Dalam pengukur tekanan cair, tekanan yang diukur diseimbangkan dengan tekanan kolom cairan.
Pengukur tekanan cairan paling sederhana terdiri dari tabung kaca berbentuk U dan skala lurus dengan pembagian genap.
Pembagian skala terkecil adalah 1 mm. Skala ini biasanya bersisi dua dengan tanda nol di tengahnya. Kedua ujung tabung diisi cairan sampai tanda nol.
Prinsip operasi
Ketika tekanan diberikan pada salah satu ujung tabung, cairan mengalir dan perbedaan ketinggian cairan terlihat melalui kaca. Perbedaan level, dinyatakan dalam milimeter, memberikan tekanan yang diukur.
Jika air raksa dituangkan ke dalam tabung, tekanannya akan dinyatakan dalam milimeter air raksa. pengukur tekanan manometer tekanan
Ketika tabung diisi dengan air, tekanan akan diukur dalam milimeter air.
Jika tabung diisi dengan cairan lain, maka perlu dihitung ulang berdasarkan berat jenis cairan tersebut.
Jadi, misalnya, untuk mengonversi kolom air ke milimeter, Anda perlu mengalikan pembacaan pengukur tekanan dengan cairan tertentu dengan berat jenis cairan; saat mengonversi ke milimeter air raksa, kalikan dengan berat jenis cairan tersebut cair dan dibagi dengan berat jenis merkuri 13.6.
Perbedaan diameter tabung bagian kiri dan kanan tidak mempengaruhi hasil pengukuran. Juga tidak perlu mengisi tabung dengan cairan sampai tingkat yang sama persis dengan tanda nol pada skala, karena ketika membaca pembacaan, hanya perbedaan tingkat dengan jumlah pembagian skala yang diperhitungkan.
PEMBAKAR PRECHAMBER
Pre-chamber burner adalah suatu alat yang terdiri dari manifold gas yang berlubang untuk saluran keluar gas, monoblok dengan saluran dan pre-chamber tahan api keramik, ditempatkan di atas manifold, dimana gas dicampur dengan udara dan campuran gas-udara dibakar. . Pembakar ruang depan dirancang untuk menyala gas alam dalam tungku boiler besi cor bagian, pengering dan instalasi termal lainnya yang beroperasi dengan vakum 10-30 Pa. Pembakar ruang awal terletak di lantai kotak api, sehingga menciptakan kondisi bagus untuk pemerataan aliran panas di sepanjang kotak api. Pembakar ruang awal dapat beroperasi pada tekanan gas rendah dan sedang. Pembakar ruang awal terdiri dari manifold gas ( pipa baja) dengan satu baris lubang untuk saluran keluar gas. Tergantung pada keluaran panasnya, pembakar dapat memiliki 1, 2 atau 3 pengumpul. Monoblok keramik dipasang di atas manifold gas pada rangka baja, membentuk rangkaian saluran (mixer). Setiap saluran keluar gas memiliki mixer keramiknya sendiri. Aliran gas yang mengalir dari lubang manifold mengeluarkan 50-70% udara yang dibutuhkan untuk pembakaran, sisanya berasal dari penghalusan di dalam kotak api. Akibat ejeksi, pembentukan campuran meningkat. Campuran dipanaskan di saluran, dan ketika keluar, campuran mulai terbakar. Dari saluran, campuran pembakaran memasuki ruang awal, di mana 90-95% gas dibakar. Ruang depan terbuat dari batu bata fireclay; sepertinya ada celah. Pembakaran gas terjadi di tungku. Ketinggian obor adalah 0,6-0,9 m, koefisien udara berlebih adalah 1,1...1,15.
Kompensator dirancang untuk mengurangi (mengkompensasi) perluasan suhu pipa gas, untuk menghindari pecahnya pipa, untuk kemudahan pemasangan dan pembongkaran alat kelengkapan (flensa, katup).
Sebuah pipa gas sepanjang 1 km dengan diameter rata-rata memanjang 12 mm jika dipanaskan sebesar 1 °C.
Kompensator adalah:
· Lensa;
· berbentuk U;
· Berbentuk kecapi.
Kompensator lensamemiliki permukaan bergelombang yang berubah panjangnya tergantung suhu pipa gas. Kompensator lensa terbuat dari setengah lensa yang dicap dengan cara dilas.
Untuk mengurangi hambatan hidrolik dan mencegah penyumbatan, pipa pemandu dipasang di dalam kompensator, dilas ke permukaan bagian dalam kompensator di sisi saluran masuk gas.
Bagian bawah setengah lensa diisi dengan aspal untuk mencegah penumpukan air.
Saat memasang kompensator di musim dingin, perlu sedikit meregangkannya, dan di musim panas, sebaliknya, mengompresnya dengan mur kopling.
 |
berbentuk U. Berbentuk kecapi
kompensator.kompensator.
Perubahan suhu lingkungan sekitar pipa gas menyebabkan perubahan panjang pipa gas. Untuk bagian lurus pipa gas baja sepanjang 100 m, pemanjangan atau pemendekan dengan perubahan suhu 1° adalah sekitar 1,2 mm. Oleh karena itu, pada semua pipa gas setelah katup, dihitung sepanjang aliran gas, kompensator lensa harus dipasang (Gbr. 3). Selain itu, selama pengoperasian, keberadaan kompensator lensa memudahkan pemasangan dan pembongkaran katup.
Saat merancang dan membangun jaringan pipa gas, mereka berupaya mengurangi jumlah kompensator yang dipasang dengan memaksimalkan penggunaan kompensasi mandiri dengan mengubah arah rute baik secara denah maupun profil.
Beras. 3. Kompensator lensa 1 - flensa; 2 pipa; 3 - kemeja; 4 - setengah lensa; 5 - cakar; 6 - tulang rusuk; 7 - traksi; 8 - kacang
Prinsip pengoperasian pengukur tekanan cair
Pada posisi awal, air di dalam tabung akan berada pada ketinggian yang sama. Jika tekanan diterapkan pada film karet, level cairan di salah satu siku pengukur tekanan akan berkurang, dan oleh karena itu, di siku lainnya, akan meningkat.
Hal ini terlihat pada gambar di atas. Kami menekan film dengan jari kami.
Saat kita menekan film, tekanan udara di dalam kotak meningkat. Tekanan diteruskan melalui tabung dan mencapai cairan, menggantikannya. Ketika ketinggian cairan pada siku ini menurun, maka ketinggian cairan pada siku tabung yang lain akan meningkat.
Berdasarkan perbedaan kadar cairan, perbedaannya dapat dinilai tekanan atmosfir dan tekanan yang diberikan pada film.
Gambar berikut menunjukkan cara menggunakan pengukur tekanan cairan untuk mengukur tekanan cairan pada berbagai kedalaman.
Pengukur tekanan diafragma
Pada pengukur tekanan membran, elemen elastisnya adalah membran, yaitu pelat logam bergelombang. Lendutan pelat di bawah tekanan cair ditransmisikan melalui mekanisme transmisi ke penunjuk instrumen yang meluncur sepanjang skala. Instrumen membran digunakan untuk mengukur tekanan hingga 2,5 MPa, serta untuk mengukur vakum. Kadang-kadang perangkat dengan keluaran listrik digunakan, di mana sinyal listrik dikirim ke keluaran, sebanding dengan tekanan pada masukan pengukur tekanan.
Tekanan adalah gaya yang terdistribusi merata dan bekerja tegak lurus per satuan luas. Itu bisa berupa atmosfer (tekanan atmosfer dekat bumi), kelebihan (melebihi tekanan atmosfer) dan absolut (jumlah atmosfer dan kelebihan). Tekanan absolut di bawah tekanan atmosfer disebut dijernihkan, dan penghalusan yang dalam disebut vakum.
Satuan tekanan dalam Satuan Sistem Internasional (SI) adalah Pascal (Pa). Satu Pascal adalah tekanan yang diciptakan oleh gaya sebesar satu Newton pada area seluas satu meter persegi. Karena satuan ini sangat kecil, maka digunakan juga satuan yang merupakan kelipatannya: kilopascal (kPa) = Pa; megapascal (MPa) = Pa, dll. Karena rumitnya tugas peralihan dari satuan tekanan yang sebelumnya digunakan ke satuan Pascal, satuan berikut untuk sementara diizinkan untuk digunakan: gaya kilogram per sentimeter persegi (kgf/cm) = 980665 Pa; gaya kilogram per meter persegi (kgf/m) atau milimeter kolom air (mmH2O) = 9,80665 Pa; milimeter air raksa (mmHg) = 133,332 Pa.
Perangkat pemantauan tekanan diklasifikasikan berdasarkan metode pengukuran yang digunakan di dalamnya, serta sifat nilai yang diukur.
Menurut metode pengukuran yang menentukan prinsip operasi, perangkat ini dibagi menjadi beberapa kelompok berikut:
Zat cair, yang tekanannya diukur dengan cara menyeimbangkannya dengan kolom zat cair, yang tingginya menentukan besarnya tekanan;
Pegas (deformasi), dimana nilai tekanan diukur dengan menentukan besarnya deformasi elemen elastis;
Berat piston, berdasarkan keseimbangan gaya yang diciptakan di satu sisi dengan tekanan terukur, dan di sisi lain dengan beban terkalibrasi yang bekerja pada piston yang ditempatkan di dalam silinder.
Listrik, dimana tekanan diukur dengan mengubah nilainya menjadi besaran listrik, dan dengan mengukur sifat listrik suatu bahan, bergantung pada nilai tekanan.
Berdasarkan jenis tekanan yang diukur, perangkat dibagi menjadi berikut:
Pengukur tekanan dirancang untuk mengukur tekanan berlebih;
Alat pengukur vakum digunakan untuk mengukur penghalusan (vakum);
Pengukur tekanan dan vakum mengukur kelebihan tekanan dan vakum;
Pengukur tekanan digunakan untuk mengukur tekanan berlebih kecil;
Meteran traksi digunakan untuk mengukur ruang hampa kecil;
Pengukur tekanan dorong yang dirancang untuk mengukur tekanan rendah dan vakum;
Pengukur tekanan diferensial (differential pressure gauge), yang dengannya perbedaan tekanan diukur;
Barometer digunakan untuk mengukur tekanan barometrik.
Yang paling umum digunakan adalah pegas atau pengukur deformasi. Jenis utama elemen sensitif perangkat ini disajikan pada Gambar. 1.
Beras. 1. Jenis elemen sensitif pengukur tekanan deformasi
a) - dengan pegas tubular satu putaran (tabung Bourdon)
b) - dengan pegas tubular multi-putaran
c) - dengan membran elastis
d) - embusan.
Perangkat dengan pegas berbentuk tabung.
Prinsip pengoperasian perangkat ini didasarkan pada sifat tabung melengkung (pegas tubular) dengan penampang tidak melingkar untuk mengubah kelengkungannya ketika tekanan di dalam tabung berubah.
Tergantung pada bentuk pegas, ada pegas satu putaran (Gbr. 1a) dan pegas multi putaran (Gbr. 1b). Keuntungan pegas tubular multi putaran adalah pergerakan ujung bebasnya lebih besar dibandingkan pegas tubular putaran tunggal dengan perubahan tekanan masukan yang sama. Kerugiannya adalah dimensi perangkat yang signifikan dengan pegas seperti itu.
Pengukur tekanan dengan pegas tubular satu putaran adalah salah satu jenis instrumen pegas yang paling umum. Elemen sensitif dari perangkat tersebut adalah tabung 1 (Gbr. 2) dengan penampang elips atau oval, ditekuk dalam busur melingkar dan disegel di salah satu ujungnya. Ujung tabung yang terbuka melalui dudukan 2 dan puting 3 dihubungkan ke sumber tekanan yang diukur. Ujung tabung 4 yang bebas (disolder) dihubungkan melalui mekanisme transmisi ke sumbu panah yang bergerak sepanjang skala instrumen.
Tabung pengukur tekanan yang dirancang untuk tekanan hingga 50 kg/cm terbuat dari tembaga, dan tabung pengukur tekanan yang dirancang untuk tekanan lebih tinggi terbuat dari baja.
Sifat suatu tabung lengkung yang berpenampang bukan lingkaran untuk mengubah besarnya lentur ketika tekanan dalam rongganya berubah merupakan akibat dari perubahan bentuk penampang tersebut. Di bawah pengaruh tekanan di dalam tabung, bagian elips atau oval datar, berubah bentuk, mendekati bagian lingkaran (sumbu kecil elips atau oval bertambah, dan sumbu utama berkurang).
Pergerakan ujung bebas tabung ketika mengalami deformasi dalam batas tertentu sebanding dengan tekanan yang diukur. Pada tekanan yang melampaui batas yang ditentukan, sisa deformasi terjadi di dalam tabung, sehingga tidak cocok untuk pengukuran. Oleh karena itu, tekanan operasi maksimum pengukur tekanan harus berada di bawah batas proporsional dengan batas keamanan tertentu.
Beras. 2. Pengukur tekanan pegas
Pergerakan ujung bebas tabung di bawah pengaruh tekanan sangat kecil, oleh karena itu, untuk meningkatkan akurasi dan kejelasan pembacaan instrumen, diperkenalkan mekanisme transmisi yang meningkatkan skala pergerakan ujung tabung. Ini terdiri (Gbr. 2) dari sektor roda gigi 6, roda gigi 7 yang menyatu dengan sektor tersebut, dan pegas spiral (rambut) 8. Panah penunjuk pengukur tekanan 9 dipasang pada sumbu roda gigi 7. Pegas 8 dipasang di salah satu ujung ke sumbu roda gigi, dan di ujung lainnya ke titik tetap pada papan mekanisme. Tujuan pegas adalah untuk menghilangkan permainan penunjuk dengan memilih celah pada kopling roda gigi dan sambungan engsel mekanisme.
Pengukur tekanan diafragma.
Elemen sensitif pengukur tekanan membran dapat berupa membran kaku (elastis) atau lembek.
Membran elastis adalah cakram tembaga atau kuningan dengan kerutan. Kerutan meningkatkan kekakuan membran dan kemampuannya untuk berubah bentuk. Kotak membran dibuat dari membran tersebut (lihat Gambar 1c), dan balok dibuat dari kotak.
Membran lembek terbuat dari karet dengan bahan dasar kain berbentuk cakram bermuka tunggal. Mereka digunakan untuk mengukur tekanan berlebih kecil dan ruang hampa.
Pengukur tekanan diafragma dapat dengan pembacaan lokal, dengan transmisi pembacaan listrik atau pneumatik ke perangkat sekunder.
Misalnya, perhatikan pengukur tekanan diferensial membran tipe DM, yang merupakan sensor tipe membran tanpa skala (Gbr. 3) dengan sistem transformator diferensial untuk mentransmisikan nilai besaran yang diukur ke perangkat sekunder tipe KSD.
Beras. 3 Desain alat pengukur tekanan diferensial membran tipe DM
Elemen sensitif pengukur tekanan diferensial adalah blok membran, terdiri dari dua kotak membran 1 dan 3, diisi dengan cairan silikon, terletak di dua ruang terpisah, dipisahkan oleh sekat 2.
Inti besi 4 dari konverter transformator diferensial 5 dipasang pada bagian tengah membran atas.
Tekanan terukur yang lebih tinggi (positif) disuplai ke ruang bawah, dan tekanan yang lebih rendah (minus) disuplai ke ruang atas. Gaya perbedaan tekanan yang diukur diseimbangkan oleh gaya lain yang timbul ketika kotak membran 1 dan 3 mengalami deformasi.
Ketika penurunan tekanan meningkat, kotak membran 3 berkontraksi, cairan darinya mengalir ke kotak 1, yang mengembang dan menggerakkan inti 4 konverter transformator diferensial. Ketika penurunan tekanan berkurang, kotak membran 1 dikompresi dan cairan darinya dipaksa masuk ke kotak 3. Pada saat yang sama, inti 4 bergerak ke bawah. Jadi, posisi inti, yaitu. tegangan keluaran rangkaian trafo diferensial secara unik bergantung pada nilai penurunan tekanan.
Untuk bekerja dalam sistem pemantauan, pengaturan dan kontrol proses teknologi dengan terus-menerus mengubah tekanan sedang menjadi sinyal keluaran arus standar dan mentransmisikannya ke perangkat atau aktuator sekunder, konverter sensor tipe Sapphire digunakan.
Transduser tekanan jenis ini digunakan: untuk mengukur tekanan absolut ("Sapphire-22DA"), mengukur tekanan berlebih ("Sapphire-22DI"), mengukur vakum ("Sapphire-22DV"), mengukur tekanan - vakum ("Sapphire-22DIV") "), tekanan hidrostatik (“Sapphire-22DG”).
Desain konverter SAPFIR-22DG ditunjukkan pada Gambar. 4. Mereka digunakan untuk mengukur tekanan hidrostatik (tingkat) media netral dan agresif pada suhu dari -50 hingga 120 °C. Batas atas pengukuran adalah 4 MPa.
Beras. 4 Perangkat konverter "SAPHIRE -22DG"
Transduser pengukur regangan 4 dari jenis tuas membran ditempatkan di dalam alas 8 dalam rongga tertutup 10 yang diisi dengan cairan silikon, dan dipisahkan dari media yang diukur dengan membran bergelombang logam 7. Elemen sensitif dari transduser pengukur regangan adalah film pengukur regangan 11 terbuat dari silikon ditempatkan pada piring 10 terbuat dari safir.
Membran 7 dilas sepanjang kontur luar ke alas 8 dan dihubungkan satu sama lain dengan batang tengah 6, yang dihubungkan ke ujung tuas transduser pengukur regangan 4 menggunakan batang 5. Flensa 9 disegel dengan gasket 3 .Flensa positif dengan membran terbuka digunakan untuk memasang transduser langsung pada tangki proses. Pengaruh tekanan terukur menyebabkan defleksi membran 7, pembengkokan membran transduser strain gauge 4 dan perubahan resistansi strain gauge. Sinyal listrik dari transduser pengukur regangan ditransmisikan dari unit pengukur melalui kabel melalui input tertutup 2 V peralatan elektronik 1, mengubah perubahan resistansi pengukur regangan menjadi perubahan sinyal keluaran arus pada salah satu rentang (0-5) mA, (0-20) mA, (4-20) mA.
Unit pengukur dapat menahan beban berlebih unilateral dengan tekanan berlebih yang bekerja tanpa kerusakan. Hal ini dipastikan oleh fakta bahwa selama kelebihan beban seperti itu, salah satu membran 7 bertumpu pada permukaan profil alas 8.
Modifikasi konverter Sapphire-22 di atas memiliki perangkat serupa.
Transduser pengukur tekanan hidrostatik dan absolut "Sapphire-22K-DG" dan "Sapphire-22K-DA" memiliki sinyal arus keluaran (0-5) mA atau (0-20) mA atau (4-20) mA, sebagai serta sinyal kode listrik berdasarkan antarmuka RS-485.
Elemen sensitif pengukur tekanan bellow dan pengukur tekanan diferensial adalah bellow - membran harmonik (tabung logam bergelombang). Tekanan yang diukur menyebabkan deformasi elastis pada bellow. Ukuran tekanan dapat berupa pergerakan ujung bebas bellow, atau gaya yang dihasilkan selama deformasi.
Diagram skematik Pengukur tekanan diferensial bellow tipe DS ditunjukkan pada Gambar 5. Elemen sensitif dari perangkat tersebut adalah satu atau dua bellow. Bellow 1 dan 2 dipasang di salah satu ujungnya ke alas tetap, dan dihubungkan di ujung lainnya melalui batang yang dapat digerakkan 3. Rongga bagian dalam bellow diisi dengan cairan (campuran air-gliserin, cairan organosilikon) dan dihubungkan satu sama lain. Ketika tekanan diferensial berubah, salah satu bellow berkontraksi, memaksa fluida masuk ke bellow lainnya dan menggerakkan batang blok bellow. Pergerakan batang diubah menjadi pergerakan pena, penunjuk, pola integrator, atau sinyal transmisi jarak jauh yang sebanding dengan perbedaan tekanan yang diukur.
Penurunan tekanan nominal ditentukan oleh blok pegas koil heliks 4.
Ketika penurunan tekanan lebih tinggi dari nominal, gelas 5 memblokir saluran 6, menghentikan aliran cairan dan dengan demikian mencegah kerusakan pada bellow.
Beras. 5 Diagram skema pengukur tekanan diferensial bellow
Untuk memperoleh informasi yang dapat dipercaya tentang nilai suatu parameter, perlu diketahui secara pasti kesalahan alat ukur. Penentuan kesalahan utama perangkat di berbagai titik skala pada interval tertentu dilakukan dengan memeriksanya, yaitu. bandingkan pembacaan perangkat yang diverifikasi dengan pembacaan perangkat standar yang lebih akurat. Sebagai aturan, instrumen diperiksa terlebih dahulu dengan nilai yang meningkat dari nilai yang diukur (gerakan maju), dan kemudian dengan nilai yang menurun (gerakan mundur).
Pengukur tekanan diperiksa dengan tiga cara berikut: pemeriksaan titik nol, titik kerja, dan verifikasi penuh. Dalam hal ini, dua verifikasi pertama dilakukan langsung di tempat kerja menggunakan katup tiga arah (Gbr. 6).
Titik pengoperasian diperiksa dengan menghubungkan pengukur tekanan kontrol ke pengukur tekanan kerja dan membandingkan pembacaannya.
Verifikasi lengkap pengukur tekanan dilakukan di laboratorium pada mesin kalibrasi atau pengukur tekanan piston, setelah melepas pengukur tekanan dari tempat kerja.
Prinsip pengoperasian instalasi bobot mati untuk memeriksa pengukur tekanan didasarkan pada penyeimbangan gaya yang diciptakan di satu sisi dengan tekanan yang diukur, dan di sisi lain dengan beban yang bekerja pada piston yang ditempatkan di dalam silinder.
Beras. 6. Skema pemeriksaan titik nol dan titik pengoperasian pengukur tekanan menggunakan katup tiga arah.
Posisi katup tiga arah: 1 - berfungsi; 2 - verifikasi titik nol; 3 - memeriksa titik operasi; 4 - membersihkan garis impuls.
Alat untuk mengukur tekanan berlebih disebut manometer, vakum (tekanan di bawah atmosfer) - pengukur vakum, tekanan berlebih dan vakum - pengukur tekanan dan vakum, perbedaan tekanan (perbedaan) - pengukur tekanan diferensial.
Perangkat utama yang diproduksi secara komersial untuk mengukur tekanan dibagi menjadi beberapa kelompok berikut sesuai dengan prinsip operasinya:
Cairan - tekanan terukur diseimbangkan dengan tekanan kolom cairan;
Pegas - tekanan terukur diseimbangkan oleh kekuatan deformasi elastis pegas tubular, membran, bellow, dll.;
Piston - tekanan yang diukur diseimbangkan dengan gaya yang bekerja pada piston dengan penampang tertentu.
Tergantung pada kondisi penggunaan dan tujuannya, industri memproduksi jenis alat pengukur tekanan berikut:
Teknis - instrumen tujuan umum untuk pengoperasian peralatan;
Kontrol - untuk verifikasi perangkat teknis di tempat pemasangannya;
Teladan - untuk verifikasi instrumen kontrol dan teknis serta pengukuran yang memerlukan peningkatan akurasi.
Pengukur tekanan pegas
Tujuan. Untuk mengukur tekanan berlebih, pengukur tekanan banyak digunakan, yang pengoperasiannya didasarkan pada penggunaan deformasi elemen penginderaan elastis yang terjadi di bawah pengaruh tekanan yang diukur. Nilai deformasi ini ditransmisikan ke alat pembaca alat ukur, dikalibrasi dalam satuan tekanan.
Pegas tubular satu putaran (tabung Bourdon) paling sering digunakan sebagai elemen penginderaan pengukur tekanan. Jenis elemen sensitif lainnya adalah: pegas tubular multi-putaran, membran bergelombang datar, membran berbentuk harmonik - bellow.
Perangkat. Pengukur tekanan dengan pegas tubular satu putaran banyak digunakan untuk mengukur tekanan berlebih pada kisaran 0,6 - 1600 kgf/cm². Badan kerja pengukur tekanan tersebut adalah tabung berongga dengan penampang elips atau oval, ditekuk di sekeliling keliling sebesar 270°.
Desain pengukur tekanan dengan pegas tubular satu putaran ditunjukkan pada Gambar 2.64. Pegas berbentuk tabung - 2 dengan ujung terbuka dihubungkan secara kaku ke dudukan - 6, dipasang di rumah - 1 pengukur tekanan. Dudukannya melewati fitting - 7 dengan ulir yang berfungsi untuk menyambung ke pipa gas tempat pengukuran tekanan. Ujung pegas yang bebas ditutup dengan sumbat dengan sumbu berengsel dan disegel. Melalui tali pengikat - 5 dihubungkan dengan mekanisme transmisi yang terdiri dari roda gigi sektor - 4, digandeng dengan roda gigi - 10, duduk tak bergerak pada porosnya bersama dengan tanda panah indikator - 3. Di sebelah roda gigi terdapat a pegas spiral datar (rambut) - 9, salah satu ujungnya terhubung ke roda gigi, dan ujung lainnya dipasang terpasang di rak. Rambut terus-menerus menekan tabung ke salah satu sisi gigi sektor, sehingga menghilangkan serangan balik (bermain) pada persneling dan memastikan pergerakan panah yang mulus.
Beras. 2.64. Menunjukkan pengukur tekanan dengan pegas tubular satu putaran
Pengukur tekanan kontak listrik
Tujuan. Pengukur tekanan, pengukur vakum, dan pengukur tekanan kontak listrik tipe EKM EKV, EKMV dan VE-16rb dirancang untuk mengukur, memberi sinyal, atau mengontrol tekanan (debit) gas dan cairan netral dalam kaitannya dengan kuningan dan baja. Alat ukur tipe VE-16rb dibuat dalam wadah tahan ledakan dan dapat dipasang di area berbahaya kebakaran dan ledakan. Tegangan pengoperasian perangkat kontak listrik hingga 380V atau hingga 220V DC.
Perangkat.Desain pengukur tekanan kontak listrik mirip dengan pegas, satu-satunya perbedaan adalah badan pengukur tekanan memiliki dimensi geometris yang besar karena pemasangan grup kontak. Struktur dan daftar elemen utama pengukur tekanan kontak listrik disajikan pada Gambar. 2.65..
Pengukur tekanannya patut dicontoh.
Tujuan. Pengukur tekanan model dan pengukur vakum tipe MO dan VO dimaksudkan untuk menguji pengukur tekanan, pengukur vakum dan pengukur tekanan dan vakum untuk mengukur tekanan dan vakum cairan dan gas non-agresif dalam kondisi laboratorium.
Pengukur tekanan tipe MKO dan pengukur vakum tipe VKO dirancang untuk memeriksa kemudahan servis pengukur tekanan kerja di lokasi pemasangannya dan untuk mengontrol pengukuran tekanan berlebih dan vakum.
Beras. 2.65. Pengukur tekanan kontak listrik: a - tipe EKM; ECMV; EKV;
B - tipe VE - 16 Rb bagian utama: pegas berbentuk tabung; skala; seluler
Mekanisme; sekelompok kontak bergerak; pemasangan saluran masuk
Pengukur tekanan listrik
Tujuan. Pengukur tekanan listrik tipe DER dirancang untuk konversi terus menerus dari tekanan berlebih atau tekanan vakum menjadi sinyal keluaran terpadu arus bolak-balik. Perangkat ini digunakan untuk bekerja bersama dengan perangkat transformator diferensial sekunder, mesin kontrol terpusat, dan penerima informasi lainnya yang mampu menerima sinyal standar karena induktansi timbal balik.
Perangkat dan prinsip operasi. Prinsip pengoperasian perangkat, seperti halnya pengukur tekanan dengan pegas tubular putaran tunggal, didasarkan pada penggunaan deformasi elemen penginderaan elastis ketika tekanan terukur diterapkan padanya. Struktur pengukur tekanan listrik tipe DER ditunjukkan pada Gambar. 2.65.(b). Elemen sensitif elastis perangkat ini adalah pegas tubular - 1, yang dipasang pada dudukan - 5. Strip - 6 disekrup ke dudukan, di mana kumparan - 7 dari transformator diferensial dipasang. Resistensi konstan dan variabel juga dipasang pada dudukannya. Kumparan ditutupi dengan layar. Tekanan terukur disuplai ke dudukannya. Dudukan terpasang ke rumahan - 2 sekrup - 4. Rumah paduan aluminium ditutup dengan penutup tempat konektor steker dipasang - 3. Inti - 8 transformator diferensial dihubungkan ke ujung bergerak pegas tubular dengan sekrup khusus - 9. Ketika tekanan diterapkan pada perangkat, pegas tubular berubah bentuk, yang menyebabkan gerakan sebanding dengan tekanan terukur dari ujung pegas yang bergerak dan inti transformator diferensial yang terkait.
Persyaratan operasional pengukur tekanan untuk keperluan teknis:
· saat memasang pengukur tekanan, kemiringan dial dari vertikal tidak boleh melebihi 15°;
· dalam posisi tidak bekerja, panah alat pengukur harus berada pada posisi nol;
· pengukur tekanan telah diverifikasi dan memiliki stempel dan segel yang menunjukkan tanggal verifikasi;
· tidak ada kerusakan mekanis pada badan pengukur tekanan, bagian ulir pada fitting, dll.;
· skala digital terlihat jelas oleh petugas servis;
· saat mengukur tekanan media gas lembab (gas, udara), tabung di depan pengukur tekanan dibuat dalam bentuk lingkaran di mana uap air mengembun;
· keran atau katup harus dipasang pada titik pengambilan tekanan yang diukur (di depan pengukur tekanan);
· untuk menutup titik sambungan fitting pengukur tekanan, gasket yang terbuat dari kulit, timah, tembaga merah anil, dan fluoroplastik harus digunakan. Penggunaan derek dan timah merah tidak diperbolehkan.
Alat pengukur tekanan digunakan di banyak industri dan diklasifikasikan menurut tujuannya sebagai berikut:
· Barometer – mengukur tekanan atmosfer.
· Pengukur vakum – mengukur tekanan vakum.
· Pengukur tekanan – mengukur tekanan berlebih.
· Pengukur tekanan dan vakum – mengukur vakum dan tekanan berlebih.
· Pengukur vakum batang – mengukur tekanan absolut.
· Pengukur tekanan diferensial – mengukur perbedaan tekanan.
Menurut prinsip pengoperasiannya, alat pengukur tekanan dapat berupa jenis berikut:
· Alat tersebut berbentuk cair (tekanannya diseimbangkan menggunakan berat kolom cairan).
· Perangkat pemberat-piston (tekanan yang diukur diseimbangkan dengan gaya yang dihasilkan oleh pemberat yang dikalibrasi).
· Perangkat dengan transmisi pembacaan jarak jauh (digunakan perubahan berbagai karakteristik listrik suatu zat di bawah pengaruh tekanan terukur).
· Alatnya adalah pegas (tekanan yang diukur diimbangi oleh gaya elastis pegas, yang deformasinya berfungsi sebagai pengukur tekanan).
Untuk Berbagai instrumen digunakan untuk mengukur tekanan , yang dapat dibagi menjadi dua kelompok utama: cair dan mekanis.
Perangkat paling sederhana adalah piezometer,
mengukur tekanan dalam suatu zat cair dengan tinggi kolom zat cair yang sama. Ini adalah tabung kaca, terbuka di salah satu ujungnya (tabung pada Gambar 14a). Pisometer adalah perangkat yang sangat sensitif dan akurat, tetapi hanya berguna saat mengukur tekanan kecil, jika tidak, tabung akan menjadi sangat panjang, sehingga mempersulit penggunaannya. 
Untuk mengurangi panjang tabung ukur, digunakan alat dengan cairan dengan massa jenis lebih tinggi (misalnya merkuri). Manometer air raksa adalah tabung berbentuk Y, siku melengkungnya berisi air raksa (Gbr. 14b). Di bawah pengaruh tekanan di dalam bejana, kadar air raksa di kaki kiri manometer menurun, dan di kaki kanan meningkat.
Pengukur tekanan diferensial digunakan dalam kasus di mana perlu untuk mengukur bukan tekanan di dalam bejana, tetapi perbedaan tekanan di dua bejana atau di dua titik dalam satu bejana (Gbr. 14 c).
Penggunaan perangkat cair terbatas pada wilayah dengan tekanan yang relatif rendah. Jika perlu untuk mengukur tekanan tinggi, instrumen tipe kedua digunakan - mekanis.
Pengukur tekanan pegas adalah perangkat mekanis yang paling umum. Ini terdiri (Gbr. 15a) dari tabung kuningan atau baja (pegas) melengkung berdinding tipis berongga, salah satu ujungnya disegel dan dihubungkan oleh perangkat penggerak 2 ke mekanisme roda gigi 3. Panah 4 terletak pada sumbu dari mekanisme roda gigi.Ujung kedua tabung terbuka dan terhubung ke bejana, di mana tekanan diukur. Di bawah pengaruh tekanan, pegas berubah bentuk (meluruskan) dan, melalui perangkat penggerak, mengaktifkan panah, yang deviasinya menentukan nilai tekanan pada skala 5.
Pengukur tekanan diafragma juga diklasifikasikan sebagai mekanis (Gbr. 15b). Alih-alih pegas, pelat membran tipis 1 (logam atau terbuat dari bahan karet) dipasang di dalamnya. Deformasi membran ditransmisikan melalui perangkat penggerak ke panah yang menunjukkan nilai tekanan.
Pengukur tekanan mekanis memiliki beberapa keunggulan dibandingkan pengukur tekanan cair: mudah dibawa, serbaguna, sederhana dalam desain dan pengoperasian, serta rentang pengukuran tekanan yang luas.
Untuk mengukur tekanan yang kurang dari atmosfer, digunakan pengukur vakum cair dan mekanis, yang prinsip pengoperasiannya sama dengan pengukur tekanan.
Prinsip kapal komunikasi .
Kapal komunikasi
Berkomunikasi 
disebut bejana yang mempunyai saluran di antaranya berisi cairan. Pengamatan menunjukkan bahwa dalam bejana penghubung dalam bentuk apa pun, cairan homogen selalu berada pada tingkat yang sama.
Cairan yang berbeda berperilaku berbeda bahkan dalam wadah yang berkomunikasi dengan bentuk dan ukuran yang sama. Mari kita ambil dua bejana penghubung berbentuk silinder dengan diameter yang sama (Gbr. 51), tuangkan lapisan air raksa di bagian bawahnya (diarsir), dan di atasnya tuangkan cairan dengan massa jenis berbeda ke dalam silinder, misalnya r 2 jam 1).
Mari kita pilih secara mental, di dalam tabung yang menghubungkan bejana yang berkomunikasi dan diisi dengan air raksa, luas S, tegak lurus terhadap permukaan horizontal. Karena zat cair dalam keadaan diam, maka tekanan pada daerah kiri dan kanan ini adalah sama, yaitu. hal 1 = hal 2 . Menurut rumus (5.2), tekanan hidrostatis p 1 = 1 gh 1 dan p 2 = 2 gh 2. Menyamakan ekspresi ini, kita memperoleh r 1 h 1 = r 2 h 2, dari mana
jam 1 /jam 2 =r 2 /r 1. (5.4)
Karena itu , zat cair yang berbeda dalam keadaan diam dipasang dalam bejana yang berkomunikasi sedemikian rupa sehingga tinggi kolomnya berbanding terbalik dengan massa jenis zat cair tersebut.
Jika r 1 =r 2, maka dari rumus (5.4) diperoleh h 1 =h 2, yaitu cairan homogen dipasang di bejana penghubung pada tingkat yang sama.
Ketel dan ceratnya adalah wadah yang berkomunikasi: air di dalamnya berada pada ketinggian yang sama. Artinya cerat ketelnya harus 
Instalasi pipa.
Tangki air besar (menara air) dipasang di menara. Dari tangki tersebut terdapat pipa-pipa dengan sejumlah cabang yang menuju ke dalam rumah-rumah. Ujung-ujung pipa ditutup dengan keran. Pada kran, tekanan air yang mengisi pipa sama dengan tekanan kolom air yang tingginya sama dengan selisih tinggi antara kran dan permukaan bebas air dalam tangki. Karena tangki dipasang pada ketinggian puluhan meter, tekanan di keran bisa mencapai beberapa atmosfer. Jelasnya, tekanan air di lantai atas lebih kecil dibandingkan tekanan di lantai bawah.
Air disuplai ke tangki menara air melalui pompa
Tabung pengukur air.
Tabung pengukur air untuk tangki air dibuat berdasarkan prinsip wadah komunikasi. Tabung seperti itu, misalnya, ditemukan pada tangki di gerbong kereta api. Dalam tabung kaca terbuka yang terhubung ke tangki, ketinggian air selalu sama dengan di dalam tangki itu sendiri. Jika tabung pengukur air dipasang pada ketel uap, maka ujung atas tabung dihubungkan ke bagian atas ketel berisi uap.
Hal ini dilakukan agar tekanan di atas permukaan bebas air di dalam boiler dan di dalam pipa adalah sama.
Peterhof adalah kumpulan taman, istana, dan air mancur yang megah. Ini adalah satu-satunya ansambel di dunia yang air mancurnya beroperasi tanpa pompa atau struktur tekanan air yang rumit. Air mancur ini menggunakan prinsip wadah komunikasi - ketinggian air mancur dan kolam penyimpanan diperhitungkan.
Ciri-ciri tekanan adalah gaya yang bekerja secara seragam pada suatu satuan luas permukaan suatu benda. Kekuatan ini mempengaruhi berbagai proses teknologi. Tekanan diukur dalam pascal. Satu pascal sama dengan gaya sebesar satu newton yang diterapkan pada luas permukaan 1 m2.
Jenis tekanan
atmosfer.
Metrik vakum.
Berlebihan.
Mutlak.
atmosfer tekanan yang dihasilkan oleh atmosfer bumi.
Pengukur vakum tekanan adalah tekanan yang tidak mencapai tekanan atmosfer.
Berlebihan tekanan adalah nilai tekanan yang lebih besar dari tekanan atmosfer.
Mutlak tekanan ditentukan dari nilai nol mutlak (vakum).
Jenis dan pekerjaan
Alat yang mengukur tekanan disebut pengukur tekanan. Dalam teknologi, penentuan tekanan berlebih paling sering diperlukan. Kisaran signifikan dari nilai tekanan terukur, kondisi khusus mengukurnya dalam semua jenis proses teknologi menentukan keragaman jenis pengukur tekanan, yang memiliki perbedaan tersendiri dalam fitur desain dan prinsip pengoperasian. Mari kita pertimbangkan tipe utama yang digunakan.
Barometer
Barometer adalah alat yang mengukur tekanan udara di atmosfer. Ada beberapa jenis barometer.
Air raksa Barometer beroperasi berdasarkan pergerakan air raksa dalam tabung sepanjang skala tertentu.
Cairan Barometer bekerja berdasarkan prinsip menyeimbangkan cairan dengan tekanan atmosfer.
Barometer aneroid bekerja dengan mengubah dimensi kotak logam tertutup dengan ruang hampa di dalamnya, di bawah pengaruh tekanan atmosfer.
Elektronik Barometer adalah instrumen yang lebih modern. Ini mengubah parameter aneroid konvensional menjadi sinyal digital, yang ditampilkan pada layar kristal cair.
Pengukur tekanan cair
Dalam model perangkat ini, tekanan ditentukan oleh ketinggian kolom cairan, yang menyamakan tekanan ini. Perangkat cair paling sering dibuat dalam bentuk 2 bejana kaca yang dihubungkan satu sama lain, di mana cairan (air, merkuri, alkohol) dituangkan.
Gambar-1
Salah satu ujung wadah dihubungkan dengan media yang diukur, dan ujung lainnya terbuka. Di bawah tekanan medium, cairan mengalir dari satu bejana ke bejana lain hingga tekanannya seimbang. Perbedaan level cairan menentukan kelebihan tekanan. Perangkat tersebut mengukur perbedaan tekanan dan vakum.
Gambar 1a menunjukkan pengukur tekanan 2 pipa yang mengukur vakum, pengukur, dan tekanan atmosfer. Kerugiannya adalah kesalahan yang signifikan dalam mengukur tekanan yang memiliki denyut. Untuk kasus seperti itu, pengukur tekanan 1 pipa digunakan (Gambar 1b). Mereka berisi satu sisi kapal yang lebih besar. Cangkir dihubungkan ke rongga yang diukur, yang tekanannya menggerakkan cairan ke bagian sempit bejana.
Saat mengukur, hanya ketinggian cairan di siku sempit yang diperhitungkan, karena cairan sedikit mengubah ketinggiannya di dalam cangkir, dan ini diabaikan. Untuk mengukur tekanan berlebih kecil, digunakan mikromanometer 1 pipa dengan tabung miring (Gambar 1c). Semakin besar kemiringan tabung, semakin akurat pembacaan perangkat karena bertambahnya panjang level cairan.
Kelompok khusus dianggap sebagai alat untuk mengukur tekanan, di mana pergerakan cairan dalam wadah bekerja pada elemen sensitif - pelampung (1) pada Gambar 2a, cincin (3) (Gambar 2c) atau bel (2 ) (Gambar 2b), yang dihubungkan dengan panah yang merupakan indikator tekanan.
Gambar-2
Keuntungan dari perangkat tersebut adalah transmisi jarak jauh dan pencatatan nilai.
Pengukur regangan
Di bidang teknis, pengukur regangan untuk mengukur tekanan telah mendapatkan popularitas. Prinsip operasinya adalah merusak elemen penginderaan. Deformasi ini terjadi di bawah pengaruh tekanan. Komponen elastis dihubungkan ke alat pembacaan yang mempunyai skala yang diukur dalam satuan tekanan. Pengukur tekanan deformasi dibagi menjadi:
- Musim semi.
- Puputan.
- Selaput.
Gambar-3
Pengukur tekanan pegas
Pada perangkat ini, elemen sensitifnya adalah pegas yang dihubungkan ke penunjuk melalui mekanisme transmisi. Tekanan bekerja di dalam tabung, penampang mencoba berbentuk bulat, pegas (1) mencoba melepaskan diri, akibatnya penunjuk bergerak sepanjang skala (Gambar 3a).
Pengukur tekanan diafragma
Pada perangkat ini, komponen elastisnya adalah membran (2). Ia membungkuk di bawah tekanan dan bekerja pada panah menggunakan mekanisme transmisi. Membran dibuat seperti kotak (3). Hal ini meningkatkan akurasi dan sensitivitas perangkat karena defleksi yang lebih besar pada tekanan yang sama (Gambar 3b).
Pengukur tekanan bellow
Pada alat tipe bellow (Gambar 3c), elemen elastisnya adalah bellow (4), yang dibuat dalam bentuk tabung bergelombang berdinding tipis. Tekanan diterapkan pada tabung ini. Pada saat yang sama, bellow bertambah panjang dan, dengan bantuan mekanisme transmisi, menggerakkan jarum pengukur tekanan.
Pengukur tekanan jenis bellow dan membran digunakan untuk mengukur tekanan berlebih kecil dan vakum, karena komponen elastis memiliki sedikit kekakuan. Jika alat tersebut digunakan untuk mengukur vakum, disebut pengukur rancangan. Alat yang mengukur tekanan berlebih adalah pengukur tekanan , untuk mengukur tekanan berlebih dan vakum digunakan pengukur dorong .
Perangkat untuk mengukur tekanan tipe deformasi memiliki keunggulan dibandingkan model cair. Mereka memungkinkan pembacaan dikirim dari jarak jauh dan direkam secara otomatis.
Hal ini terjadi karena konversi deformasi komponen elastis menjadi sinyal keluaran arus listrik. Sinyal tersebut direkam dengan alat ukur yang dikalibrasi dalam satuan tekanan. Alat seperti ini disebut manometer regangan-listrik. Pengukur regangan, transformator diferensial, dan konverter modulasi magnetik banyak digunakan.
Konverter transformator diferensial
Gambar-4
Prinsip pengoperasian konverter tersebut adalah mengubah arus induksi tergantung pada nilai tekanan.
Perangkat dengan konverter semacam itu memiliki pegas berbentuk tabung (1), yang menggerakkan inti baja (2) transformator, dan bukan panah. Akibatnya, kekuatan arus induksi yang disuplai melalui amplifier (4) menjadi alat pengukur (3).
Perangkat magnetomodulasi untuk mengukur tekanan
Pada perangkat tersebut, gaya diubah menjadi sinyal arus listrik akibat pergerakan magnet yang dihubungkan dengan komponen elastis. Saat bergerak, magnet bekerja pada konverter modulasi magnetik.
Sinyal listrik diperkuat dalam penguat semikonduktor dan dikirim ke alat pengukur listrik sekunder.
Pengukur regangan
Konverter berdasarkan pengukur regangan beroperasi berdasarkan ketergantungan hambatan listrik pengukur regangan pada besarnya deformasi.
Gambar-5
Pengukur regangan (1) (Gambar 5) dipasang pada elemen elastis perangkat. Sinyal listrik pada keluaran muncul karena adanya perubahan resistansi strain gauge, dan dicatat oleh alat ukur sekunder.
Pengukur tekanan kontak listrik
Gambar-6
Komponen elastis pada perangkat ini adalah pegas putaran tunggal berbentuk tabung. Kontak (1) dan (2) dibuat untuk setiap tanda pada skala instrumen dengan memutar sekrup pada kepala (3), yang terletak di bagian luar kaca.
Ketika tekanan berkurang dan mencapai batas bawahnya, panah (4) menggunakan kontak (5) akan menyalakan rangkaian lampu dengan warna yang sesuai. Ketika tekanan meningkat ke batas atas, yang diatur oleh kontak (2), panah menutup rangkaian lampu merah dengan kontak (5).
Kelas akurasi
Alat pengukur tekanan dibagi menjadi dua kelas:
Teladan.
Pekerja.
Instrumen model menentukan kesalahan pembacaan instrumen kerja yang terlibat dalam teknologi produksi.
Kelas akurasi saling berhubungan dengan kesalahan yang diizinkan, yaitu besarnya penyimpangan alat pengukur tekanan dari nilai sebenarnya. Keakuratan perangkat ditentukan oleh persentase kesalahan maksimum yang diizinkan terhadap nilai nominal. Semakin tinggi persentasenya, semakin rendah keakuratan perangkatnya.
Pengukur tekanan model memiliki akurasi yang jauh lebih tinggi daripada model kerja, karena berfungsi untuk menilai konsistensi pembacaan model perangkat yang berfungsi. Pengukur tekanan standar digunakan terutama dalam kondisi laboratorium, sehingga dibuat tanpa perlindungan tambahan dari lingkungan luar.
Pengukur tekanan pegas memiliki 3 kelas akurasi: 0,16, 0,25, dan 0,4. Model kerja pengukur tekanan memiliki kelas akurasi dari 0,5 hingga 4.
Penerapan pengukur tekanan
Alat ukur tekanan merupakan alat yang paling populer di berbagai industri saat bekerja dengan bahan baku cair atau gas.
Kami mencantumkan tempat utama di mana perangkat tersebut digunakan:
- Di industri gas dan minyak.
- Dalam teknik pemanasan untuk memantau tekanan pembawa energi dalam pipa.
- Dalam industri penerbangan, industri otomotif, layanan purna jual pesawat terbang dan mobil.
- Dalam industri teknik mesin bila menggunakan unit hidromekanikal dan hidrodinamik.
- Dalam peralatan dan instrumen medis.
- Dalam peralatan dan transportasi kereta api.
- Dalam industri kimia untuk menentukan tekanan zat dalam proses teknologi.
- Di tempat-tempat menggunakan mekanisme dan unit pneumatik.
Pencarian teks lengkap.
Bab 2. MANOMETER CAIR
Masalah pasokan air bagi umat manusia selalu menjadi hal yang sangat penting, dan masalah tersebut menjadi sangat relevan seiring dengan perkembangan kota dan munculnya perkotaan berbagai jenis produksi Pada saat yang sama, masalah pengukuran tekanan air, yaitu tekanan yang diperlukan tidak hanya untuk menjamin pasokan air melalui sistem pasokan air, tetapi juga untuk mengoperasikan berbagai mekanisme, menjadi semakin mendesak. Kehormatan penemunya adalah milik seniman dan ilmuwan terbesar Italia Leonardo da Vinci (1452-1519), yang pertama kali menggunakan tabung piezometri untuk mengukur tekanan air dalam pipa. Sayangnya, karyanya “On the Movement and Measurement of Water” baru diterbitkan pada abad ke-19. Oleh karena itu, secara umum diterima bahwa pengukur tekanan cairan pertama dibuat pada tahun 1643 oleh ilmuwan Italia Torricelli dan Viviai, murid Galileo Galilei, yang, ketika mempelajari sifat-sifat merkuri yang ditempatkan dalam sebuah tabung, menemukan adanya tekanan atmosfer. Dari sinilah barometer air raksa lahir. Selama 10-15 tahun berikutnya, berbagai jenis barometer cair, termasuk yang berisi air, diciptakan di Prancis (B. Pascal dan R. Descartes) dan Jerman (O. Guericke). Pada tahun 1652, O. Guericke mendemonstrasikan beratnya atmosfer dengan eksperimen spektakuler dengan belahan bumi yang dievakuasi, yang tidak dapat memisahkan dua tim kuda (“belahan Magdeburg” yang terkenal).
Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi lebih lanjut telah menyebabkan munculnya sejumlah besar alat pengukur tekanan cair dari berbagai jenis, yang masih digunakan hingga saat ini di banyak industri: meteorologi, teknologi penerbangan dan vakum listrik, geodesi dan eksplorasi geologi, fisika dan metrologi, dll. Namun, karena sejumlah fitur spesifik dari prinsip kerja pengukur tekanan cair, bobot spesifiknya dibandingkan dengan pengukur tekanan jenis lainnya relatif kecil dan mungkin akan terus menurun di masa mendatang. Namun demikian, untuk pengukuran presisi tinggi pada kisaran tekanan yang mendekati tekanan atmosfer, pengukuran tersebut masih sangat diperlukan. Pengukur tekanan cair tidak kehilangan pentingnya di sejumlah bidang lain (mikromanometri, barometri, meteorologi, dan penelitian fisik dan teknis).
2.1. Jenis utama pengukur tekanan cairan dan prinsip pengoperasiannya
Prinsip pengoperasian pengukur tekanan cairan dapat diilustrasikan dengan menggunakan contoh pengukur tekanan cairan berbentuk U (Gbr. 2). 4, sebuah ), terdiri dari dua tabung vertikal 1 dan 2 yang saling berhubungan,
setengahnya terisi cairan. Sesuai dengan hukum hidrostatika, dengan tekanan yang sama R saya dan hal 2 permukaan bebas cairan (meniskus) pada kedua tabung akan diatur tingkat I-I. Jika salah satu tekanan melebihi yang lain (R\ > hal 2), maka perbedaan tekanan akan menyebabkan level cairan di dalam tabung turun 1 dan, karenanya, naik ke dalam tabung 2, sampai keadaan keseimbangan tercapai. Pada saat yang sama, pada level tersebut
Persamaan kesetimbangan II-P berbentuk
Ap=pi -р 2 =Н Р " g, (2.1)
yaitu perbedaan tekanan ditentukan oleh tekanan kolom zat cair dengan ketinggian N dengan kepadatan p.
Persamaan (1.6) dari sudut pandang pengukuran tekanan adalah hal mendasar, karena tekanan pada akhirnya ditentukan oleh besaran fisika dasar - massa, panjang dan waktu. Persamaan ini berlaku untuk semua jenis alat pengukur tekanan cair tanpa kecuali. Hal ini menyiratkan definisi bahwa pengukur tekanan cair adalah pengukur tekanan di mana tekanan yang diukur diseimbangkan dengan tekanan kolom cairan yang terbentuk di bawah pengaruh tekanan ini. Penting untuk ditekankan bahwa ukuran tekanan dalam pengukur tekanan cair adalah
ketinggian meja zat cair, keadaan inilah yang menyebabkan munculnya satuan pengukuran tekanan mm air. Seni., mm Hg. Seni. dan lain-lain yang secara alami mengikuti prinsip pengoperasian pengukur tekanan cair.
Pengukur tekanan cairan cangkir (Gbr. 4, B) terdiri dari cangkir-cangkir yang dihubungkan satu sama lain 1 dan tabung vertikal 2, Selain itu, luas penampang cangkir jauh lebih besar daripada tabung. Oleh karena itu, di bawah pengaruh perbedaan tekanan Ar Perubahan tinggi badan cairan di dalam cangkir jauh lebih kecil dibandingkan kenaikan tinggi badan cairan di dalam tabung: N\ = Ngf/F, Di mana N ! - perubahan tingkat cairan di dalam cangkir; jam 2 - perubahan level cairan di dalam tabung; / - luas penampang tabung; F - luas penampang cangkir.
Oleh karena itu ketinggian kolom cairan menyeimbangkan tekanan yang diukur T - Nx + jam 2 = # 2 (1 + f/F), dan perbedaan tekanan yang diukur
Pi - Pr = jam 2 hal?-(1 + f/F ). (2.2)
Oleh karena itu, dengan koefisien yang diketahui k= 1 + f/F perbedaan tekanan dapat ditentukan dengan perubahan level cairan dalam satu tabung, sehingga menyederhanakan proses pengukuran.
Pengukur tekanan cangkir ganda (Gbr. 4, V) terdiri dari dua cangkir yang dihubungkan melalui selang fleksibel 1 dan 2, salah satunya dipasang secara kaku, dan yang kedua dapat bergerak ke arah vertikal. Pada tekanan yang sama R\ Dan hal 2 cangkir, dan oleh karena itu permukaan bebas cairan berada pada tingkat I-I yang sama. Jika R\ > R 2 lalu cangkir 2 naik hingga tercapai keseimbangan sesuai dengan persamaan (2.1).
Kesatuan prinsip pengoperasian semua jenis pengukur tekanan cair menentukan keserbagunaannya dalam hal kemampuan mengukur tekanan jenis apa pun - tekanan absolut dan pengukur serta tekanan diferensial.
Tekanan absolut akan diukur jika hal 2 = 0, yaitu ketika ruang di atas permukaan cairan di dalam tabung 2 dipompa keluar. Kemudian kolom cairan pada pressure gauge akan menyeimbangkan tekanan absolut di dalam tabung
saya,T.e.p a6c =tf р G.
Saat mengukur tekanan berlebih, salah satu tabung berkomunikasi dengan tekanan atmosfer, misalnya, hal 2 = hal tsh. Jika tekanan absolut di dalam tabung 1 lebih dari tekanan atmosfer (R i >р аТ m)> maka, sesuai dengan (1.6), kolom cairan dalam tabung 2 akan menyeimbangkan tekanan berlebih di dalam tabung 1 } yaitu p dan = N R G: Jika sebaliknya, hal x < р атм, то столб жидкости в трубке 1 akan menjadi ukuran tekanan berlebih negatif p dan = -N R G.
Saat mengukur perbedaan antara dua tekanan, yang masing-masing tidak sama dengan tekanan atmosfer, persamaan pengukurannya berbentuk Ar=p\ - p 2 - = N - R " G. Sama seperti kasus sebelumnya, perbedaannya bisa bernilai positif dan negatif.
Karakteristik metrologi yang penting dari alat ukur tekanan adalah sensitivitas sistem pengukuran, yang sangat menentukan keakuratan dan inersia pengukuran. Untuk alat pengukur tekanan, sensitivitas dipahami sebagai perbandingan antara perubahan pembacaan alat dengan perubahan tekanan yang menyebabkannya (u = AN/Ar) . Dalam kasus umum, ketika sensitivitas tidak konstan pada rentang pengukuran
n = batas di Ar -*¦ 0, (2.3)
Di mana SEBUAH - perubahan pembacaan pengukur tekanan cairan; Ar - perubahan tekanan yang sesuai.
Dengan mempertimbangkan persamaan pengukuran, kita memperoleh: sensitivitas manometer berbentuk U atau dua cangkir (lihat Gambar 4, a dan 4, c)
n =(2A’ a ~>
sensitivitas pengukur tekanan cangkir (lihat Gambar 4, b)
R-gi \llF) ¦ (2 " 4 ’ 6)
Biasanya, untuk pengukur tekanan cangkir F "/, oleh karena itu penurunan sensitivitasnya dibandingkan dengan pengukur tekanan berbentuk U tidak signifikan.
Dari persamaan (2.4, A ) dan (2.4, b) maka sensitivitas seluruhnya ditentukan oleh massa jenis zat cair R, mengisi sistem pengukuran perangkat. Namun sebaliknya, nilai massa jenis zat cair menurut (1.6) menentukan rentang pengukuran alat pengukur tekanan: semakin besar maka semakin besar batas atas pengukurannya. Dengan demikian, nilai relatif kesalahan pembacaan tidak bergantung pada nilai densitas. Oleh karena itu, untuk meningkatkan sensitivitas, dan akurasi, sejumlah besar perangkat pembacaan telah dikembangkan, berdasarkan berbagai prinsip pengoperasian, mulai dari memperbaiki posisi ketinggian cairan relatif terhadap skala pengukur tekanan dengan mata (kesalahan pembacaan sekitar 1 mm ) dan diakhiri dengan penggunaan metode interferensi yang tepat (kesalahan pembacaan 0,1-0,2 mikron). Beberapa metode tersebut dapat ditemukan di bawah.
Rentang pengukuran pengukur tekanan cairan sesuai dengan (1.6) ditentukan oleh ketinggian kolom cairan, yaitu dimensi pengukur tekanan dan kepadatan cairan. Cairan terberat saat ini adalah air raksa dengan massa jenis p = 1,35951 · 10 4 kg/m 3. Kolom air raksa setinggi 1 m menghasilkan tekanan sekitar 136 kPa, yaitu tekanan yang tidak jauh lebih tinggi dari tekanan atmosfer. Oleh karena itu, ketika mengukur tekanan sekitar 1 MPa, dimensi tinggi pengukur tekanan sebanding dengan ketinggian bangunan tiga lantai, yang menimbulkan ketidaknyamanan operasional yang signifikan, belum lagi strukturnya yang terlalu besar. Namun demikian, upaya telah dilakukan untuk membuat manometer merkuri ultra-tinggi. Rekor dunia dibuat di Paris, di mana pengukur tekanan dengan ketinggian kolom air raksa sekitar 250 m, yang setara dengan 34 MPa, dipasang berdasarkan struktur Menara Eiffel yang terkenal. Saat ini, pengukur tekanan ini dibongkar karena kesia-siaannya. Namun, manometer merkuri dari Institut Fisikoteknik Republik Federal Jerman, yang unik dalam karakteristik metrologinya, terus beroperasi. Pengukur tekanan yang dipasang di menara bertingkat iO ini memiliki batas pengukuran atas 10 MPa dengan kesalahan kurang dari 0,005%. Sebagian besar manometer air raksa mempunyai batas atas sekitar 120 kPa dan hanya kadang-kadang sampai 350 kPa. Saat mengukur tekanan yang relatif kecil (hingga 10-20 kPa), sistem pengukuran pengukur tekanan cair diisi dengan air, alkohol, dan cairan ringan lainnya. Dalam hal ini, rentang pengukuran biasanya mencapai 1-2,5 kPa (mikromanometer). Untuk tekanan yang lebih rendah lagi, metode telah dikembangkan untuk meningkatkan sensitivitas tanpa menggunakan perangkat penginderaan yang rumit.
Mikromanometer (Gbr. 5), terdiri dari sebuah cangkir SAYA, yang dihubungkan dengan tabung 2, dipasang miring A ke tingkat horizontal
aku-aku. Jika, dengan tekanan yang sama pi Dan hal 2 permukaan zat cair dalam cawan dan tabung berada pada tingkat I-I, maka tekanan dalam cawan meningkat (R 1 > Pr) akan menyebabkan ketinggian cairan di dalam cangkir turun dan naik di dalam tabung. Dalam hal ini, ketinggian kolom cairan jam 2 dan panjangnya sepanjang sumbu tabung L 2 akan dihubungkan oleh relasi tersebut H 2 =L 2 dosa a.
Memperhatikan persamaan kontinuitas fluida H, F = b 2 /, tidak sulit untuk mendapatkan persamaan pengukuran mikromanometer
p t -р 2 =Н p "g = L 2 r h (sina + -), (2.5)
Di mana b 2 - memindahkan level cairan dalam tabung sepanjang porosnya; A - sudut kemiringan tabung ke horizontal; sebutan lainnya sama.
Dari persamaan (2.5) berikut ini untuk sin A « 1 dan f/F “1 pergerakan ketinggian cairan dalam tabung akan berkali-kali lipat lebih besar dari ketinggian kolom cairan yang diperlukan untuk menyeimbangkan tekanan yang diukur.
Sensitivitas mikromanometer dengan tabung miring sesuai dengan (2.5)
Terlihat pada (2.6), sensitivitas maksimum mikromanometer dengan susunan tabung horizontal (a = O)
yaitu, dalam kaitannya dengan luas cangkir dan tabung, lebih besar dari pada Pengukur tekanan berbentuk U.
Cara kedua untuk meningkatkan sensitivitas adalah dengan menyeimbangkan tekanan dengan kolom dua cairan yang tidak dapat bercampur. Pengukur tekanan dua cangkir (Gbr. 6) diisi dengan cairan sehingga batasnya
Beras. 6. Mikromanometer dua cangkir dengan dua cairan (p, > p 2)
bagian tersebut terletak di dalam bagian vertikal tabung yang berdekatan dengan cangkir 2. Kapan pi = hal 2 tekanan pada level I-I
Hai pi -N 2 R 2 (Pi >P2)
Kemudian, seiring dengan meningkatnya tekanan di dalam cangkir 1 persamaan kesetimbangan akan berbentuk
Ap=pt -p 2 =D#[(P1 -p 2) +f/F(Pi + Rg)] G, (2.7)
dimana px adalah massa jenis zat cair dalam gelas 7; p 2 - massa jenis cairan dalam gelas 2.
Massa jenis semu kolom dua zat cair
Pk = (Pi - P2) + f/F (Pi + Pr) (2.8)
Jika massa jenis Pi dan p 2 mempunyai nilai yang berdekatan, a f/F". 1, maka densitas semu atau densitas efektif dapat dikurangi menjadi nilai p min = f/F (R Saya + hal 2) = 2p x f/F.
misalnya r k * %
dimana p k adalah kerapatan semu sesuai dengan (2.8).
Sama seperti sebelumnya, meningkatkan sensitivitas dengan metode ini secara otomatis mengurangi rentang pengukuran manometer cair, sehingga membatasi penggunaannya pada area mikromanometer™. Mempertimbangkan juga sensitivitas besar dari metode yang dipertimbangkan terhadap pengaruh suhu selama pengukuran yang akurat, sebagai aturan, metode yang didasarkan pada pengukuran akurat ketinggian kolom cairan digunakan, meskipun hal ini mempersulit desain pengukur tekanan cairan.
2.2. Koreksi pembacaan dan kesalahan pengukur tekanan cairan
Bergantung pada keakuratannya, perlu dilakukan perubahan pada persamaan pengukuran pengukur tekanan cair, dengan mempertimbangkan penyimpangan kondisi operasi dari kondisi kalibrasi, jenis tekanan yang diukur, dan fitur diagram sirkuit pengukur tekanan tertentu.
Kondisi pengoperasian ditentukan oleh suhu dan percepatan jatuh bebas di lokasi pengukuran. Di bawah pengaruh suhu, massa jenis cairan yang digunakan untuk menyeimbangkan tekanan dan panjang skala berubah. Percepatan gravitasi di lokasi pengukuran, biasanya, tidak sesuai dengan nilai normal yang diterima selama kalibrasi. Oleh karena itu tekanannya
P = Hal
}
