Στα μανόμετρα υγρού, η μετρούμενη πίεση εξισορροπείται από την πίεση της στήλης του υγρού.

Τα πιο απλά υγρά μανόμετρα αποτελούνται από έναν γυάλινο σωλήνα σχήματος U και μια ευθύγραμμη κλίμακα με ίσες διαιρέσεις.

Η μικρότερη διαίρεση της κλίμακας είναι 1 mm. Η ζυγαριά είναι συνήθως διπλής όψης με μηδενικό σημάδι στη μέση. Και τα δύο άκρα του σωλήνα γεμίζουν με υγρό μέχρι το μηδέν.

Λειτουργική αρχή

Όταν ασκείται πίεση στο ένα άκρο του σωλήνα, το υγρό ρέει και η διαφορά στα επίπεδα του υγρού είναι ορατή μέσα από το γυαλί. Η διαφορά στα επίπεδα, εκφρασμένη σε χιλιοστά, δίνει την τιμή της μετρούμενης πίεσης.

Εάν χυθεί υδράργυρος στο σωλήνα, η τιμή της πίεσης θα εκφραστεί σε χιλιοστά στήλη υδραργύρου. μανόμετρο πίεσης

Κατά την πλήρωση του σωλήνα με νερό, η πίεση θα μετρηθεί σε χιλιοστά στήλης νερού.

Εάν ο σωλήνας είναι γεμάτος με άλλα υγρά, είναι απαραίτητο να γίνει εκ νέου υπολογισμός σύμφωνα με το ειδικό βάρος του υγρού.

Έτσι, για παράδειγμα, για να μετατρέψετε σε χιλιοστά μιας στήλης νερού, πρέπει να πολλαπλασιάσετε τις ενδείξεις του μετρητή πίεσης με ένα δεδομένο υγρό με το ειδικό βάρος του υγρού, όταν μετατρέπεται σε χιλιοστά υδραργύρου, πολλαπλασιάστε με το ειδικό βάρος αυτού του υγρού και διαίρεση με το ειδικό βάρος του υδραργύρου 13.6.

Η διαφορά στις διαμέτρους του αριστερού και του δεξιού τμήματος του σωλήνα δεν επηρεάζει το αποτέλεσμα της μέτρησης. Δεν είναι επίσης απαραίτητο να γεμίσετε το σωλήνα με υγρό σε επίπεδο που ταιριάζει ακριβώς με το μηδέν στην κλίμακα, καθώς κατά την ανάγνωση των μετρήσεων λαμβάνεται υπόψη μόνο η διαφορά στα επίπεδα από τον αριθμό των διαιρέσεων κλίμακας.

ΠΡΟΘΑΛΑΜΟΣ ΚΑΥΣΤΗΡΑΣ

Καυστήρας προθάλαμου - μια συσκευή που αποτελείται από μια πολλαπλή αερίου με οπές για την έξοδο αερίου, ένα μονομπλόκ με κανάλια και έναν κεραμικό πυρίμαχο προθάλαμο, τοποθετημένο πάνω από την πολλαπλή, στην οποία το αέριο αναμιγνύεται με αέρα και το μείγμα αερίου-αέρα καίγεται. Ο προθάλαμος καυστήρας είναι σχεδιασμένος για καύση φυσικό αέριοσε κλιβάνους χυτοσιδήρου λέβητες τομής, στεγνωτήρια και άλλες θερμικές εγκαταστάσεις που λειτουργούν με κενό 10-30 Pa. Οι καυστήρες προθάλαμου βρίσκονται στην εστία του κλιβάνου, λόγω των οποίων καλές συνθήκεςγια ομοιόμορφη κατανομή των ροών θερμότητας σε όλο το μήκος του κλιβάνου. Οι καυστήρες προθάλαμου μπορούν να λειτουργήσουν σε χαμηλή και μέση πίεση αερίου. Ο προθάλαμος καυστήρας αποτελείται από έναν συλλέκτη αερίου ( Σωλήνας απο ατσάλι) με μία σειρά εξόδων αερίου. Ανάλογα με τη θερμική απόδοση, ο καυστήρας μπορεί να έχει 1,2 ή 3 συλλέκτες. Ένα κεραμικό μονομπλόκ είναι τοποθετημένο πάνω από την πολλαπλή αερίου σε ένα χαλύβδινο πλαίσιο, σχηματίζοντας μια σειρά καναλιών (μίξερ). Κάθε έξοδος αερίου έχει το δικό της κεραμικό μίξερ. Ο πίδακας αερίου, που ρέει έξω από τις οπές του συλλέκτη, εκτοξεύει το 50-70% του αέρα που απαιτείται για την καύση, ο υπόλοιπος αέρας εισέρχεται λόγω της αραίωσης στον κλίβανο. Ως αποτέλεσμα της εκτόξευσης, ο σχηματισμός μίγματος εντείνεται. Στα κανάλια, το μείγμα θερμαίνεται, και όταν βγαίνει, αρχίζει να καίγεται. Από τα κανάλια, το μείγμα καύσης εισέρχεται στον προθάλαμο, στον οποίο καίγεται το 90-95% του αερίου. Ο προθάλαμος είναι κατασκευασμένος από πυρόπλινθους. μοιάζει με σχισμή. Η μετακαύση του αερίου λαμβάνει χώρα στον κλίβανο. Ύψος φλόγας - 0,6-0,9 m, συντελεστής περίσσειας αέρα a - 1,1...1,15.

Οι αντισταθμιστές έχουν σχεδιαστεί για να μαλακώνουν (αντισταθμίζουν) τις επιμηκύνσεις θερμοκρασίας των αγωγών αερίου, για την αποφυγή ρήξης του σωλήνα, για ευκολία εγκατάστασης και αποσυναρμολόγησης εξαρτημάτων (φλάντζα, βαλβίδες πύλης).

Ένας αγωγός αερίου με μήκος 1 km μέσης διαμέτρου, όταν θερμαίνεται κατά 1 ° C, επιμηκύνεται κατά 12 mm.

Οι αντισταθμιστές είναι:

· Φακός;

· Σε σχήμα U?

· Λυρόσχημος.

Αντισταθμιστής φακούέχει κυματιστή επιφάνεια, η οποία αλλάζει μήκος, ανάλογα με τη θερμοκρασία του αγωγού αερίου. Ο αντισταθμιστής φακού είναι κατασκευασμένος από στάμπους μισούς φακούς με συγκόλληση.

Για να μειωθεί η υδραυλική αντίσταση και να αποφευχθεί η απόφραξη, τοποθετείται ένας οδηγός σωλήνας μέσα στον αντισταθμιστή, συγκολλημένος στην εσωτερική επιφάνεια του αντισταθμιστή από την πλευρά εισόδου αερίου.

Το κάτω μέρος των μισών φακών είναι γεμάτο με άσφαλτο για να αποφευχθεί η συσσώρευση νερού.

Κατά την εγκατάσταση του αντισταθμιστή το χειμώνα, πρέπει να τεντωθεί λίγο, και το καλοκαίρι, αντίθετα, πρέπει να συμπιεστεί με παξιμάδια ζεύξης.

Σχήμα U Σε σχήμα λύρας

αντισταθμιστής.αντισταθμιστής.

Οι αλλαγές στη θερμοκρασία του μέσου που περιβάλλει τον αγωγό αερίου προκαλούν αλλαγές στο μήκος του αγωγού αερίου. Για ένα ευθύ τμήμα ενός χαλύβδινου αγωγού αερίου μήκους 100 m, η επιμήκυνση ή βράχυνση με αλλαγή θερμοκρασίας 1 ° είναι περίπου 1,2 mm. Επομένως, σε όλους τους αγωγούς αερίου μετά τις βαλβίδες, μετρώντας κατά μήκος της ροής αερίου, πρέπει να εγκατασταθούν αντισταθμιστές φακών (Εικ. 3). Επιπλέον, κατά τη λειτουργία, η παρουσία αντισταθμιστή φακού διευκολύνει την εγκατάσταση και την αποσυναρμολόγηση των βαλβίδων πύλης.

Στο σχεδιασμό και την κατασκευή αγωγών φυσικού αερίου, προσπαθούν να μειώσουν τον αριθμό των εγκατεστημένων αρμών διαστολής μεγιστοποιώντας τη χρήση πρόχειρης αυτοαντιστάθμισης - αλλάζοντας την κατεύθυνση της διαδρομής τόσο σε κάτοψη όσο και σε προφίλ.

Ρύζι. 3. Αντισταθμιστής φακού 1 - φλάντζα. 2-σωλήνα? 3 - πουκάμισο? 4 - μισός φακός. 5 - πόδι? 6 - πλευρό? 7 - ώθηση? 8 - παξιμάδι

Η αρχή λειτουργίας ενός μανόμετρου υγρού

Στην αρχική θέση, το νερό στους σωλήνες θα είναι στο ίδιο επίπεδο. Εάν ασκηθεί πίεση στο ελαστικό φιλμ, τότε η στάθμη του υγρού στο ένα γόνατο του μετρητή πίεσης θα μειωθεί και στο άλλο, επομένως, θα αυξηθεί.

Αυτό φαίνεται στην παραπάνω εικόνα. Πατάμε με το δάχτυλό μας τη μεμβράνη.

Όταν πατάμε πάνω στη μεμβράνη αυξάνεται η πίεση του αέρα που βρίσκεται στο κουτί. Η πίεση μεταδίδεται μέσω του σωλήνα και φτάνει στο υγρό, ενώ το εκτοπίζει. Όταν το επίπεδο σε αυτόν τον αγκώνα μειωθεί, το επίπεδο του υγρού στον άλλο αγκώνα του σωλήνα θα αυξηθεί.

Από τη διαφορά στα επίπεδα υγρών, θα είναι δυνατό να κριθεί η διαφορά ατμοσφαιρική πίεσηκαι την πίεση που ασκείται στο φιλμ.

Η παρακάτω εικόνα δείχνει πώς να χρησιμοποιήσετε ένα μανόμετρο υγρού για τη μέτρηση της πίεσης σε ένα υγρό σε διάφορα βάθη.

Μανόμετρο διαφράγματος

Σε ένα μανόμετρο μεμβράνης, το ελαστικό στοιχείο είναι μια μεμβράνη, η οποία είναι μια κυματοειδές μεταλλική πλάκα. Η εκτροπή της πλάκας υπό την πίεση του υγρού μεταδίδεται μέσω του μηχανισμού μετάδοσης στον δείκτη του οργάνου, ολισθαίνοντας κατά μήκος της κλίμακας. Οι συσκευές μεμβράνης χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση πίεσης έως 2,5 MPa, καθώς και για τη μέτρηση κενού. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται συσκευές με ηλεκτρική έξοδο, στις οποίες η έξοδος λαμβάνει ένα ηλεκτρικό σήμα ανάλογο με την πίεση στην είσοδο του μετρητή πίεσης.

Η πίεση είναι μια ομοιόμορφα κατανεμημένη δύναμη που ενεργεί κάθετα ανά μονάδα επιφάνειας. Μπορεί να είναι ατμοσφαιρική (η πίεση της ατμόσφαιρας κοντά στη Γη), περίσσεια (υπέρβαση της ατμοσφαιρικής) και απόλυτη (το άθροισμα της ατμοσφαιρικής και της περίσσειας). Η απόλυτη πίεση κάτω από την ατμοσφαιρική ονομάζεται αραιωμένη και η βαθιά αραίωση ονομάζεται κενό.

Η μονάδα πίεσης στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων (SI) είναι το Pascal (Pa). Ένα Pascal είναι η πίεση που ασκείται από μια δύναμη ενός Newton σε μια περιοχή του ενός τετραγωνικό μέτρο. Δεδομένου ότι αυτή η μονάδα είναι πολύ μικρή, χρησιμοποιούνται επίσης πολλαπλάσια της: kilopascal (kPa) = Pa; megapascal (MPa) \u003d Pa, κ.λπ. Λόγω της πολυπλοκότητας της εργασίας εναλλαγής από τις προηγουμένως χρησιμοποιημένες μονάδες πίεσης στη μονάδα Pascal, επιτρέπεται προσωρινά η χρήση των ακόλουθων μονάδων: kg-δύναμη ανά τετραγωνικό εκατοστό (kgf / cm) = 980665 Pa; κιλό-δύναμη ανά τετραγωνικό μέτρο (kgf / m) ή χιλιοστό στήλης νερού (mm στήλη νερού) \u003d 9,80665 Pa. χιλιοστό υδραργύρου (mm Hg) = 133.332 Pa.

Οι συσκευές ελέγχου πίεσης ταξινομούνται ανάλογα με τη μέθοδο μέτρησης που χρησιμοποιείται σε αυτές, καθώς και τη φύση της μετρούμενης τιμής.

Σύμφωνα με τη μέθοδο μέτρησης που καθορίζει την αρχή λειτουργίας, αυτές οι συσκευές χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες:

Υγρό, στο οποίο η μέτρηση της πίεσης γίνεται εξισορροπώντας την με μια στήλη υγρού, το ύψος της οποίας καθορίζει το μέγεθος της πίεσης.

Ελατήριο (παραμόρφωση), στο οποίο η τιμή της πίεσης μετράται με τον προσδιορισμό του μέτρου της παραμόρφωσης των ελαστικών στοιχείων.

Φορτίο-έμβολο, με βάση την εξισορρόπηση των δυνάμεων που δημιουργούνται αφενός από τη μετρούμενη πίεση και αφετέρου από βαθμονομημένα φορτία που δρουν στο έμβολο που τοποθετείται στον κύλινδρο.

Ηλεκτρική, στην οποία η μέτρηση της πίεσης πραγματοποιείται με μετατροπή της τιμής της σε ηλεκτρική ποσότητα και με μέτρηση των ηλεκτρικών ιδιοτήτων του υλικού, ανάλογα με το μέγεθος της πίεσης.

Ανάλογα με τον τύπο της μετρούμενης πίεσης, οι συσκευές χωρίζονται στα ακόλουθα:

Πιεσόμετρα σχεδιασμένα για τη μέτρηση της υπερβολικής πίεσης.

Μετρητές κενού που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της σπανιότητας (κενό).

Μετρητές πίεσης και κενού που μετρούν την υπερβολική πίεση και το κενό.

Μετρητές πίεσης που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση μικρών υπερπιέσεων.

Μετρητές ώσης που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση χαμηλής σπανιότητας.

Μετρητές ώσης που έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση χαμηλών πιέσεων και αραιότητας.

Μανόμετρα διαφορικής πίεσης (διαφορική πίεση), τα οποία μετρούν τη διαφορά πίεσης.

Βαρόμετρα που χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της βαρομετρικής πίεσης.

Οι ελατηριωτές ή οι μετρητές καταπόνησης χρησιμοποιούνται συχνότερα. Οι κύριοι τύποι ευαίσθητων στοιχείων αυτών των συσκευών φαίνονται στο σχ. 1.

Ρύζι. 1. Τύποι ευαίσθητων στοιχείων μανόμετρων παραμόρφωσης

α) - με σωληνοειδές ελατήριο μονής περιστροφής (σωλήνας Bourdon)

β) - με σωληνοειδές ελατήριο πολλαπλών περιστροφών

γ) - με ελαστικές μεμβράνες

δ) - φυσούνα.

Συσκευές με σωληνωτά ελατήρια.

Η αρχή λειτουργίας αυτών των συσκευών βασίζεται στην ιδιότητα ενός κυρτού σωλήνα (σωληνοειδές ελατήριο) μη κυκλικής διατομής να αλλάζει την καμπυλότητά του με αλλαγή της πίεσης στο εσωτερικό του σωλήνα.

Ανάλογα με το σχήμα του ελατηρίου, διακρίνονται τα ελατήρια μονής περιστροφής (Εικ. 1α) και τα ελατήρια πολλαπλών περιστροφών (Εικ. 1β). Το πλεονέκτημα των σωληνοειδών ελατηρίων πολλαπλών περιστροφών είναι ότι η κίνηση του ελεύθερου άκρου είναι μεγαλύτερη από αυτή των μονόστροφων με την ίδια αλλαγή στην πίεση εισόδου. Το μειονέκτημα είναι οι σημαντικές διαστάσεις συσκευών με τέτοια ελατήρια.

Οι μετρητές πίεσης με σωληνοειδές ελατήριο μονής περιστροφής είναι ένας από τους πιο συνηθισμένους τύπους οργάνων ελατηρίου. Το ευαίσθητο στοιχείο τέτοιων συσκευών είναι ένας σωλήνας 1 (Εικ. 2) ενός ελλειπτικού ή ωοειδούς τμήματος, λυγισμένος κατά μήκος ενός τόξου κύκλου, σφραγισμένος στο ένα άκρο. Το ανοιχτό άκρο του σωλήνα μέσω του συγκρατητήρα 2 και της θηλής 3 συνδέεται με την πηγή μετρούμενης πίεσης. Το ελεύθερο (σφραγισμένο) άκρο του σωλήνα 4 μέσω του μηχανισμού μετάδοσης συνδέεται με τον άξονα του βέλους που κινείται κατά μήκος της κλίμακας του οργάνου.

Οι σωλήνες μανόμετρου που έχουν σχεδιαστεί για πίεση έως 50 kg/cm2 είναι κατασκευασμένοι από χαλκό και οι σωλήνες μανόμετρων που έχουν σχεδιαστεί για υψηλότερη πίεση είναι κατασκευασμένοι από χάλυβα.

Η ιδιότητα ενός κυρτού σωλήνα μη κυκλικής διατομής να αλλάζει το μέγεθος της κάμψης με αλλαγή της πίεσης στην κοιλότητα του είναι συνέπεια της αλλαγής του σχήματος της τομής. Κάτω από τη δράση της πίεσης στο εσωτερικό του σωλήνα, ένα ελλειπτικό ή επίπεδο-οβάλ τμήμα, παραμορφούμενο, προσεγγίζει ένα κυκλικό τμήμα (ο μικρότερος άξονας της έλλειψης ή του ωοειδούς αυξάνεται και ο κύριος μειώνεται).

Η κίνηση του ελεύθερου άκρου του σωλήνα κατά την παραμόρφωσή του εντός ορισμένων ορίων είναι ανάλογη της μετρούμενης πίεσης. Σε πιέσεις εκτός του καθορισμένου ορίου, εμφανίζονται υπολειπόμενες παραμορφώσεις στο σωλήνα, οι οποίες τον καθιστούν ακατάλληλο για μέτρηση. Επομένως, η μέγιστη πίεση λειτουργίας του μανόμετρου πρέπει να είναι κάτω από το αναλογικό όριο με κάποιο περιθώριο ασφαλείας.

Ρύζι. 2. Ελατηριόμετρο

Η κίνηση του ελεύθερου άκρου του σωλήνα υπό την επίδραση πίεσης είναι πολύ μικρή, επομένως, για να αυξηθεί η ακρίβεια και η σαφήνεια των μετρήσεων της συσκευής, εισάγεται ένας μηχανισμός μετάδοσης που αυξάνει την κλίμακα κίνησης του άκρου του σωλήνα . Αποτελείται (Εικ. 2) από έναν οδοντωτό τομέα 6, ένα γρανάζι 7 που εμπλέκεται με τον τομέα και ένα ελικοειδή ελατήριο (τρίχα) 8. Το βέλος κατάδειξης του μετρητή πίεσης 9 είναι στερεωμένο στον άξονα του γραναζιού 7. Το ελατήριο 8 είναι στερεωμένο στο ένα άκρο στον άξονα του γραναζιού και το άλλο στο σταθερό σημείο της πλακέτας του μηχανισμού. Ο σκοπός του ελατηρίου είναι να εξαλείψει την οπισθοδρόμηση του βέλους επιλέγοντας τα κενά στο γρανάζι και τους μεντεσέδες του μηχανισμού.

Πιεσόμετρα μεμβράνης.

Το ευαίσθητο στοιχείο των μετρητών πίεσης διαφράγματος μπορεί να είναι ένα άκαμπτο (ελαστικό) ή χαλαρό διάφραγμα.

Οι ελαστικές μεμβράνες είναι δίσκοι από χαλκό ή ορείχαλκο με αυλακώσεις. Οι αυλακώσεις αυξάνουν την ακαμψία της μεμβράνης και την ικανότητά της να παραμορφώνεται. Τα κιβώτια μεμβράνης κατασκευάζονται από τέτοιες μεμβράνες (βλ. Εικ. 1γ) και τα μπλοκ κατασκευάζονται από κουτιά.

Οι χαλαρές μεμβράνες είναι κατασκευασμένες από καουτσούκ σε υφασμάτινη βάση με τη μορφή δίσκων με ένα πτερύγιο. Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση μικρών υπερπιέσεων και κενού.

Μανόμετρα πίεσης διαφράγματος και μπορεί να είναι με τοπικές ενδείξεις, με ηλεκτρική ή πνευματική μετάδοση ενδείξεων σε δευτερεύουσες συσκευές.

Για παράδειγμα, ας εξετάσουμε ένα μετρητή διαφορικής πίεσης τύπου διαφράγματος DM, το οποίο είναι ένας αισθητήρας τύπου μεμβράνης χωρίς κλίμακα (Εικ. 3) με σύστημα διαφορικού μετασχηματιστή για τη μετάδοση της τιμής της μετρούμενης τιμής σε μια δευτερεύουσα συσκευή τύπου KSD.

Ρύζι. 3 Μανόμετρο διαφορικής πίεσης διαφράγματος τύπου DM

Το ευαίσθητο στοιχείο του μετρητή διαφορικής πίεσης είναι ένα μπλοκ μεμβράνης που αποτελείται από δύο κουτιά μεμβράνης 1 και 3 γεμάτα με υγρό οργανοπυριτίου, που βρίσκονται σε δύο ξεχωριστούς θαλάμους που χωρίζονται από ένα διαχωριστικό 2.

Ο σιδερένιος πυρήνας 4 του μετατροπέα διαφορικού μετασχηματιστή 5 είναι προσαρτημένος στο κέντρο της άνω μεμβράνης.

Η υψηλότερη (θετική) μετρούμενη πίεση παρέχεται στον κάτω θάλαμο, η χαμηλότερη (μείον) πίεση παρέχεται στον επάνω θάλαμο. Η δύναμη της μετρούμενης πτώσης πίεσης εξισορροπείται από άλλες δυνάμεις που προκύπτουν από την παραμόρφωση των κουτιών μεμβράνης 1 και 3.

Με την αύξηση της πτώσης πίεσης, το κιβώτιο μεμβράνης 3 συστέλλεται, το υγρό από αυτό ρέει στο κουτί 1, το οποίο διαστέλλεται και κινεί τον πυρήνα 4 του διαφορικού μετασχηματιστή. Όταν η πτώση πίεσης μειωθεί, το κιβώτιο μεμβράνης 1 συμπιέζεται και το υγρό ωθείται έξω από αυτό μέσα στο κουτί 3. Ο πυρήνας 4 κινείται προς τα κάτω. Έτσι, η θέση του πυρήνα, δηλ. η τάση εξόδου του κυκλώματος διαφορικού μετασχηματιστή εξαρτάται αποκλειστικά από την τιμή της διαφορικής πίεσης.

Για την εργασία σε συστήματα ελέγχου, ρύθμιση και έλεγχο τεχνολογικών διεργασιών με συνεχή μετατροπή της πίεσης του μέσου σε τυπικό σήμα εξόδου ρεύματος με τη μετάδοσή του σε δευτερεύουσες συσκευές ή ενεργοποιητές, χρησιμοποιούνται μετατροπείς τύπου "Sapphire".

Οι μετατροπείς πίεσης αυτού του τύπου χρησιμεύουν: για τη μέτρηση της απόλυτης πίεσης ("Sapphire-22DA"), για τη μέτρηση της υπερβολικής πίεσης ("Sapphire-22DI"), για τη μέτρηση κενού ("Sapphire-22DV"), για τη μέτρηση πίεσης - κενού ("Sapphire" -22DIV"), υδροστατική πίεση ("Sapphire-22DG").

Η συσκευή του μετατροπέα "SAPPHIR-22DG" φαίνεται στην εικ. 4. Χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της υδροστατικής πίεσης (επίπεδο) ουδέτερων και επιθετικών μέσων σε θερμοκρασίες από -50 έως 120 °C. Το ανώτατο όριο μέτρησης είναι 4 MPa.

Ρύζι. 4 Συσκευή μετατροπέα "SAPPHIRE -22DG"

Ο μετρητής τάσης 4 του τύπου μοχλού μεμβράνης τοποθετείται μέσα στη βάση 8 σε μια κλειστή κοιλότητα 10 γεμάτη με υγρό οργανοπυριτίου και διαχωρίζεται από το μετρούμενο μέσο με μεταλλικές κυματοειδείς μεμβράνες 7. Τα ευαίσθητα στοιχεία του μετρητή τάσης είναι φιλμ πυριτίου μετρητές καταπόνησης 11 τοποθετημένοι σε πλάκα ζαφείρι 10.

Οι μεμβράνες 7 συγκολλούνται κατά μήκος του εξωτερικού περιγράμματος στη βάση 8 και συνδέονται μεταξύ τους με μια κεντρική ράβδο 6, η οποία συνδέεται με το άκρο του μοχλού μετατροπέα μετρητή τάσης 4 μέσω μιας ράβδου 5. Οι φλάντζες 9 σφραγίζονται με παρεμβύσματα 3. Η θετική φλάντζα με μια ανοιχτή μεμβράνη χρησιμεύει για την τοποθέτηση του μορφοτροπέα απευθείας στο δοχείο επεξεργασίας. Η πρόσκρουση της μετρούμενης πίεσης προκαλεί την εκτροπή των μεμβρανών 7, την κάμψη της μεμβράνης μετρητή τάσης 4 και την αλλαγή στην αντίσταση των μετρητών καταπόνησης. Το ηλεκτρικό σήμα από το μετρητή καταπόνησης μεταδίδεται από τη μονάδα μέτρησης μέσω καλωδίων μέσω της σφράγισης πίεσης 2 στην ηλεκτρονική συσκευή 1, η οποία μετατρέπει την αλλαγή στην αντίσταση των μετρητών καταπόνησης σε αλλαγή στο σήμα εξόδου ρεύματος σε μία από τις περιοχές ( 0-5) mA, (0-20) mA, (4-20) ma.

Η μονάδα μέτρησης αντέχει χωρίς καταστροφή την κρούση της μονόπλευρης υπερφόρτισης με την υπερπίεση λειτουργίας. Αυτό εξασφαλίζεται από το γεγονός ότι με μια τέτοια υπερφόρτωση, μία από τις μεμβράνες 7 στηρίζεται στην διαμορφωμένη επιφάνεια της βάσης 8.

Οι παραπάνω τροποποιήσεις των μετατροπέων Sapphire-22 έχουν παρόμοια συσκευή.

Οι μορφοτροπείς μέτρησης υδροστατικών και απόλυτων πιέσεων "Sapphire-22K-DG" και "Sapphire-22K-DA" έχουν επίσης σήμα ρεύματος εξόδου (0-5) mA ή (0-20) mA ή (4-20) mA, επίσης ως σήμα ηλεκτρικού κώδικα που βασίζεται στη διεπαφή RS-485.

αισθητήριο στοιχείο φυσητήρες μετρητές πίεσης και μετρητές διαφορικής πίεσηςείναι φυσούνες - αρμονικές μεμβράνες (μεταλλικοί κυματοειδείς σωλήνες). Η μετρούμενη πίεση προκαλεί ελαστική παραμόρφωση της φυσούνας. Το μέτρο της πίεσης μπορεί να είναι είτε η μετατόπιση του ελεύθερου άκρου της φυσούνας, είτε η δύναμη που εμφανίζεται κατά την παραμόρφωση.

διάγραμμα κυκλώματοςδιαφορικό μανόμετρο φυσητήρων τύπου DS φαίνεται στο Σχ.5. Το ευαίσθητο στοιχείο μιας τέτοιας συσκευής είναι μία ή δύο φυσούνες. Οι φυσούνες 1 και 2 στερεώνονται στο ένα άκρο σε μια σταθερή βάση και στο άλλο συνδέονται μέσω μιας κινητής ράβδου 3. Οι εσωτερικές κοιλότητες της φυσούνας είναι γεμάτες με υγρό (μίγμα νερού-γλυκερίνης, υγρό οργανοπυριτίου) και συνδέονται με ο ένας τον άλλον. Καθώς η διαφορική πίεση αλλάζει, η μία από τις φυσούνες συμπιέζεται, πιέζοντας το υγρό στην άλλη φυσούνα και μετακινώντας το στέλεχος του συγκροτήματος φυσητήρα. Η κίνηση του στελέχους μετατρέπεται σε κίνηση γραφίδας, δείκτη, σχεδίου ολοκληρωτή ή σήματος απομακρυσμένης μετάδοσης ανάλογη με τη μετρούμενη διαφορική πίεση.

Η ονομαστική διαφορική πίεση προσδιορίζεται από το μπλοκ των ελικοειδών ελατηρίων 4.

Με πτώση πίεσης πάνω από την ονομαστική τιμή, τα κύπελλα 5 μπλοκάρουν το κανάλι 6, σταματώντας τη ροή του υγρού και έτσι αποτρέποντας την καταστροφή του φυσητήρα.

Ρύζι. 5 Σχηματικό διάγραμμα διαφορικού μανόμετρου φυσητήρων

Για να λάβετε αξιόπιστες πληροφορίες σχετικά με την τιμή οποιασδήποτε παραμέτρου, είναι απαραίτητο να γνωρίζετε ακριβώς το σφάλμα της συσκευής μέτρησης. Ο προσδιορισμός του βασικού σφάλματος της συσκευής σε διάφορα σημεία της κλίμακας σε συγκεκριμένα χρονικά διαστήματα πραγματοποιείται με τον έλεγχο του, δηλ. συγκρίνετε τις μετρήσεις της υπό δοκιμή συσκευής με τις ενδείξεις μιας πιο ακριβούς, υποδειγματικής συσκευής. Κατά κανόνα, η βαθμονόμηση των οργάνων πραγματοποιείται πρώτα με μια αυξανόμενη τιμή της μετρούμενης τιμής (εμπρόσθια διαδρομή) και στη συνέχεια με μια φθίνουσα τιμή (αντίστροφη διαδρομή).

Τα μετρητές πίεσης επαληθεύονται με τους ακόλουθους τρεις τρόπους: σημείο μηδέν, σημείο λειτουργίας και πλήρης βαθμονόμηση. Σε αυτήν την περίπτωση, οι δύο πρώτες επαληθεύσεις πραγματοποιούνται απευθείας στο χώρο εργασίας χρησιμοποιώντας μια βαλβίδα τριών κατευθύνσεων (Εικ. 6).

Το σημείο εργασίας επαληθεύεται συνδέοντας ένα μανόμετρο ελέγχου στο μανόμετρο λειτουργίας και συγκρίνοντας τις ενδείξεις τους.

Η πλήρης επαλήθευση των μετρητών πίεσης πραγματοποιείται στο εργαστήριο σε πρέσα βαθμονόμησης ή μανόμετρο εμβόλου, αφού αφαιρεθεί το μανόμετρο από το χώρο εργασίας.

Η αρχή λειτουργίας μιας εγκατάστασης νεκρού βάρους για τον έλεγχο των μετρητών πίεσης βασίζεται στην εξισορρόπηση των δυνάμεων που δημιουργούνται αφενός από τη μετρούμενη πίεση και, αφετέρου, από τα φορτία που ασκούνται στο έμβολο που τοποθετείται στον κύλινδρο.

Ρύζι. 6. Σχέδια για τον έλεγχο των σημείων μηδέν και εργασίας του μανόμετρου με χρήση βαλβίδας τριών κατευθύνσεων.

Θέσεις βαλβίδων τριών κατευθύνσεων: 1 - λειτουργούν; 2 - επαλήθευση του σημείου μηδέν. 3 - επαλήθευση του σημείου λειτουργίας. 4 - καθαρισμός της γραμμής ώθησης.

Οι συσκευές για τη μέτρηση της υπερπίεσης ονομάζονται μετρητές πίεσης, κενού (πίεση κάτω από την ατμοσφαιρική) - μετρητές κενού, υπερπίεση και υποπίεση - μανόμετρα, διαφορές πίεσης (διαφορικό) - μετρητές διαφορικής πίεσης.

Οι κύριες εμπορικά διαθέσιμες συσκευές για τη μέτρηση της πίεσης χωρίζονται στις ακόλουθες ομάδες σύμφωνα με την αρχή λειτουργίας:

Υγρό - η μετρούμενη πίεση εξισορροπείται από την πίεση της στήλης του υγρού.

Ελατήριο - η μετρούμενη πίεση εξισορροπείται από τη δύναμη της ελαστικής παραμόρφωσης του σωληνοειδούς ελατηρίου, της μεμβράνης, της φυσούνας κ.λπ.

Έμβολο - η μετρούμενη πίεση εξισορροπείται από τη δύναμη που ασκείται στο έμβολο ενός συγκεκριμένου τμήματος.

Ανάλογα με τις συνθήκες χρήσης και τον σκοπό, η βιομηχανία παράγει τους ακόλουθους τύπους οργάνων μέτρησης πίεσης:

Τεχνικές - συσκευές γενικής χρήσης για λειτουργία εξοπλισμού.

Έλεγχος - για επαλήθευση τεχνικών συσκευών στον τόπο εγκατάστασής τους.

Υποδειγματικά - για επαλήθευση οργάνων ελέγχου και τεχνικών και μετρήσεων που απαιτούν αυξημένη ακρίβεια.

Ελατηριακοί μετρητές πίεσης

Σκοπός. Για τη μέτρηση της υπερβολικής πίεσης χρησιμοποιούνται ευρέως μανόμετρα, η λειτουργία των οποίων βασίζεται στη χρήση παραμόρφωσης ενός ευαίσθητου ελαστικού στοιχείου που συμβαίνει υπό τη δράση της μετρούμενης πίεσης. Η τιμή αυτής της παραμόρφωσης μεταδίδεται στη συσκευή ανάγνωσης του οργάνου μέτρησης, βαθμολογημένη σε μονάδες πίεσης.

Ως ευαίσθητο στοιχείο του μετρητή πίεσης, χρησιμοποιείται συχνότερα ένα σωληνοειδές ελατήριο μονής περιστροφής (σωλήνας Bourdon). Άλλοι τύποι ευαίσθητων στοιχείων είναι: σωληνοειδές ελατήριο πολλαπλών περιστροφών, επίπεδη κυματοειδής μεμβράνη, αρμονική μεμβράνη - φυσούνα.

Συσκευή. Οι μετρητές πίεσης με σωληνοειδές ελατήριο μονής περιστροφής χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μέτρηση της υπερβολικής πίεσης στην περιοχή από 0,6 - 1600 kgf / cm². Το σώμα εργασίας τέτοιων μετρητών πίεσης είναι ένας κοίλος σωλήνας ελλειπτικού ή ωοειδούς τμήματος, λυγισμένος γύρω από την περιφέρεια κατά 270°.

Η συσκευή ενός μετρητή πίεσης με σωληνοειδές ελατήριο μονής περιστροφής φαίνεται στο Σχήμα 2.64. Το σωληνοειδές ελατήριο - 2 ανοιχτό άκρο συνδέεται άκαμπτα με τη θήκη - 6, στερεωμένο στο περίβλημα - 1 μανόμετρο. Η βάση διέρχεται από το εξάρτημα - 7 με ένα σπείρωμα που χρησιμοποιείται για τη σύνδεση με τον αγωγό αερίου στον οποίο μετράται η πίεση. Το ελεύθερο άκρο του ελατηρίου κλείνεται με βύσμα με πείρο περιστροφής και σφραγίζεται. Μέσω ενός λουριού - 5, συνδέεται με έναν μηχανισμό μετάδοσης που αποτελείται από έναν τομέα γραναζιών - 4, σε συνδυασμό με ένα γρανάζι - 10, που κάθεται ακίνητος στον άξονα μαζί με ένα βέλος δείκτη - 3. Δίπλα στο γρανάζι είναι ένα επίπεδο σπειροειδές ελατήριο (μαλλιά) - 9, το ένα άκρο του οποίου συνδέεται με το γρανάζι και το άλλο είναι στερεωμένο ακίνητο στο ράφι. Τα μαλλιά πιέζουν συνεχώς το σωλήνα στη μία πλευρά των δοντιών του τομέα, εξαλείφοντας έτσι την οπισθοδρόμηση (backlash) στο γρανάζι και εξασφαλίζει την ομαλότητα του βέλους.

Ρύζι. 2.64. Ένδειξη μετρητή πίεσης με σωληνοειδές ελατήριο μονής περιέλιξης

Ηλεκτρομετρητές πίεσης

Ραντεβού.Οι μετρητές πίεσης, οι μετρητές κενού και οι μετρητές κενού ηλεκτρικής επαφής των τύπων EKM EKV, EKMV και VE-16rb έχουν σχεδιαστεί για τη μέτρηση, τη σηματοδότηση ή τον έλεγχο on-off της πίεσης (εκκένωσης) αερίων και υγρών που είναι ουδέτερα σε σχέση με ορείχαλκο και χάλυβα . Τα όργανα μέτρησης τύπου VE-16rb κατασκευάζονται σε αντιεκρηκτικό περίβλημα και μπορούν να εγκατασταθούν σε επικίνδυνους χώρους πυρκαγιάς και έκρηξης. Η τάση λειτουργίας των συσκευών ηλεκτροεπαφής είναι έως 380V ή έως 220V DC.

Συσκευή.Η συσκευή των μετρητών πίεσης ηλεκτροεπαφής είναι παρόμοια με των ελατηριωτών, με τη μόνη διαφορά ότι το σώμα του μανόμετρου έχει μεγάλες γεωμετρικές διαστάσεις λόγω τοποθέτησης ομάδων επαφής. Η συσκευή και ο κατάλογος των κύριων στοιχείων των μετρητών πίεσης ηλεκτροεπαφής φαίνονται στο σχ. 2.65..

Υποδειγματικοί μετρητές.

Ραντεβού. Υποδειγματικά μετρητές πίεσης και μετρητές κενού των τύπων MO και VO έχουν σχεδιαστεί για να δοκιμάζουν μετρητές πίεσης, μετρητές κενού και συνδυασμένους μετρητές πίεσης και κενού για τη μέτρηση της πίεσης και της σπανιότητας μη επιθετικών υγρών και αερίων σε εργαστηριακές συνθήκες.

Τα μανόμετρα τύπου MKO και οι μετρητές κενού τύπου VKO έχουν σχεδιαστεί για να ελέγχουν τη δυνατότητα συντήρησης της λειτουργίας των μετρητών πίεσης εργασίας στον τόπο της εγκατάστασής τους και για τον έλεγχο μετρήσεων υπερπίεσης και κενού.

Ρύζι. 2,65. Μανόμετρα ηλεκτροεπαφής: a - Τύπος EKM; ECMW; EQ;

Β - τύπος VE - 16 Rb κύρια μέρη: σωληνωτό ελατήριο. κλίμακα; κινητό

Μηχανισμός; ομάδα κινούμενων επαφών. εξάρτημα εισαγωγής

Ηλεκτρικά πιεσόμετρα

Σκοπός. Τα ηλεκτρικά μανόμετρα τύπου MED είναι σχεδιασμένα για συνεχή μετατροπή της υπερβολικής πίεσης ή της πίεσης κενού σε ένα ενοποιημένο σήμα εξόδου AC. Αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται για να λειτουργούν σε συνδυασμό με δευτερεύουσες συσκευές διαφορικού μετασχηματιστή, κεντρικές μηχανές ελέγχου και άλλους δέκτες πληροφοριών ικανούς να λαμβάνουν ένα τυπικό σήμα με τη μορφή αμοιβαίας επαγωγής.

Συσκευή και αρχή λειτουργίας. Η αρχή λειτουργίας της συσκευής, όπως αυτή των μετρητών πίεσης με σωληνοειδές ελατήριο μονής περιστροφής, βασίζεται στη χρήση παραμόρφωσης ενός ευαίσθητου ελαστικού στοιχείου όταν εφαρμόζεται μετρημένη πίεση σε αυτό. Η συσκευή ενός ηλεκτρικού μετρητή πίεσης τύπου MED φαίνεται στο σχ. 2.65.(β). Το ελαστικό ευαίσθητο στοιχείο της συσκευής είναι ένα σωληνοειδές ελατήριο - 1, το οποίο είναι τοποθετημένο στη θήκη - 5. Μια ράβδος - 6 βιδώνεται στη θήκη, πάνω στην οποία στερεώνεται το πηνίο - 7 του διαφορικού μετασχηματιστή. Στη βάση τοποθετούνται επίσης σταθερές και μεταβλητές αντιστάσεις. Το πηνίο καλύπτεται με οθόνη. Η μετρούμενη πίεση παρέχεται στη βάση. Η θήκη είναι στερεωμένη στη θήκη - με 2 βίδες - 4. Η θήκη από κράμα αλουμινίου κλείνει με ένα καπάκι στο οποίο είναι στερεωμένος ο συνδετήρας βύσματος - 3. Ο πυρήνας - 8 του διαφορικού μετασχηματιστή συνδέεται με το κινητό άκρο του σωληνωτού ελατήριο με ειδική βίδα - 9. Όταν ασκείται πίεση στη συσκευή, το σωληνοειδές ελατήριο παραμορφώνεται, γεγονός που προκαλεί ανάλογη της μετρούμενης πίεσης, την κίνηση του κινητού άκρου του ελατηρίου και του πυρήνα του διαφορικού μετασχηματιστή που σχετίζεται με αυτό.

Λειτουργικές απαιτήσεις για μετρητές πίεσης για τεχνικούς σκοπούς:

· κατά την εγκατάσταση του μετρητή πίεσης, η κλίση του καντράν από την κατακόρυφο δεν πρέπει να υπερβαίνει τις 15°.

Στη θέση μη λειτουργίας, ο δείκτης της συσκευής μέτρησης πρέπει να βρίσκεται στη θέση μηδέν.

· το μανόμετρο έχει επαληθευτεί και έχει μάρκα και σφραγίδα που υποδεικνύει την ημερομηνία επαλήθευσης.

· Δεν υπάρχουν μηχανικές βλάβες στο σώμα του μανόμετρου, στο τμήμα με σπείρωμα του εξαρτήματος κ.λπ.

· Η ψηφιακή ζυγαριά είναι καλά ορατή στο προσωπικό σέρβις.

Κατά τη μέτρηση της πίεσης ενός υγρού αερίου μέσου (αέριο, αέρας), ο σωλήνας μπροστά από το μανόμετρο κατασκευάζεται με τη μορφή βρόχου στον οποίο συμπυκνώνεται η υγρασία.

· Πρέπει να εγκατασταθεί μια στρόφιγγα ή μια βαλβίδα στο σημείο όπου λαμβάνεται η μετρούμενη πίεση (πριν από το μανόμετρο).

· Θα πρέπει να χρησιμοποιούνται παρεμβύσματα από δέρμα, μόλυβδο, ανοπτημένο κόκκινο χαλκό, φθοροπλαστικό για τη σφράγιση του σημείου σύνδεσης του εξαρτήματος του μανόμετρου. Δεν επιτρέπεται η χρήση ρυμούλκησης και μίνιουμ.

Τα όργανα μέτρησης πίεσης χρησιμοποιούνται σε πολλές βιομηχανίες και ταξινομούνται, ανάλογα με τον σκοπό τους, ως εξής:

Βαρόμετρα - μετρούν την ατμοσφαιρική πίεση.

· Μετρητές κενού - μετρήστε την πίεση κενού.

Μανόμετρα - μετρήστε την υπερβολική πίεση.

· Μετρητές κενού - μετρήστε το κενό και την πίεση του μετρητή.

Barovacuummeters - μετρήστε την απόλυτη πίεση.

· Μετρητές διαφορικής πίεσης - μετρήστε τη διαφορά πίεσης.

Σύμφωνα με την αρχή της λειτουργίας, οι συσκευές μέτρησης πίεσης μπορούν να είναι των ακόλουθων τύπων:

Η συσκευή είναι υγρή (η πίεση εξισορροπείται από το βάρος της στήλης του υγρού).

· Όργανα εμβόλων (η μετρούμενη πίεση εξισορροπείται από τη δύναμη που δημιουργείται από τα βαθμονομημένα βάρη).

· Συσκευές με απομακρυσμένη μετάδοση μετρήσεων (χρησιμοποιούνται αλλαγές στα διάφορα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά μιας ουσίας υπό την επίδραση της μετρούμενης πίεσης).

· Η συσκευή είναι ελατήριο (η μετρούμενη πίεση εξισορροπείται από τις ελαστικές δυνάμεις του ελατηρίου, η παραμόρφωση του οποίου χρησιμεύει ως μέτρο πίεσης).

Για Οι μετρήσεις πίεσης χρησιμοποιούν διάφορα όργανα , που μπορούν να χωριστούν σε δύο κύριες ομάδες: υγρές και μηχανικές.

Η πιο απλή συσκευή είναι πιεζόμετρο, μετρά την πίεση σε ένα υγρό με το ύψος μιας στήλης του ίδιου υγρού. Είναι ένας γυάλινος σωλήνας ανοιχτός στο ένα άκρο (ο σωλήνας στο Σχ. 14α). Το πιεζόμετρο είναι μια πολύ ευαίσθητη και ακριβής συσκευή, αλλά είναι χρήσιμη μόνο όταν μετράμε μικρές πιέσεις, διαφορετικά ο σωλήνας είναι πολύ μακρύς, γεγονός που περιπλέκει τη χρήση του.

Για να μειωθεί το μήκος του σωλήνα μέτρησης, χρησιμοποιούνται συσκευές με υγρό μεγαλύτερης πυκνότητας (για παράδειγμα, υδράργυρος). μανόμετρο υδραργύρου είναι ένας σωλήνας σχήματος U, ο καμπύλος αγκώνας του οποίου είναι γεμάτος με υδράργυρο (Εικ. 14β). Υπό τη δράση της πίεσης στο δοχείο, το επίπεδο του υδραργύρου στο αριστερό γόνατο του μανόμετρου μειώνεται και στο δεξί αυξάνεται.

Διαφορικό μανόμετροχρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου είναι απαραίτητο να μετρηθεί όχι η πίεση στο δοχείο, αλλά η διαφορά πίεσης σε δύο δοχεία ή σε δύο σημεία ενός δοχείου (Εικ. 14 γ).

Η χρήση υγρών συσκευών περιορίζεται στην περιοχή των σχετικά χαμηλών πιέσεων. Εάν είναι απαραίτητο να μετρηθούν υψηλές πιέσεις, χρησιμοποιούνται συσκευές του δεύτερου τύπου - μηχανικές.

Ελατήριο μετρητήείναι η πιο κοινή από τις μηχανικές συσκευές. Αποτελείται (Εικ. 15α) από κοίλο καμπύλο σωλήνα από ορείχαλκο ή χάλυβα (ελατήριο) 1 κοίλου λεπτού τοιχώματος, το ένα άκρο του οποίου είναι σφραγισμένο και συνδεδεμένο μέσω μιας διάταξης μετάδοσης κίνησης 2 σε έναν μηχανισμό μετάδοσης κίνησης 3. Ένα βέλος 4 βρίσκεται στον άξονα του μηχανισμού γραναζιού.Το δεύτερο άκρο του σωλήνα είναι ανοιχτό και συνδέεται με το δοχείο στο οποίο μετράται η πίεση. Υπό τη δράση της πίεσης, το ελατήριο παραμορφώνεται (ισιώνεται) και, μέσω της διάταξης κίνησης, ενεργοποιεί ένα βέλος, με την απόκλιση του οποίου η τιμή της πίεσης προσδιορίζεται σε κλίμακα 5.

Μανόμετρα πίεσης διαφράγματοςανατρέξτε και στα μηχανικά (Εικ. 15β). Σε αυτά, αντί για ελατήριο, τοποθετείται μια λεπτή πλάκα-μεμβράνη 1 (μεταλλικό ή ελαστικό υλικό). Η παραμόρφωση της μεμβράνης μεταδίδεται μέσω μιας διάταξης κίνησης σε ένα βέλος που δείχνει την τιμή πίεσης.

Τα μηχανικά μετρητές πίεσης έχουν ορισμένα πλεονεκτήματα έναντι των μετρητών πίεσης υγρού: φορητότητα, ευελιξία, ευκολία κατασκευής και λειτουργίας και ένα ευρύ φάσμα μετρούμενων πιέσεων.

Για τη μέτρηση πιέσεων μικρότερες από τις ατμοσφαιρικές, χρησιμοποιούνται μετρητές κενού υγρού και μηχανικού, η αρχή λειτουργίας των οποίων είναι η ίδια με αυτή των μετρητών πίεσης.

Η αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων .

Συγκοινωνούντα σκάφη

Επικοινωνώντας ονομάζονται δοχεία που έχουν ανάμεσά τους ένα κανάλι γεμάτο με υγρό. Οι παρατηρήσεις δείχνουν ότι σε δοχεία επικοινωνίας οποιουδήποτε σχήματος, ένα ομοιογενές υγρό βρίσκεται πάντα στο ίδιο επίπεδο.

Τα ανόμοια υγρά συμπεριφέρονται διαφορετικά ακόμη και σε συγκοινωνούντα δοχεία του ίδιου σχήματος και μεγέθους. Ας πάρουμε δύο κυλινδρικά δοχεία επικοινωνίας ίδιας διαμέτρου (Εικ. 51), ρίχνουμε ένα στρώμα υδραργύρου στον πυθμένα τους (σκιασμένο) και από πάνω ρίχνουμε υγρό με διαφορετικές πυκνότητες στους κυλίνδρους, για παράδειγμα, r 2 h 1).

Διανοητικά επιλέξτε μέσα στο σωλήνα που συνδέει τα δοχεία επικοινωνίας και γεμάτο με υδράργυρο, μια περιοχή της περιοχής S, κάθετη στην οριζόντια επιφάνεια. Εφόσον τα υγρά βρίσκονται σε ηρεμία, η πίεση σε αυτή την περιοχή από αριστερά και δεξιά είναι η ίδια, δηλ. p1=p2. Σύμφωνα με τον τύπο (5.2), υδροστατική πίεση p 1 = 1 gh 1 και p 2 = 2 gh 2. Εξισώνοντας αυτές τις εκφράσεις, παίρνουμε r 1 h 1 = r 2 h 2, από όπου

h 1 / h 2 \u003d r 2 / r 1. (5.4)

Ως εκ τούτου , ανόμοια υγρά σε ηρεμία εγκαθίστανται σε δοχεία επικοινωνίας με τέτοιο τρόπο ώστε τα ύψη των στηλών τους να είναι αντιστρόφως ανάλογα με τις πυκνότητες αυτών των υγρών.

Αν r 1 =r 2 , τότε ο τύπος (5.4) υπονοεί ότι h 1 =h 2 , δηλ. ομοιογενή υγρά εγκαθίστανται σε δοχεία επικοινωνίας στο ίδιο επίπεδο.

Η τσαγιέρα και το στόμιό της είναι δοχεία επικοινωνίας: το νερό είναι στο ίδιο επίπεδο μέσα τους. Έτσι το στόμιο της τσαγιέρας πρέπει

Υδραυλική συσκευή.

Μια μεγάλη δεξαμενή νερού (πύργος νερού) είναι εγκατεστημένη στον πύργο. Από τη δεξαμενή υπάρχουν σωλήνες με έναν αριθμό διακλαδώσεων που εισάγονται στα σπίτια. Τα άκρα των σωλήνων κλείνουν με βρύσες. Στη βρύση, η πίεση του νερού που γεμίζει τους σωλήνες είναι ίση με την πίεση της στήλης νερού, η οποία έχει ύψος ίσο με τη διαφορά ύψους μεταξύ της βρύσης και της ελεύθερης επιφάνειας του νερού στη δεξαμενή. Δεδομένου ότι η δεξαμενή είναι εγκατεστημένη σε ύψος δεκάδων μέτρων, η πίεση στη βρύση μπορεί να φτάσει αρκετές ατμόσφαιρες. Προφανώς, η πίεση του νερού στους επάνω ορόφους είναι μικρότερη από την πίεση στους κάτω ορόφους.

Το νερό τροφοδοτείται στη δεξαμενή του πύργου νερού με αντλίες

Υδροσωλήνας.

Σύμφωνα με την αρχή των δοχείων επικοινωνίας, διατάσσονται σωλήνες μέτρησης νερού για δεξαμενές νερού. Τέτοιοι σωλήνες, για παράδειγμα, βρίσκονται σε δεξαμενές σε σιδηροδρομικά βαγόνια. Σε έναν ανοιχτό γυάλινο σωλήνα που είναι προσαρτημένος στη δεξαμενή, το νερό βρίσκεται πάντα στο ίδιο επίπεδο με το ίδιο το δοχείο. Εάν ένας σωλήνας μετρητή νερού έχει εγκατασταθεί σε λέβητα ατμού, τότε το πάνω άκρο του σωλήνα συνδέεται με μπλουζαλέβητας γεμάτος με ατμό.

Αυτό γίνεται έτσι ώστε οι πιέσεις πάνω από την ελεύθερη επιφάνεια του νερού στο λέβητα και στο σωλήνα να είναι ίδιες.

Το Peterhof είναι ένα υπέροχο σύνολο από πάρκα, παλάτια και σιντριβάνια. Αυτό είναι το μοναδικό σύνολο στον κόσμο του οποίου τα σιντριβάνια λειτουργούν χωρίς αντλίες και πολύπλοκες κατασκευές νερού. Αυτά τα σιντριβάνια χρησιμοποιούν την αρχή των συγκοινωνούντων δοχείων - λαμβάνονται υπόψη τα επίπεδα των σιντριβανιών και των λιμνών αποθήκευσης.

Χαρακτηριστικό της πίεσης είναι μια δύναμη που δρα ομοιόμορφα σε μια μονάδα επιφάνειας ενός σώματος. Αυτή η δύναμη επηρεάζει διάφορες τεχνολογικές διαδικασίες. Η πίεση μετριέται σε πασκάλ. Ένα πασκάλ ισούται με την πίεση μιας δύναμης ενός Newton σε επιφάνεια 1 m 2 .

Τύποι πίεσης

• Ατμοσφαιρικός.

• Κενό.

• Υπέρβαση.

• Απόλυτος.

ατμοσφαιρικόςη πίεση δημιουργείται από την ατμόσφαιρα της γης.

ΚενόΗ πίεση είναι πίεση μικρότερη από την ατμοσφαιρική.

υπέρβασηΠίεση είναι η ποσότητα πίεσης που είναι μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική.

ΑπόλυτοςΗ πίεση προσδιορίζεται από την τιμή του απόλυτου μηδέν (κενό).

Τύποι και εργασία

Τα όργανα που μετρούν την πίεση ονομάζονται μανόμετρα. Στη μηχανική, είναι πιο συχνά απαραίτητο να προσδιοριστεί η υπερβολική πίεση. Ένα σημαντικό εύρος μετρούμενων τιμών πίεσης, ειδικές συνθήκες για τη μέτρησή τους σε διάφορες τεχνολογικές διεργασίες προκαλεί μια ποικιλία τύπων μετρητών πίεσης, τα οποία έχουν τις δικές τους διαφορές στα χαρακτηριστικά σχεδιασμού και στην αρχή λειτουργίας. Εξετάστε τους κύριους τύπους που χρησιμοποιούνται.

βαρόμετρα

Το βαρόμετρο είναι μια συσκευή που μετρά την πίεση του αέρα στην ατμόσφαιρα. Υπάρχουν διάφοροι τύποι βαρομέτρων.

ΕρμήςΤο βαρόμετρο λειτουργεί με βάση την κίνηση του υδραργύρου σε ένα σωλήνα κατά μήκος μιας συγκεκριμένης κλίμακας.

ΥγρόΤο βαρόμετρο λειτουργεί με βάση την αρχή της εξισορρόπησης ενός υγρού με την πίεση της ατμόσφαιρας.

Μεταλλικό βαρόμετροεργάζεται για την αλλαγή των διαστάσεων ενός μεταλλικού σφραγισμένου κουτιού με κενό στο εσωτερικό, υπό την επίδραση της ατμοσφαιρικής πίεσης.

ΗλεκτρονικόςΤο βαρόμετρο είναι ένα πιο σύγχρονο όργανο. Μετατρέπει τις παραμέτρους ενός συμβατικού ανεροειδούς σε ψηφιακό σήμα που εμφανίζεται σε οθόνη υγρών κρυστάλλων.

Υγρό μανόμετρα

Σε αυτά τα μοντέλα συσκευών, η πίεση καθορίζεται από το ύψος της στήλης του υγρού, το οποίο εξισώνει αυτή την πίεση. Οι συσκευές υγρών κατασκευάζονται συχνότερα με τη μορφή 2 γυάλινων δοχείων που συνδέονται μεταξύ τους, στα οποία χύνεται υγρό (νερό, υδράργυρος, αλκοόλ).

Εικ-1

Το ένα άκρο του δοχείου συνδέεται με το μετρούμενο μέσο και το άλλο είναι ανοιχτό. Υπό την πίεση του μέσου, το υγρό ρέει από το ένα δοχείο στο άλλο μέχρι να εξισορροπηθεί η πίεση. Η διαφορά στα επίπεδα του υγρού καθορίζει την υπερβολική πίεση. Τέτοιες συσκευές μετρούν τη διαφορά πίεσης και κενού.

Το σχήμα 1α δείχνει ένα μανόμετρο 2 σωλήνων που μετρά το κενό, το μετρητή και την ατμοσφαιρική πίεση. Το μειονέκτημα είναι ένα σημαντικό σφάλμα στη μέτρηση των πιέσεων με παλμούς. Για τέτοιες περιπτώσεις, χρησιμοποιούνται μετρητές πίεσης 1 σωλήνα (Εικόνα 1β). Έχουν μια άκρη μεγαλύτερου σκάφους. Το κύπελλο συνδέεται με μια μετρήσιμη κοιλότητα, η πίεση της οποίας μετακινεί το υγρό στο στενό μέρος του δοχείου.

Κατά τη μέτρηση λαμβάνεται υπόψη μόνο το ύψος του υγρού στον στενό αγκώνα, αφού το υγρό αλλάζει ασήμαντα τη στάθμη του στο κύπελλο και αυτό παραμελείται. Για τη μέτρηση μικρών υπερπιέσεων, χρησιμοποιούνται μικρομανόμετρα 1 σωλήνα με σωλήνα κεκλιμένο υπό γωνία (Εικόνα 1γ). Όσο μεγαλύτερη είναι η κλίση του σωλήνα, τόσο πιο ακριβείς είναι οι μετρήσεις του οργάνου, λόγω της αύξησης του μήκους της στάθμης του υγρού.

Μια ειδική ομάδα είναι οι συσκευές μέτρησης πίεσης στις οποίες η κίνηση του υγρού στη δεξαμενή δρα σε ένα ευαίσθητο στοιχείο - έναν πλωτήρα (1) στο σχήμα 2α, έναν δακτύλιο (3) (Εικόνα 2γ) ή ένα κουδούνι (2) (Εικόνα 2β) , τα οποία σχετίζονται με ένα βέλος, το οποίο είναι δείκτης πίεσης.

Εικ-2

Τα πλεονεκτήματα τέτοιων συσκευών είναι η απομακρυσμένη μετάδοση και η καταχώριση των τιμών τους.

Μετρητές πίεσης παραμόρφωσης

Στον τεχνικό τομέα, οι συσκευές παραμόρφωσης για τη μέτρηση της πίεσης έχουν κερδίσει δημοτικότητα. Η αρχή λειτουργίας τους είναι η παραμόρφωση του ευαίσθητου στοιχείου. Αυτή η παραμόρφωση εμφανίζεται υπό την επίδραση της πίεσης. Το ελαστικό εξάρτημα συνδέεται με μια συσκευή ανάγνωσης που έχει μια κλίμακα βαθμολογημένη σε μονάδες πίεσης. Τα μανόμετρα παραμόρφωσης χωρίζονται σε:

• Ανοιξη.
• Φυσερό.
• Μεμβράνη.

Εικ-3

Μετρητές ελατηρίου

Σε αυτές τις συσκευές, το ευαίσθητο στοιχείο είναι ένα ελατήριο που συνδέεται με το βέλος μέσω ενός μηχανισμού μετάδοσης. Η πίεση δρα μέσα στον σωλήνα, το τμήμα προσπαθεί να πάρει στρογγυλό σχήμα, το ελατήριο (1) προσπαθεί να ξετυλιχθεί, με αποτέλεσμα ο δείκτης να κινείται κατά μήκος της κλίμακας (Εικόνα 3α).

Μανόμετρα πίεσης διαφράγματος

Σε αυτές τις συσκευές, το ελαστικό στοιχείο είναι η μεμβράνη (2). Κάμπτεται υπό πίεση και δρα στο βέλος με τη βοήθεια ενός μηχανισμού μετάδοσης. Η μεμβράνη κατασκευάζεται σύμφωνα με τον τύπο του κουτιού (3). Αυτό αυξάνει την ακρίβεια και την ευαισθησία της συσκευής λόγω της μεγαλύτερης απόκλισης σε ίση πίεση (Εικόνα 3β).

Φυσούνα μετρητές πίεσης

Σε συσκευές τύπου φυσούνας (Εικόνα 3γ), το ελαστικό στοιχείο είναι η φυσούνα (4), η οποία είναι κατασκευασμένη με τη μορφή κυματοειδούς σωλήνα λεπτού τοιχώματος. Αυτός ο σωλήνας είναι υπό πίεση. Σε αυτή την περίπτωση, η φυσούνα αυξάνεται σε μήκος και με τη βοήθεια του μηχανισμού μετάδοσης κινεί τη βελόνα του μανόμετρου.

Οι τύποι μετρητών πίεσης φυσούνας και διαφράγματος χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση ελαφρών υπερπιέσεων και κενού, καθώς το ελαστικό εξάρτημα έχει μικρή ακαμψία. Όταν τέτοιες συσκευές χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του κενού, καλούνται μετρητές βυθίσματος. Η συσκευή μέτρησης πίεσης είναι μετρητής πίεσης , χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της υπερπίεσης και του κενού μετρητές ώσης .

Οι μετρητές πίεσης τύπου παραμόρφωσης έχουν ένα πλεονέκτημα έναντι των υγρών μοντέλων. Σας επιτρέπουν να μεταδίδετε μετρήσεις από απόσταση και να τις καταγράφετε αυτόματα.

Αυτό οφείλεται στον μετασχηματισμό της παραμόρφωσης του ελαστικού στοιχείου στο σήμα εξόδου του ηλεκτρικού ρεύματος. Το σήμα καταγράφεται από όργανα μέτρησης που είναι βαθμονομημένα σε μονάδες πίεσης. Τέτοιες συσκευές ονομάζονται ηλεκτρικά μανόμετρα παραμόρφωσης. Οι μετατροπείς τανσομετρίας, διαφορικού μετασχηματιστή και μαγνητοδιαμόρφωσης έχουν βρει ευρεία χρήση.

Μετατροπέας διαφορικού μετασχηματιστή

Εικ-4

Η αρχή λειτουργίας ενός τέτοιου μετατροπέα είναι η αλλαγή της ισχύος του ρεύματος επαγωγής ανάλογα με το μέγεθος της πίεσης.

Οι συσκευές με την παρουσία ενός τέτοιου μετατροπέα έχουν ένα σωληνοειδές ελατήριο (1), το οποίο κινεί τον χαλύβδινο πυρήνα (2) του μετασχηματιστή και όχι το βέλος. Ως αποτέλεσμα, η ισχύς του ρεύματος επαγωγής που παρέχεται μέσω του ενισχυτή (4) στη συσκευή μέτρησης (3) αλλάζει.

Συσκευές μέτρησης πίεσης μαγνητικής διαμόρφωσης

Σε τέτοιες συσκευές, η δύναμη μετατρέπεται σε σήμα ηλεκτρικού ρεύματος λόγω της κίνησης του μαγνήτη που σχετίζεται με το ελαστικό εξάρτημα. Όταν κινείται, ο μαγνήτης δρα στον μορφοτροπέα μαγνητικής διαμόρφωσης.

Το ηλεκτρικό σήμα ενισχύεται σε έναν ενισχυτή ημιαγωγών και τροφοδοτείται σε δευτερεύουσες ηλεκτρικές συσκευές μέτρησης.

Μετρητές καταπόνησης

Οι μετατροπείς που βασίζονται σε ένα μετρητή τάσης λειτουργούν με βάση την εξάρτηση της ηλεκτρικής αντίστασης του μετρητή τάσης από το μέγεθος της παραμόρφωσης.

Εικ-5

Οι κυψέλες φόρτισης (1) (Εικόνα 5) στερεώνονται στο ελαστικό στοιχείο της συσκευής. Το ηλεκτρικό σήμα στην έξοδο προκύπτει λόγω αλλαγής της αντίστασης του μετρητή τάσης και στερεώνεται από δευτερεύουσες συσκευές μέτρησης.

Ηλεκτρομετρητές πίεσης

Εικ-6

Το ελαστικό εξάρτημα στη συσκευή είναι ένα σωληνοειδές ελατήριο μονής περιστροφής. Οι επαφές (1) και (2) γίνονται για τυχόν σημάδια κλίμακας της συσκευής περιστρέφοντας τη βίδα στην κεφαλή (3), η οποία βρίσκεται στην εξωτερική πλευρά του γυαλιού.

Όταν η πίεση μειωθεί και επιτευχθεί το κατώτερο όριο, το βέλος (4) με τη βοήθεια της επαφής (5) θα ανάψει το κύκλωμα της λάμπας του αντίστοιχου χρώματος. Όταν η πίεση αυξάνεται στο ανώτερο όριο, το οποίο ρυθμίζεται από την επαφή (2), το βέλος κλείνει το κύκλωμα του κόκκινου λαμπτήρα με την επαφή (5).

Μαθήματα ακρίβειας

Οι μετρητές πίεσης χωρίζονται σε δύο κατηγορίες:

1. παραδειγματικός.

2. Εργάτες.

Τα υποδειγματικά όργανα καθορίζουν το σφάλμα στις ενδείξεις των οργάνων εργασίας που εμπλέκονται στην τεχνολογία παραγωγής.

Η κατηγορία ακρίβειας σχετίζεται με το επιτρεπτό σφάλμα, που είναι η απόκλιση του μανόμετρου από τις πραγματικές τιμές. Η ακρίβεια της συσκευής καθορίζεται από το ποσοστό του μέγιστου επιτρεπόμενου σφάλματος στην ονομαστική τιμή. Όσο μεγαλύτερο είναι το ποσοστό, τόσο μικρότερη είναι η ακρίβεια της συσκευής.

Οι μετρητές πίεσης αναφοράς έχουν ακρίβεια πολύ μεγαλύτερη από τα μοντέλα εργασίας, καθώς χρησιμεύουν για την αξιολόγηση της συμμόρφωσης των ενδείξεων των μοντέλων εργασίας συσκευών. Τα υποδειγματικά πιεσόμετρα χρησιμοποιούνται κυρίως στο εργαστήριο, άρα κατασκευάζονται χωρίς πρόσθετη προστασία από το εξωτερικό περιβάλλον.

Τα μανόμετρο ελατηρίου έχουν 3 κατηγορίες ακρίβειας: 0,16, 0,25 και 0,4. Τα λειτουργικά μοντέλα μετρητών πίεσης έχουν τέτοιες τάξεις ακρίβειας από 0,5 έως 4.

Εφαρμογή μετρητών πίεσης

Τα όργανα μέτρησης πίεσης είναι τα πιο δημοφιλή όργανα σε διάφορες βιομηχανίες κατά την εργασία με υγρές ή αέριες πρώτες ύλες.

Παραθέτουμε τους κύριους χώρους χρήσης τέτοιων συσκευών:

• Στη βιομηχανία φυσικού αερίου και πετρελαίου.
• Στη θερμική μηχανική για τον έλεγχο της πίεσης του φορέα ενέργειας στους αγωγούς.
• Στην αεροπορική βιομηχανία, την αυτοκινητοβιομηχανία, τη συντήρηση αεροσκαφών και αυτοκινήτων.
• Στη μηχανουργική βιομηχανία όταν χρησιμοποιούνται υδρομηχανικές και υδροδυναμικές μονάδες.
• Σε ιατρικές συσκευές και συσκευές.
• Στον σιδηροδρομικό εξοπλισμό και τις μεταφορές.
• Στη χημική βιομηχανία για τον προσδιορισμό της πίεσης των ουσιών στις τεχνολογικές διεργασίες.
• Σε χώρους με χρήση πνευματικών μηχανισμών και μονάδων.

Αναζήτηση πλήρους κειμένου.

Κεφάλαιο 2. ΜΕΤΡΗΤΕΣ ΥΓΡΩΝ

Τα θέματα ύδρευσης για την ανθρωπότητα ήταν πάντα πολύ σημαντικά και απέκτησαν ιδιαίτερη σημασία με την ανάπτυξη των πόλεων και την εμφάνιση σε αυτές διαφορετικό είδοςπαραγωγές. Ταυτόχρονα, το πρόβλημα της μέτρησης της πίεσης του νερού, δηλαδή της πίεσης που απαιτείται όχι μόνο για την εξασφάλιση της παροχής νερού μέσω του συστήματος ύδρευσης, αλλά και για την ενεργοποίηση διαφόρων μηχανισμών, γινόταν όλο και πιο επείγον. Η τιμή του ανακάλυψε ανήκει στον μεγαλύτερο Ιταλό καλλιτέχνη και επιστήμονα Λεονάρντο ντα Βίντσι (1452-1519), ο οποίος ήταν ο πρώτος που χρησιμοποίησε έναν πιεζομετρικό σωλήνα για τη μέτρηση της πίεσης του νερού στους αγωγούς. Δυστυχώς, το έργο του «Περί της κίνησης και της μέτρησης του νερού» δημοσιεύτηκε μόλις τον 19ο αιώνα. Ως εκ τούτου, είναι γενικά αποδεκτό ότι για πρώτη φορά ένα μανόμετρο υγρού δημιουργήθηκε το 1643 από τους Ιταλούς επιστήμονες Torricelli και Viviaii, μαθητές του Galileo Galilei, οι οποίοι, μελετώντας τις ιδιότητες του υδραργύρου τοποθετημένου σε ένα σωλήνα, ανακάλυψαν την ύπαρξη ατμοσφαιρικής πίεσης. . Έτσι γεννήθηκε το βαρόμετρο υδραργύρου. Τα επόμενα 10-15 χρόνια στη Γαλλία (B. Pascal και R. Descartes) και στη Γερμανία (O. Guericke) δημιουργήθηκαν διάφοροι τύποι υγρών βαρομέτρων, συμπεριλαμβανομένων αυτών με πλήρωση νερού. Το 1652, ο O. Guericke έδειξε τη βαρύτητα της ατμόσφαιρας με ένα θεαματικό πείραμα με αντλημένα ημισφαίρια, τα οποία δεν μπορούσαν να χωρίσουν δύο ομάδες αλόγων (τα περίφημα «ημισφαίρια του Μαγδεμβούργου»).

Η περαιτέρω ανάπτυξη της επιστήμης και της τεχνολογίας οδήγησε στην εμφάνιση μεγάλου αριθμού μετρητών πίεσης υγρών διαφόρων τύπων, τα οποία χρησιμοποιούνται: μέχρι τώρα σε πολλές βιομηχανίες: μετεωρολογία, αεροπορία και τεχνολογία ηλεκτροκενού, γεωδαισία και γεωλογική εξερεύνηση, φυσική και μετρολογία, κ.λπ. Ωστόσο, λόγω ορισμένων ειδικών χαρακτηριστικών της βασικής λειτουργίας των μετρητών πίεσης υγρού, το ειδικό βάρος τους είναι σχετικά μικρό σε σύγκριση με άλλους τύπους μετρητών πίεσης και πιθανότατα θα μειωθεί στο μέλλον. Ωστόσο, εξακολουθούν να είναι απαραίτητες για μετρήσεις ιδιαίτερα υψηλής ακρίβειας στο εύρος πίεσης κοντά στην ατμοσφαιρική πίεση. Τα υγρά μανόμετρα δεν έχουν χάσει τη σημασία τους σε πολλούς άλλους τομείς (μικρομανομετρία, βαρομετρία, μετεωρολογία και στη φυσική και τεχνική έρευνα).

2.1. Οι κύριοι τύποι υγρών μανόμετρων και οι αρχές λειτουργίας τους

Η αρχή λειτουργίας των υγρών μανόμετρων μπορεί να απεικονιστεί με το παράδειγμα ενός υγρού μανόμετρου σχήματος U (Εικ. 4, α ), που αποτελείται από δύο διασυνδεδεμένους κατακόρυφους σωλήνες 1 και 2,

μισογεμάτο με υγρό. Σύμφωνα με τους νόμους της υδροστατικής, με ίσες πιέσεις R εγώ και σελ 2 οι ελεύθερες υγρές επιφάνειες (μηνίσκοι) και στους δύο σωλήνες θα κατακαθίσουν επίπεδο Ι-Ι. Αν η μία από τις πιέσεις υπερβαίνει την άλλη (R\ > σελ 2), τότε η διαφορά πίεσης θα προκαλέσει πτώση της στάθμης του υγρού στο σωλήνα 1 και, κατά συνέπεια, η άνοδος στο σωλήνα 2, μέχρι να επιτευχθεί κατάσταση ισορροπίας. Παράλληλα, σε επίπεδο

II-P η εξίσωση ισορροπίας θα πάρει τη μορφή

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

δηλ. η διαφορά πίεσης καθορίζεται από την πίεση του ύψους της στήλης του υγρού H με πυκνότητα r.

Η εξίσωση (1.6) από την άποψη της μέτρησης της πίεσης είναι θεμελιώδης, αφού η πίεση καθορίζεται τελικά από τα κύρια φυσικά μεγέθη - μάζα, μήκος και χρόνος. Αυτή η εξίσωση ισχύει για όλους τους τύπους υγρών μανόμετρων χωρίς εξαίρεση. Αυτό συνεπάγεται τον ορισμό ότι ένα μανόμετρο υγρού είναι ένα μανόμετρο στο οποίο η μετρούμενη πίεση εξισορροπείται από την πίεση της στήλης υγρού που σχηματίζεται υπό τη δράση αυτής της πίεσης. Είναι σημαντικό να τονιστεί ότι το μέτρο της πίεσης στα υγρά μανόμετρα είναι

το ύψος του τραπεζιού υγρού, ήταν αυτή η περίσταση που οδήγησε στην εμφάνιση μονάδων πίεσης mm νερού. Art., mm Hg Τέχνη. και άλλα που φυσικά απορρέουν από την αρχή λειτουργίας των υγρών μανόμετρων.

Κύπελλο υγρό μανόμετρο (Εικ. 4, σι) αποτελείται από αλληλοσυνδεόμενα κύπελλα 1 και κάθετος σωλήνας 2, Επιπλέον, η περιοχή διατομής του κυπέλλου είναι σημαντικά μεγαλύτερη από αυτή του σωλήνα. Επομένως, υπό την επίδραση της διαφοράς πίεσης Ar η αλλαγή της στάθμης του υγρού στο κύπελλο είναι πολύ μικρότερη από την αύξηση της στάθμης του υγρού στο σωλήνα: H\ = H r f/F, Οπου H ! - αλλαγή στο επίπεδο του υγρού στο κύπελλο. H 2 - αλλαγή στο επίπεδο του υγρού στο σωλήνα. / - περιοχή διατομής του σωλήνα. φά - τομή του κυπέλλου.

Εξ ου και το ύψος της στήλης του υγρού που εξισορροπεί τη μετρούμενη πίεση H - H x + H 2 = # 2 (1 + f/F), και τη μετρούμενη διαφορά πίεσης

Pi - Rg = H 2 p ?-(1 +f/F ). (2.2)

Επομένως, με γνωστό συντελεστή k= 1 + f/F η διαφορά πίεσης μπορεί να προσδιοριστεί από την αλλαγή της στάθμης του υγρού σε έναν σωλήνα, γεγονός που απλοποιεί τη διαδικασία μέτρησης.

Μανόμετρο διπλού κυπέλλου (Εικ. 4, V) αποτελείται από δύο κύπελλα που συνδέονται με έναν εύκαμπτο σωλήνα 1 και 2 ένα από τα οποία είναι σταθερά στερεωμένο και το δεύτερο μπορεί να κινηθεί προς την κατακόρυφη κατεύθυνση. Με ίσες πιέσεις R\ Και σελ 2 κύπελλα, και κατά συνέπεια, οι ελεύθερες επιφάνειες του υγρού βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο Ι-Ι. Αν R\ > R 2 και μετά φλ 2 αυξάνεται μέχρι να επιτευχθεί ισορροπία σύμφωνα με την εξίσωση (2.1).

Η ενότητα της αρχής λειτουργίας των υγρών μανόμετρων όλων των τύπων καθορίζει την ευελιξία τους όσον αφορά τη δυνατότητα μέτρησης της πίεσης κάθε είδους - απόλυτης και μετρητή και διαφορά πίεσης.

Η απόλυτη πίεση θα μετρηθεί εάν σελ 2 = 0, δηλαδή όταν ο χώρος πάνω από τη στάθμη του υγρού στο σωλήνα 2 αντλείται. Τότε η στήλη υγρού στο μανόμετρο θα εξισορροπήσει την απόλυτη πίεση στο σωλήνα

i,T.e.p a6c =tf p σολ.

Κατά τη μέτρηση της υπερπίεσης, ένας από τους σωλήνες επικοινωνεί με την ατμοσφαιρική πίεση, για παράδειγμα, p 2 \u003d p tsh. Εάν η απόλυτη πίεση στο σωλήνα 1 περισσότερο από την ατμοσφαιρική πίεση (Ρ i >p aT m)> στη συνέχεια, σύμφωνα με το (1.6), η στήλη υγρού στο σωλήνα 2 εξισορροπήστε την υπερβολική πίεση στο σωλήνα 1 } δηλ. p και = H R σολ: Αν, αντίθετα, p x < р атм, то столб жидкости в трубке 1 θα είναι μέτρο της αρνητικής υπερπίεσης p και = -Η R σολ.

Κατά τη μέτρηση της διαφοράς μεταξύ δύο πιέσεων, καθεμία από τις οποίες δεν είναι ίση με την ατμοσφαιρική πίεση, η εξίσωση μέτρησης είναι Ap \u003d p \ - p 2 - \u003d H - Ρ "σολ. Όπως και στην προηγούμενη περίπτωση, η διαφορά μπορεί να λάβει τόσο θετικές όσο και αρνητικές τιμές.

Ένα σημαντικό μετρολογικό χαρακτηριστικό των οργάνων μέτρησης πίεσης είναι η ευαισθησία του συστήματος μέτρησης, η οποία καθορίζει σε μεγάλο βαθμό την ακρίβεια ανάγνωσης κατά τις μετρήσεις και την αδράνεια. Για τα μανομετρικά όργανα, η ευαισθησία νοείται ως ο λόγος της αλλαγής στις ενδείξεις του οργάνου προς τη μεταβολή της πίεσης που την προκάλεσε (u = AN/Ar) . Γενικά, όταν η ευαισθησία δεν είναι σταθερή στο εύρος μέτρησης

n = lim σε Ar -*¦ 0, (2.3)

Οπου ΕΝΑ - αλλαγή στις ενδείξεις ενός μανόμετρου υγρού. Ar είναι η αντίστοιχη μεταβολή της πίεσης.

Λαμβάνοντας υπόψη τις εξισώσεις μέτρησης, παίρνουμε: την ευαισθησία ενός μανόμετρου σχήματος U ή δύο φλιτζανιών (βλ. Εικ. 4, α και 4, γ)

n =(2A 'a ~>

ευαισθησία μετρητή πίεσης κυπέλλου (βλ. Εικ. 4, β)

R-gy \llF) ¦ (2 " 4 ’ 6)

Κατά κανόνα, για συχνούς μετρητές πίεσης φά »/, επομένως, η μείωση της ευαισθησίας τους σε σύγκριση με τα μανόμετρα σχήματος U είναι ασήμαντη.

Από τις εξισώσεις (2.4, ΕΝΑ ) και (2.4, β) προκύπτει ότι η ευαισθησία καθορίζεται εξ ολοκλήρου από την πυκνότητα του υγρού R, γεμίζοντας το σύστημα μέτρησης της συσκευής. Αλλά, από την άλλη πλευρά, η τιμή της πυκνότητας του υγρού σύμφωνα με το (1.6) καθορίζει το εύρος μέτρησης του μανόμετρου: όσο μεγαλύτερο είναι, τόσο μεγαλύτερο είναι το ανώτερο όριο μετρήσεων. Έτσι, η σχετική τιμή του σφάλματος ανάγνωσης δεν εξαρτάται από την τιμή της πυκνότητας. Επομένως, για να αυξηθεί η ευαισθησία και επομένως η ακρίβεια, έχει αναπτυχθεί ένας μεγάλος αριθμός συσκευών ανάγνωσης με βάση διάφορες αρχές λειτουργίας, που κυμαίνονται από τον καθορισμό της θέσης της στάθμης του υγρού σε σχέση με την κλίμακα του μανόμετρου με το μάτι (σφάλμα ανάγνωσης περίπου 1 mm) και τελειώνει με τη χρήση των πιο ακριβών μεθόδων παρεμβολής (σφάλμα ανάγνωσης 0,1-0,2 μm). Μερικές από αυτές τις μεθόδους μπορείτε να βρείτε παρακάτω.

Οι περιοχές μέτρησης των μανόμετρων υγρού σύμφωνα με το (1.6) καθορίζονται από το ύψος της στήλης υγρού, δηλαδή από τις διαστάσεις του μανόμετρου και την πυκνότητα του υγρού. Το βαρύτερο υγρό επί του παρόντος είναι ο υδράργυρος, η πυκνότητα του οποίου είναι p = 1,35951 10 4 kg/m 3 . Μια στήλη υδραργύρου ύψους 1 m αναπτύσσει πίεση περίπου 136 kPa, δηλαδή μια πίεση όχι πολύ μεγαλύτερη από την ατμοσφαιρική πίεση. Επομένως, κατά τη μέτρηση πιέσεων της τάξης του 1 MPa, οι διαστάσεις του μετρητή πίεσης είναι συγκρίσιμες σε ύψος με το ύψος ενός τριώροφου κτιρίου, γεγονός που παρουσιάζει σημαντικές λειτουργικές δυσκολίες, για να μην αναφέρουμε τον υπερβολικό όγκο της κατασκευής. Ωστόσο, έχουν γίνει προσπάθειες να δημιουργηθούν μανόμετρα υπερυψηλού υδραργύρου. Το παγκόσμιο ρεκόρ σημειώθηκε στο Παρίσι, όπου ένα μανόμετρο με ύψος στήλης υδραργύρου περίπου 250 m, που αντιστοιχεί σε 34 MPa, τοποθετήθηκε στη βάση των κατασκευών του διάσημου Πύργου του Άιφελ. Επί του παρόντος, αυτό το μανόμετρο έχει αποσυναρμολογηθεί λόγω της ματαιότητας του. Ωστόσο, το μανόμετρο υδραργύρου του Φυσικο-Τεχνικού Ινστιτούτου της Γερμανίας, μοναδικό στα μετρολογικά του χαρακτηριστικά, συνεχίζει να λειτουργεί. Αυτό το μανόμετρο, τοποθετημένο σε πύργο ορόφου iO, έχει ανώτατο όριο μέτρησης 10 MPa με ακρίβεια μικρότερη από 0,005%. Η συντριπτική πλειονότητα των μανόμετρων υδραργύρου έχει ανώτερα όρια της τάξης των 120 kPa και μόνο περιστασιακά έως και 350 kPa. Κατά τη μέτρηση σχετικά μικρών πιέσεων (μέχρι 10-20 kPa), το σύστημα μέτρησης των υγρών μανόμετρων γεμίζει με νερό, οινόπνευμα και άλλα ελαφριά υγρά. Σε αυτή την περίπτωση, τα εύρη μέτρησης είναι συνήθως μέχρι 1-2,5 kPa (μικρομανόμετρα). Για ακόμη χαμηλότερες πιέσεις, έχουν αναπτυχθεί μέθοδοι για την αύξηση της ευαισθησίας χωρίς τη χρήση πολύπλοκων συσκευών ανάγνωσης.

Μικρομανόμετρο (Εικ. 5), αποτελείται από ένα κύπελλο Εγώ που συνδέεται με το σωλήνα 2, τοποθετημένο υπό γωνία ΕΝΑ στο οριζόντιο επίπεδο

Ι-Ι. Αν, με ίσες πιέσεις πιΚαι σελ 2οι επιφάνειες του υγρού στο κύπελλο και στο σωλήνα ήταν στο επίπεδο Ι-Ι, μετά η αύξηση της πίεσης στο κύπελλο (Ρ 1 > Pr) θα προκαλέσει πτώση της στάθμης του υγρού στο κύπελλο και αύξηση στο σωληνάριο. Σε αυτή την περίπτωση, το ύψος της στήλης υγρού H 2 και το μήκος του κατά μήκος του άξονα του σωλήνα L2 θα συσχετιστεί με τη σχέση H 2 \u003d L 2 αμαρτία α.

Δίνεται η εξίσωση συνέχειας του ρευστού H, F \u003d b 2 /, δεν είναι δύσκολο να ληφθεί η εξίσωση μέτρησης για ένα μικρομανόμετρο

p t -p 2 \u003d N p "g \u003d L 2 r h (sina + -), (2,5)

Οπου β 2 - μετακινώντας τη στάθμη του υγρού στο σωλήνα κατά μήκος του άξονά του. ΕΝΑ - η γωνία κλίσης του σωλήνα προς την οριζόντια. οι υπόλοιποι χαρακτηρισμοί είναι ίδιοι.

Η εξίσωση (2.5) υπονοεί ότι για την αμαρτία ΕΝΑ « 1 και f/F « 1 μετατόπιση της στάθμης του υγρού στο σωλήνα θα υπερβεί πολλές φορές το ύψος της στήλης υγρού που απαιτείται για την εξισορρόπηση της μετρούμενης πίεσης.

Η ευαισθησία του μικρομανόμετρου με κεκλιμένο σωλήνα σύμφωνα με το (2.5)

Όπως φαίνεται από το (2.6), η μέγιστη ευαισθησία του μικρομανόμετρου με οριζόντιο σωλήνα (a = O)

δηλ. σε σχέση με τις περιοχές του κυπέλλου και του σωλήνα, περισσότερο από στο Μανόμετρο σε σχήμα U.

Ο δεύτερος τρόπος για να αυξήσετε την ευαισθησία είναι να εξισορροπήσετε την πίεση με μια στήλη δύο μη αναμίξιμων υγρών. Το μανόμετρο δύο φλιτζανιών (Εικ. 6) είναι γεμάτο με υγρά έτσι ώστε το όριο τους

Ρύζι. 6. Μικρομανόμετρο δύο φλιτζανιών με δύο υγρά (p, > p 2)

τμήμα ήταν εντός του κατακόρυφου τμήματος του σωλήνα δίπλα στο κύπελλο 2. Όταν pi = p 2 πίεση στο επίπεδο I-I

γεια Πι -Η 2 R 2 (Pi>Р2)

Στη συνέχεια, με αυξανόμενη πίεση στο κύπελλο 1 η εξίσωση ισορροπίας θα μοιάζει

Ap=pt -p 2 =D#[(P1 -p 2) +f/F(Pi + Pr)] σολ, (2.7)

όπου px είναι η πυκνότητα του υγρού στο κύπελλο 7. Το p 2 είναι η πυκνότητα του υγρού στο κύπελλο 2.

Φαινόμενη πυκνότητα στήλης δύο υγρών

Pk \u003d (Pi - P2) + f/F (Pi + Pr) (2,8)

Εάν οι πυκνότητες Pi και p 2 έχουν τιμές κοντά η μία στην άλλη, α f/F". 1, τότε η φαινομενική ή αποτελεσματική πυκνότητα μπορεί να μειωθεί σε p min = f/F (Ρ Εγώ + p 2) = 2p x f/F.

rr p k * %

όπου p k είναι η φαινομενική πυκνότητα σύμφωνα με το (2.8).

Όπως και πριν, η αύξηση της ευαισθησίας με αυτούς τους τρόπους μειώνει αυτόματα τα εύρη μέτρησης του μανόμετρου υγρού, γεγονός που περιορίζει τη χρήση τους στην περιοχή του μικρομανομέτρου ™. Λαμβάνοντας επίσης υπόψη τη μεγάλη ευαισθησία των υπό εξέταση μεθόδων στην επίδραση της θερμοκρασίας κατά τις ακριβείς μετρήσεις, κατά κανόνα χρησιμοποιούνται μέθοδοι που βασίζονται σε ακριβείς μετρήσεις του ύψους της στήλης υγρού, αν και αυτό περιπλέκει τον σχεδιασμό των υγρών μανόμετρων.

2.2. Διορθώσεις ενδείξεων και σφαλμάτων μανόμετρων υγρών

Ανάλογα με την ακρίβειά τους, είναι απαραίτητο να εισαχθούν διορθώσεις στις εξισώσεις για τη μέτρηση των μετρητών πίεσης υγρού, λαμβάνοντας υπόψη τις αποκλίσεις στις συνθήκες λειτουργίας από τις συνθήκες βαθμονόμησης, τον τύπο της πίεσης που μετράται και τα χαρακτηριστικά του διαγράμματος κυκλώματος συγκεκριμένων μετρητών πίεσης.

Οι συνθήκες λειτουργίας καθορίζονται από τη θερμοκρασία και την επιτάχυνση ελεύθερης πτώσης στο σημείο μέτρησης. Υπό την επίδραση της θερμοκρασίας, τόσο η πυκνότητα του υγρού που χρησιμοποιείται για την εξισορρόπηση της πίεσης όσο και το μήκος της κλίμακας αλλάζουν. Η βαρυτική επιτάχυνση στον τόπο των μετρήσεων, κατά κανόνα, δεν αντιστοιχεί στην κανονική της τιμή, που υιοθετήθηκε κατά τη βαθμονόμηση. Επομένως η πίεση

P=Rp }