Vedeliku manomeetrites tasakaalustatakse mõõdetud rõhk vedelikusamba rõhuga.

Lihtsamad vedeliku manomeetrid koosnevad U-kujulisest klaastorust ja sirgest, ühtlaste jaotustega skaalast.

Väikseim skaala jaotus on 1 mm. Skaala on tavaliselt kahepoolne, mille keskel on nullmärk. Toru mõlemad otsad täidetakse vedelikuga nullmärgini.

Tööpõhimõte

Kui toru ühte otsa survet avaldada, siis vedelik voolab ja läbi klaasi on näha vedeliku tasemete erinevust. Taseme erinevus, väljendatuna millimeetrites, annab mõõdetud rõhu.

Kui torusse valatakse elavhõbe, väljendatakse rõhku millimeetrites elavhõbe. rõhu manomeeter rõhumõõtur

Kui toru on veega täidetud, mõõdetakse rõhku vee millimeetrites.

Kui toru on täidetud muude vedelikega, on vaja ümber arvutada vedeliku erikaalu alusel.

Nii et näiteks veesamba millimeetriteks teisendamiseks peate korrutama manomeetri näidud antud vedelikuga vedeliku erikaaluga; elavhõbeda millimeetriteks teisendamisel korrutama antud vedeliku erikaaluga. vedel ja jagage elavhõbeda erikaaluga 13.6.

Toru vasaku ja parema osa läbimõõtude erinevus mõõtmistulemust ei mõjuta. Samuti ei ole vaja toru täita vedelikuga tasemeni, mis langeb täpselt kokku skaala nullmärgiga, kuna näitude lugemisel võetakse arvesse ainult tasemete erinevust skaala jaotuste arvu järgi.

EELKAMBRIPÕLET

Eelkambripõleti on seade, mis koosneb gaasi väljalaskeavadega gaasikollektorist, kanalitega monoplokist ja kollektori kohale asetatud keraamilisest tulekindlast eelkambrist, milles gaas segatakse õhuga ja gaasi-õhu segu põletatakse. . Eelkambri põleti on ette nähtud põletamiseks maagaas sektsioonmalmkatelde, kuivatite ja muude soojusseadmete ahjudes, mis töötavad vaakumiga 10-30 Pa. Eelkambri põletid asuvad kamina põrandal, luues seeläbi head tingimused soojusvoogude ühtlaseks jaotamiseks kogu tulekolde pikkuses. Eelkambripõletid võivad töötada madala ja keskmise gaasirõhuga. Eelkambri põleti koosneb gaasikollektorist ( terastoru) ühe rea aukudega gaasi väljalaskeava jaoks. Olenevalt soojusvõimsusest võib põletil olla 1, 2 või 3 kollektorit. Gaasikollektori kohale paigaldatakse terasraamile keraamiline monoplokk, mis moodustab rea kanaleid (segisti). Igal gaasiväljundil on oma keraamiline segisti. Kollektori aukudest voolavad gaasijoad paiskavad välja 50-70% põlemiseks vajalikust õhust, ülejäänud õhk tuleb tulekoldes vähenemise tõttu. Väljaviskamise tulemusena intensiivistub segu moodustumine. Segu kuumutatakse kanalites ja väljumisel hakkab see põlema. Kanalitest siseneb põlev segu eelkambrisse, milles põletatakse 90-95% gaasist. Eelkamber on valmistatud šamotttellistest; see näeb välja nagu pilu. Gaasi põlemine toimub ahjus. Põleti kõrgus on 0,6-0,9 m, liigõhu koefitsient 1,1...1,15.

Kompensaatorid on ette nähtud gaasijuhtmete temperatuuripaisumise leevendamiseks (kompenseerimiseks), torude purunemise vältimiseks, liitmike (äärik, ventiilid) paigaldamise ja demonteerimise hõlbustamiseks.

1 km pikkune ja keskmise läbimõõduga gaasijuhe pikeneb 1 °C kuumutamisel 12 mm võrra.

Kompensaatorid on:

· Objektiiv;

· U-kujuline;

· Lüürakujuline.

Objektiivi kompensaatoron lainelise pinnaga, mis muudab selle pikkust sõltuvalt gaasijuhtme temperatuurist. Objektiivi kompensaator on valmistatud stantsitud poolläätsedest keevitamise teel.

Hüdraulilise takistuse vähendamiseks ja ummistumise vältimiseks paigaldatakse kompensaatori sisse juhttoru, mis on keevitatud kompensaatori sisepinna külge gaasi sisselaske poolel.

Poolläätsede alumine osa on täidetud bituumeniga, et vältida vee kogunemist.

Talvel kompensaatori paigaldamisel on vaja seda veidi venitada ja suvel, vastupidi, ühendusmutritega kokku suruda.

U-kujuline lüürakujuline

kompensaator.kompensaator.

Gaasitorustikku ümbritseva keskkonna temperatuuri muutused põhjustavad muutusi gaasitoru pikkuses. Terasest gaasijuhtme 100 m pikkuse sirge lõigu puhul on pikenemine või lühenemine 1° temperatuurimuutusega umbes 1,2 mm. Seetõttu tuleb kõikidele gaasijuhtmetele pärast ventiile, piki gaasivoolu, paigaldada läätsekompensaatorid (joonis 3). Lisaks hõlbustab objektiivi kompensaatori olemasolu töö ajal ventiilide paigaldamist ja demonteerimist.

Gaasitorustike projekteerimisel ja ehitamisel püütakse vähendada paigaldatud kompensaatorite arvu, kasutades maksimaalselt isekompensatsiooni kasutamist trassi suuna muutmisega nii plaanis kui ka profiilis.

Riis. 3. Objektiivi kompensaator 1 - äärik; 2-toru; 3 - särk; 4 - poollääts; 5 - käpp; 6 - ribi; 7 - veojõud; 8 - pähkel

Vedeliku manomeetri tööpõhimõte

Algasendis on vesi torudes samal tasemel. Kui kummikilele avaldatakse survet, siis vedeliku tase manomeetri ühes põlves väheneb ja teises seetõttu tõuseb.

See on näidatud ülaloleval pildil. Vajutame sõrmega kile peale.

Kui kile peale vajutame, siis õhurõhk karbis tõuseb. Rõhk edastatakse läbi toru ja jõuab vedelikuni, tõrjudes selle välja. Kui tase selles küünarnukis väheneb, suureneb vedeliku tase toru teises küünarnukis.

Vedeliku taseme erinevuse põhjal on võimalik erinevust hinnata atmosfääri rõhk ja kilele avaldatavat survet.

Järgmisel joonisel on näidatud, kuidas kasutada vedeliku manomeetrit vedeliku rõhu mõõtmiseks erinevatel sügavustel.

Diafragma manomeeter

Membraanmanomeetris on elastseks elemendiks membraan, mis on gofreeritud metallplaat. Plaadi läbipaine vedeliku rõhu all edastatakse ülekandemehhanismi kaudu piki skaalat libisevale instrumendi osutile. Membraaninstrumente kasutatakse rõhu mõõtmiseks kuni 2,5 MPa, samuti vaakumi mõõtmiseks. Mõnikord kasutatakse elektrilise väljundiga seadmeid, mille väljundisse saadetakse elektriline signaal, mis on proportsionaalne manomeetri sisendis oleva rõhuga.

Rõhk on ühtlaselt jaotatud jõud, mis toimib risti pindalaühiku kohta. See võib olla atmosfääriline (Maa-lähedase atmosfääri rõhk), üleliigne (üle atmosfäärirõhu) ja absoluutne (atmosfääri ja liigrõhkude summa). Absoluutset rõhku, mis on alla atmosfäärirõhu, nimetatakse hõrenemiseks ja sügavat hõrenemist vaakumiks.

Rõhu ühik rahvusvahelises mõõtühikute süsteemis (SI) on Pascal (Pa). Üks Pascal on rõhk, mis tekib ühe njuutoni jõu poolt ühe piirkonna kohal ruutmeeter. Kuna see ühik on väga väike, kasutatakse ka ühikuid, mis on selle kordsed: kilopaskal (kPa) = Pa; megapaskal (MPa) = Pa jne. Varem kasutatud rõhuühikutelt Pascali ühikule ülemineku ülesande keerukuse tõttu on ajutiselt lubatud kasutada järgmisi ühikuid: kilogramm-jõud ruutsentimeetri kohta (kgf/cm) = 980665 Pa; kilogramm-jõud ruutmeetri (kgf/m) või veesamba millimeetri kohta (mmH2O) = 9,80665 Pa; elavhõbeda millimeeter (mmHg) = 133,332 Pa.

Rõhu jälgimise seadmed klassifitseeritakse sõltuvalt neis kasutatavast mõõtmismeetodist, samuti mõõdetud väärtuse iseloomust.

Vastavalt mõõtmismeetodile, mis määrab tööpõhimõtte, jagatakse need seadmed järgmistesse rühmadesse:

Vedelik, milles rõhku mõõdetakse tasakaalustades seda vedelikusambaga, mille kõrgus määrab rõhu suuruse;

Vedrulised (deformatsioonid), milles rõhu väärtust mõõdetakse elastsete elementide deformatsioonimõõtu määramise teel;

Kaalkolb, mis põhineb ühelt poolt mõõdetud rõhu ja teiselt poolt silindrisse asetatud kolvile mõjuvate kalibreeritud raskuste tekitatud jõudude tasakaalustamisel.

Elektriline, mille puhul rõhku mõõdetakse selle väärtuse teisendamise teel elektriliseks väärtuseks ja materjali elektriliste omaduste mõõtmisega, sõltuvalt rõhu väärtusest.

Sõltuvalt mõõdetud rõhu tüübist jagatakse seadmed järgmisteks osadeks:

Ülerõhu mõõtmiseks ette nähtud manomeetrid;

Vaakummõõturid, mida kasutatakse harvendamise (vaakum) mõõtmiseks;

Ülerõhku ja vaakumit mõõtvad rõhu- ja vaakummõõturid;

Väikeste liigrõhkude mõõtmiseks kasutatavad rõhumõõturid;

Väikeste vaakumite mõõtmiseks kasutatavad veojõumõõturid;

Tõukejõu rõhumõõturid, mis on ette nähtud madala rõhu ja vaakumi mõõtmiseks;

Diferentsiaalrõhumõõturid (diferentsiaalmanomeetrid), millega mõõdetakse rõhkude erinevusi;

Baromeetrid, mida kasutatakse õhurõhu mõõtmiseks.

Kõige sagedamini kasutatakse vedru- või deformatsioonimõõtureid. Nende seadmete tundlike elementide peamised tüübid on toodud joonisel fig. 1.

Riis. 1. Deformatsioonirõhumõõturite tundlike elementide tüübid

a) - ühe pöördega torukujulise vedruga (Bourdoni toru)

b) - mitme pöördega torukujulise vedruga

c) - elastsete membraanidega

d) - lõõts.

Torukujuliste vedrudega seadmed.

Nende seadmete tööpõhimõte põhineb mitteringikujulise ristlõikega kõvera toru (toruvedru) omadusel muuta selle kumerust, kui rõhk toru sees muutub.

Olenevalt vedru kujust on ühe pöördega vedrud (joonis 1a) ja mitme pöördega vedrud (joonis 1b). Mitme pöördega toruvedrude eeliseks on see, et vaba otsa liikumine on suurem kui ühe pöördega toruvedrudel sama sisendrõhu muutusega. Puuduseks on selliste vedrudega seadmete märkimisväärsed mõõtmed.

Ühe pöördega torukujulise vedruga manomeetrid on üks levinumaid vedruriistade tüüpe. Selliste seadmete tundlik element on elliptilise või ovaalse ristlõikega toru 1 (joonis 2), mis on painutatud ringikujuliselt ja ühest otsast suletud. Toru avatud ots läbi hoidiku 2 ja nipli 3 on ühendatud mõõdetud rõhu allikaga. Toru 4 vaba (joodetud) ots on ülekandemehhanismi kaudu ühendatud piki instrumendi skaalat liikuva noole teljega.

Kuni 50 kg/cm rõhkudele mõeldud manomeetrite torud on valmistatud vasest ja kõrgemale rõhule mõeldud manomeetrite torud terasest.

Mitteringikujulise ristlõikega kõvera toru omadus muuta painde suurust selle õõnsuse rõhu muutumisel on ristlõike kuju muutumise tagajärg. Torusisese rõhu mõjul läheneb elliptiline või lame-ovaalne sektsioon, deformeerudes, ringikujulisele lõigule (ellipsi või ovaali väiketelg suureneb ja peatelg väheneb).

Toru vaba otsa liikumine, kui see on teatud piirides deformeerunud, on võrdeline mõõdetud rõhuga. Rõhul, mis ületab etteantud piiri, tekivad torus jääkdeformatsioonid, mis muudavad selle mõõtmiseks sobimatuks. Seetõttu peab manomeetri maksimaalne töörõhk olema teatud ohutusvaruga alla proportsionaalse piiri.

Riis. 2. Vedru manomeeter

Toru vaba otsa liikumine rõhu mõjul on väga väike, seetõttu on instrumendi näitude täpsuse ja selguse suurendamiseks kasutusele võetud ülekandemehhanism, mis suurendab toru otsa liikumise skaalat. See koosneb (joonis 2) hammasrattasektorist 6, hammasrattast 7, mis haakub sektoriga, ja spiraalvedrust (juuksed) 8. Manomeetri 9 indikaatornool on kinnitatud hammasratta 7 telje külge. Vedru 8 on ühest otsast kinnitatud hammasratta telje külge ja teisest otsast mehhanismi plaadi fikseeritud punkti. Vedru eesmärk on kõrvaldada osuti lõtk, valides käigu siduri ja mehhanismi hingeliigendite vahed.

Diafragma rõhumõõturid.

Membraanmanomeetrite tundlik element võib olla jäik (elastne) või lõtv membraan.

Elastsed membraanid on laineliste vasest või messingist kettad. Lainestused suurendavad membraani jäikust ja deformeerumisvõimet. Sellistest membraanidest valmistatakse membraanikarbid (vt joonis 1c) ja kastidest plokid.

Lobised membraanid on valmistatud kummist kangapõhiselt ühepoolsete ketaste kujul. Neid kasutatakse väikeste ülerõhkude ja vaakumite mõõtmiseks.

Diafragma manomeetrid võivad olla kohalike näitudega, näitude elektrilise või pneumaatilise edastamisega sekundaarsetele seadmetele.

Mõelge näiteks DM-tüüpi membraani diferentsiaalmanomeetrile, mis on membraani tüüpi skaalata andur (joonis 3), millel on diferentsiaaltrafo süsteem mõõdetud koguse väärtuse edastamiseks KSD tüüpi sekundaarsele seadmele.

Riis. 3 Membraani diferentsiaalmanomeetri tüüp DM konstruktsioon

Diferentsiaalmanomeetri tundlik element on membraanplokk, mis koosneb kahest silikoonvedelikuga täidetud membraanikarbist 1 ja 3, mis paiknevad kahes eraldi kambris, mis on eraldatud vaheseinaga 2.

Diferentsiaaltrafo muunduri 5 raudsüdamik 4 on kinnitatud ülemise membraani keskele.

Kõrgem (positiivne) mõõdetud rõhk juhitakse alumisse kambrisse ja madalam (miinus) rõhk ülemisse kambrisse. Mõõdetud rõhuerinevuse jõudu tasakaalustavad muud jõud, mis tekivad membraanikarpide 1 ja 3 deformeerumisel.

Rõhulanguse suurenedes tõmbub membraanikast 3 kokku, sellest voolab vedelik kasti 1, mis paisub ja liigutab diferentsiaaltrafo muunduri südamikku 4. Rõhulanguse vähenemisel surutakse membraanikarp 1 kokku ja sealt väljuv vedelik surutakse kasti 3. Samal ajal liigub südamik 4 allapoole. Seega on südamiku asend, s.o. diferentsiaaltrafo ahela väljundpinge sõltub üheselt rõhulanguse väärtusest.

Töötamiseks tehnoloogiliste protsesside seire-, reguleerimis- ja juhtimissüsteemides, muundades pidevalt keskmise rõhu standardvoolu väljundsignaaliks ja edastades selle sekundaarsetele seadmetele või täiturmehhanismidele, kasutatakse Sapphire tüüpi andureid-muundureid.

Seda tüüpi rõhuandureid kasutatakse: absoluutrõhu mõõtmiseks ("Sapphire-22DA"), ülerõhu mõõtmiseks ("Sapphire-22DI"), vaakumi mõõtmiseks ("Sapphire-22DV"), rõhu mõõtmiseks - vaakum ("Sapphire-22DIV"). "), hüdrostaatiline rõhk ("Sapphire-22DG").

Konverteri SAPFIR-22DG konstruktsioon on näidatud joonisel fig. 4. Neid kasutatakse neutraalse ja agressiivse keskkonna hüdrostaatilise rõhu (tasemete) mõõtmiseks temperatuuridel -50 kuni 120 °C. Mõõtmise ülempiir on 4 MPa.

Riis. 4 Konverteri seade "SAPHIRE -22DG"

Membraanhoova tüüpi tensoandur 4 asetatakse aluse 8 sisse silikoonvedelikuga täidetud suletud õõnsusse 10 ja eraldatakse mõõdetavast keskkonnast metallist gofreeritud membraanidega 7. Tensomõõturi anduri tundlikud elemendid on kile ränist valmistatud pingeandurid 11, mis on asetatud safiirist valmistatud plaadile 10.

Membraanid 7 keevitatakse piki väliskontuuri alusele 8 ja ühendatakse omavahel tsentraalse varda 6 abil, mis on varda 5 abil ühendatud tensomõõturi anduri hoova 4 otsaga. Äärikud 9 on tihendatud tihenditega 3 Avatud membraaniga positiivset äärikut kasutatakse anduri paigaldamiseks otse protsessipaagile. Mõõdetud rõhu mõju põhjustab membraanide 7 läbipainde, tensomõõturi anduri membraani 4 paindumise ja deformatsioonimõõturite takistuse muutumise. Tensomõõturi anduri elektriline signaal edastatakse mõõteseadmest juhtmete kaudu läbi 2 V suletud sisendi elektrooniline seade 1, teisendades pingeandurite takistuse muutuse voolu väljundsignaali muutuseks ühes vahemikus (0-5) mA, (0-20) mA, (4-20) mA.

Mõõteüksus talub ühepoolset ülekoormust töötava ülerõhuga ilma hävitamiseta. Selle tagab asjaolu, et sellise ülekoormuse ajal toetub üks membraanidest 7 aluse 8 profileeritud pinnale.

Sapphire-22 muundurite ülaltoodud modifikatsioonidel on sarnane seade.

Hüdrostaatilise ja absoluutrõhu mõõtemuundurite "Sapphire-22K-DG" ja "Sapphire-22K-DA" väljundvoolu signaal on (0-5) mA või (0-20) mA või (4-20) mA, nagu samuti RS-485 liidesel põhinev elektriline koodsignaal.

Tundlik element lõõtsa manomeetrid ja diferentsiaalmanomeetrid on lõõtsad - harmoonilised membraanid (metallist gofreeritud torud). Mõõdetud rõhk põhjustab lõõtsa elastse deformatsiooni. Surve mõõt võib olla kas lõõtsa vaba otsa liikumine või deformatsioonil tekkiv jõud.

Skemaatiline diagramm Lõõtsa diferentsiaalmanomeetri tüüp DS on näidatud joonisel 5. Sellise seadme tundlik element on üks või kaks lõõtsa. Lõõtsad 1 ja 2 on ühest otsast fikseeritud kindla aluse külge ja teisest otsast ühendatud liikuva varda 3 kaudu. Lõõtsa sisemised õõnsused täidetakse vedelikuga (vee-glütseriini segu, räniorgaaniline vedelik) ja ühendatakse omavahel. Rõhu erinevuse muutumisel tõmbub üks lõõts kokku, surudes vedeliku teise lõõtsa ja liigutades lõõtsaploki varda. Varda liikumine teisendatakse pliiatsi, osuti, integraatori mustri või kaugedastussignaali liikumiseks, mis on proportsionaalne mõõdetud rõhu erinevusega.

Nimirõhulanguse määrab spiraalvedrude plokk 4.

Kui rõhulangus on nominaalsest suurem, blokeerivad klaasid 5 kanali 6, peatades vedeliku voolu ja vältides seeläbi lõõtsa hävimist.

Riis. 5 Lõõtsa diferentsiaalmanomeetri skemaatiline diagramm

Mis tahes parameetri väärtuse kohta usaldusväärse teabe saamiseks on vaja täpselt teada mõõteseadme viga. Seadme põhivea kindlaksmääramine skaala erinevates punktides teatud ajavahemike järel toimub selle kontrollimise teel, s.o. võrrelda kontrollitava seadme näitu täpsema standardseadme näitudega. Reeglina kontrollitakse instrumente esmalt mõõdetud väärtuse suureneva väärtusega (edasikäik) ja seejärel kahaneva väärtusega (tagurpidikäik).

Rõhumõõtureid kontrollitakse kolmel järgmisel viisil: nullpunkti, tööpunkti kontrollimine ja täielik kontroll. Sel juhul tehakse kaks esimest kontrolli otse töökohal, kasutades kolmekäigulist ventiili (joonis 6).

Tööpunkti kontrollitakse, ühendades kontrollmanomeetri töömanomeetriga ja võrreldes nende näitu.

Manomeetrite täielik kontrollimine toimub laboris kalibreerimispressil või kolbmanomeetril pärast manomeetri töökohalt eemaldamist.

Manomeetrite kontrollimiseks mõeldud tühimassi paigaldise tööpõhimõte põhineb ühelt poolt mõõdetud rõhu ja teisalt silindrisse asetatud kolvile mõjuvate koormuste poolt tekitatavate jõudude tasakaalustamisel.

Riis. 6. Skeemid manomeetri null- ja tööpunktide kontrollimiseks kolmekäigulise ventiili abil.

Kolmekäigulise ventiili asendid: 1 - töökorras; 2 - nullpunkti kontroll; 3 - tööpunkti kontrollimine; 4 - impulssliini puhastamine.

Ülerõhu mõõtmise seadmeid nimetatakse manomeetriteks, vaakum (rõhk alla atmosfääri) - vaakummõõturid, ülerõhk ja vaakum - rõhk ja vaakummõõturid, rõhkude erinevus (erinevus) - diferentsiaalmanomeetrid.

Peamised kaubanduslikult toodetud rõhu mõõtmise seadmed jagunevad nende tööpõhimõtte järgi järgmistesse rühmadesse:

Vedelik - mõõdetud rõhku tasakaalustab vedelikusamba rõhk;

vedru - mõõdetud rõhku tasakaalustab torukujulise vedru, membraani, lõõtsa jne elastse deformatsiooni jõud;

Kolb - mõõdetud rõhku tasakaalustab teatud ristlõikega kolvile mõjuv jõud.

Sõltuvalt kasutustingimustest ja otstarbest toodab tööstus järgmist tüüpi rõhumõõteseadmeid:

Tehnilised - üldotstarbelised instrumendid seadmete käitamiseks;

Juhtnupud – kontrollimiseks tehnilised seadmed nende paigaldamise kohas;

Eeskujulik – suuremat täpsust nõudvate juhtimis- ja tehniliste instrumentide ning mõõtmiste kontrollimiseks.

Vedrumanomeetrid

Eesmärk. Liigrõhu mõõtmiseks kasutatakse laialdaselt manomeetriid, mille töö põhineb mõõdetud rõhu mõjul tekkiva elastse sensorelemendi deformatsiooni kasutamisel. Selle deformatsiooni väärtus edastatakse mõõteseadme lugemisseadmesse, kalibreerituna rõhuühikutes.

Manomeetri sensorelemendina kasutatakse kõige sagedamini ühe pöördega torukujulist vedrut (Bourdoni toru). Muud tüüpi tundlikud elemendid on: mitme pöördega torukujuline vedru, lame gofreeritud membraan, harmoonilise kujuga membraan - lõõts.

Seade. Ühe pöördega torukujulise vedruga manomeetrid on laialdaselt kasutusel ülerõhu mõõtmiseks vahemikus 0,6–1600 kgf/cm². Selliste manomeetrite töökorpus on elliptilise või ovaalse ristlõikega õõnes toru, mis on ümber ümbermõõdu 270° võrra painutatud.

Ühe pöördega toruvedruga manomeetri konstruktsioon on näidatud joonisel 2.64. Torukujuline vedru - 2 oma avatud otsaga on jäigalt ühendatud manomeetri korpusesse - 1 kinnitatud hoidikuga - 6. Hoidik läbib liitmiku - 7 keermega, mis ühendab gaasitoru, milles rõhku mõõdetakse. Vedru vaba ots suletakse liigendteljega korgiga ja tihendatakse. Rihma - 5 abil on see ühendatud ülekandemehhanismiga, mis koosneb hammasrattasektorist - 4, mis on ühendatud käiguga - 10, mis istub liikumatult teljel koos indikaatornoolega - 3. Käigu kõrval on lame spiraalvedru (juuksed) - 9, mille üks ots on hammasrattaga ühendatud ja teine ​​on fikseeritud raamile. Juuksed suruvad toru pidevalt sektorihammaste ühele küljele, kõrvaldades sellega käiguvahetuse (lõtku) ja tagades noole sujuva liikumise.

Riis. 2.64. Ühe pöördega torukujulise vedruga manomeetri näit

Elektrilised kontaktrõhumõõturid

Eesmärk. EKM EKV, EKMV ja VE-16rb manomeetrid, vaakummõõturid ja elektrilised kontaktmanomeetrid on mõeldud messingi ja terase suhtes neutraalsete gaaside ja vedelike rõhu (väljalaske) mõõtmiseks, signaalimiseks või sisse-välja juhtimiseks. VE-16rb tüüpi mõõteriistad on valmistatud plahvatuskindlas korpuses ning neid saab paigaldada tule- ja plahvatusohtlikesse kohtadesse. Elektriliste kontaktseadmete tööpinge on kuni 380V või kuni 220V DC.

Seade.Elektriliste kontaktmanomeetrite konstruktsioon on sarnane vedruga, ainsa erinevusega on see, et manomeetri korpusel on kontaktgruppide paigaldamise tõttu suured geomeetrilised mõõtmed. Elektriliste kontaktmanomeetrite struktuur ja põhielementide loetelu on esitatud joonisel fig. 2.65..

Manomeetrid on eeskujulikud.

Eesmärk. MO ja VO tüüpi mudelmanomeetrid ja vaakummõõturid on ette nähtud manomeetrite, vaakummõõturite ning rõhu- ja vaakummõõturite testimiseks mitteagressiivsete vedelike ja gaaside rõhu ja vaakumi mõõtmiseks laboritingimustes.

MKO-tüüpi manomeetrid ja VKO-tüüpi vaakummõõturid on mõeldud töömanomeetrite töökindluse kontrollimiseks nende paigalduskohas ning ülerõhu ja vaakumi kontrollmõõtmiseks.

Riis. 2.65. Elektrilised kontaktrõhumõõturid: a - EKM tüüp; ECMV; EKV;

B - tüüp VE - 16 Rb põhiosad: toruvedru; kaal; mobiilne

Mehhanism; liikuvate kontaktide rühm; sisselaske kinnitus

Elektrilised manomeetrid

Eesmärk. DER tüüpi elektrilised manomeetrid on mõeldud liig- või vaakumrõhu pidevaks muundamiseks ühtseks väljundsignaaliks vahelduvvoolu. Neid seadmeid kasutatakse töötamiseks koos sekundaarsete diferentsiaaltrafoseadmete, tsentraliseeritud juhtimismasinate ja muude teabevastuvõtjatega, mis on vastastikuse induktiivsuse tõttu võimelised vastu võtma standardsignaali.

Seade ja tööpõhimõte. Seadme, nagu ka ühe pöördega torukujulise vedruga manomeetrite tööpõhimõte põhineb elastse sensorelemendi deformatsiooni kasutamisel, kui sellele rakendatakse mõõdetud rõhku. DER-tüüpi elektrilise manomeetri struktuur on näidatud joonisel fig. 2.65.(b). Seadme elastseks tundlikuks elemendiks on torukujuline vedru - 1, mis on paigaldatud hoidikusse - 5. Hoidja külge kruvitakse riba - 6, millele on kinnitatud diferentsiaaltrafo mähis - 7. Hoidikule on paigaldatud ka püsi- ja muutuvtakistus. Mähis on kaetud ekraaniga. Mõõdetud rõhk antakse hoidikusse. Hoidik on kinnitatud korpuse külge - 2 kruvi - 4. Alumiiniumisulamist korpus on suletud kaanega, millele on kinnitatud pistikühendus - 3. Diferentsiaaltrafo südamik - 8 on ühendatud toruvedru liikuva otsaga spetsiaalse kruviga - 9. Seadmele surve avaldamisel deformeerub torukujuline vedru , mis põhjustab vedru liikuva otsa ja sellega seotud diferentsiaaltrafo südamiku mõõdetud rõhuga proportsionaalse liikumise.

Tehnilistel eesmärkidel kasutatavate manomeetrite töönõuded:

· manomeetri paigaldamisel ei tohiks sihverplaadi kalle vertikaalselt ületada 15°;

· mittetööasendis peab mõõteseadme nool olema nullasendis;

· manomeeter on taadeldud ning sellel on taatluskuupäeva tähistav tempel ja pitser;

· puuduvad mehaanilised vigastused manomeetri korpusel, liitmiku keermestatud osal jms;

· digitaalne kaal on teeninduspersonalile selgelt nähtav;

· niiske gaasilise keskkonna (gaas, õhk) rõhu mõõtmisel tehakse manomeetri ees olev toru silmusena, milles niiskus kondenseerub;

· mõõdetud rõhu võtmise kohta (manomeetri ette) tuleb paigaldada kraan või ventiil;

· manomeetri liitmiku ühenduskoha tihendamiseks tuleks kasutada nahast, pliist, lõõmutatud punasest vasest ja fluoroplastist valmistatud tihendeid. Puksiiri ja punase juhtme kasutamine ei ole lubatud.

Rõhumõõteseadmeid kasutatakse paljudes tööstusharudes ja need liigitatakse sõltuvalt nende otstarbest järgmiselt:

· Baromeetrid – õhurõhu mõõtmine.

· Vaakummõõturid – vaakumrõhu mõõtmine.

· Manomeetrid – ülerõhu mõõtmine.

· Rõhu- ja vaakummõõturid – vaakumi ja ülerõhu mõõtmine.

· Baarvaakummõõturid – absoluutse rõhu mõõtmine.

· Diferentsiaalrõhumõõturid – mõõta rõhkude erinevusi.

Vastavalt tööpõhimõttele võivad rõhumõõteriistad olla järgmist tüüpi:

· Seade on vedel (rõhk tasakaalustatakse vedelikusamba massi abil).

· Kaal-kolb seadmed (mõõdetud rõhku tasakaalustab kalibreeritud raskuste tekitatav jõud).

· Näitude kaugedastusega seadmed (kasutatakse aine erinevate elektriliste omaduste muutusi mõõdetud rõhu mõjul).

· Seade on vedru (mõõdetud rõhku tasakaalustavad vedru elastsusjõud, mille deformatsioon on rõhu mõõdik).

Sest Rõhu mõõtmiseks kasutatakse erinevaid instrumente , mida saab jagada kahte põhirühma: vedel ja mehaaniline.

Lihtsaim seade on piesomeeter, rõhu mõõtmine vedelikus sama vedeliku samba kõrguse järgi. See on ühest otsast avatud klaastoru (toru joonisel 14a). Piesomeeter on väga tundlik ja täpne seade, kuid see on kasulik ainult väikeste rõhkude mõõtmisel, vastasel juhul osutub toru väga pikaks, mis raskendab selle kasutamist.

Mõõtetoru pikkuse vähendamiseks kasutatakse suurema tihedusega vedelikuga (näiteks elavhõbedaga) seadmeid. Elavhõbeda manomeeter on Y-kujuline toru, mille kumer küünarnukk on täidetud elavhõbedaga (joonis 14b). Anumas oleva rõhu mõjul manomeetri vasakus jalas elavhõbeda tase väheneb ja paremas tõuseb.

Diferentsiaalrõhu mõõtur kasutatakse juhtudel, kui on vaja mõõta mitte rõhku anumas, vaid rõhkude erinevust kahes anumas või ühe anuma kahes punktis (joonis 14 c).

Vedelate seadmete kasutamine on piiratud suhteliselt madala rõhu piirkonnaga. Kui on vaja mõõta kõrgeid rõhku, kasutatakse teist tüüpi instrumente - mehaanilisi.

Vedruline rõhumõõtur on mehaanilistest seadmetest kõige levinum. See koosneb (joonis 15a) õõnest õhukeseseinalisest kumerast messingist või terasest torust (vedru) 1, mille üks ots on tihendatud ja ühendatud ajamiga 2 ülekandemehhanismiga 3. Teljel asub nool 4 Toru teine ​​ots on avatud ja ühendatud anumaga, milles mõõdetakse rõhku. Surve mõjul vedru deformeerub (sirgeneb) ja käivitab ajamseadme kaudu noole, mille kõrvalekalle määrab rõhu väärtuse skaalal 5.

Diafragma rõhumõõturid klassifitseeritakse ka mehaaniliseks (joonis 15b). Neisse paigaldatakse vedru asemel õhuke plaatmembraan 1 (metallist või kummeeritud materjalist). Membraani deformatsioon edastatakse läbi ajamiseadme rõhu väärtust näitavale noolele.

Mehaanilistel manomeetritel on vedelate ees mõned eelised: teisaldatavus, mitmekülgsus, disaini ja töö lihtsus ning lai valik mõõdetud rõhku.

Atmosfäärirõhust väiksemate rõhkude mõõtmiseks kasutatakse vedeliku- ja mehaanilisi vaakummõõtureid, mille tööpõhimõte on sama, mis manomeetritel.

Laevade suhtlemise põhimõte .

Suhtlevad laevad

Suhtlemine nimetatakse anumateks, mille vahel on vedelikuga täidetud kanal. Vaatlused näitavad, et mis tahes kujuga suhtlevates anumates moodustub homogeenne vedelik alati samal tasemel.

Erinevad vedelikud käituvad erinevalt isegi sama kuju ja suurusega suhtlevates anumates. Võtame kaks ühesuguse läbimõõduga silindrilist sideanumat (joon. 51), valame nende põhja (varjutatud) elavhõbedakihti ja selle peale valame silindritesse erineva tihedusega vedelikku, näiteks r 2 h 1).

Valime vaimselt ühenduses olevaid anumaid ühendava ja elavhõbedaga täidetud toru seest horisontaalse pinnaga risti oleva ala S. Kuna vedelikud on puhkeasendis, on rõhk sellele vasakule ja paremale alale ühesugune, st. p 1 = p 2 . Vastavalt valemile (5.2) hüdrostaatiline rõhk p 1 = 1 gh 1 ja p 2 = 2 gh 2. Võrdsustades need avaldised, saame r 1 h 1 = r 2 h 2, millest

h 1/h 2 = r 2/r 1. (5.4)

Seega , paigaldatakse erinevad vedelikud puhkeolekus suhtlevatesse anumatesse nii, et nende sammaste kõrgused osutuvad pöördvõrdeliseks nende vedelike tihedustega.

Kui r 1 =r 2, siis valemist (5.4) järeldub, et h 1 =h 2, s.o. Homogeensed vedelikud paigaldatakse samal tasemel suhtlevatesse anumatesse.

Veekeetja ja selle tila on omavahel ühenduses olevad anumad: vesi on neis samal tasemel. See tähendab, et veekeetja tila peaks

Torustiku paigaldus.

Tornile on paigaldatud suur veepaak (veetorn). Paagist viivad mitme haruga torud majadesse. Torude otsad suletakse kraanidega. Segistis on torusid täitva vee rõhk võrdne veesamba rõhuga, mille kõrgus on võrdne segisti ja paagis oleva vee vaba pinna kõrguste vahega. Kuna paak on paigaldatud kümnete meetrite kõrgusele, võib kraani rõhk ulatuda mitme atmosfäärini. Ilmselgelt on veesurve ülemistel korrustel väiksem kui alumistel korrustel.

Vesi tarnitakse veetorni mahutisse pumpadega

Vee mõõtmise toru.

Veepaakide veemõõtetorud on konstrueeritud anumate ühenduse põhimõttel. Selliseid torusid leidub näiteks raudteevagunite tankidel. Paagiga ühendatud avatud klaastorus seisab vesi alati samal tasemel kui paagis endas. Kui veemõõtetoru on paigaldatud aurukatlale, siis ühendatakse toru ülemine ots ülemine osa auruga täidetud boiler.

Seda tehakse nii, et rõhud vee vaba pinna kohal boileris ja torus oleksid ühesugused.

Peterhof on suurepärane parkide, paleede ja purskkaevude ansambel. See on ainus ansambel maailmas, mille purskkaevud töötavad ilma pumpade või keerukate veesurvekonstruktsioonideta. Nendel purskkaevudel kasutatakse aluste suhtlemise põhimõtet – arvestatakse purskkaevude ja hoiutiikide tasemeid.

Rõhu tunnus on jõud, mis mõjub ühtlaselt keha pindalaühikule. See jõud mõjutab erinevaid tehnoloogilisi protsesse. Rõhku mõõdetakse paskalites. Üks paskal võrdub ühe njuutoni jõuga, mis rakendatakse 1 m2 suurusele pinnale.

Surve tüübid

• Atmosfääriline.

• Vaakummeetria.

• Liigne.

• Absoluutne.

Atmosfääriline rõhku tekitab Maa atmosfäär.

Vaakummõõtur rõhk on rõhk, mis ei saavuta atmosfäärirõhku.

Liigne rõhk on atmosfäärirõhust suurem rõhu väärtus.

Absoluutne rõhk määratakse absoluutse nulli väärtusest (vaakum).

Tüübid ja töö

Survet mõõtvaid seadmeid nimetatakse manomeetriteks. Tehnoloogias on kõige sagedamini vaja kindlaks määrata ülerõhk. Mõõdetud rõhu väärtuste oluline vahemik, eritingimused nende mõõtmine kõikvõimalikes tehnoloogilistes protsessides määrab manomeetritüüpide mitmekesisuse, millel on oma disainiomadustes ja tööpõhimõtetes oma erinevused. Vaatleme peamisi kasutatud tüüpe.

Baromeetrid

Baromeeter on seade, mis mõõdab õhurõhku atmosfääris. Baromeetreid on mitut tüüpi.

elavhõbe Baromeeter töötab elavhõbeda liikumise alusel torus teatud skaalal.

Vedelik Baromeeter töötab vedeliku ja atmosfäärirõhu tasakaalustamise põhimõttel.

Aneroidbaromeeter töötab suletud metallkarbi mõõtmete muutmisega, mille sees on vaakum, atmosfäärirõhu mõjul.

Elektrooniline Baromeeter on kaasaegsem instrument. See teisendab tavapärase aneroidi parameetrid digitaalseks signaaliks, mis kuvatakse vedelkristallkuvaril.

Vedeliku rõhumõõturid

Nendes seadmete mudelites määrab rõhu vedelikusamba kõrgus, mis võrdsustab selle rõhu. Vedelad seadmed on enamasti valmistatud 2 omavahel ühendatud klaasanumana, millesse valatakse vedelik (vesi, elavhõbe, alkohol).

Joonis 1

Mahuti üks ots on ühendatud mõõdetava kandjaga ja teine ​​on avatud. Söötme rõhu all voolab vedelik ühest anumast teise, kuni rõhk ühtlustub. Vedeliku taseme erinevus määrab ülerõhu. Sellised seadmed mõõdavad rõhuerinevust ja vaakumit.

Joonisel 1a on kujutatud 2 toruga manomeetrit, mis mõõdab vaakumit, manomeetrit ja atmosfäärirõhku. Puuduseks on märkimisväärne viga pulseeriva rõhu mõõtmisel. Sellistel juhtudel kasutatakse 1 toru manomeetrit (joonis 1b). Need sisaldavad suurema anuma ühte serva. Tass on ühendatud mõõdetava õõnsusega, mille rõhk liigutab vedeliku anuma kitsasse ossa.

Mõõtmisel võetakse arvesse ainult vedeliku kõrgust kitsas küünarnukis, kuna vedelik muudab tassi taset ebaoluliselt ja seda eiratakse. Väikeste liigrõhkude mõõtmiseks kasutatakse nurga all oleva toruga 1-torulisi mikromanomeetreid (joonis 1c). Mida suurem on toru kalle, seda täpsemad on seadme näidud vedeliku taseme pikkuse suurenemise tõttu.

Erirühmaks loetakse rõhu mõõtmise seadmeid, milles vedeliku liikumine anumas mõjub tundlikule elemendile - ujukile (1) joonisel 2a, rõngale (3) (joonis 2c) või kellale (2). ) (joonis 2b), mis on ühendatud noolega, mis on rõhuindikaator.

Joonis 2

Selliste seadmete eelisteks on kaugedastus ja väärtuste salvestamine.

Tensomõõturid

Tehnikavaldkonnas on populaarsust kogunud pingemõõturid rõhu mõõtmiseks. Nende tööpõhimõte on anduri elemendi deformeerimine. See deformatsioon toimub rõhu mõjul. Elastne komponent on ühendatud lugemisseadmega, millel on rõhuühikutes gradueeritud skaala. Deformatsioonirõhu mõõturid jagunevad:

• Kevad.
• Lõõtsad.
• Membraan.

Joonis 3

Vedrumanomeetrid

Nendes seadmetes on tundlikuks elemendiks vedru, mis on ülekandemehhanismiga ühendatud osutiga. Rõhk mõjub toru sees, ristlõige püüab võtta ümarat kuju, vedru (1) püüab lahti kerida, mille tulemusena liigub osuti piki skaalat (joonis 3a).

Diafragma rõhumõõturid

Nendes seadmetes on elastseks komponendiks membraan (2). See paindub rõhu all ja toimib ülekandemehhanismi abil noolele. Membraan on valmistatud nagu kast (3). See suurendab seadme täpsust ja tundlikkust tänu suuremale läbipaindele võrdsel rõhul (joonis 3b).

Lõõtsa manomeetrid

Lõõtsa tüüpi seadmetes (joonis 3c) on elastseks elemendiks lõõts (4), mis on valmistatud gofreeritud õhukeseseinalise toru kujul. Sellele torule rakendatakse survet. Samal ajal pikeneb lõõts pikkus ja liigutab ülekandemehhanismi abil manomeetri nõela.

Väikese ülerõhu ja vaakumi mõõtmiseks kasutatakse lõõtsa ja membraanitüüpi manomeetrit, kuna elastsel komponendil on vähe jäikust. Kui selliseid seadmeid kasutatakse vaakumi mõõtmiseks, nimetatakse neid süvise mõõturid. Seade, mis mõõdab ülerõhku, on rõhumõõtur , kasutatakse ülerõhu ja vaakumi mõõtmiseks tõukejõu näidikud .

Deformatsioonitüüpi rõhu mõõtmise seadmetel on vedelmudelite ees eelis. Need võimaldavad näidud kaugjuhtimisega edastada ja automaatselt salvestada.

See tekib elastse komponendi deformatsiooni muundamise tõttu väljundsignaaliks elektrivool. Signaali salvestatakse mõõtevahenditega, mis on kalibreeritud rõhuühikutes. Selliseid seadmeid nimetatakse pinge-elektrilisteks manomeetriteks. Laialdaselt kasutatakse pingemõõturit, diferentsiaaltrafot ja magnetmodulatsiooni muundureid.

Diferentsiaaltrafo muundur

Joonis 4

Sellise muunduri tööpõhimõte on induktsioonivoolu muutmine sõltuvalt rõhu väärtusest.

Sellise muunduriga seadmetel on torukujuline vedru (1), mis liigutab trafo terassüdamikku (2), mitte noolt. Selle tulemusena väheneb võimendi (4) kaudu antava induktsioonivoolu tugevus mõõteseade (3).

Magnetomodulatsiooniseadmed rõhu mõõtmiseks

Sellistes seadmetes muundatakse jõud elastse komponendiga seotud magneti liikumise tõttu elektrivoolu signaaliks. Liikumisel mõjub magnet magnetmodulatsiooni muundurile.

Elektrisignaali võimendatakse pooljuhtvõimendis ja saadetakse sekundaarsetesse elektrilistesse mõõteseadmetesse.

Tensomõõturid

Tensoanduril põhinevad muundurid töötavad pingeanduri elektritakistuse sõltuvuse alusel deformatsiooni suurusest.

Joonis 5

Tensoandurid (1) (joonis 5) on kinnitatud seadme elastsele elemendile. Elektriline signaal väljundis tekib pingeanduri takistuse muutumise tõttu ja see registreeritakse sekundaarsete mõõteseadmetega.

Elektrilised kontaktrõhumõõturid

Joonis 6

Seadme elastseks komponendiks on torukujuline ühe pöördega vedru. Kontaktid (1) ja (2) tehakse instrumendi skaalal olevate märkide jaoks, keerates peas (3) olevat kruvi, mis asub klaasi välisküljel.

Kui rõhk väheneb ja jõuab oma alumise piirini, lülitab nool (4) kontakti (5) abil sisse vastavat värvi lambiahela. Kui rõhk tõuseb ülemise piirini, mis määratakse kontaktiga (2), sulgeb nool punase lambi ahela kontaktiga (5).

Täpsusklassid

Mõõtmismanomeetrid jagunevad kahte klassi:

1. Eeskujulik.

2. Töölised.

Mudelinstrumendid määravad tootmistehnoloogiasse kaasatud tööriistade näitude vea.

Täpsusklass on omavahel seotud lubatud veaga, mis on manomeetri tegelikest väärtustest kõrvalekalde suurus. Seadme täpsus määratakse maksimaalse lubatud vea protsendi järgi nimiväärtusest. Mida suurem protsent, seda väiksem on seadme täpsus.

Mudelmanomeetrite täpsus on palju suurem kui töömudelitel, kuna need aitavad hinnata seadmete töömudelite näitude järjepidevust. Standardseid manomeetriid kasutatakse peamiselt laboritingimustes, mistõttu neid toodetakse ilma täiendava kaitseta väliskeskkonna eest.

Vedrumanomeetritel on 3 täpsusklassi: 0,16, 0,25 ja 0,4. Manomeetrite töömudelitel on täpsusklassid 0,5 kuni 4.

Manomeetrite rakendamine

Rõhumõõteriistad on vedelate või gaasiliste toorainetega töötamisel kõige populaarsemad seadmed erinevates tööstusharudes.

Loetleme peamised kohad, kus selliseid seadmeid kasutatakse:

• Gaasi- ja naftatööstuses.
• Küttetehnikas energiakandja rõhu jälgimiseks torustikes.
• Lennutööstuses, autotööstuses, müügijärgne teenindus lennukid ja autod.
• Masinatööstuses hüdromehaaniliste ja hüdrodünaamiliste üksuste kasutamisel.
• Meditsiiniseadmetes ja instrumentides.
• Raudteeseadmetes ja transpordis.
• Keemiatööstuses ainete rõhu määramiseks tehnoloogilistes protsessides.
• Kohtades, kus kasutatakse pneumaatilisi mehhanisme ja agregaate.

Täisteksti otsing.

Peatükk 2. VEDELIKLIKU MANOMEETRID

Inimkonna veevarustuse küsimused on alati olnud väga olulised ning need on omandanud erilise tähtsuse linnade arengu ja linnade tekkega. erinevat tüüpi tootmine Samal ajal muutus üha aktuaalsemaks veesurve mõõtmise probleem, st surve, mis on vajalik mitte ainult veevarustussüsteemi kaudu veevarustuse tagamiseks, vaid ka erinevate mehhanismide toimimiseks. Avastaja au kuulub suurimale Itaalia kunstnikule ja teadlasele Leonardo da Vincile (1452-1519), kes esmakordselt kasutas piesomeetrilist toru torujuhtmetes veesurve mõõtmiseks. Tema teos “Vee liikumisest ja mõõtmisest” ilmus kahjuks alles 19. sajandil. Seetõttu on üldiselt aktsepteeritud, et esimese vedeliku manomeetri lõid 1643. aastal Itaalia teadlased Torricelli ja Viviai, Galileo Galilei õpilased, kes torusse pandud elavhõbeda omadusi uurides avastasid atmosfäärirõhu olemasolu. Nii sündis elavhõbedabaromeeter. Järgmise 10-15 aasta jooksul loodi Prantsusmaal (B. Pascal ja R. Descartes) ja Saksamaal (O. Guericke) erinevat tüüpi vedelikubaromeetreid, sealhulgas veega täidetud. 1652. aastal demonstreeris O. Guericke atmosfääri raskust suurejoonelise eksperimendiga evakueeritud poolkeradega, mis ei suutnud eraldada kahte hobuste meeskonda (kuulsad “Magdeburgi poolkerad”).

Teaduse ja tehnoloogia edasine areng on toonud kaasa suure hulga erinevat tüüpi vedeliku manomeetrite ilmumist, mida kasutatakse tänapäevani paljudes tööstusharudes: meteoroloogia, lennundus ja elektriline vaakumtehnoloogia, geodeesia ja geoloogilised uuringud, füüsika ja metroloogia, jne. Kuid vedelike manomeetrite põhimõttelise toimimise mitmete eripärade tõttu on nende erikaal võrreldes teist tüüpi manomeetritega suhteliselt väike ja tõenäoliselt väheneb ka tulevikus. Sellegipoolest on need eriti suure täpsusega mõõtmiseks atmosfäärirõhule lähedases rõhuvahemikus endiselt hädavajalikud. Vedeliku rõhumõõturid ei ole kaotanud oma tähtsust mitmes teises valdkonnas (mikromanomeetria, baromeetria, meteoroloogia ning füüsikalised ja tehnilised uuringud).

2.1. Vedeliku manomeetrite peamised tüübid ja nende tööpõhimõtted

Vedeliku manomeetri tööpõhimõtet saab illustreerida U-kujulise vedeliku manomeetri näitel (joonis 1). 4, a ), mis koosneb kahest omavahel ühendatud vertikaalsest torust 1 ja 2,

pooleldi vedelikuga täidetud. Vastavalt hüdrostaatika seadustele, võrdsete rõhkudega R mina ja lk 2 vedeliku vabad pinnad (meniskud) mõlemas torus seadistatakse I-I tase. Kui üks surve ületab teist (R\ > lk 2), siis rõhuerinevus põhjustab vedeliku taseme languse torus 1 ja vastavalt tõusevad torus 2, kuni tasakaaluseisundi saavutamiseni. Samal ajal tasemel

II-P tasakaaluvõrrand saab kuju

Ap=pi -р 2 =Н Р "g, (2.1)

st rõhuerinevuse määrab vedelikusamba rõhk kõrgusega N tihedusega lk.

Võrrand (1.6) on rõhu mõõtmise seisukohalt põhiline, kuna rõhu määravad lõpuks füüsikalised põhisuurused – mass, pikkus ja aeg. See võrrand kehtib eranditult igat tüüpi vedeliku manomeetrite puhul. See viitab määratlusele, et vedeliku manomeeter on manomeeter, milles mõõdetud rõhk on tasakaalustatud selle rõhu mõjul tekkinud vedelikusamba rõhuga. Oluline on rõhutada, et vedeliku manomeetrite rõhu mõõt on

vedeliku laua kõrgus, just see asjaolu viis mm vee rõhu mõõtühikute tekkimiseni. Art., mm Hg. Art. ja muud, mis loomulikult tulenevad vedeliku manomeetrite tööpõhimõttest.

Tassi vedeliku rõhumõõtur (joonis 4, b) koosneb omavahel ühendatud tassidest 1 ja vertikaalne toru 2, Lisaks on tassi ristlõikepindala torust oluliselt suurem. Seetõttu rõhuerinevuse mõjul Ar Tassi vedeliku taseme muutus on palju väiksem kui vedeliku taseme tõus torus: N\ = N g f/F, Kus N ! - vedeliku taseme muutus tassis; H 2 - vedeliku taseme muutus torus; / - toru ristlõikepindala; F - tassi ristlõikepindala.

Sellest tuleneb ka mõõdetud rõhku tasakaalustava vedelikusamba kõrgus N - N x + H 2 = # 2 (1 + f/F), ja mõõdetud rõhuerinevus

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

Seega teadaoleva koefitsiendiga k= 1 + f/F rõhuerinevust saab määrata vedeliku taseme muutusega ühes torus, mis lihtsustab mõõtmisprotsessi.

Kahe tassi manomeeter (joonis 4, V) koosneb kahest painduva vooliku kaudu ühendatud tassist 1 ja 2, millest üks on jäigalt fikseeritud ja teine ​​võib liikuda vertikaalsuunas. Võrdse rõhu all R\ Ja lk 2 tassid ja seetõttu on vedeliku vabad pinnad samal tasemel I-I. Kui R\ > R 2 siis tassi 2 tõuseb, kuni saavutatakse tasakaal vastavalt võrrandile (2.1).

Igat tüüpi vedeliku manomeetrite tööpõhimõtte ühtsus määrab nende mitmekülgsuse mis tahes tüüpi rõhu mõõtmise võime seisukohast - absoluutne ja manomeetriline ja diferentsiaalrõhk.

Absoluutset rõhku mõõdetakse, kui lk 2 = 0, st kui ruum torus vedeliku tasemest kõrgemal 2 välja pumbatud. Seejärel tasakaalustab manomeetri vedelikusammas absoluutset rõhku torus

i,T.e.p a6c =tf р g.

Ülerõhu mõõtmisel suhtleb üks torudest atmosfäärirõhuga, näiteks p 2 = p tsh. Kui absoluutne rõhk torus 1 rohkem kui atmosfäärirõhk (R i >р аТ m)> seejärel vastavalt punktile 1.6 vedelikusammas torus 2 tasakaalustab ülerõhu torus 1 } st p ja = N R g: Kui vastupidi, p x < р атм, то столб жидкости в трубке 1 on negatiivse ülerõhu p ja = mõõt -N R g.

Kahe rõhu erinevuse mõõtmisel, millest kumbki ei ole võrdne atmosfäärirõhuga, on mõõtevõrrand järgmine Ar=p\ - p 2 - = N - R "g. Nii nagu eelmisel juhul, võib erinevus võtta nii positiivseid kui ka negatiivseid väärtusi.

Rõhumõõtevahendite oluliseks metroloogiliseks tunnuseks on mõõtesüsteemi tundlikkus, mis määrab suuresti mõõtetäpsuse ja inertsi. Manomeetri mõõteriistade puhul mõistetakse tundlikkuse all instrumendi näitude muutuse ja selle põhjustanud rõhu muutuse suhet (u = AN/Ar) . Üldjuhul, kui tundlikkus ei ole mõõtepiirkonnas konstantne

n = lim juures Ar -*¦ 0, (2.3)

Kus AN - vedeliku manomeetri näitude muutus; Ar - vastav rõhu muutus.

Võttes arvesse mõõtevõrrandeid, saame: U-kujulise või kahetassilise manomeetri tundlikkuse (vt joon. 4, a ja 4, c)

n =(2A ’ a ~>

tassi manomeetri tundlikkus (vt joonis 4, b)

R-gy \llF) ¦ (2 " 4 ’ 6)

Reeglina tassi manomeetrite jaoks F "/, seetõttu on nende tundlikkuse langus võrreldes U-kujuliste manomeetritega ebaoluline.

Võrranditest (2.4, A ) ja (2.4, b) järeldub, et tundlikkuse määrab täielikult vedeliku tihedus R, seadme mõõtesüsteemi täitmine. Kuid teisest küljest määrab manomeetri mõõtepiirkonna vedeliku tiheduse väärtus vastavalt punktile (1.6): mida suurem see on, seda suurem on ülemine mõõtepiir. Seega ei sõltu lugemisvea suhteline väärtus tiheduse väärtusest. Seetõttu on tundlikkuse ja seega ka täpsuse suurendamiseks välja töötatud suur hulk lugemisseadmeid, mis põhinevad erinevatel tööpõhimõtetel, alates vedeliku taseme asendi fikseerimisest manomeetri skaala suhtes silma järgi (lugemisviga umbes 1 mm ) ja lõpetades täpsete interferentsimeetodite kasutamisega (lugemisviga 0,1-0,2 mikronit). Mõned neist meetoditest leiate allpool.

Vedeliku manomeetrite mõõtepiirkonnad vastavalt punktile (1.6) määratakse vedelikusamba kõrguse, st manomeetri mõõtmete ja vedeliku tiheduse järgi. Praegu on kõige raskem vedelik elavhõbe, mille tihedus on p = 1,35951 10 4 kg/m 3. 1 m kõrgune elavhõbedasammas arendab rõhku umbes 136 kPa, st rõhk ei ole palju kõrgem kui atmosfäärirõhk. Seetõttu on suurusjärgus 1 MPa rõhkude mõõtmisel manomeetri kõrgused mõõtmed võrreldavad kolmekorruselise hoone kõrgusega, mis kujutab endast olulisi ekspluatatsioonilisi ebamugavusi, rääkimata konstruktsiooni liigsest mahukast. Sellegipoolest on püütud luua ülikõrgeid elavhõbedamanomeetreid. Maailmarekord püstitati Pariisis, kus kuulsa Eiffeli torni konstruktsioonide baasil paigaldati umbes 250 m elavhõbedasamba kõrgusega manomeeter, mis vastab 34 MPa-le. Praegu on see manomeeter selle mõttetuse tõttu lahti võetud. Kuid oma metroloogiliste omaduste poolest ainulaadne Saksamaa Liitvabariigi Füüsikalise Tehnika Instituudi elavhõbeda manomeeter töötab jätkuvalt. Selle iO-korruselisesse torni paigaldatud manomeetri mõõtmise ülempiir on 10 MPa ja viga on alla 0,005%. Enamikul elavhõbedamanomeetritest on ülempiir suurusjärgus 120 kPa ja ainult aeg-ajalt kuni 350 kPa. Suhteliselt väikeste rõhkude (kuni 10-20 kPa) mõõtmisel täidetakse vedeliku manomeetrite mõõtesüsteem vee, piirituse ja muude kergete vedelikega. Sel juhul on mõõtmisvahemikud tavaliselt kuni 1-2,5 kPa (mikromanomeetrid). Veelgi madalamate rõhkude jaoks on välja töötatud meetodid tundlikkuse suurendamiseks ilma keerulisi sensorseadmeid kasutamata.

Mikromanomeeter (joon. 5), koosneb tassist mina, mis on ühendatud toruga 2, paigaldatud nurga all A horisontaalsele tasemele

I-I. Kui, võrdse survega pi Ja lk 2 vedeliku pinnad topsis ja torus olid tasemel I-I, siis rõhu tõus topsis (R 1 > Pr) põhjustab topsi vedeliku taseme langemise ja torus tõusu. Sel juhul vedelikusamba kõrgus H 2 ja selle pikkus piki toru telge L 2 seostub suhtega H2 = L 2 sin a.

Võttes arvesse vedeliku pidevuse võrrandit H, F = b 2 /, mikromanomeetri mõõtevõrrandi saamine pole keeruline

p t -р 2 =Н p "g = L 2 r h (sina + -), (2,5)

Kus b 2 - vedeliku taseme liigutamine torus piki selle telge; A - toru kaldenurk horisontaali suhtes; muud nimetused on samad.

Võrrandist (2.5) järeldub, et patu puhul A «1 ja f/F "1 vedeliku taseme liikumine torus on mitu korda suurem kui vedelikusamba kõrgus, mis on vajalik mõõdetud rõhu tasakaalustamiseks.

Kaldtoruga mikromanomeetri tundlikkus vastavalt punktile (2.5)

Nagu on näha punktist (2.6), on horisontaalse toru paigutusega mikromanomeetri maksimaalne tundlikkus (a = O)

st tassi ja toru pindalade suhtes on see suurem kui juures U-kujuline manomeeter.

Teine viis tundlikkuse suurendamiseks on rõhu tasakaalustamine kahe segunematu vedeliku kolonniga. Kahe tassi manomeeter (joonis 6) täidetakse vedelikega nii, et nende piir

Riis. 6. Kahe tassiga mikromanomeeter kahe vedelikuga (p, > p 2)

sektsioon asus toru vertikaalses sektsioonis tassi 2 kõrval. Millal pi = p 2 rõhk tasemel I-I

Tere Pi -N 2 R 2 (Pi > P2)

Siis, kui rõhk tassis suureneb 1 tasakaaluvõrrandil on vorm

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

kus px on vedeliku tihedus tassis 7; p 2 - vedeliku tihedus tassis 2.

Kahe vedeliku samba näiv tihedus

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

Kui tiheduste Pi ja p 2 väärtused on üksteisele lähedased, a f/F". 1, siis võib näiv- või efektiivtihedust vähendada väärtuseni p min = f/F (R i + p 2) = 2p x f/F.

ьр r k * %

kus p k on näivtihedus vastavalt punktile (2.8).

Nii nagu varem, vähendab nende meetodite abil tundlikkuse suurendamine automaatselt vedeliku manomeetri mõõtepiirkondi, mis piirab nende kasutamist mikromanomeetri™ alaga. Võttes arvesse ka vaadeldavate meetodite suurt tundlikkust temperatuuri mõju suhtes täpsete mõõtmiste ajal, kasutatakse reeglina meetodeid, mis põhinevad vedelikusamba kõrguse täpsel mõõtmisel, kuigi see raskendab vedeliku manomeetrite projekteerimist.

2.2. Vedeliku manomeetrite näitude ja vigade parandused

Sõltuvalt nende täpsusest on vaja teha muudatusi vedeliku manomeetrite mõõtevõrranditesse, võttes arvesse töötingimuste kõrvalekaldeid kalibreerimistingimustest, mõõdetava rõhu tüüpi ja konkreetsete manomeetrite vooluringi iseärasusi.

Töötingimused määratakse mõõtmiskoha temperatuuri ja vabalangemise kiirenduse järgi. Temperatuuri mõjul muutub nii rõhu tasakaalustamiseks kasutatava vedeliku tihedus kui ka skaala pikkus. Gravitatsioonikiirendus mõõtmiskohas ei vasta reeglina selle kalibreerimisel aktsepteeritud normaalväärtusele. Seetõttu surve

P = Pp }