيب المانومتر المصممة للضغط الأعلى مصنوعة من الفولاذ.

إن خاصية الأنبوب المنحني ذي المقطع العرضي غير الدائري لتغيير حجم الانحناء مع تغيير الضغط في تجويفه هو نتيجة لتغيير شكل المقطع. تحت تأثير الضغط داخل الأنبوب ، قسم بيضاوي أو بيضاوي مسطح ، مشوه ، يقترب من قسم دائري (المحور الصغير للقطع الناقص أو البيضاوي يزداد ، وينخفض ​​المحور الرئيسي).

تتناسب حركة الطرف الحر للأنبوب أثناء تشوهه ضمن حدود معينة مع الضغط المقاس. عند ضغوط خارج الحد المحدد ، تحدث تشوهات متبقية في الأنبوب ، مما يجعلها غير مناسبة للقياس. لذلك ، يجب أن يكون الحد الأقصى لضغط العمل لجهاز قياس الضغط أقل من الحد النسبي مع بعض هامش الأمان.

أرز. 2. مقياس الربيع

تكون حركة الطرف الحر للأنبوب تحت تأثير الضغط صغيرة جدًا ، لذلك لزيادة دقة ووضوح قراءات الجهاز ، يتم إدخال آلية نقل تزيد من حجم حركة نهاية الأنبوب . يتكون (الشكل 2) من قطاع مسنن 6 ، ترس 7 يتعامل مع القطاع ، ونابض حلزوني (شعر) 8. سهم التأشير لمقياس الضغط 9 مثبت على محور الترس 7. The يتم توصيل زنبرك 8 في أحد طرفيه بمحور الترس والآخر بنقطة ثابتة في لوحة الآلية. الغرض من الزنبرك هو القضاء على رد الفعل العكسي للسهم عن طريق اختيار الفجوات في مفاصل التروس والمفصلات الخاصة بالآلية.

مقاييس ضغط الغشاء.

يمكن أن يكون العنصر الحساس لمقاييس ضغط الغشاء عبارة عن غشاء صلب (مرن) أو رخو.

الأغشية المرنة عبارة عن أقراص نحاسية أو نحاسية ذات تموجات. التموجات تزيد من صلابة الغشاء وقدرته على التشوه. صناديق الأغشية مصنوعة من هذه الأغشية (انظر الشكل 1 ج) ، والكتل مصنوعة من الصناديق.

الأغشية الرخوة مصنوعة من المطاط على أساس نسيج على شكل أقراص ذات رفرف واحد. يتم استخدامها لقياس الضغط الزائد والفراغ الصغيرة.

مقاييس ضغط الحجاب الحاجز ويمكن أن تكون ذات مؤشرات محلية ، مع نقل كهربائي أو هوائي للقراءات إلى الأجهزة الثانوية.

على سبيل المثال ، لنفكر في مقياس الضغط التفاضلي من النوع الغشائي DM ، وهو مستشعر من نوع الغشاء غير المتدرج (الشكل 3) مع نظام المحولات التفاضلية لنقل قيمة القيمة المقاسة إلى جهاز ثانوي من نوع KSD.

أرز. 3 مقياس الضغط التفاضلي الغشائي من النوع DM

العنصر الحساس لمقياس الضغط التفاضلي عبارة عن كتلة غشائية تتكون من صندوقين غشائيين 1 و 3 مملوءين بسائل السليكون العضوي ، ويقعان في غرفتين منفصلتين يفصل بينهما قسم 2.

يتم توصيل اللب الحديدي 4 لمحول المحول التفاضلي 5 بمركز الغشاء العلوي.

يتم توفير الضغط المقاس الأعلى (الإيجابي) إلى الغرفة السفلية ، ويتم توفير الضغط السفلي (ناقص) إلى الغرفة العلوية. يتم موازنة قوة انخفاض الضغط المقاس بواسطة قوى أخرى ناشئة عن تشوه صندوقي الغشاء 1 و 3.

مع زيادة انخفاض الضغط ، يتقلص صندوق الغشاء 3 ، ويتدفق السائل منه إلى المربع 1 ، والذي يوسع ويحرك اللب 4 من المحول التفاضلي. عندما ينخفض ​​انخفاض الضغط ، يتم ضغط صندوق الغشاء 1 ويتم دفع السائل للخروج منه إلى الصندوق 3. يتحرك اللب 4 لأسفل. وهكذا ، فإن موقف الجوهر ، أي. يعتمد جهد الخرج لدائرة المحولات التفاضلية بشكل فريد على قيمة الضغط التفاضلي.

للعمل في أنظمة التحكم وتنظيم العمليات التكنولوجية والتحكم فيها من خلال التحويل المستمر لضغط الوسيط إلى إشارة خرج تيار معياري مع نقله إلى الأجهزة أو المشغلات الثانوية ، يتم استخدام محولات الطاقة من النوع "Sapphire".

تعمل محولات الضغط من هذا النوع: لقياس الضغط المطلق ("Sapphire-22DA") ، لقياس الضغط الزائد ("Sapphire-22DI") ، لقياس الفراغ ("Sapphire-22DV") ، لقياس الضغط - الفراغ ("Sapphire -22DIV ") ، الضغط الهيدروستاتيكي (" Sapphire-22DG ").

يظهر جهاز المحول "SAPPHIR-22DG" في الشكل. 4. يتم استخدامها لقياس الضغط الهيدروستاتيكي (المستوى) للوسائط المحايدة والعدوانية عند درجات حرارة من -50 إلى 120 درجة مئوية. الحد الأعلى للقياس هو 4 ميجا باسكال.

أرز. 4 جهاز محول "SAPPHIRE -22DG"

يتم وضع مقياس الضغط 4 من نوع الرافعة الغشائية داخل القاعدة 8 في تجويف مغلق 10 مملوء بسائل السليكون العضوي ، ويتم فصله عن الوسط المقاس بواسطة أغشية معدنية مموجة 7. العناصر الحساسة لمقياس الضغط هي فيلم من السيليكون مقاييس السلالة 11 الموضوعة على لوحة الياقوت 10.

الأغشية 7 ملحومة على طول المحيط الخارجي للقاعدة 8 ومتصلة بقضيب مركزي 6 متصل بنهاية رافعة محول مقياس الضغط 4 بواسطة قضيب 5. الحواف 9 محكمة الإغلاق بحشيات 3. تعمل الحافة الموجبة ذات الغشاء المفتوح على تركيب محول الطاقة مباشرة على وعاء المعالجة. يتسبب تأثير الضغط المقاس في انحراف الأغشية 7 ، وانحناء غشاء مقياس الضغط 4 والتغير في مقاومة مقاييس الإجهاد. يتم إرسال الإشارة الكهربائية من مقياس الضغط من وحدة القياس عبر الأسلاك عبر ختم الضغط 2 إلى الجهاز الإلكتروني 1 ، والذي يحول التغيير في مقاومة مقاييس الإجهاد إلى تغيير في إشارة الإخراج الحالية في أحد النطاقات ( 0-5) مللي أمبير ، (0-20) مللي أمبير ، (4-20) مللي أمبير.

تقاوم وحدة القياس دون تدمير تأثير الحمل الزائد أحادي الجانب مع ضغط التشغيل الزائد. يتم ضمان ذلك من خلال حقيقة أنه مع مثل هذا الحمل الزائد ، يقع أحد الأغشية 7 على السطح الجانبي للقاعدة 8.

تحتوي التعديلات المذكورة أعلاه على محولات Sapphire-22 على جهاز مشابه.

محولات قياس الضغط الهيدروستاتيكي والضغوط المطلقة "Sapphire-22K-DG" و "Sapphire-22K-DA" لها إشارة خرج تيار (0-5) مللي أمبير أو (0-20) مللي أمبير أو (4-20) مللي أمبير ، أيضًا كإشارة كود كهربائية تعتمد على واجهة RS-485.

عنصر الاستشعار مقاييس الضغط منفاخ ومقاييس الضغط التفاضليهي منفاخ - أغشية متناسقة (أنابيب معدنية مموجة). يؤدي الضغط المقاس إلى حدوث تشوه مرن في المنفاخ. يمكن أن يكون مقياس الضغط إما إزاحة الطرف الحر للمنفاخ ، أو القوة التي تحدث أثناء التشوه.

مخطط الرسم البيانييوضح الشكل 5 منفاخ مقياس الضغط التفاضلي من النوع DS. العنصر الحساس لمثل هذا الجهاز هو واحد أو اثنان منفاخ. يتم تثبيت المنفاخ 1 و 2 في أحد طرفيه على قاعدة ثابتة ، وفي الطرف الآخر يتم توصيلهما من خلال قضيب متحرك 3. تمتلئ التجاويف الداخلية للمنافخ بالسائل (خليط الماء والجليسرين ، سائل السيليكون العضوي) ومتصلة بـ بعضهم البعض. مع تغير الضغط التفاضلي ، يضغط أحد المنفاخ ، مما يجبر السائل على الخوار الآخر ويحرك جذع مجموعة المنفاخ. يتم تحويل حركة الجذع إلى حركة قلم أو مؤشر أو نمط تكامل أو إشارة إرسال عن بعد تتناسب مع الضغط التفاضلي المقاس.

يتم تحديد الضغط التفاضلي الاسمي بواسطة كتلة نوابض لولبية حلزونية 4.

مع انخفاض الضغط عن القيمة الاسمية ، تسد الأكواب 5 القناة 6 ، وتوقف تدفق السائل وبالتالي تمنع الخوار من التدمير.

أرز. 5 رسم تخطيطي لمقياس الضغط التفاضلي منفاخ

للحصول على معلومات موثوقة حول قيمة أي معلمة ، من الضروري معرفة خطأ جهاز القياس بالضبط. يتم تحديد الخطأ الأساسي للجهاز في نقاط مختلفة من المقياس على فترات زمنية معينة عن طريق التحقق منه ، أي قارن قراءات الجهاز قيد الاختبار مع قراءات جهاز مثالي أكثر دقة. كقاعدة عامة ، يتم إجراء معايرة الأدوات أولاً بقيمة متزايدة للقيمة المقاسة (ضربة أمامية) ، ثم بقيمة متناقصة (ضربة عكسية).

يتم التحقق من مقاييس الضغط بالطرق الثلاث التالية: نقطة الصفر ونقطة التشغيل والمعايرة الكاملة. في هذه الحالة ، يتم إجراء عمليتي التحقق الأولى والثانية مباشرة في مكان العمل باستخدام صمام ثلاثي (الشكل 6).

يتم التحقق من نقطة العمل عن طريق إرفاق مقياس ضغط التحكم بمقياس ضغط العمل ومقارنة قراءاتهم.

يتم إجراء التحقق الكامل من مقاييس الضغط في المختبر على مكبس المعايرة أو مقياس ضغط المكبس ، بعد إزالة مقياس الضغط من مكان العمل.

يعتمد مبدأ تشغيل تثبيت الوزن الساكن لفحص مقاييس الضغط على موازنة القوى الناتجة من ناحية عن طريق الضغط المقاس ، ومن ناحية أخرى ، بواسطة الأحمال التي تعمل على المكبس الموضوع في الأسطوانة.

أرز. 6. مخططات لفحص الصفر ونقاط العمل لمقياس الضغط باستخدام صمام ثلاثي الاتجاه.

أوضاع الصمامات الثلاثية: 1 - العمل ؛ 2 - التحقق من نقطة الصفر ؛ 3 - التحقق من نقطة التشغيل ؛ 4 - تطهير خط النبض.

أجهزة قياس الضغط الزائد تسمى مقاييس الضغط ، الفراغ (الضغط تحت الغلاف الجوي) - مقاييس الفراغ ، الضغط الزائد والفراغ - مقاييس الضغط ، فروق الضغط (التفاضلية) - مقاييس الضغط التفاضلي.

تنقسم الأجهزة الرئيسية المتاحة تجاريًا لقياس الضغط إلى المجموعات التالية وفقًا لمبدأ التشغيل:

سائل - يتم موازنة الضغط المقاس بضغط عمود السائل ؛

الزنبرك - يتم موازنة الضغط المقاس بواسطة قوة التشوه المرن للربيع الأنبوبي ، والغشاء ، والخوار ، وما إلى ذلك ؛

المكبس - يتم موازنة الضغط المقاس بالقوة المؤثرة على مكبس قسم معين.

اعتمادًا على ظروف الاستخدام والغرض ، تنتج الصناعة الأنواع التالية من أدوات قياس الضغط:

التقنية - الأجهزة ذات الأغراض العامة لتشغيل المعدات ؛

التحكم - للتحقق من الأجهزة التقنية في مكان تركيبها ؛

نموذجي - للتحقق من أدوات التحكم والأدوات الفنية والقياسات التي تتطلب دقة متزايدة.

مقاييس ضغط الربيع

غاية. لقياس الضغط الزائد ، يتم استخدام أجهزة قياس الضغط على نطاق واسع ، حيث يعتمد تشغيلها على استخدام تشوه عنصر حساس مرن يحدث تحت تأثير الضغط المقاس. تنتقل قيمة هذا التشوه إلى جهاز القراءة الخاص بأداة القياس ، متدرجة بوحدات الضغط.

كعنصر حساس في مقياس الضغط ، غالبًا ما يتم استخدام زنبرك أنبوبي أحادي الدوران (أنبوب بوردون). الأنواع الأخرى من العناصر الحساسة هي: زنبرك أنبوبي متعدد الدورات ، غشاء مموج مسطح ، غشاء شبيه بالتناسق - منفاخ.

جهاز. تُستخدم مقاييس الضغط ذات الزنبرك الأنبوبي المفرد على نطاق واسع لقياس الضغط الزائد في حدود 0.6 - 1600 kgf / cm². جسم العمل لمقاييس الضغط هذه عبارة عن أنبوب مجوف من قسم بيضاوي أو بيضاوي ، ينحني حول المحيط بمقدار 270 درجة.

يظهر جهاز مقياس الضغط بنابض أنبوبي أحادي الدوران في الشكل 2.64. زنبرك أنبوبي - 2 طرف مفتوح متصل بشكل صارم بالحامل - 6 ، مثبت في السكن - 1 مقياس ضغط. يمر الحامل عبر الوصلة - 7 بخيط يستخدم للتوصيل بخط أنابيب الغاز الذي يقاس فيه الضغط. يتم إغلاق الطرف الحر للزنبرك بسدادة ذات دبوس محوري ومختومة. عن طريق المقود - 5 ، يتم توصيله بآلية نقل تتكون من قطاع تروس - 4 ، إلى جانب ترس - 10 ، يجلس بلا حراك على المحور مع سهم مؤشر - 3. بجانب الترس يوجد مسطح زنبرك حلزوني (شعر) - 9 ، أحد طرفيه متصل بالعتاد ، والآخر ثابت على الرف. يضغط الشعر باستمرار على الأنبوب على جانب واحد من أسنان القطاع ، وبالتالي يزيل رد الفعل العكسي (رد الفعل العكسي) في التروس ويضمن نعومة السهم.

أرز. 2.64. يشير إلى مقياس الضغط بزنبرك أنبوبي بملف واحد

مقاييس ضغط الاتصال الكهربائي

ميعاد.تم تصميم مقاييس ضغط التلامس الكهربائي ومقاييس الفراغ ومقاييس ضغط الضغط لأنواع EKM EKV و EKMV و VE-16rb للقياس أو الإشارة أو التحكم في الضغط (التفريغ) للغازات والسوائل المحايدة فيما يتعلق بالنحاس والفولاذ . أدوات القياس من نوع VE-16rb مصنوعة في غلاف مقاوم للانفجار ويمكن تثبيتها في غرف خطر الحريق والانفجار. يصل جهد التشغيل لأجهزة التلامس الكهربائي إلى 380 فولت أو حتى 220 فولت تيار مستمر.

جهازإن جهاز مقاييس ضغط التلامس الكهربائي مشابه للمقاييس الزنبركية ، مع الاختلاف الوحيد في أن جسم مقياس الضغط له أبعاد هندسية كبيرة بسبب تركيب مجموعات التلامس. الجهاز وقائمة العناصر الرئيسية لمقاييس ضغط الاتصال الكهربائي موضحة في الشكل. 2.65 ..

مقاييس نموذجية.

ميعاد. تم تصميم مقاييس الضغط النموذجية ومقاييس الفراغ لأنواع MO و VO لاختبار مقاييس الضغط ومقاييس الفراغ ومقاييس الضغط والفراغ المجمعة لقياس الضغط وندرة السوائل والغازات غير العدوانية في ظروف المختبر.

تم تصميم أجهزة قياس الضغط من نوع MKO ومقاييس الفراغ من نوع VKO للتحقق من صلاحية تشغيل مقاييس ضغط العمل في مكان تركيبها وللتحكم في قياس الضغط الزائد والفراغ.

أرز. 2.65. أجهزة قياس الضغط الكهربائي: أ - نوع EKM ؛ ECMW ؛ مكافئ ؛

ب - نوع VE - 16 Rb الأجزاء الرئيسية: زنبرك أنبوبي ؛ مقياس؛ التليفون المحمول

آلية؛ مجموعة من الاتصالات المتحركة تركيب مدخل

مقاييس الضغط الكهربائية

غاية. تم تصميم أجهزة قياس الضغط الكهربائية من نوع MED للتحويل المستمر للضغط الزائد أو ضغط الفراغ إلى إشارة خرج موحدة للتيار المتردد. تُستخدم هذه الأجهزة للعمل جنبًا إلى جنب مع أجهزة المحولات التفاضلية الثانوية وآلات التحكم المركزية ومستقبلات المعلومات الأخرى القادرة على استقبال إشارة قياسية في شكل محاثة متبادلة.

الجهاز ومبدأ العملية. يعتمد مبدأ تشغيل الجهاز ، مثله مثل مقاييس الضغط بزنبرك أنبوبي أحادي الدوران ، على استخدام تشوه عنصر حساس مرن عند تطبيق ضغط مُقاس عليه. يظهر جهاز مقياس الضغط الكهربائي من نوع MED في الشكل. 2.65 (ب). العنصر الحساس المرن للجهاز هو زنبرك أنبوبي - 1 ، مثبت في الحامل - 5. شريط - 6 مشدود إلى الحامل ، حيث تم تثبيت الملف - 7 من المحول التفاضلي. يتم أيضًا تركيب مقاومات ثابتة ومتغيرة على الحامل. الملف مغطى بشاشة. يتم توفير الضغط المقاس للحامل. الحامل متصل بالعلبة - ببراغي - 4. صندوق سبائك الألومنيوم مغلق بغطاء مثبت عليه موصل القابس - 3. النواة - 8 من المحول التفاضلي متصل بالطرف المتحرك للأنبوب زنبرك ببرغي خاص - 9. عند الضغط على الجهاز ، يتشوه الزنبرك الأنبوبي ، مما يتسبب في تناسق مع الضغط المقاس ، وحركة الطرف المتحرك للنابض ولب المحول التفاضلي المرتبط به.

المتطلبات التشغيلية لمقاييس الضغط للأغراض الفنية:

· عند تثبيت مقياس الضغط ، يجب ألا يتجاوز ميل القرص من العمودي 15 درجة ؛

في حالة عدم العمل ، يجب أن يكون مؤشر جهاز القياس في وضع الصفر ؛

· تم التحقق من مقياس الضغط وله علامة تجارية وختم يشير إلى تاريخ التحقق ؛

· عدم وجود أضرار ميكانيكية في جسم مقياس الضغط ، أو الجزء الملولب من التركيب ، وما إلى ذلك ؛

· المقياس الرقمي مرئي جيدًا لموظفي الخدمة ؛

عند قياس ضغط وسط غازي رطب (غاز ، هواء) ، يتم عمل الأنبوب الموجود أمام مقياس الضغط على شكل حلقة تتكثف فيها الرطوبة ؛

· يجب تركيب محبس أو صمام في المكان الذي يتم فيه قياس الضغط (قبل مقياس الضغط) ؛

· يجب استخدام حشوات مصنوعة من الجلد والرصاص والنحاس الأحمر الملدن وفلوروبلاست لإغلاق نقطة التوصيل لتركيب مقياس الضغط. لا يسمح باستخدام السحب والمينيوم.

تستخدم أدوات قياس الضغط في العديد من الصناعات ويتم تصنيفها حسب الغرض منها على النحو التالي:

البارومترات - قياس الضغط الجوي.

· مقاييس الفراغ - قياس ضغط الفراغ.

المانومترات - قياس الضغط الزائد.

· مقاييس الفراغ - قياس الفراغ وقياس الضغط.

باروفاكوميترز - قياس الضغط المطلق.

· مقاييس الضغط التفاضلي - قياس الفرق في الضغط.

وفقًا لمبدأ التشغيل ، يمكن أن تكون أجهزة قياس الضغط من الأنواع التالية:

الجهاز سائل (الضغط متوازن بوزن عمود السائل).

· أدوات المكبس (يتم موازنة الضغط المقاس بالقوة الناتجة عن الأوزان المعايرة).

· الأجهزة ذات الإرسال عن بعد للقراءات (يتم استخدام التغييرات في الخصائص الكهربائية المختلفة لمادة ما تحت تأثير الضغط المقاس).

· الجهاز عبارة عن زنبرك (يتم موازنة الضغط المقاس بالقوى المرنة للزنبرك ، والتي يعمل تشوهها كمقياس للضغط).

إلى عن على تستخدم قياسات الضغط أدوات مختلفة , والتي يمكن تقسيمها إلى مجموعتين رئيسيتين: سائلة وميكانيكية.

أبسط جهاز هو مقياس الضغط الحجاجي يقيس الضغط في سائل بارتفاع عمود من نفس السائل. إنه أنبوب زجاجي مفتوح من أحد طرفيه (الأنبوب في الشكل 14 أ). مقياس الضغط هو جهاز حساس ودقيق للغاية ، ولكنه مفيد فقط عند قياس الضغوط الصغيرة ، وإلا فإن الأنبوب طويل جدًا ، مما يعقد استخدامه.

لتقليل طول أنبوب القياس ، يتم استخدام أجهزة ذات سائل عالي الكثافة (على سبيل المثال ، الزئبق). مقياس ضغط الزئبق عبارة عن أنبوب على شكل حرف U ، ممتلئ بمرفقه المنحني بالزئبق (الشكل 14 ب). تحت تأثير الضغط في الوعاء ، ينخفض ​​مستوى الزئبق في الركبة اليسرى لمقياس الضغط ، وفي اليمين يرتفع.

مقياس الضغط التفاضليتستخدم في الحالات التي يكون فيها من الضروري قياس ليس الضغط في الوعاء ، ولكن فرق الضغط في وعاءين أو عند نقطتين من وعاء واحد (الشكل 14 ج).

يقتصر استخدام الأجهزة السائلة على منطقة الضغط المنخفض نسبيًا. إذا كان من الضروري قياس الضغط العالي ، يتم استخدام أجهزة من النوع الثاني - الأجهزة الميكانيكية.

مقياس الربيعهي أكثر الأجهزة الميكانيكية شيوعًا. يتكون (الشكل 15 أ) من أنبوب نحاسي أو فولاذي مجوف ذي جدران رقيقة (زنبرك) 1 ، أحد طرفيه محكم الإغلاق ومتصل بواسطة جهاز محرك 2 بآلية تروس 3. يوجد سهم 4 على المحور من آلية التروس الطرف الثاني من الأنبوب مفتوح ومتصل بالوعاء الذي يقاس فيه الضغط. تحت تأثير الضغط ، يتم تشويه (تقويم) الزنبرك ، ومن خلال جهاز القيادة ، يتم تشغيل سهم ، من خلال انحرافه يتم تحديد قيمة الضغط على مقياس 5.

مقاييس ضغط الحجاب الحاجزتشير أيضًا إلى الميكانيكية (الشكل 15 ب). في نفوسهم ، بدلاً من الزنبرك ، يتم تثبيت غشاء رقيق 1 (معدن أو مادة مطاطية). ينتقل تشوه الغشاء بواسطة جهاز دفع إلى سهم يشير إلى قيمة الضغط.

تتميز مقاييس الضغط الميكانيكية ببعض المزايا مقارنة بمقاييس ضغط السائل: قابلية النقل ، والتنوع ، وسهولة البناء والتشغيل ، ومجموعة واسعة من الضغوط المقاسة.

لقياس ضغوط أقل من مقاييس الفراغ الجوية ، يتم استخدام مقاييس الفراغ السائلة والميكانيكية ، والتي يكون مبدأ تشغيلها هو نفس مبدأ مقاييس الضغط.

مبدأ السفن الموصلة .

الأواني المستطرقة

التواصل تسمى الأوعية التي تحتوي على قناة مليئة بالسائل فيما بينها. تظهر الملاحظات أنه في الأوعية المتصلة من أي شكل ، يتم دائمًا ضبط السائل المتجانس على نفس المستوى.

تتصرف السوائل غير المتشابهة بشكل مختلف حتى في الأوعية المتصلة من نفس الشكل والحجم. لنأخذ وعاءين أسطوانيين متصلين من نفس القطر (الشكل 51) ، ونصب طبقة من الزئبق على قاعهما (مظللة) ، وفوقها ، نسكب سائلًا بكثافة مختلفة في الأسطوانات ، على سبيل المثال ، r 2 h 1).

حدد عقليًا داخل الأنبوب الذي يربط الأوعية المتصلة والمليئة بالزئبق ، وهي منطقة من المنطقة S ، متعامدة على السطح الأفقي. نظرًا لأن السوائل في حالة راحة ، فإن الضغط على هذه المنطقة من اليسار واليمين هو نفسه ، أي p1 = p2. وفقًا للصيغة (5.2) ، الضغط الهيدروستاتيكي p 1 =  1 gh 1 و p 2 =  2 gh 2. معادلة هذه التعبيرات ، نحصل على r 1 h 1 = r 2 h 2 ، من أين

ح 1 / س 2 \ u003d ص 2 / ص 1. (5.4)

بالتالي ، يتم تثبيت السوائل غير المتشابهة عند الراحة في الأوعية المتصلة بطريقة تتناسب ارتفاعات أعمدتها عكسًا مع كثافات هذه السوائل.

إذا كانت r 1 = r 2 ، فإن الصيغة (5.4) تعني أن h 1 = h 2 ، أي يتم تثبيت السوائل المتجانسة في الأوعية المتصلة على نفس المستوى.

إبريق الشاي وصنبورها عبارة عن أوعية متصلة: الماء في نفس المستوى. لذلك يجب أن يكون صنبور إبريق الشاي

جهاز السباكة.

تم تركيب خزان مياه كبير (برج مياه) على البرج. يتم إدخال أنابيب من الخزان مع عدد من الفروع إلى المنازل. نهايات الأنابيب مغلقة بالصنابير. عند الحنفية ، يكون ضغط الماء الذي يملأ الأنابيب مساويًا لضغط عمود الماء ، والذي يبلغ ارتفاعه مساويًا لفرق الارتفاع بين الصنبور والسطح الحر للمياه في الخزان. نظرًا لتركيب الخزان على ارتفاع عشرات الأمتار ، يمكن أن يصل الضغط عند الصنبور إلى عدة أجواء. من الواضح أن ضغط الماء في الطوابق العليا أقل من ضغط الطوابق السفلية.

يتم توفير المياه لخزان برج المياه عن طريق المضخات

انبوب ماء.

وفقًا لمبدأ الأوعية المتصلة ، يتم ترتيب أنابيب قياس المياه لخزانات المياه. توجد مثل هذه الأنابيب ، على سبيل المثال ، على الخزانات في عربات السكك الحديدية. في أنبوب زجاجي مفتوح متصل بالخزان ، يكون الماء دائمًا على نفس مستوى الخزان نفسه. إذا تم تركيب أنبوب عداد مياه على غلاية بخار ، فسيتم توصيل الطرف العلوي من الأنبوب به أعلىغلاية مملوءة بالبخار.

يتم ذلك بحيث تكون الضغوط فوق السطح الحر للماء في الغلاية وفي الأنبوب متماثلة.

بيترهوف عبارة عن مجموعة رائعة من الحدائق والقصور والنوافير. هذه هي المجموعة الوحيدة في العالم التي تعمل نوافيرها بدون مضخات وهياكل مائية معقدة. تستخدم هذه النوافير مبدأ السفن المتصلة - يتم أخذ مستويات النوافير وبرك التخزين في الاعتبار.

خاصية الضغط هي القوة التي تعمل بشكل موحد على وحدة مساحة سطح الجسم. تؤثر هذه القوة على العمليات التكنولوجية المختلفة. يقاس الضغط بالباسكال. واحد باسكال يساوي ضغط قوة مقدارها نيوتن واحد على مساحة سطح مقدارها 1 م 2.

أنواع الضغط

• الغلاف الجوي.

• مكنسة.

• إفراط.

• مطلق.

الغلاف الجويالضغط ناتج عن الغلاف الجوي للأرض.

مكنسةالضغط هو ضغط أقل من الضغط الجوي.

إفراطالضغط هو مقدار الضغط الأكبر من الضغط الجوي.

مطلقيتم تحديد الضغط من قيمة الصفر المطلق (الفراغ).

أنواعها وعملها

تسمى الأدوات التي تقيس الضغط أجهزة قياس الضغط. في الهندسة ، غالبًا ما يكون من الضروري تحديد الضغط الزائد. تتسبب مجموعة كبيرة من قيم الضغط المقاسة ، والظروف الخاصة لقياسها في العمليات التكنولوجية المختلفة ، في مجموعة متنوعة من أنواع مقاييس الضغط ، والتي لها اختلافات خاصة بها في ميزات التصميم وفي مبدأ التشغيل. ضع في اعتبارك الأنواع الرئيسية المستخدمة.

بارومترات

البارومتر هو جهاز يقيس ضغط الهواء في الغلاف الجوي. هناك عدة أنواع من البارومترات.

الزئبقيعمل البارومتر على أساس حركة الزئبق في أنبوب بمقياس معين.

سائليعمل البارومتر على مبدأ موازنة السائل مع ضغط الغلاف الجوي.

مقياس اللاسائليةيعمل على تغيير أبعاد صندوق معدني محكم الغلق بداخله فراغ تحت تأثير الضغط الجوي.

إلكترونييعتبر البارومتر أداة أكثر حداثة. يقوم بتحويل معلمات اللاسائلية التقليدية إلى إشارة رقمية معروضة على شاشة عرض بلورية سائلة.

أجهزة قياس السائل

في هذه النماذج من الأجهزة ، يتم تحديد الضغط من خلال ارتفاع عمود السائل ، والذي يعادل هذا الضغط. غالبًا ما يتم تصنيع الأجهزة السائلة على شكل أوعية زجاجية متصلة ببعضها البعض ، حيث يتم سكب السائل (الماء والزئبق والكحول).

رسم بياني 1

يتم توصيل أحد طرفي الحاوية بالوسيط المقاس والآخر مفتوح. تحت ضغط الوسط ، يتدفق السائل من وعاء إلى آخر حتى يتساوى الضغط. الفرق في مستويات السائل يحدد الضغط الزائد. تقيس هذه الأجهزة الفرق في الضغط والفراغ.

يوضح الشكل 1 أ مقياس ضغط ثنائي الأنابيب لقياس الفراغ والمقياس والضغط الجوي. العيب هو خطأ كبير في قياس الضغط مع النبض. في مثل هذه الحالات ، يتم استخدام مقاييس ضغط أنبوب واحد (الشكل 1 ب). لديهم حافة واحدة لسفينة أكبر. الكوب متصل بتجويف قابل للقياس ، يؤدي ضغطه إلى تحريك السائل إلى الجزء الضيق من الوعاء.

عند القياس ، يؤخذ في الاعتبار ارتفاع السائل فقط في الكوع الضيق ، لأن السائل يغير مستواه في الكوب بشكل ضئيل ، وهذا مهمل. لقياس الضغط الزائد الصغير ، يتم استخدام ميكرومومتر أنبوب واحد مع أنبوب مائل بزاوية (الشكل 1 ج). كلما زاد ميل الأنبوب ، زادت دقة قراءات الجهاز ، بسبب زيادة طول مستوى السائل.

المجموعة الخاصة هي أجهزة قياس الضغط حيث تعمل حركة السائل في الخزان على عنصر حساس - عوامة (1) في الشكل 2 أ ، حلقة (3) (الشكل 2 ج) أو جرس (2) (الشكل 2 ب) ، والتي ترتبط بسهم ، وهو مؤشر ضغط.

الصورة 2

مزايا هذه الأجهزة هي الإرسال عن بعد وتسجيل القيم.

مقاييس ضغط التشوه

في المجال التقني ، اكتسبت أجهزة التشوه لقياس الضغط شعبية. مبدأ عملها هو تشويه العنصر الحساس. يظهر هذا التشوه تحت تأثير الضغط. يتم توصيل المكون المرن بجهاز قراءة به مقياس متدرج بوحدات الضغط. تنقسم مقاييس التشوه إلى:

• ينبوع.
• منفاخ.
• غشاء.

تين. 3

مقاييس الربيع

في هذه الأجهزة ، يكون العنصر الحساس عبارة عن زنبرك متصل بالسهم بواسطة آلية نقل. يعمل الضغط داخل الأنبوب ، ويحاول القسم أن يأخذ شكلًا دائريًا ، ويحاول الزنبرك (1) الاسترخاء ، ونتيجة لذلك ، يتحرك المؤشر على طول المقياس (الشكل 3 أ).

مقاييس ضغط الحجاب الحاجز

في هذه الأجهزة ، يكون المكون المرن هو الغشاء (2). ينثني تحت الضغط ويعمل على السهم بمساعدة آلية نقل. الغشاء مصنوع حسب نوع الصندوق (3). هذا يزيد من دقة وحساسية الجهاز بسبب الانحراف الأكبر عند الضغط المتساوي (الشكل 3 ب).

مقاييس ضغط المنفاخ

في الأجهزة من نوع الخوار (الشكل 3 ج) ، يكون العنصر المرن هو المنفاخ (4) ، والذي يتم تصنيعه على شكل أنبوب مموج رفيع الجدران. هذا الأنبوب مضغوط. في هذه الحالة ، يزداد طول المنفاخ ، وبمساعدة آلية النقل ، يتم تحريك إبرة مقياس الضغط.

تُستخدم أنواع منفاخ وأغشية من مقاييس الضغط لقياس الضغط الزائد الطفيف والفراغ ، لأن المكون المرن له صلابة قليلة. عندما يتم استخدام هذه الأجهزة لقياس الفراغ ، يتم استدعاؤها مقاييس المسودة. جهاز قياس الضغط مقياس الضغط ، لقياس الضغط الزائد والفراغ مقاييس الاتجاه .

تتميز مقاييس الضغط من نوع التشوه بميزة على النماذج السائلة. إنها تسمح لك بنقل القراءات عن بُعد وتسجيلها تلقائيًا.

هذا بسبب تحول تشوه المكون المرن إلى إشارة خرج التيار الكهربائي. يتم تسجيل الإشارة بواسطة أجهزة القياس التي يتم معايرتها في وحدات الضغط. تسمى هذه الأجهزة مقاييس تشوه كهربائية. لقد وجدت محولات قياس التوتر والمحولات التفاضلية والمغناطيسية استخدامًا واسعًا.

محول المحولات التفاضلية

الشكل 4

مبدأ تشغيل هذا المحول هو التغيير في قوة تيار الحث اعتمادًا على حجم الضغط.

تحتوي الأجهزة التي تحتوي على مثل هذا المحول على زنبرك أنبوبي (1) ، والذي يحرك النواة الفولاذية (2) للمحول ، وليس السهم. نتيجة لذلك ، تتغير قوة تيار الحث الموفر من خلال مكبر الصوت (4) لجهاز القياس (3).

أجهزة قياس ضغط التعديل المغناطيسي

في مثل هذه الأجهزة ، يتم تحويل القوة إلى إشارة تيار كهربائي بسبب حركة المغناطيس المرتبط بالمكون المرن. عند التحرك ، يعمل المغناطيس على محول تعديل مغناطيسي.

يتم تضخيم الإشارة الكهربائية في مضخم أشباه الموصلات وتغذيتها لأجهزة القياس الكهربائية الثانوية.

مقاييس الضغط

تعمل المحولات القائمة على مقياس الضغط على أساس اعتماد المقاومة الكهربائية لمقياس الضغط على حجم التشوه.

الشكل 5

يتم إصلاح خلايا الحمل (1) (الشكل 5) على العنصر المرن للجهاز. تنشأ الإشارة الكهربائية عند الخرج بسبب تغيير في مقاومة مقياس الضغط ، ويتم تثبيتها بواسطة أجهزة قياس ثانوية.

مقاييس ضغط الاتصال الكهربائي

الشكل 6

المكون المرن في الجهاز عبارة عن زنبرك أنبوبي ذو دورة واحدة. يتم عمل جهات الاتصال (1) و (2) لأي علامات مقياس للجهاز عن طريق تدوير المسمار في الرأس (3) ، الموجود على الجانب الخارجي من الزجاج.

عندما ينخفض ​​الضغط ويتم الوصول إلى الحد الأدنى ، يقوم السهم (4) بمساعدة جهة الاتصال (5) بتشغيل دائرة المصباح باللون المقابل. عندما يرتفع الضغط إلى الحد الأعلى ، والذي يتم ضبطه عن طريق التلامس (2) ، يغلق السهم دائرة المصباح الأحمر بملامسة (5).

فصول الدقة

تنقسم أجهزة قياس الضغط إلى فئتين:

1. نموذجي.

2. عمال.

تحدد الأدوات النموذجية الخطأ في قراءات أدوات العمل التي تدخل في تكنولوجيا الإنتاج.

ترتبط فئة الدقة بالخطأ المسموح به ، وهو انحراف مقياس الضغط عن القيم الفعلية. يتم تحديد دقة الجهاز من خلال النسبة المئوية للحد الأقصى المسموح به للخطأ إلى القيمة الاسمية. كلما زادت النسبة ، قلت دقة الجهاز.

تتميز مقاييس الضغط المرجعية بدقة أعلى بكثير من نماذج العمل ، حيث إنها تعمل على تقييم توافق قراءات نماذج العمل للأجهزة. تُستخدم مقاييس الضغط النموذجية بشكل أساسي في المختبر ، لذا فهي مصنوعة دون حماية إضافية من البيئة الخارجية.

تحتوي مقاييس ضغط الزنبرك على 3 فئات دقة: 0.16 و 0.25 و 0.4. نماذج العمل لمقاييس الضغط لها فئات دقة من 0.5 إلى 4.

تطبيق مقاييس الضغط

تعتبر أدوات قياس الضغط أكثر الأدوات شيوعًا في الصناعات المختلفة عند العمل بالمواد الخام السائلة أو الغازية.

ندرج الأماكن الرئيسية لاستخدام هذه الأجهزة:

• في صناعة الغاز والنفط.
• في الهندسة الحرارية للتحكم في ضغط حامل الطاقة في خطوط الأنابيب.
• في صناعة الطيران وصناعة السيارات وصيانة الطائرات والسيارات.
• في صناعة بناء الآلات عند استخدام الوحدات الهيدروميكانيكية والهيدروديناميكية.
• في الأجهزة والأجهزة الطبية.
• في معدات السكك الحديدية والنقل.
• في الصناعة الكيميائية لتحديد ضغط المواد في العمليات التكنولوجية.
• في الأماكن التي تستخدم فيها الآليات والوحدات الهوائية.

البحث عن نص كامل.

الفصل 2. المقاييس السائلة

لطالما كانت قضايا إمدادات المياه للبشرية مهمة للغاية ، وقد اكتسبت أهمية خاصة مع تطور المدن وظهورها فيها. نوع مختلفالإنتاج. في الوقت نفسه ، أصبحت مشكلة قياس ضغط المياه ، أي الضغط الضروري ليس فقط لضمان توفير المياه من خلال نظام إمدادات المياه ، ولكن أيضًا لتشغيل الآليات المختلفة ، أكثر إلحاحًا. يعود شرف المكتشف إلى أكبر فنان وعالم إيطالي ليوناردو دافنشي (1452-1519) ، والذي كان أول من استخدم أنبوب قياس الضغط لقياس ضغط المياه في خطوط الأنابيب. لسوء الحظ ، نُشر كتابه "حول الحركة وقياس الماء" فقط في القرن التاسع عشر. لذلك ، من المقبول عمومًا أنه لأول مرة تم إنشاء مقياس ضغط السائل في عام 1643 من قبل العالمين الإيطاليين Torricelli و Viviaii ، طلاب Galileo Galilei ، الذين اكتشفوا ، عند دراسة خصائص الزئبق الموضوعة في أنبوب ، وجود ضغط جوي . هذه هي الطريقة التي ولد بها مقياس الزئبق. على مدى السنوات العشر إلى الخمس عشرة التالية ، تم إنشاء أنواع مختلفة من مقاييس ضغط السوائل في فرنسا (B. في عام 1652 ، أظهر O. Guericke جاذبية الغلاف الجوي من خلال تجربة مذهلة باستخدام نصفي الكرة المضخوخة ، والتي لم تستطع فصل فريقين من الخيول ("نصفي الكرة Magdeburg الشهير").

أدى التطور الإضافي للعلوم والتكنولوجيا إلى ظهور عدد كبير من مقاييس ضغط السائل من أنواع مختلفة ، والتي يتم استخدامها: حتى الآن في العديد من الصناعات: الأرصاد الجوية والطيران وتكنولوجيا الفراغ الكهربائي والجيوديسيا والاستكشاف الجيولوجي والفيزياء والقياس ، ومع ذلك ، نظرًا لعدد من الميزات المحددة للتشغيل الأساسي لمقاييس ضغط السائل ، فإن جاذبيتها النوعية صغيرة نسبيًا مقارنة بأنواع أخرى من مقاييس الضغط ومن المحتمل أن تنخفض في المستقبل. ومع ذلك ، فإنها لا تزال لا غنى عنها للقياسات عالية الدقة بشكل خاص في نطاق الضغط بالقرب من الضغط الجوي. لم تفقد مقاييس ضغط السائل أهميتها في عدد من المجالات الأخرى (القياس المجهري ، والضغط الجوي ، والأرصاد الجوية ، والبحوث الفيزيائية والتقنية).

2.1. الأنواع الرئيسية لأجهزة قياس ضغط السوائل ومبادئ عملها

يمكن توضيح مبدأ تشغيل أجهزة قياس ضغط السائل من خلال مثال مقياس ضغط السائل على شكل حرف U (الشكل. 4 ا ) ، تتكون من أنبوبين عموديين مترابطين 1 و 2 ،

نصف مملوءة بالسائل. وفقًا لقوانين الهيدروستاتيك ، مع ضغوط متساوية ص انا و ص 2 سوف تستقر الأسطح السائلة الحرة (الغضروف المفصلي) في كلا الأنبوبين المستوى الأول - أنا. إذا تجاوز أحد الضغوط الآخر (ص \ > ص 2) ، ثم سيؤدي اختلاف الضغط إلى انخفاض مستوى السائل في الأنبوب 1 وبالتالي ارتفاع الأنبوب 2, حتى يتم الوصول إلى حالة التوازن. في نفس الوقت على المستوى

II-P ستأخذ معادلة التوازن الشكل

Ap \ u003d pi -p 2 \ u003d H R "g ، (2.1)

أي أن فرق الضغط يتحدد بضغط ارتفاع عمود السائل ح بكثافة r.

تعتبر المعادلة (1.6) من وجهة نظر قياس الضغط أساسية ، حيث يتم تحديد الضغط في النهاية من خلال الكميات الفيزيائية الرئيسية - الكتلة والطول والوقت. هذه المعادلة صالحة لجميع أنواع أجهزة قياس السائل بدون استثناء. يشير هذا إلى تعريف أن مقياس ضغط السائل هو مقياس ضغط يتم فيه موازنة الضغط المقاس بضغط عمود السائل المتكون تحت تأثير هذا الضغط. من المهم التأكيد على أن مقياس الضغط في أجهزة قياس السائل هو

ارتفاع المنضدة السائلة ، كان هذا الظرف هو الذي أدى إلى ظهور وحدات ضغط مم من الماء. الفن ، مم زئبق فن. وغيرها التي تتبع بشكل طبيعي من مبدأ تشغيل أجهزة قياس ضغط السائل.

مقياس ضغط السائل الكأس (الشكل 4 ، ب) يتكون من أكواب مترابطة 1 وأنبوب عمودي 2, علاوة على ذلك ، فإن مساحة المقطع العرضي للكوب أكبر بكثير من مساحة الأنبوب. لذلك ، تحت تأثير فرق الضغط أر التغير في مستوى السائل في الكوب أقل بكثير من ارتفاع مستوى السائل في الأنبوب: ح \ = ح ص و / و ، أين ح ! - تغيير في مستوى السائل في الكوب ؛ ح 2 - تغيير مستوى السائل في الأنبوب ؛ / - منطقة المقطع العرضي للأنبوب ؛ F - مساحة مقطعية للكأس.

ومن هنا ارتفاع عمود السائل الذي يوازن الضغط المقاس ح - ح س + ح 2 = # 2 (1 + f / F) ، وفرق الضغط المقاس

Pi - Rg = ح 2 ص؟ - (1 + f / F. ). (2.2)

لذلك ، بمعامل معروف ك = 1 + و / و يمكن تحديد فرق الضغط من خلال التغيير في مستوى السائل في أنبوب واحد ، مما يبسط عملية القياس.

مقياس ضغط مزدوج الكأس (الشكل 4 ، في) يتكون من كوبين متصلين بخرطوم مرن 1 و 2 أحدهما ثابت بشكل صارم ، والثاني يمكن أن يتحرك في الاتجاه الرأسي. مع ضغوط متساوية ص و ص 2 الأكواب ، وبالتالي ، فإن الأسطح الحرة للسائل هي في نفس المستوى I-I. اذا كان ص > ص 2 ثم كوب 2 يرتفع حتى يتم الوصول إلى التوازن وفقًا للمعادلة (2.1).

تحدد وحدة مبدأ تشغيل أجهزة قياس ضغط السائل بجميع أنواعها مدى تنوعها من حيث إمكانية قياس الضغط من أي نوع - المطلق والقياس وفرق الضغط.

سيتم قياس الضغط المطلق إذا ص 2 = 0 ، أي عندما تكون المساحة فوق مستوى السائل في الأنبوب 2 تضخ. ثم يقوم عمود السائل في مقياس الضغط بموازنة الضغط المطلق في الأنبوب

أنا ، T.e.p a6c = tf p ز.

عند قياس الضغط الزائد ، يتصل أحد الأنابيب بالضغط الجوي ، على سبيل المثال ، ص 2 \ u003d ص تك. إذا كان الضغط المطلق في الأنبوب 1 أكثر من الضغط الجوي (ر i> p aT m)> ثم ، وفقًا لـ (1.6) ، عمود السائل في الأنبوب 2 موازنة الضغط الزائد في الأنبوب 1 } أي p و = ح ص ز: إذا ، على العكس من ذلك ، ص س < р атм, то столб жидкости в трубке 1 سيكون مقياس الضغط الزائد السلبي p و = -ح ص ز.

عند قياس الفرق بين ضغوطتين ، كل منهما لا يساوي الضغط الجوي ، تكون معادلة القياس Ap \ u003d p \ - p 2 - \ u003d H. - ر "ز. كما في الحالة السابقة ، يمكن أن يأخذ الفرق قيمًا موجبة وسالبة.

من الخصائص المترولوجية الهامة لأدوات قياس الضغط حساسية نظام القياس ، والتي تحدد إلى حد كبير دقة القراءة أثناء القياسات والقصور الذاتي. بالنسبة لأدوات قياس الضغط ، تُفهم الحساسية على أنها نسبة التغيير في قراءات الأداة إلى التغيير في الضغط الذي تسبب في ذلك (u = AN / Ar) . بشكل عام ، عندما لا تكون الحساسية ثابتة على مدى القياس

ن = ليم في آر - * ¦ 0, (2.3)

أين AN - تغيير في قراءات مقياس ضغط السائل ؛ أر هو التغيير المقابل في الضغط.

مع الأخذ في الاعتبار معادلات القياس ، نحصل على: حساسية مقياس ضغط على شكل حرف U أو كوبين (انظر الشكل 4 ، أ و 4 ، ج)

ن =(2A 'a ~>

حساسية مقياس ضغط الكوب (انظر الشكل 4 ، ب)

R-gy \ llF) ¦ (2 " 4 ’ 6)

كقاعدة عامة ، لمقاييس الضغط المتكررة F »/ ، وبالتالي ، فإن الانخفاض في حساسيتها مقارنة بمقاييس الضغط على شكل حرف U غير مهم.

من المعادلات (2.4 ، أ ) و (2.4 ، ب) يتبع ذلك أن الحساسية يتم تحديدها بالكامل بواسطة كثافة السائل R ، ملء نظام القياس بالجهاز. ولكن ، من ناحية أخرى ، تحدد قيمة كثافة السائل وفقًا لـ (1.6) نطاق قياس مقياس الضغط: فكلما زاد حجمه ، زاد الحد الأعلى للقياسات. وبالتالي ، فإن القيمة النسبية لخطأ القراءة لا تعتمد على قيمة الكثافة. لذلك ، لزيادة الحساسية ، وبالتالي الدقة ، تم تطوير عدد كبير من أجهزة القراءة بناءً على مبادئ التشغيل المختلفة ، بدءًا من تثبيت موضع مستوى السائل بالنسبة لمقياس الضغط عن طريق العين (خطأ قراءة حوالي 1 مم) وتنتهي باستخدام أدق طرق التداخل (خطأ القراءة 0.1-0.2 ميكرومتر). يمكن العثور على بعض هذه الطرق أدناه.

يتم تحديد نطاقات قياس مانومتر السائل وفقًا لـ (1.6) من خلال ارتفاع عمود السائل ، أي أبعاد مقياس الضغط وكثافة السائل. يعتبر الزئبق أثقل سائل في الوقت الحالي ، حيث تبلغ كثافته p = 1.35951 10 4 kg / m 3. ينتج عمود من الزئبق بارتفاع 1 متر ضغطًا يبلغ حوالي 136 كيلو باسكال ، أي ضغط لا يزيد كثيرًا عن الضغط الجوي. لذلك ، عند قياس الضغوط بترتيب 1 ميجا باسكال ، تكون أبعاد مقياس الضغط قابلة للمقارنة في الارتفاع بارتفاع مبنى مكون من ثلاثة طوابق ، مما يمثل مضايقات تشغيلية كبيرة ، ناهيك عن الحجم المفرط للهيكل. ومع ذلك ، فقد بذلت محاولات لإنشاء مقاييس ضغط عالية جدًا من الزئبق. تم تسجيل الرقم القياسي العالمي في باريس ، حيث تم تركيب مقياس ضغط بعمود زئبقي يبلغ حوالي 250 مترًا ، وهو ما يعادل 34 ميجا باسكال ، على أساس هياكل برج إيفل الشهير. حاليًا ، تم تفكيك مقياس الضغط هذا بسبب عدم جدواه. ومع ذلك ، فإن مقياس ضغط الزئبق الخاص بالمعهد الفيزيائي التقني في ألمانيا ، الفريد من نوعه في خصائصه المترولوجية ، لا يزال قيد الخدمة. مقياس الضغط هذا ، المُركب في برج من طابق iO ، له حد قياس أعلى يبلغ 10 ميجا باسكال مع دقة أقل من 0.005٪. الغالبية العظمى من مقاييس ضغط الزئبق لها حدود عليا تصل إلى 120 كيلو باسكال وأحيانًا تصل فقط إلى 350 كيلو باسكال. عند قياس ضغوط صغيرة نسبيًا (تصل إلى 10-20 كيلو باسكال) ، يتم ملء نظام قياس ضغط السائل بالماء والكحول والسوائل الخفيفة الأخرى. في هذه الحالة ، نطاقات القياس عادة ما تصل إلى 1-2.5 كيلو باسكال (ميكرومومتر). حتى بالنسبة للضغوط المنخفضة ، تم تطوير طرق لزيادة الحساسية دون استخدام أجهزة قراءة معقدة.

مقياس ميكرومانوميتر (الشكل 5) ، يتكون من كوب أنا وهو متصل بالأنبوب 2 ، مثبت بزاوية أ إلى المستوى الأفقي

أنا-أنا. إذا ، مع ضغوط متساوية بيو ص 2كانت أسطح السائل في الكوب والأنبوب عند المستوى I-I ، ثم زيادة الضغط في الكوب (ر 1> Pr) سيؤدي إلى انخفاض مستوى السائل في الكوب وارتفاعه في الأنبوب. في هذه الحالة ، ارتفاع عمود السائل ح 2 وطوله على طول محور الأنبوب L2 سوف تكون مرتبطة بالعلاقة H 2 \ u003d L 2 الخطيئة أ.

بالنظر إلى معادلة استمرارية السوائل H ، F \ u003d ب 2 / ، ليس من الصعب الحصول على معادلة القياس لمقياس ميكرومومتر

ص t -p 2 \ u003d ن ص "ز \ u003d ل 2 ص ح (سينا + -) ، (2.5)

أين ب 2 - تحريك مستوى السائل في الأنبوب على طول محوره ؛ أ - زاوية ميل الأنبوب إلى الأفقي ؛ باقي التعيينات هي نفسها.

المعادلة (2.5) تعني أن الخطيئة أ «1 و و / و «ستتجاوز إزاحة مستوى السائل في الأنبوب عدة مرات ارتفاع عمود السائل المطلوب لموازنة الضغط المقاس.

حساسية الميكرومومتر بأنبوب مائل وفقًا لـ (2.5)

كما يتضح من (2.6) ، فإن الحساسية القصوى للميكرومومتر مع أنبوب أفقي (أ = س)

أي فيما يتعلق بمناطق الكأس والأنبوب ، أكثر من في مقياس ضغط على شكل حرف U.

الطريقة الثانية لزيادة الحساسية هي موازنة الضغط بعمود من سائلين غير قابلين للامتزاج. يتم تعبئة مقياس ضغط الكأسين (الشكل 6) بالسوائل بحيث تكون حدودها

أرز. 6. مقياس ميكرومانومتر من كوبين مع سائلين (p،> p 2)

كان المقطع داخل القسم الرأسي للأنبوب المجاور للكوب 2. متى بي = ص 2 الضغط على المستوى I-I

أهلاً بي -ح 2 ص 2 (باي> Р2)

ثم مع زيادة الضغط في الكوب 1 ستبدو معادلة التوازن

Ap = pt -p 2 = D # [(P1 -p 2) + f / F (Pi + العلاقات العامة)] ز (2.7)

حيث بكسل هي كثافة السائل في الكوب 7 ؛ ص 2 هي كثافة السائل في الكوب 2.

الكثافة الظاهرية لعمود من سائلين

PK \ u003d (Pi - P2) + و / و (Pi + Pr) (2.8)

إذا كانت الكثافات Pi و p 2 لها قيم قريبة من بعضها البعض ، أ f / F ". 1 ، ثم يمكن تقليل الكثافة الظاهرية أو الفعالة إلى p min = و / و (ر أنا + ص 2) = 2 ص و / و.

ص صص ك * %

حيث p k هي الكثافة الظاهرية وفقًا لـ (2.8).

كما في السابق ، تؤدي زيادة الحساسية بهذه الطرق تلقائيًا إلى تقليل نطاقات قياس مقياس ضغط السائل ، مما يحد من استخدامها في منطقة ميكرومومتر ™. بالنظر أيضًا إلى الحساسية الكبيرة للطرق قيد النظر لتأثير درجة الحرارة أثناء القياسات الدقيقة ، كقاعدة عامة ، يتم استخدام طرق تستند إلى قياسات دقيقة لارتفاع عمود السائل ، على الرغم من أن هذا يعقد تصميم أجهزة قياس ضغط السائل.

2.2. تصحيحات على مؤشرات وأخطاء مقاييس السائل

اعتمادًا على دقتها ، من الضروري إدخال تصحيحات في معادلات قياس مقاييس ضغط السائل ، مع مراعاة الانحرافات في ظروف التشغيل عن ظروف المعايرة ، ونوع الضغط الذي يتم قياسه ، وخصائص مخطط الدائرة لمقاييس الضغط المحددة.

يتم تحديد ظروف التشغيل من خلال درجة الحرارة وتسارع السقوط الحر في موقع القياس. تحت تأثير درجة الحرارة ، تتغير كثافة السائل المستخدم في موازنة الضغط وطول المقياس. تسارع الجاذبية في مكان القياسات ، كقاعدة عامة ، لا يتوافق مع قيمته الطبيعية ، المعتمدة أثناء المعايرة. لذلك الضغط

P = روبية }