در مانومترهای مایع، فشار اندازه گیری شده توسط فشار ستون مایع متعادل می شود.

ساده‌ترین مانومترهای مایع از یک لوله شیشه‌ای U شکل و یک مقیاس مستطیلی با تقسیمات یکسان تشکیل شده‌اند.

کوچکترین تقسیم مقیاس 1 میلی متر است. ترازو معمولاً دو طرفه با علامت صفر در وسط است. هر دو انتهای لوله با مایع تا صفر پر شده است.

اصول کارکرد، اصول جراحی، اصول عملکرد

هنگامی که به یک انتهای لوله فشار وارد می شود، مایع جریان می یابد و اختلاف سطح مایع از طریق شیشه قابل مشاهده است. تفاوت در سطوح، بیان شده در میلی متر، مقدار فشار اندازه گیری شده را نشان می دهد.

اگر جیوه در لوله ریخته شود، مقدار فشار بر حسب میلی متر بیان می شود ستون جیوه. مانومتر فشار

هنگام پر کردن لوله با آب، فشار بر حسب میلی متر ستون آب اندازه گیری می شود.

اگر لوله با مایعات دیگر پر شده باشد، لازم است با توجه به وزن مخصوص مایع دوباره محاسبه شود.

بنابراین، برای مثال، برای تبدیل به میلی متر ستون آب، باید قرائت فشار سنج را با یک مایع داده شده در وزن مخصوص مایع ضرب کنید، زمانی که به میلی متر جیوه تبدیل شد، در وزن مخصوص این مایع ضرب کنید و تقسیم بر وزن مخصوص جیوه 13.6.

تفاوت در قطر قسمت چپ و راست لوله بر نتیجه اندازه گیری تأثیر نمی گذارد. همچنین لازم نیست لوله را با مایع تا سطحی پر کنید که دقیقاً با علامت صفر در مقیاس مطابقت داشته باشد ، زیرا هنگام خواندن قرائت ها ، فقط تفاوت سطوح بر اساس تعداد تقسیمات مقیاس در نظر گرفته می شود.

مشعل پیش محفظه

مشعل پیش محفظه - دستگاهی متشکل از یک منیفولد گاز با سوراخ هایی برای خروج گاز، یک بلوک با کانال ها و یک پیش محفظه نسوز سرامیکی که در بالای منیفولد قرار گرفته است که در آن گاز با هوا مخلوط شده و مخلوط گاز و هوا می سوزد. مشعل پیش محفظه برای سوزاندن طراحی شده است گاز طبیعیدر کوره های دیگ های چدن مقطعی، خشک کن ها و سایر تاسیسات حرارتی که با خلاء 10-30 Pa کار می کنند. مشعل های پیش محفظه ای بر روی اجاق کوره قرار دارند که به دلیل آن شرایط خوببرای توزیع یکنواخت جریان گرما در طول کوره. مشعل های پیش محفظه می توانند در فشار گاز کم و متوسط ​​کار کنند. مشعل پیش محفظه شامل یک کلکتور گاز ( لوله فولادی) دارای یک ردیف خروجی گاز. بسته به خروجی حرارتی، مشعل می تواند 1،2 یا 3 کلکتور داشته باشد. یک تک بلوک سرامیکی در بالای منیفولد گاز روی یک قاب فولادی نصب شده است و مجموعه ای از کانال ها (میکسرها) را تشکیل می دهد. هر خروجی گاز میکسر سرامیکی مخصوص به خود را دارد. جت گاز که از سوراخ های کلکتور خارج می شود، 50-70٪ هوای مورد نیاز برای احتراق را خارج می کند، بقیه هوا به دلیل نادر شدن در کوره وارد می شود. در نتیجه جهش، تشکیل مخلوط تشدید می شود. در کانال ها، مخلوط گرم می شود و هنگامی که خارج می شود، شروع به سوختن می کند. از کانال ها، مخلوط احتراق وارد پیش محفظه می شود که در آن 90-95٪ گاز می سوزد. پیش محفظه از آجرهای نسوز ساخته شده است. شبیه شکاف است پس سوزاندن گاز در کوره صورت می گیرد. ارتفاع شعله - 0.6-0.9 متر، ضریب هوای اضافی a - 1.1...1.15.

جبران کننده ها برای نرم کردن (جبران) افزایش دمای خطوط لوله گاز، جلوگیری از پارگی لوله، برای سهولت در نصب و جداسازی اتصالات (فلنج دار، شیرهای دروازه) طراحی شده اند.

یک خط لوله گاز با طول 1 کیلومتر قطر متوسط، هنگامی که 1 درجه سانتیگراد گرم می شود، 12 میلی متر طول می کشد.

جبران کننده ها عبارتند از:

· لنز;

· U شکل؛

· لیری شکل.

جبران کننده لنزدارای سطح موجی است که بسته به دمای خط لوله گاز، طول آن تغییر می کند. جبران کننده لنز از نیمه لنزهای مهر شده با جوش ساخته شده است.

برای کاهش مقاومت هیدرولیکی و جلوگیری از گرفتگی، یک لوله راهنما در داخل جبران کننده نصب می شود که از سمت ورودی گاز به سطح داخلی جبران کننده جوش داده می شود.

قسمت پایینی نیم عدسی ها را با قیر پر می کنند تا از تجمع آب جلوگیری شود.

هنگام نصب جبران کننده در زمستان باید کمی کشش داده شود و در تابستان برعکس باید با مهره های کوپلینگ فشرده شود.

U شکل Lyre شکل

جبران کننده. جبران کننده.

تغییرات دمای محیط اطراف خط لوله گاز باعث تغییر در طول خط لوله گاز می شود. برای یک بخش مستقیم از یک خط لوله گاز فولادی به طول 100 متر، ازدیاد طول یا کوتاه شدن با تغییر دمای 1 درجه حدود 1.2 میلی متر است. بنابراین در تمام خطوط لوله گاز بعد از شیرها با احتساب جریان گاز باید جبران کننده های عدسی نصب شود (شکل 3). علاوه بر این، در حین کار، وجود یک جبران کننده لنز نصب و جداسازی شیرهای دروازه را تسهیل می کند.

در طراحی و ساخت خطوط لوله گاز، آنها تلاش می کنند تا با به حداکثر رساندن استفاده از خود جبران خشن - با تغییر جهت مسیر هم در پلان و هم در پروفیل، تعداد درزهای انبساط نصب شده را کاهش دهند.

برنج. 3. جبران کننده لنز 1 - فلنج; 2-لوله؛ 3 - پیراهن؛ 4 - لنز نیمه; 5 - پنجه؛ 6 - دنده؛ 7 - رانش 8 - مهره

اصل عملکرد مانومتر مایع

در موقعیت اولیه، آب در لوله ها در یک سطح خواهد بود. اگر به فیلم لاستیکی فشار وارد شود، سطح مایع در یک زانوی فشارسنج کاهش می یابد و در نتیجه در دیگری افزایش می یابد.

این در تصویر بالا نشان داده شده است. با انگشت روی فیلم فشار می دهیم.

وقتی روی فیلم فشار می دهیم فشار هوایی که در جعبه است بیشتر می شود. فشار از طریق لوله منتقل می شود و به مایع می رسد، در حالی که آن را جابجا می کند. هنگامی که سطح این زانو کاهش می یابد، سطح مایع در زانو دیگر لوله افزایش می یابد.

با تفاوت در سطوح مایع، می توان تفاوت را قضاوت کرد فشار جوو فشاری که به فیلم وارد می شود.

تصویر زیر نحوه استفاده از فشار سنج مایع را برای اندازه گیری فشار در یک مایع در اعماق مختلف نشان می دهد.

گیج فشار دیافراگمی

در مانومتر غشایی، عنصر الاستیک یک غشاء است که یک صفحه فلزی موجدار است. انحراف صفحه تحت فشار مایع از طریق مکانیسم انتقال به نشانگر ابزار منتقل می شود و در امتداد مقیاس می لغزد. دستگاه های غشایی برای اندازه گیری فشار تا 2.5 مگاپاسکال و همچنین اندازه گیری خلاء استفاده می شود. گاهی اوقات از دستگاه هایی با خروجی الکتریکی استفاده می شود که در آن خروجی سیگنال الکتریکی متناسب با فشار ورودی گیج فشار دریافت می کند.

فشار یک نیروی توزیع شده یکنواخت است که عمود بر واحد سطح عمل می کند. می تواند جوی (فشار جو نزدیک زمین)، مازاد (بیش از جو) و مطلق (مجموع اتمسفر و مازاد) باشد. فشار مطلق زیر اتمسفر نادر نامیده می شود و کمیابی عمیق خلاء نامیده می شود.

واحد فشار در سیستم بین المللی واحدها (SI) پاسکال (Pa) است. یک پاسکال فشاری است که توسط نیروی یک نیوتن بر ناحیه یک وارد می شود متر مربع. از آنجایی که این واحد بسیار کوچک است، مضربی از آن نیز استفاده می شود: کیلوپاسکال (kPa) = Pa; مگا پاسکال (MPa) \u003d Pa و غیره. به دلیل پیچیدگی کار تعویض از واحدهای فشار استفاده شده قبلی به واحد پاسکال، واحدهای زیر به طور موقت مجاز به استفاده هستند: کیلوگرم نیروی در هر سانتی متر مربع (kgf / cm) = 980665 Pa; کیلوگرم نیروی در هر متر مربع (kgf / m) یا میلی متر ستون آب (میلی متر ستون آب) \u003d 9.80665 Pa. میلی متر جیوه (mmHg) = 133.332 Pa.

دستگاه های کنترل فشار بسته به روش اندازه گیری مورد استفاده در آنها و همچنین ماهیت مقدار اندازه گیری شده طبقه بندی می شوند.

با توجه به روش اندازه گیری که اصل عملکرد را تعیین می کند، این دستگاه ها به گروه های زیر تقسیم می شوند:

مایعی که در آن اندازه گیری فشار با متعادل کردن آن با ستونی از مایع انجام می شود که ارتفاع آن میزان فشار را تعیین می کند.

فنر (تغییر شکل)، که در آن مقدار فشار با تعیین اندازه تغییر شکل عناصر الاستیک اندازه گیری می شود.

بار پیستون، بر اساس تعادل نیروهای ایجاد شده از یک سو توسط فشار اندازه گیری شده، و از سوی دیگر توسط بارهای مدرج که بر روی پیستون قرار داده شده در سیلندر اعمال می شود.

الکتریکی، که در آن اندازه گیری فشار با تبدیل مقدار آن به کمیت الکتریکی و با اندازه گیری خواص الکتریکی ماده بسته به میزان فشار انجام می شود.

با توجه به نوع فشار اندازه گیری شده، دستگاه ها به موارد زیر تقسیم می شوند:

گیج های فشار طراحی شده برای اندازه گیری فشار اضافی؛

گیج های خلاء مورد استفاده برای اندازه گیری نادر بودن (خلاء)؛

گیج های فشار و خلاء که فشار و خلاء اضافی را اندازه گیری می کنند.

گیج های فشار که برای اندازه گیری فشارهای اضافی کوچک استفاده می شوند.

تراست سنج های مورد استفاده برای اندازه گیری کمیابی کم.

متر فشار رانش طراحی شده برای اندازه گیری فشار کم و کمیاب.

گیج فشار دیفرانسیل (گیج فشار دیفرانسیل)، که اختلاف فشار را اندازه گیری می کند.

فشارسنج هایی که برای اندازه گیری فشار هوا استفاده می شود.

فنر یا کرنش سنج بیشتر استفاده می شود. انواع اصلی عناصر حساس این دستگاه ها در شکل نشان داده شده است. یکی

برنج. 1. انواع عناصر حساس مانومترهای تغییر شکل

الف) - دارای فنر لوله ای تک دور (لوله بوردون)

ب) - با فنر لوله ای چند دور

ج) - با غشاهای الاستیک

د) - دم.

دستگاه هایی با فنرهای لوله ای.

اصل کار این دستگاه ها بر اساس خاصیت لوله منحنی (فنر لوله ای) با مقطع غیر دایره ای است که با تغییر فشار داخل لوله، انحنای آن را تغییر دهد.

بسته به شکل فنر، فنرهای تک چرخشی (شکل 1a) و فنرهای چند چرخشی (شکل 1b) متمایز می شوند. مزیت فنرهای لوله ای چند دور این است که حرکت انتهای آزاد بیشتر از فنرهای تک دور با تغییر فشار ورودی یکسان است. عیب آن ابعاد قابل توجه دستگاه هایی با چنین فنرهایی است.

گیج های فشار با فنر لوله ای تک دور یکی از رایج ترین ابزار فنری هستند. عنصر حساس چنین دستگاه هایی یک لوله 1 (شکل 2) از یک بخش بیضی یا بیضی شکل است که در امتداد یک قوس دایره خم شده و در یک انتها مهر و موم شده است. انتهای باز لوله از طریق نگهدارنده 2 و نوک سینه 3 به منبع فشار اندازه گیری شده متصل می شود. انتهای آزاد (آب بندی شده) لوله 4 از طریق مکانیسم انتقال به محور فلش در حال حرکت در امتداد مقیاس ابزار متصل می شود.

لوله های مانومتر طراحی شده برای فشار تا 50 کیلوگرم بر سانتی متر مربع از مس و لوله های مانومتر طراحی شده برای فشار بالاتر از فولاد ساخته شده اند.

خاصیت یک لوله منحنی با مقطع غیر دایره ای برای تغییر بزرگی خم با تغییر فشار در حفره آن، نتیجه تغییر شکل مقطع است. تحت تأثیر فشار داخل لوله، یک بخش بیضی شکل یا بیضی مسطح که تغییر شکل می دهد، به یک بخش دایره ای نزدیک می شود (محور کوچک بیضی یا بیضی افزایش می یابد و محور اصلی کاهش می یابد).

حرکت انتهای آزاد لوله در طول تغییر شکل آن در محدوده های معین متناسب با فشار اندازه گیری شده است. در فشارهای خارج از حد مشخص شده، تغییر شکل های باقیمانده در لوله رخ می دهد که آن را برای اندازه گیری نامناسب می کند. بنابراین، حداکثر فشار کاری مانومتر باید زیر حد متناسب با مقداری حاشیه ایمنی باشد.

برنج. 2. فنر سنج

حرکت انتهای آزاد لوله در اثر فشار بسیار کم است، بنابراین برای افزایش دقت و وضوح قرائت های دستگاه، مکانیزم انتقالی معرفی شده است که مقیاس حرکت انتهای لوله را افزایش می دهد. . این شامل (شکل 2) از یک بخش دندانه دار 6، یک چرخ دنده 7 که با بخش درگیر می شود، و یک فنر مارپیچ (مو) 8 است. فلش نشانگر فشارسنج 9 روی محور چرخ دنده 7 ثابت است. فنر 8 در یک سر به محور چرخ دنده و سر دیگر به نقطه ثابت تخته مکانیزم متصل می شود. هدف فنر از بین بردن ضربه پیکان با انتخاب شکاف های دنده و مفاصل لولای مکانیزم است.

فشار سنج غشایی.

عنصر حساس گیج های فشار دیافراگمی می تواند دیافراگم صلب (الاستیک) یا شل باشد.

غشاهای الاستیک دیسک های مسی یا برنجی با راه راه هستند. موج‌ها استحکام غشا و توانایی تغییر شکل آن را افزایش می‌دهند. جعبه های غشایی از چنین غشاهایی ساخته می شوند (شکل 1c را ببینید)، و بلوک ها از جعبه ها ساخته می شوند.

غشاهای شل از لاستیک بر اساس پارچه و به شکل دیسک های تک فلپ ساخته می شوند. آنها برای اندازه گیری فشار اضافی و خلاء کوچک استفاده می شوند.

گیج فشار دیافراگم و می تواند با نشانه های محلی، با انتقال الکتریکی یا پنوماتیکی قرائت ها به دستگاه های ثانویه باشد.

به عنوان مثال، بیایید یک گیج فشار دیفرانسیل نوع دیافراگمی را در نظر بگیریم که یک سنسور نوع غشایی بدون مقیاس است (شکل 3) با یک سیستم ترانسفورماتور دیفرانسیل برای انتقال مقدار مقدار اندازه گیری شده به یک دستگاه ثانویه از نوع KSD.

برنج. 3 دیافراگم دیفرانسیل فشار سنج نوع DM

عنصر حساس گیج فشار دیفرانسیل یک بلوک غشایی متشکل از دو جعبه غشایی 1 و 3 پر از مایع ارگانوسیلیک است که در دو محفظه مجزا قرار دارد که توسط یک پارتیشن 2 از هم جدا شده اند.

هسته آهنی 4 مبدل ترانسفورماتور دیفرانسیل 5 به مرکز غشای بالایی متصل است.

فشار اندازه گیری شده (مثبت) بیشتر به محفظه پایینی، فشار کمتر (منهای) به محفظه بالایی عرضه می شود. نیروی افت فشار اندازه گیری شده توسط نیروهای دیگر ناشی از تغییر شکل جعبه های غشایی 1 و 3 متعادل می شود.

با افزایش افت فشار، جعبه غشایی 3 منقبض می شود، مایع حاصل از آن به جعبه 1 جریان می یابد، که منبسط می شود و هسته 4 ترانسفورماتور دیفرانسیل را حرکت می دهد. هنگامی که افت فشار کاهش می یابد، جعبه غشایی 1 فشرده می شود و مایع از آن به داخل جعبه 3 خارج می شود. هسته 4 به سمت پایین حرکت می کند. بنابراین، موقعیت هسته، یعنی. ولتاژ خروجی مدار ترانسفورماتور دیفرانسیل به طور منحصر به فردی به مقدار فشار دیفرانسیل بستگی دارد.

برای کار در سیستم های کنترل، تنظیم و کنترل فرآیندهای تکنولوژیکی با تبدیل مداوم فشار محیط به سیگنال خروجی جریان استاندارد با انتقال آن به دستگاه های ثانویه یا محرک ها، مبدل هایی از نوع "Sapphire" استفاده می شود.

مبدل های فشار از این نوع: برای اندازه گیری فشار مطلق ("Sapphire-22DA")، برای اندازه گیری فشار اضافی ("Sapphire-22DI")، برای اندازه گیری خلاء ("Sapphire-22DV")، برای اندازه گیری فشار - خلاء ("Sapphire" -22DIV")، فشار هیدرواستاتیک ("Sapphire-22DG").

دستگاه مبدل "SAPPHIR-22DG" در شکل نشان داده شده است. 4. برای اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک (سطح) محیط های خنثی و تهاجمی در دمای 50- تا 120 درجه سانتی گراد استفاده می شود. حد بالایی اندازه گیری 4 مگاپاسکال است.

برنج. 4 دستگاه مبدل "SAPPHIRE -22DG"

کرنش سنج 4 از نوع اهرمی غشایی در داخل پایه 8 در یک حفره بسته 10 پر از مایع ارگانوسیلیکن قرار می گیرد و توسط غشاهای موجدار فلزی 7 از محیط اندازه گیری شده جدا می شود. عناصر حساس کرنش سنج فیلم سیلیکونی است. کرنش سنج 11 روی صفحه یاقوت کبود 10 قرار داده شده است.

غشاهای 7 در امتداد کانتور بیرونی به پایه 8 جوش داده می شوند و توسط یک میله مرکزی 6 به هم متصل می شوند که با استفاده از میله 5 به انتهای اهرم مبدل کرنش سنج 4 وصل می شود. فلنج ها 9 با واشر 3 مهر و موم شده اند. فلنج مثبت با یک غشای باز برای نصب مبدل به طور مستقیم بر روی ظرف فرآیند کار می کند. ضربه فشار اندازه گیری شده باعث انحراف غشاهای 7، خم شدن غشای کرنش سنج 4 و تغییر در مقاومت کرنش سنج ها می شود. سیگنال الکتریکی از کرنش سنج از واحد اندازه گیری از طریق سیم از طریق مهر و موم فشار 2 به دستگاه الکترونیکی 1 منتقل می شود، که تغییر در مقاومت گیج های فشار را به تغییر در سیگنال خروجی جریان در یکی از محدوده ها تبدیل می کند. 0-5) mA، (0-20) mA، (4-20) ma.

واحد اندازه گیری بدون تخریب در برابر ضربه اضافه بار یک طرفه با فشار بیش از حد عملیاتی مقاومت می کند. این با این واقعیت تضمین می شود که با چنین بار اضافی، یکی از غشاهای 7 روی سطح پروفیل پایه 8 قرار می گیرد.

تغییرات فوق مبدل های Sapphire-22 دارای دستگاه مشابهی هستند.

مبدل های اندازه گیری فشارهای هیدرواستاتیک و مطلق "Sapphire-22K-DG" و "Sapphire-22K-DA" دارای سیگنال جریان خروجی (0-5) mA یا (0-20) mA یا (4-20) mA نیز هستند. به عنوان یک سیگنال کد الکتریکی بر اساس رابط RS-485.

عنصر حس کننده گیج فشار دم و گیج فشار دیفرانسیلدم - غشاهای هارمونیک (لوله های موجدار فلزی). فشار اندازه گیری شده باعث تغییر شکل الاستیک دم می شود. اندازه گیری فشار می تواند یا جابجایی انتهای آزاد دم یا نیرویی باشد که در هنگام تغییر شکل ایجاد می شود.

مدارگیج فشار دیفرانسیل دم از نوع DS در شکل 5 نشان داده شده است. عنصر حساس چنین وسیله ای یک یا دو دم است. دم 1 و 2 در یک انتها بر روی یک پایه ثابت ثابت می شوند و از طرف دیگر از طریق یک میله متحرک 3 به هم وصل می شوند. حفره های داخلی دم با مایع (مخلوط آب و گلیسیرین، مایع ارگانوسیلیکن) پر شده و به یکدیگر متصل می شوند. یکدیگر. با تغییر فشار دیفرانسیل، یکی از دم‌ها فشرده می‌شود و سیال را به دم دیگر فشار می‌دهد و ساقه مجموعه دم را حرکت می‌دهد. حرکت ساقه به حرکت یک قلم، اشاره گر، الگوی یکپارچه ساز یا سیگنال انتقال از راه دور متناسب با فشار دیفرانسیل اندازه گیری شده تبدیل می شود.

فشار دیفرانسیل اسمی توسط بلوک فنرهای مارپیچ 4 تعیین می شود.

با افت فشار بالاتر از مقدار اسمی، فنجان های 5 کانال 6 را مسدود می کنند، جریان مایع را متوقف می کنند و در نتیجه از تخریب دم جلوگیری می کنند.

برنج. 5 نمودار شماتیک گیج فشار دیفرانسیل دم

برای به دست آوردن اطلاعات قابل اعتماد در مورد مقدار هر پارامتر، باید دقیقاً خطای دستگاه اندازه گیری را دانست. تعیین خطای اساسی دستگاه در نقاط مختلف مقیاس در فواصل زمانی معین با بررسی آن انجام می شود، یعنی. خوانش های دستگاه مورد آزمایش را با خوانش های یک دستگاه دقیق تر و نمونه مقایسه کنید. به عنوان یک قاعده، کالیبراسیون ابزارها ابتدا با افزایش مقدار اندازه گیری شده (سکته به جلو) و سپس با یک مقدار کاهشی (سکته مغزی معکوس) انجام می شود.

گیج های فشار به سه روش زیر تایید می شوند: نقطه صفر، نقطه وظیفه و کالیبراسیون کامل. در این مورد، دو تأیید اول مستقیماً در محل کار با استفاده از یک شیر سه طرفه انجام می شود (شکل 6).

نقطه کار با اتصال یک فشار سنج کنترلی به گیج فشار کاری و مقایسه خوانش آنها تأیید می شود.

بررسی کامل گیج‌های فشار در آزمایشگاه بر روی پرس کالیبراسیون یا فشار سنج پیستونی، پس از خارج کردن فشارسنج از محل کار انجام می‌شود.

اصل عملکرد یک تاسیسات وزن مرده برای بررسی فشار سنج ها مبتنی بر متعادل کردن نیروهای ایجاد شده از یک طرف توسط فشار اندازه گیری شده و از طرف دیگر توسط بارهای وارد بر پیستون قرار داده شده در سیلندر است.

برنج. 6. طرح های بررسی نقاط صفر و کار گیج فشار با استفاده از شیر سه طرفه.

موقعیت های شیر سه طرفه: 1 - کار. 2 - تایید نقطه صفر 3 - تایید نقطه عملیاتی. 4 - پاکسازی خط ضربه.

دستگاه های اندازه گیری فشار بیش از حد به نام فشار سنج، خلاء (فشار زیر اتمسفر) - گیج خلاء، فشار بیش از حد و خلاء - مانومتر، اختلاف فشار (دیفرانسیل) - فشار سنج دیفرانسیل.

دستگاه های اصلی تجاری موجود برای اندازه گیری فشار بر اساس اصل عملکرد به گروه های زیر تقسیم می شوند:

مایع - فشار اندازه گیری شده توسط فشار ستون مایع متعادل می شود.

فنر - فشار اندازه گیری شده توسط نیروی تغییر شکل الاستیک فنر لوله ای، غشاء، دم و غیره متعادل می شود.

پیستون - فشار اندازه گیری شده توسط نیروی وارد بر پیستون یک بخش معین متعادل می شود.

بسته به شرایط استفاده و هدف، این صنعت انواع ابزارهای اندازه گیری فشار زیر را تولید می کند:

فنی - دستگاه های همه منظوره برای عملیات تجهیزات؛

کنترل - برای تأیید دستگاه های فنی در محل نصب آنها؛

نمونه - برای تأیید کنترل و ابزارهای فنی و اندازه گیری هایی که نیاز به دقت بیشتری دارند.

فشار سنج فنری

هدف. برای اندازه گیری فشار اضافی، مانومترها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند که عملکرد آنها بر اساس استفاده از تغییر شکل یک عنصر حساس الاستیک است که تحت تأثیر فشار اندازه گیری شده رخ می دهد. مقدار این تغییر شکل به دستگاه خواندن ابزار اندازه گیری، درجه بندی شده در واحدهای فشار، منتقل می شود.

به عنوان یک عنصر حساس گیج فشار، اغلب از فنر لوله ای تک دور (لوله بوردون) استفاده می شود. انواع دیگر عناصر حساس عبارتند از: فنر لوله ای چند دور، غشای موجدار تخت، غشای هارمونیک مانند - دم.

دستگاه. گیج های فشار با فنر لوله ای تک دور به طور گسترده برای اندازه گیری فشار اضافی در محدوده 0.6 - 1600 کیلوگرم بر سانتی متر مربع استفاده می شود. بدنه کار چنین فشارسنج هایی یک لوله توخالی از بخش بیضی یا بیضی شکل است که در اطراف محیط آن 270 درجه خم شده است.

دستگاه فشار سنج با فنر لوله ای تک دور در شکل 2.64 نشان داده شده است. فنر لوله ای - 2 انتهای باز به طور سفت و سخت به نگهدارنده متصل است - 6، ثابت در محفظه - 1 فشار سنج. نگهدارنده از طریق اتصالات - 7 با نخی که برای اتصال به خط لوله گاز که فشار در آن اندازه گیری می شود استفاده می شود. انتهای آزاد فنر با یک پلاگین با پین محوری بسته شده و آب بندی می شود. با استفاده از یک بند - 5، به مکانیزم انتقال متشکل از یک بخش چرخ دنده - 4، همراه با یک چرخ دنده - 10، بدون حرکت روی محور همراه با یک فلش شاخص - 3 متصل می شود. در کنار چرخ دنده یک تخته قرار دارد. فنر مارپیچ (مو) - 9 که یک سر آن به چرخ دنده متصل است و دیگری بدون حرکت روی قفسه ثابت است. مو به طور مداوم لوله را به یک طرف دندانه های سکتور فشار می دهد، در نتیجه واکنش برگشتی (بازخورد) در چرخ دنده را از بین می برد و صافی فلش را تضمین می کند.

برنج. 2.64. نشانگر فشار سنج با فنر لوله ای تک سیم پیچ

فشار سنج های تماس الکتریکی

وقت ملاقات.گیج های فشار الکتروتماسی، وکیوم گیج ها و گیج های خلاء فشار از انواع EKM EKV، EKMV و VE-16rb برای اندازه گیری، سیگنال دهی یا کنترل خاموش و روشن فشار (تخلیه) گازها و مایعاتی که نسبت به برنج و فولاد خنثی هستند طراحی شده اند. . ابزار اندازه گیری نوع VE-16rb در محفظه ضد انفجار ساخته می شوند و می توانند در اتاق های خطر آتش سوزی و انفجار نصب شوند. ولتاژ کار دستگاه های الکتروکنتاکت تا 380 ولت یا تا 220 ولت DC می باشد.

دستگاه.دستگاه فشار سنج های الکتروکنتاکت مشابه فنری است با این تفاوت که بدنه فشار سنج به دلیل تعبیه گروه های تماسی دارای ابعاد هندسی بزرگی می باشد. دستگاه و لیست عناصر اصلی فشار سنج های تماس الکتریکی در شکل نشان داده شده است. 2.65..

سنج های نمونه

وقت ملاقات. فشارسنج ها و گیج های خلاء نمونه از انواع MO و VO برای آزمایش فشارسنج ها، گیج های خلاء و فشارسنج های ترکیبی و خلاء برای اندازه گیری فشار و کمیاب شدن مایعات و گازهای غیر تهاجمی در شرایط آزمایشگاهی طراحی شده اند.

مانومترهای نوع MKO و گیج های خلاء از نوع VKO برای بررسی عملکرد عملکرد گیج های فشار کاری در محل نصب آنها و برای کنترل اندازه گیری فشار بیش از حد و خلاء طراحی شده اند.

برنج. 2.65. مانومترهای تماسی الکتریکی: a - نوع EKM; ECMW; EQ;

B - نوع VE - قطعات اصلی 16 Rb: فنر لوله ای. مقیاس; سیار

سازوکار؛ گروهی از مخاطبین متحرک؛ اتصالات ورودی

فشار سنج های الکتریکی

هدف. مانومترهای الکتریکی از نوع MED برای تبدیل مداوم فشار اضافی یا خلاء به یک سیگنال خروجی AC یکپارچه طراحی شده اند. این دستگاه‌ها برای کار همراه با دستگاه‌های ترانسفورماتور دیفرانسیل ثانویه، ماشین‌های کنترل متمرکز و سایر گیرنده‌های اطلاعاتی که قادر به دریافت سیگنال استاندارد در قالب اندوکتانس متقابل هستند، استفاده می‌شوند.

دستگاه و اصل کار. اصل عملکرد دستگاه، مانند فشار سنج ها با فنر لوله ای تک چرخشی، بر اساس استفاده از تغییر شکل یک عنصر حساس الاستیک هنگام اعمال فشار اندازه گیری شده به آن است. دستگاه فشار سنج الکتریکی از نوع MED در شکل نشان داده شده است. 2.65. (ب). عنصر حساس الاستیک دستگاه یک فنر لوله ای - 1 است که در نگهدارنده - 5 نصب شده است. یک میله - 6 به نگهدارنده پیچ می شود که سیم پیچ - 7 ترانسفورماتور دیفرانسیل روی آن ثابت شده است. مقاومت های ثابت و متغیر نیز بر روی نگهدارنده نصب شده است. سیم پیچ با یک صفحه پوشانده شده است. فشار اندازه گیری شده به نگهدارنده عرضه می شود. نگهدارنده به کیس متصل می شود - با 2 پیچ - 4. مورد آلیاژ آلومینیوم با درب بسته می شود که کانکتور پلاگین روی آن ثابت می شود - 3. هسته - 8 ترانسفورماتور دیفرانسیل به انتهای متحرک لوله وصل می شود. فنر با پیچ مخصوص - 9. هنگامی که فشار به دستگاه وارد می شود، فنر لوله ای تغییر شکل می دهد که متناسب با فشار اندازه گیری شده، حرکت انتهای متحرک فنر و هسته ترانسفورماتور دیفرانسیل مرتبط با آن را ایجاد می کند.

الزامات عملیاتی برای گیج های فشار برای اهداف فنی:

· هنگام نصب گیج فشار، شیب صفحه از عمودی نباید از 15 درجه تجاوز کند.

در حالت غیر کار، نشانگر دستگاه اندازه گیری باید در موقعیت صفر باشد.

· گیج فشار تأیید شده است و دارای مارک و مهر و موم است که تاریخ تأیید را نشان می دهد.

· هیچ آسیب مکانیکی به بدنه فشار سنج، قسمت رزوه ای اتصالات و غیره وجود ندارد.

· ترازوی دیجیتال به خوبی برای پرسنل خدمات قابل مشاهده است.

هنگام اندازه گیری فشار یک محیط گازی مرطوب (گاز، هوا)، لوله جلوی مانومتر به شکل حلقه ای ساخته می شود که در آن رطوبت متراکم می شود.

· یک خروس یا شیر باید در محلی که فشار اندازه گیری شده (قبل از فشارسنج) نصب شود.

· واشرهای ساخته شده از چرم، سرب، مس قرمز آنیل شده، فلوئوروپلاست باید برای آب بندی محل اتصال اتصالات فشار سنج استفاده شود. استفاده از یدک کش و مینیوم مجاز نمی باشد.

ابزارهای اندازه گیری فشار در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند و بسته به هدف آنها به شرح زیر طبقه بندی می شوند:

فشارسنج - فشار اتمسفر را اندازه گیری می کند.

· گیج های خلاء - فشار خلاء را اندازه گیری کنید.

مانومتر - فشار اضافی را اندازه گیری کنید.

· گیج های خلاء - فشار وکیوم را اندازه گیری کنید.

بارواکیوم متر - فشار مطلق را اندازه گیری کنید.

· گیج فشار دیفرانسیل - اختلاف فشار را اندازه گیری کنید.

بر اساس اصل کار، دستگاه های اندازه گیری فشار می توانند از انواع زیر باشند:

دستگاه مایع است (فشار با وزن ستون مایع متعادل می شود).

· ابزار پیستونی (فشار اندازه گیری شده توسط نیروی ایجاد شده توسط وزنه های مدرج متعادل می شود).

· دستگاه هایی با انتقال قرائت از راه دور (تغییرات در ویژگی های مختلف الکتریکی یک ماده تحت تأثیر فشار اندازه گیری شده استفاده می شود).

· دستگاه فنری است (فشار اندازه گیری شده توسط نیروهای الاستیک فنر متعادل می شود که تغییر شکل آن به عنوان اندازه گیری فشار عمل می کند).

برای اندازه گیری فشار از ابزارهای مختلفی استفاده می کند , که به دو گروه عمده مایع و مکانیکی تقسیم می شوند.

ساده ترین دستگاه است پیزومتر، فشار یک مایع را با ارتفاع ستونی از همان مایع اندازه گیری می کند. این یک لوله شیشه ای است که در یک انتها باز است (لوله در شکل 14a). پیزومتر دستگاه بسیار حساس و دقیقی است، اما فقط در هنگام اندازه گیری فشارهای کوچک مفید است، در غیر این صورت لوله بسیار بلند است که استفاده از آن را پیچیده می کند.

برای کاهش طول لوله اندازه گیری از دستگاه هایی با مایع با چگالی بالاتر (به عنوان مثال جیوه) استفاده می شود. مانومتر جیوه ای یک لوله U شکل است که آرنج منحنی آن با جیوه پر شده است (شکل 14b). تحت تأثیر فشار در رگ، سطح جیوه در زانوی چپ مانومتر کاهش می یابد و در سمت راست افزایش می یابد.

گیج فشار دیفرانسیلدر مواردی که لازم است نه فشار در ظرف، بلکه اختلاف فشار در دو ظرف یا در دو نقطه از یک ظرف اندازه گیری شود (شکل 14 ج).

استفاده از دستگاه های مایع محدود به ناحیه ای با فشار نسبتا کم است. در صورت نیاز به اندازه گیری فشار بالا، از دستگاه های نوع دوم - مکانیکی استفاده می شود.

فنر سنجرایج ترین دستگاه های مکانیکی است. این شامل (شکل 15 الف) از یک لوله منحنی برنجی یا فولادی با دیواره نازک توخالی (چشمه) 1 است که یک سر آن توسط یک دستگاه محرک 2 مهر و موم شده و به مکانیزم چرخ دنده 3 متصل شده است. یک فلش 4 روی محور قرار دارد. انتهای دوم لوله باز است و به ظرفی که فشار در آن اندازه گیری می شود متصل است. در اثر فشار، فنر تغییر شکل داده (صاف می شود) و از طریق دستگاه محرک، فلشی را به حرکت در می آورد که با انحراف آن مقدار فشار در مقیاس 5 تعیین می شود.

گیج های فشار دیافراگمیهمچنین به مکانیکی مراجعه کنید (شکل 15b). در آنها به جای فنر، صفحه-غشاء نازک 1 (فلز یا مواد لاستیکی) تعبیه شده است. تغییر شکل غشاء با استفاده از یک دستگاه محرک به فلشی که مقدار فشار را نشان می دهد منتقل می شود.

فشارسنج های مکانیکی مزایایی نسبت به فشارسنج های مایع دارند: قابلیت حمل، تطبیق پذیری، سهولت ساخت و کارکرد، و طیف وسیعی از فشارهای اندازه گیری شده.

برای اندازه گیری فشارهای کمتر از اتمسفر از وکیوم گیج های مایع و مکانیکی استفاده می شود که اصل کارکرد آنها مانند فشار سنج ها است.

اصل رگ های ارتباطی .

رگ های ارتباطی

برقراری ارتباط به رگ هایی گفته می شود که بین آنها کانالی پر از مایع وجود دارد. مشاهدات نشان می دهد که در رگ های ارتباطی با هر شکلی، یک مایع همگن همیشه در همان سطح قرار می گیرد.

مایعات غیر مشابه حتی در ظروف ارتباطی با شکل و اندازه یکسان رفتار متفاوتی دارند. اجازه دهید دو ظروف استوانه‌ای در ارتباط با قطر یکسان را برداریم (شکل 51)، یک لایه جیوه در کف آنها بریزیم (سایه‌دار)، و در بالای آن، مایعی با چگالی‌های متفاوت را داخل سیلندرها بریزیم، مثلاً r 2 h. 1).

به طور ذهنی داخل لوله ای را انتخاب کنید که رگ های ارتباطی را به هم متصل می کند و با جیوه پر شده است، منطقه ای از ناحیه S، عمود بر سطح افقی. از آنجایی که مایعات در حال استراحت هستند، فشار وارد بر این ناحیه از چپ و راست یکسان است، یعنی. p1=p2. طبق فرمول (5.2)، فشار هیدرواستاتیک p 1 = 1 gh 1 و p 2 = 2 gh 2 . با برابر کردن این عبارات، r 1 h 1 = r 2 h 2 را بدست می آوریم، از آنجا

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

در نتیجه مایعات غیر مشابه در حالت سکون در ظروف ارتباطی به گونه ای نصب می شوند که ارتفاع ستون های آنها با چگالی این مایعات نسبت معکوس دارد.

اگر r 1 =r 2 ، فرمول (5.4) نشان می دهد که h 1 =h 2 ، یعنی. مایعات همگن در مخازن ارتباطی در همان سطح نصب می شوند.

قوری و دهانه آن رگ های ارتباطی هستند: آب در آنها در یک سطح است. بنابراین دهانه قوری باید

دستگاه لوله کشی.

یک مخزن بزرگ آب (برج آب) بر روی برج تعبیه شده است. از مخزن لوله هایی با تعدادی شاخه وارد خانه ها وجود دارد. انتهای لوله ها با شیر بسته می شود. در شیر آب، فشار آب پرکننده لوله ها برابر با فشار ستون آب است که ارتفاعی برابر با اختلاف ارتفاع شیر و سطح آزاد آب در مخزن دارد. از آنجایی که مخزن در ارتفاع ده ها متری نصب می شود، فشار در شیر می تواند به چندین اتمسفر برسد. بدیهی است که فشار آب در طبقات بالا کمتر از فشار در طبقات پایین است.

آب مخزن برج آب توسط پمپ ها تامین می شود

لوله آب.

بر اساس اصل کشتی های ارتباطی، لوله های اندازه گیری آب برای مخازن آب مرتب شده اند. برای مثال، چنین لوله هایی روی مخازن واگن های راه آهن یافت می شوند. در یک لوله شیشه ای باز متصل به مخزن، آب همیشه در همان سطح خود مخزن است. اگر یک لوله کنتور آب روی دیگ بخار نصب شده باشد، انتهای بالایی لوله به بالادیگ پر از بخار

این کار به گونه ای انجام می شود که فشارهای بالای سطح آزاد آب در دیگ بخار و در لوله یکسان باشد.

پیترهوف مجموعه ای باشکوه از پارک ها، کاخ ها و فواره ها است. این تنها مجموعه ای در جهان است که فواره های آن بدون پمپ و ساختارهای پیچیده آب کار می کنند. این فواره ها از اصل رگ های ارتباطی استفاده می کنند - سطوح فواره ها و حوضچه های ذخیره سازی در نظر گرفته می شود.

مشخصه فشار نیرویی است که به طور یکنواخت بر واحد سطح یک جسم وارد می شود. این نیرو بر فرآیندهای مختلف فناوری تأثیر می گذارد. فشار با پاسکال اندازه گیری می شود. یک پاسکال برابر است با فشار نیروی یک نیوتن روی سطح 1 متر مربع.

انواع فشار

• جوی.

• وکیوم.

• اضافی.

• مطلق.

جویفشار توسط جو زمین ایجاد می شود.

وکیومفشار، فشار کمتر از فشار اتمسفر است.

اضافیفشار مقدار فشاری است که بیشتر از فشار اتمسفر است.

مطلقفشار از مقدار صفر مطلق (خلاء) تعیین می شود.

انواع و کار

ابزارهایی که فشار را اندازه گیری می کنند، مانومتر نامیده می شوند. در مهندسی، اغلب تعیین فشار اضافی ضروری است. محدوده قابل توجهی از مقادیر فشار اندازه گیری شده، شرایط ویژه برای اندازه گیری آنها در فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی باعث ایجاد انواع مختلفی از فشارسنج ها می شود که تفاوت های خاص خود را در ویژگی های طراحی و در اصل عملکرد دارند. انواع اصلی مورد استفاده را در نظر بگیرید.

فشارسنج ها

فشارسنج دستگاهی است که فشار هوا در جو را اندازه گیری می کند. فشارسنج ها انواع مختلفی دارند.

سیاره تیرفشارسنج بر اساس حرکت جیوه در یک لوله در امتداد یک مقیاس خاص عمل می کند.

مایعفشارسنج بر اساس اصل تعادل مایع با فشار جو کار می کند.

فشارسنج آنروئیدیبر روی تغییر ابعاد یک جعبه فلزی مهر و موم شده با خلاء در داخل، تحت تاثیر فشار اتمسفر کار می کند.

الکترونیکیفشارسنج ابزار مدرن تری است. پارامترهای یک آنروید معمولی را به سیگنال دیجیتالی که روی نمایشگر کریستال مایع نمایش داده می شود، تبدیل می کند.

مانومترهای مایع

در این مدل از دستگاه ها فشار با ارتفاع ستون مایع تعیین می شود که این فشار را یکسان می کند. دستگاه های مایع اغلب به صورت 2 ظرف شیشه ای متصل به یکدیگر ساخته می شوند که مایع (آب، جیوه، الکل) در آنها ریخته می شود.

عکس. 1

یک سر ظرف به محیط اندازه گیری شده متصل است و سر دیگر آن باز است. تحت فشار محیط، مایع از یک ظرف به ظرف دیگر جریان می یابد تا زمانی که فشار یکسان شود. تفاوت در سطح مایع، فشار اضافی را تعیین می کند. چنین دستگاه هایی تفاوت فشار و خلاء را اندازه گیری می کنند.

شکل 1a یک مانومتر 2 لوله ای را نشان می دهد که خلاء، گیج و فشار اتمسفر را اندازه گیری می کند. نقطه ضعف آن یک خطای قابل توجه در اندازه گیری فشار با ضربان است. برای چنین مواردی از فشارسنج های 1 لوله ای استفاده می شود (شکل 1b). آنها یک لبه کشتی بزرگتر دارند. فنجان به یک حفره قابل اندازه گیری متصل است که فشار آن مایع را به قسمت باریک ظرف منتقل می کند.

هنگام اندازه گیری، فقط ارتفاع مایع در آرنج باریک در نظر گرفته می شود، زیرا مایع سطح خود را در فنجان به میزان ناچیزی تغییر می دهد و این نادیده گرفته می شود. برای اندازه گیری بیش از حد فشار کوچک، از میکرومانومترهای 1 لوله ای با یک لوله متمایل به زاویه استفاده می شود (شکل 1c). هر چه شیب لوله بیشتر باشد، به دلیل افزایش طول سطح مایع، خوانش ابزار دقیق تر است.

یک گروه خاص دستگاه های اندازه گیری فشار هستند که در آنها حرکت مایع در مخزن بر روی یک عنصر حساس عمل می کند - یک شناور (1) در شکل 2a، یک حلقه (3) (شکل 2c) یا یک زنگ (2) (شکل 2b) ، که با یک فلش همراه هستند که نشانگر فشار است.

شکل-2

از مزایای چنین دستگاه هایی می توان به انتقال از راه دور و ثبت مقادیر آنها اشاره کرد.

گیج فشار تغییر شکل

در زمینه فنی، دستگاه های تغییر شکل برای اندازه گیری فشار محبوبیت پیدا کرده اند. اصل کار آنها تغییر شکل عنصر حساس است. این تغییر شکل تحت تأثیر فشار ظاهر می شود. جزء الاستیک به یک دستگاه خواندن با مقیاس درجه بندی شده بر حسب واحد فشار متصل است. مانومترهای تغییر شکل به دو دسته تقسیم می شوند:

• بهار.
• دم.
• غشاء.

شکل-3

فنر سنج

در این دستگاه ها عنصر حساس فنری است که توسط مکانیزم انتقال به فلش متصل می شود. فشار در داخل لوله عمل می کند، بخش سعی می کند شکل گرد به خود بگیرد، فنر (1) سعی می کند باز شود، در نتیجه نشانگر در امتداد مقیاس حرکت می کند (شکل 3a).

گیج های فشار دیافراگمی

در این دستگاه ها جزء الاستیک غشا (2) است. تحت فشار خم می شود و با کمک مکانیزم انتقال روی فلش عمل می کند. ممبران با توجه به نوع جعبه ساخته شده است (3). این امر به دلیل انحراف بیشتر در فشار مساوی، دقت و حساسیت دستگاه را افزایش می دهد (شکل 3b).

فشار سنج دم

در دستگاه هایی از نوع دم (شکل 3c) عنصر الاستیک دم (4) است که به صورت لوله جدار نازک راه راه ساخته می شود. این لوله تحت فشار است. در این صورت طول دم افزایش می یابد و با کمک مکانیزم انتقال، سوزن گیج فشار را به حرکت در می آورد.

انواع فشارسنج های دم و دیافراگمی برای اندازه گیری فشار اضافی و خلاء جزئی استفاده می شود، زیرا جزء الاستیک استحکام کمی دارد. هنگامی که از چنین دستگاه هایی برای اندازه گیری خلاء استفاده می شود، آنها نامیده می شوند پیش نویس ها. دستگاه اندازه گیری فشار می باشد فشارسنج ، برای اندازه گیری فشار بیش از حد و خلاء استفاده می شود رانش سنج ها .

گیج های فشار نوع تغییر شکل نسبت به مدل های مایع مزیت دارند. آنها به شما امکان می دهند خوانش ها را از راه دور منتقل کنید و آنها را به طور خودکار ضبط کنید.

این به دلیل تبدیل تغییر شکل جزء الاستیک به سیگنال خروجی جریان الکتریکی است. سیگنال توسط ابزارهای اندازه گیری که در واحدهای فشار کالیبره شده اند ثبت می شود. به چنین دستگاه هایی مانومتر تغییر شکل-الکتریکی می گویند. مبدل های تنسنج، ترانسفورماتور دیفرانسیل و مدولاسیون مغناطیسی کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند.

مبدل ترانسفورماتور دیفرانسیل

شکل-4

اصل عملکرد چنین مبدل تغییر در قدرت جریان القایی بسته به میزان فشار است.

دستگاه هایی با وجود چنین مبدلی دارای یک فنر لوله ای (1) هستند که هسته فولادی (2) ترانسفورماتور را حرکت می دهد و نه فلش. در نتیجه، قدرت جریان القایی تامین شده از طریق تقویت کننده (4) به دستگاه اندازه گیری (3) تغییر می کند.

دستگاه های اندازه گیری فشار مدولاسیون مغناطیسی

در چنین دستگاه هایی، نیرو به دلیل حرکت آهنربا مرتبط با جزء الاستیک به سیگنال جریان الکتریکی تبدیل می شود. هنگام حرکت، آهنربا بر روی مبدل مغناطیسی مدولاسیون عمل می کند.

سیگنال الکتریکی در یک تقویت کننده نیمه هادی تقویت می شود و به دستگاه های اندازه گیری الکتریکی ثانویه تغذیه می شود.

فشار سنج

مبدل های مبتنی بر کرنش سنج بر اساس وابستگی مقاومت الکتریکی کرنش سنج به بزرگی تغییر شکل کار می کنند.

شکل-5

لودسل (1) (شکل 5) روی المان الاستیک دستگاه ثابت می شود. سیگنال الکتریکی در خروجی به دلیل تغییر در مقاومت فشار سنج ایجاد می شود و توسط دستگاه های اندازه گیری ثانویه ثابت می شود.

فشار سنج های تماس الکتریکی

شکل-6

جزء الاستیک موجود در دستگاه یک فنر لوله ای تک دور می باشد. کنتاکت های (1) و (2) برای هر علامت مقیاس دستگاه با چرخاندن پیچ در سر (3) که در سمت بیرونی شیشه قرار دارد ساخته می شود.

با کاهش فشار و رسیدن به حد پایین آن، فلش (4) با کمک کنتاکت (5) مدار لامپ رنگ مربوطه را روشن می کند. هنگامی که فشار به حد بالایی که توسط تماس (2) تنظیم می شود افزایش می یابد، فلش مدار لامپ قرمز را با تماس (5) می بندد.

کلاس های دقت

فشار سنج ها به دو دسته تقسیم می شوند:

1. نمونه

2. کارگران

ابزارهای نمونه خطا در قرائت ابزارهای کاری که در فناوری تولید دخیل هستند را تعیین می کنند.

کلاس دقت مربوط به خطای مجاز است که انحراف فشار سنج از مقادیر واقعی است. دقت دستگاه با درصد حداکثر خطای مجاز به مقدار اسمی تعیین می شود. هر چه درصد بیشتر باشد، دقت دستگاه کمتر است.

گیج های فشار مرجع دقت بسیار بالاتری نسبت به مدل های کاری دارند، زیرا برای ارزیابی انطباق قرائت مدل های کاری دستگاه ها عمل می کنند. فشارسنج های نمونه عمدتاً در آزمایشگاه استفاده می شوند، بنابراین بدون محافظت اضافی در برابر محیط خارجی ساخته می شوند.

گیج های فشار فنری دارای 3 کلاس دقت 0.16، 0.25 و 0.4 هستند. مدل های کاری گیج های فشار دارای کلاس های دقت 0.5 تا 4 هستند.

استفاده از فشار سنج

ابزارهای اندازه گیری فشار، محبوب ترین ابزار در صنایع مختلف هنگام کار با مواد اولیه مایع یا گاز هستند.

ما مکان های اصلی استفاده از چنین دستگاه هایی را فهرست می کنیم:

• در صنعت گاز و نفت.
• در مهندسی حرارت برای کنترل فشار حامل انرژی در خطوط لوله.
• در صنعت هوانوردی، صنعت خودروسازی، تعمیر و نگهداری هواپیما و خودرو.
• در صنعت ماشین سازی هنگام استفاده از واحدهای هیدرومکانیکی و هیدرودینامیکی.
• در دستگاه ها و دستگاه های پزشکی.
• در تجهیزات و حمل و نقل راه آهن.
• در صنایع شیمیایی برای تعیین فشار مواد در فرآیندهای تکنولوژیکی.
• در مکان هایی با استفاده از مکانیزم ها و یونیت های پنوماتیکی.

جستجوی متن کامل

فصل 2. گیج های مایع

مسائل تامین آب برای بشر همیشه اهمیت زیادی داشته و با توسعه شهرها و ظهور شهرها در آنها اهمیت خاصی پیدا کرده است. نوع متفاوتتولیدات در همان زمان، مشکل اندازه گیری فشار آب، یعنی فشار لازم نه تنها برای اطمینان از تامین آب از طریق سیستم تامین آب، بلکه برای فعال کردن مکانیسم های مختلف، بیش از پیش ضروری شد. افتخار این کاشف متعلق به بزرگترین هنرمند و دانشمند ایتالیایی لئوناردو داوینچی (1452-1519) است که اولین کسی بود که از یک لوله پیزومتریک برای اندازه گیری فشار آب در خطوط لوله استفاده کرد. متأسفانه کار او "درباره حرکت و اندازه گیری آب" فقط در قرن 19 منتشر شد. بنابراین، به طور کلی پذیرفته شده است که برای اولین بار یک مانومتر مایع در سال 1643 توسط دانشمندان ایتالیایی Torricelli و Viviaii، شاگردان Galileo Galilei ساخته شد، که هنگام مطالعه خواص جیوه قرار داده شده در یک لوله، وجود فشار اتمسفر را کشف کردند. . فشارسنج جیوه ای اینگونه متولد شد. در طی 10-15 سال آینده در فرانسه (B. Pascal و R. Descartes) و آلمان (O. Guericke) انواع مختلفی از فشارسنج های مایع از جمله فشارسنج هایی با آب پر کردن ایجاد شد. در سال 1652، O. Guericke گرانش جو را با آزمایشی دیدنی با نیمکره های پمپ شده نشان داد، که نمی توانست دو تیم از اسب ها را از هم جدا کند (معروف "نیمکره های ماگدبورگ").

توسعه بیشتر علم و فناوری منجر به پیدایش تعداد زیادی فشارسنج مایع در انواع مختلف شده است که تاکنون در بسیاری از صنایع از جمله هواشناسی، هواشناسی و فناوری الکترووکیوم، ژئودزی و اکتشافات زمین شناسی، فیزیک و مترولوژی، استفاده می شود. با این حال، به دلیل تعدادی از ویژگی های خاص عملکرد اصلی فشارسنج های مایع، وزن مخصوص آنها در مقایسه با سایر انواع فشارسنج ها نسبتاً کم است و احتمالاً در آینده کاهش خواهد یافت. با این وجود، آنها هنوز هم برای اندازه گیری با دقت بالا در محدوده فشار نزدیک به فشار اتمسفر ضروری هستند. مانومترهای مایع اهمیت خود را در تعدادی از زمینه های دیگر (میکرومانومتری، فشارسنجی، هواشناسی و در تحقیقات فیزیکی و فنی) از دست نداده اند.

2.1. انواع اصلی مانومترهای مایع و اصول عملکرد آنها

اصل عملکرد مانومترهای مایع را می توان با مثال مانومتر مایع U شکل نشان داد (شکل 1). 4، الف ، متشکل از دو لوله عمودی به هم پیوسته 1 و 2،

نیمه پر از مایع مطابق با قوانین هیدرواستاتیک، با فشارهای مساوی آر من و ص 2 سطوح مایع آزاد (منیسک ها) در هر دو لوله بر روی آنها ته نشین می شود سطح I-I. اگر یکی از فشارها بیشتر از دیگری باشد (R\ > ص 2) سپس اختلاف فشار باعث کاهش سطح مایع در لوله می شود 1 و بر این اساس، افزایش در لوله 2, تا زمانی که به حالت تعادل برسد. در عین حال، در سطح

II-P معادله تعادل شکل خواهد گرفت

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

یعنی اختلاف فشار با فشار ارتفاع ستون مایع تعیین می شود اچ با چگالی r.

معادله (1.6) از نقطه نظر اندازه گیری فشار اساسی است، زیرا فشار در نهایت توسط مقادیر فیزیکی اصلی - جرم، طول و زمان تعیین می شود. این معادله برای انواع مانومترهای مایع بدون استثنا معتبر است. این به معنای این است که گیج فشار مایع فشار سنج است که در آن فشار اندازه گیری شده توسط فشار ستون مایع تشکیل شده تحت تأثیر این فشار متعادل می شود. لازم به ذکر است که اندازه گیری فشار در مانومتر مایع است

ارتفاع میز مایع، این شرایط بود که منجر به ظاهر شدن واحدهای فشار میلی متر آب شد. هنر، میلی متر جیوه هنر و سایر مواردی که به طور طبیعی از اصل عملکرد مانومترهای مایع تبعیت می کنند.

مانومتر مایع فنجانی (شکل 4، ب) از فنجان های به هم پیوسته تشکیل شده است 1 و لوله عمودی 2, علاوه بر این، سطح مقطع فنجان به طور قابل توجهی بزرگتر از سطح لوله است. بنابراین، تحت تأثیر اختلاف فشار آر تغییر در سطح مایع در فنجان بسیار کمتر از افزایش سطح مایع در لوله است: H\ = H r f/F، جایی که اچ ! - تغییر در سطح مایع در فنجان؛ H 2 - تغییر سطح مایع در لوله؛ / - سطح مقطع لوله؛ اف - سطح مقطع فنجان.

از این رو ارتفاع ستون مایع فشار اندازه گیری شده را متعادل می کند H - H x + H 2 = # 2 (1 + f/F) و اختلاف فشار اندازه گیری شده

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

بنابراین با یک ضریب معلوم k= 1 + f/F اختلاف فشار را می توان با تغییر سطح مایع در یک لوله تعیین کرد که فرآیند اندازه گیری را ساده می کند.

مانومتر دو فنجانی (شکل 4، که در) شامل دو فنجان است که با یک شلنگ انعطاف پذیر متصل می شوند 1 و 2 که یکی از آنها به شدت ثابت است و دومی می تواند در جهت عمودی حرکت کند. با فشارهای مساوی R\ و ص 2 فنجان ها و در نتیجه سطوح آزاد مایع در همان سطح I-I هستند. اگر یک R\ > آر 2 سپس فنجان 2 تا رسیدن به تعادل مطابق با رابطه (2.1) افزایش می یابد.

وحدت اصل عملکرد مانومترهای مایع از همه نوع، تطبیق پذیری آنها را از نظر امکان اندازه گیری فشار از هر نوع - مطلق و گیج و اختلاف فشار تعیین می کند.

فشار مطلق اندازه گیری خواهد شد اگر ص 2 = 0، یعنی زمانی که فضای بالای سطح مایع در لوله است 2 پمپاژ شد. سپس ستون مایع در مانومتر فشار مطلق را در لوله متعادل می کند

i,T.e.p a6c =tf p g.

هنگام اندازه گیری فشار بیش از حد، یکی از لوله ها با فشار اتمسفر ارتباط برقرار می کند، به عنوان مثال، p 2 \u003d p tsh. اگر فشار مطلق در لوله 1 بیشتر از فشار اتمسفر (ر i >p aT m)> سپس، مطابق با (1.6)، ستون مایع در لوله 2 فشار اضافی در لوله را متعادل کنید 1 } یعنی p و = اچ آر g: اگر برعکس، p x < р атм, то столб жидкости в трубке 1 اندازه گیری فشار بیش از حد منفی p و = خواهد بود -اچ آر g.

هنگام اندازه گیری اختلاف بین دو فشار که هر یک با فشار اتمسفر برابر نیست، معادله اندازه گیری است. Ap \u003d p \ - p 2 - \u003d H - آر "گ. همانطور که در مورد قبلی، تفاوت می تواند هر دو ارزش مثبت و منفی داشته باشد.

یکی از ویژگی های مهم اندازه گیری ابزارهای اندازه گیری فشار، حساسیت سیستم اندازه گیری است که تا حد زیادی دقت خواندن را در حین اندازه گیری ها و اینرسی تعیین می کند. برای ابزارهای مانومتریک، حساسیت به عنوان نسبت تغییر در قرائت ابزار به تغییر فشاری که باعث آن شده است (u = AN/Ar) . به طور کلی، زمانی که حساسیت در محدوده اندازه گیری ثابت نباشد

n = لیم در ار -*¦ 0, (2.3)

جایی که AN - تغییر در قرائت مانومتر مایع؛ آر تغییر فشار مربوطه است.

با در نظر گرفتن معادلات اندازه گیری، به این می رسیم: حساسیت یک مانومتر U شکل یا دو فنجان (شکل 4 را ببینید، الف و 4، ج)

n =(2A 'a ~>

حساسیت گیج فشار فنجان (شکل 4، ب را ببینید)

R-gy \llF) ¦ (2 " 4 ’ 6)

به عنوان یک قاعده، برای فشار سنج های مکرر اف »/ بنابراین کاهش حساسیت آنها در مقایسه با مانومترهای U شکل ناچیز است.

از معادلات (2.4، آ ) و (2.4، b) نتیجه می شود که حساسیت به طور کامل توسط چگالی مایع تعیین می شود. R، پر کردن سیستم اندازه گیری دستگاه اما، از سوی دیگر، مقدار چگالی مایع مطابق (1.6) محدوده اندازه گیری مانومتر را تعیین می کند: هر چه بزرگتر باشد، حد بالایی اندازه گیری ها بیشتر است. بنابراین، مقدار نسبی خطای خواندن به مقدار چگالی بستگی ندارد. بنابراین، برای افزایش حساسیت و در نتیجه دقت، تعداد زیادی دستگاه قرائت بر اساس اصول مختلف عملکرد، از تثبیت موقعیت سطح مایع نسبت به مقیاس فشارسنج با چشم (خطای خواندن حدود 1) ساخته شده است. میلی متر) و با استفاده از دقیق ترین روش های تداخل (خطای خواندن 0.1-0.2 میکرومتر) به پایان می رسد. برخی از این روش ها را می توان در زیر مشاهده کرد.

محدوده اندازه گیری فشارسنج مایع مطابق با (1.6) با ارتفاع ستون مایع، یعنی ابعاد مانومتر و چگالی مایع تعیین می شود. سنگین ترین مایع در حال حاضر جیوه است که چگالی آن p = 1.35951 10 4 kg/m 3 است. یک ستون جیوه به ارتفاع 1 متر فشاری در حدود 136 کیلو پاسکال ایجاد می کند، یعنی فشاری که خیلی بیشتر از فشار اتمسفر نیست. بنابراین، هنگام اندازه گیری فشارهای مرتبه 1 مگاپاسکال، ابعاد گیج فشار از نظر ارتفاع با ارتفاع یک ساختمان سه طبقه قابل مقایسه است، که باعث ناراحتی های عملیاتی قابل توجهی می شود، بدون توجه به حجیم بودن بیش از حد سازه. با این وجود، تلاش هایی برای ایجاد مانومترهای جیوه بسیار بالا انجام شده است. رکورد جهانی در پاریس به ثبت رسید، جایی که یک مانومتر با ارتفاع ستون جیوه ای حدود 250 متر، که معادل 34 مگاپاسکال است، بر اساس سازه های برج معروف ایفل نصب شد. در حال حاضر این فشارسنج به دلیل بیهودگی برچیده شده است. با این حال، مانومتر جیوه ای مؤسسه فیزیکو فنی آلمان، که از نظر ویژگی های اندازه شناسی منحصر به فرد است، همچنان به کار خود ادامه می دهد. این گیج فشار، که در یک برج طبقه iO نصب شده است، دارای حد بالایی اندازه گیری 10 مگاپاسکال با دقت کمتر از 0.005٪ است. اکثریت قریب به اتفاق مانومترهای جیوه ای دارای حد بالایی از مرتبه 120 کیلو پاسکال و فقط گاهی اوقات تا 350 کیلو پاسکال هستند. هنگام اندازه گیری فشارهای نسبتاً کوچک (تا 10-20 کیلو پاسکال)، سیستم اندازه گیری مانومترهای مایع با آب، الکل و سایر مایعات سبک پر می شود. در این مورد، محدوده اندازه گیری معمولا تا 1-2.5 کیلو پاسکال (میکرومانومتر) است. برای فشارهای پایین‌تر، روش‌هایی برای افزایش حساسیت بدون استفاده از دستگاه‌های پیچیده خواندن توسعه داده شده‌اند.

میکرومانومتر (شکل 5)، از یک فنجان تشکیل شده است من که به لوله 2 وصل می شود، به صورت زاویه دار نصب شده است آ به سطح افقی

I-I. اگر با فشارهای مساوی پیو ص 2سطوح مایع در فنجان و لوله در سطح I-I بود، سپس فشار در فنجان افزایش یافت (ر 1 > Pr) باعث می شود سطح مایع در فنجان پایین بیاید و در لوله افزایش یابد. در این مورد، ارتفاع ستون مایع H 2 و طول آن در امتداد محور لوله L2 توسط رابطه مرتبط خواهد بود H 2 \u003d L 2 گناه الف

با توجه به معادله تداوم سیال H، F \u003d b 2 /، به دست آوردن معادله اندازه گیری برای یک میکرومانومتر دشوار نیست

p t -p 2 \u003d N p "g \u003d L 2 r h (سینا + -)، (2.5)

جایی که b 2 - حرکت سطح مایع در لوله در امتداد محور آن؛ آ - زاویه شیب لوله به سمت افقی؛ بقیه نام ها هم همینطوره

معادله (2.5) دلالت بر این دارد که برای گناه آ « 1 و f/F « 1 جابجایی سطح مایع در لوله چندین برابر ارتفاع ستون مایع مورد نیاز برای تعادل فشار اندازه گیری شده بیشتر خواهد شد.

حساسیت میکرومانومتر با لوله شیبدار مطابق با (2.5)

همانطور که از (2.6) مشاهده می شود، حداکثر حساسیت میکرومانومتر با یک لوله افقی (a = O)

یعنی در رابطه با نواحی فنجان و لوله، بیش از در مانومتر U شکل.

راه دوم برای افزایش حساسیت، متعادل کردن فشار با ستونی از دو مایع غیرقابل اختلاط است. مانومتر دو فنجانی (شکل 6) با مایعات پر شده است تا مرز آنها

برنج. 6. میکرومانومتر دو فنجانی با دو مایع (p, > p 2)

بخش در قسمت عمودی لوله مجاور فنجان 2 بود pi = p 2 فشار در سطح I-I

سلام پی -اچ 2 آر 2 (Pi>Р2)

سپس با افزایش فشار در فنجان 1 معادله تعادل به نظر می رسد

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

که در آن px چگالی مایع در فنجان 7 است. p 2 چگالی مایع در فنجان 2 است.

چگالی ظاهری ستونی از دو مایع

Pk \u003d (Pi - P2) + f/F (Pi + Pr) (2.8)

اگر چگالی های Pi و p 2 دارای مقادیر نزدیک به یکدیگر باشند، a f/F". 1، سپس چگالی ظاهری یا مؤثر را می توان به p min = کاهش داد f/F (ر من + p 2) = 2p x f/F.

rr p k * %

که در آن p k چگالی ظاهری مطابق با (2.8) است.

مانند قبل، افزایش حساسیت به این روش ها به طور خودکار محدوده اندازه گیری مانومتر مایع را کاهش می دهد، که استفاده از آنها را به ناحیه میکرومانومتر محدود می کند. همچنین با توجه به حساسیت زیاد روش های در نظر گرفته شده به تأثیر دما در حین اندازه گیری های دقیق، معمولاً از روش هایی مبتنی بر اندازه گیری دقیق ارتفاع ستون مایع استفاده می شود، اگرچه این امر طراحی مانومترهای مایع را پیچیده می کند.

2.2. اصلاح نشانه ها و خطاهای مانومتر مایع

بسته به دقت آنها، لازم است اصلاحاتی در معادلات اندازه گیری فشار سنج مایع با در نظر گرفتن انحراف در شرایط عملیاتی از شرایط کالیبراسیون، نوع فشار اندازه گیری شده و ویژگی های نمودار مدار گیج های فشار خاص اعمال شود.

شرایط عملیاتی توسط دما و شتاب سقوط آزاد در محل اندازه گیری تعیین می شود. تحت تأثیر دما، هم چگالی مایع مورد استفاده در متعادل کردن فشار و هم طول مقیاس تغییر می کند. شتاب گرانشی در محل اندازه گیری، به عنوان یک قاعده، با مقدار نرمال آن که در حین کالیبراسیون اتخاذ شده مطابقت ندارد. بنابراین فشار

P=Rp }