Измерение давление газа и манометры

Типы манометров

Предлагаем Вашему вниманию следующие типы манометров:

Манометры — это специальные приборы, используемые для измерения давления в газовой, паровой и жидкостной среде. Так как существует много разновидностей такого оборудования, перед тем, как определиться с нужным вам устройством, четко составьте свои критерии. Чтобы облегчить себе задачу и ускорить процесс покупки манометра в Санкт-Петербурге, свяжитесь с нашим представителем и получите бесплатную консультацию. Наши специалисты поможет вам выбрать идеально подходящий по всем параметрам прибор, чтобы обеспечить безопасность работы вашей системы.

Классификация манометров

Чтобы быстрее разобраться с этой группой товаров, надо понимать, чем отличается одна модель от другой. Существует несколько признаков, по которым различают виды манометров:

• Тип измеряемого давления;
• Принцип действия;
• Назначение;
• Класс точности.

Типы манометров по виду измеряемого давления

1. Напоромеры — используются для замера малого избыточного давления до 40 кПа.
2. Манометры — применяются для определения избыточного давления в диапазоне 0,06-1000 МПА.
3. Вакуумметры — основное назначение этих устройств заключается в измерении объема разряжения давления.
4. Тягомеры — подходят для замера разряжения давления с граничным показателем до -40 кПа.
5. Мановакуумметры — пригодны для измерения вакуумметрического и избыточного давления в пределах 60-240 000 кПа.

Типы манометров по принципу действия

1. Жидкостные. Стандартный вариант манометров.
2. Грузопоршневые. Модели этого типа отличаются высокой точностью данных.
3. Пружинные манометры. Имеют несколько модификаций, в зависимости от типа пружины — коробчатые, пластинчатые, трубные. Также в эту группу входят дифференциальные приборы.

Типы манометров по классу точности

Класс точности имеет цифровое значение — от 0,15 до 4,0. Качество точности измерений определяется в обратном порядке — самый низкий показатель маркировки указывает на то, что прибор обладает максимальной точностью, самый высокий — на то, что допускаются погрешности в обозначенных границах.

Типы манометров по назначению

Чтобы упростить процесс выбора подходящего прибора, производители сразу маркируют манометры по рекомендованному их назначению. Существуют как устройства общетехнического применения, так и специального. Полный перечень включает следующие группы манометров:

1. Общетехнические.
2. Электроконтактные.
3. Кислородные.
4. Эталонные.
5. Железнодорожные.
6. Судовые.
7. Самопишущие.

Дополнительно можно выделить отдельные группы манометров по степени их устойчивости к конкретному неблагоприятному воздействию, например, коррозиестойкие, виброустойчивые.

Манометр: давление — под контролем

В любом транспортном средстве есть системы и агрегаты, требующие контроля давления газа или жидкости — колеса, масляная система двигателя, гидросистема и другие. Для измерения давления в данных системах предназначены специальные приборы — манометры, о типах и применении которых рассказано в статье.

Что такое манометр

Автомобильный манометр (от греческого «manos» — неплотный, и «metreo» — измеряю) — прибор для измерения давления газов и жидкостей в различных системах и агрегатах транспортных средств.

Для нормальной и безопасной эксплуатации автомобилей, автобусов, тракторов и иной техники необходимо контролировать давление газов и жидкостей в различных системах — воздуха в шинах колес и пневматических системах, масла в двигателе и гидравлической системе, и других. Для решения этой задачи используются специальные приборы — манометры. По показаниям манометра водитель судит об исправности указанных систем, осуществляет корректировку режимов их работы или принимает решение о ремонте.

Для корректного измерения давления необходимо использовать манометр с соответствующими характеристиками. А чтобы сделать выбор такого прибора, следует разобраться в их существующих типах и особенностях.

Типы и конструкция манометров

В автомобилях используется два типа приборов для измерения давления:

Манометры — приборы со встроенным чувствительным элементом, взаимодействующим со средой, давление которой необходимо измерить. В автотранспорте наиболее часто используются пневматические манометры для измерения давления воздуха в шинах колес и пневматической системе, а также для оценки компрессии в цилиндрах двигателя. Масляные манометры применяются реже, их можно встретить на технике с развитой гидравлической системой.

Указатели давления — приборы, в которых чувствительный элемент выполнен в виде выносного датчика. Давление измеряется датчиком, который преобразует механическую величину в электрическую. Полученный таким образом электрический сигнал поступает на указатель давления стрелочного или цифрового типа. Указатели давления могут быть масляными и пневматическими.

Все приборы делятся на две группы по способу измерения и отображения информации:

• Механические стрелочные;
• Электронные цифровые.

Оба типа манометров имеют принципиально одинаковое устройство. Основу прибора составляет чувствительный элемент, который контактирует со средой и воспринимает ее давление. С чувствительным элементом связан преобразователь — устройство, преобразующее одну механическую величину (давление среды) в другую механическую величину (отклонение стрелки) или в электронный сигнал. С преобразователем связано устройство индикации — стрелка с циферблатом или ЖК-дисплей. Все эти компоненты помещены в корпус, на котором располагается штуцер и вспомогательные детали (кнопки или рычаги для сброса давления, рукоятки, металлические кольца и другие).

В автотранспорте используются механические манометры деформационного типа (пружинные) двух видов — на основе трубчатой (трубка Бурдона) и коробчатой (сильфон) пружины.

Основу прибора первого типа составляет герметичная металлическая трубка в виде полукольца (дуги), один конец которой жестко зафиксирован в корпусе, а второй — свободный, он связан с преобразователем (передаточным механизмом). Преобразователь выполняется в виде системы рычагов и пружин, связанных со стрелкой. Трубка соединена со штуцером, который присоединяется к системе для измерения давлений в ней. При повышении давления трубка стремится разогнуться, ее свободный край приподнимается и тянет за собой рычаги передаточного механизма, которые, в свою очередь, отклоняют стрелку. Положение стрелки соответствует величине давления в системе. При понижении давления трубка за счет своей упругости возвращается в исходное положение.

Основу прибора второго типа составляет гофрированная металлическая коробка (сильфон) цилиндрической формы — фактически, это две гофрированные круглые мембраны, соединенные тонким пояском. В центре одного основания коробки располагается подводящая трубка, оканчивающаяся штуцером, а центр второго основания соединен рычагом передаточного механизма. При повышении давления мембраны расходятся друг от друга, это смещение фиксируется передаточным механизмом и отображается движением стрелки по циферблату. При понижении давления мембраны благодаря своей упругости вновь сдвигаются и принимают первоначальное положение.

Электронные манометры могут оснащаться чувствительными элементами пружинных типов, однако сегодня чаще используются специальные компактные датчики давления, преобразующие величину давления газа или жидкости в электронный сигнал. Этот сигнал преобразуется специальной схемой и отображается на цифровом индикаторе.

Функционал, характеристики и применяемость манометров

Предназначенные для автотракторной техники манометры можно разделить на несколько типов по назначению:

• Шинные переносные и стационарные — для измерения давления воздуха в шинах;
• Переносные пневматические для проверки компрессии в цилиндрах двигателя;
• Пневматические стационарные для измерения давления в пневматических системах;
• Масляные для измерения давления масла в двигателе.

В зависимости от применяемости манометров используются различные типы штуцеров и оформление корпусов. Переносные приборы обычно имеют ударопрочные корпуса и безрезьбовые (приставные) штуцеры, которые для обеспечения герметичности необходимо плотно прижимать к вентилю колеса, головке двигателя и т.д. причем в шинных манометрах штуцер чаще всего располагается под углом к оси прибора. В стационарных приборах используются резьбовые штуцеры с дополнительным уплотнением, в таких манометрах и указателях давления также могут располагаться лампы подсветки и разъемы для их подключения.

У приборов может быть различный вспомогательный функционал:

• Наличие удлинительной стальной трубки или гибкого шланга;
• Наличие клапана для фиксации результата измерений (соответственно, предусмотрена и кнопка для сброса давления и обнуления прибора перед новым измерением);
• Наличие дефляторов — регулируемых клапанов для контролируемого снижения давления с одновременным контролем по манометру;
• Различные дополнительные возможности электронных приборов — подсветка, звуковая индикация и другие.

Что касается характеристик, то для автомобильных манометров важны две из них — предельное давление (диапазон измеряемых давлений) и класс точности.

Давление измеряется в килограмм-силах на квадратный сантиметр (кгс/см²), атмосферах (1 атм. = 1 кгс/см²), барах (1 бар = 1,0197 атм.) и фунт-силах на квадратный дюйм (psi, 1 psi = 0,07 атм.). На циферблате манометра обязательно указывается единица измерения, на некоторых стрелочных манометрах располагается сразу две или три шкалы, отградуированных в разных единицах измерения. В электронных манометрах можно встретить функцию переключения отображаемой на дисплее единицы измерения.

Класс точности определяет погрешность, которую вносит манометр при измерении. Класс точности прибора соответствует одной величие из ряда 0,4, 0,6, 1,0, 1,5, 2,5 и 4,0, чем меньше цифра — тем выше точность. Данные цифры указывают максимальную погрешность в процентах от диапазона измерений прибора. Например, шинный манометр с пределом измерений 6 атмосфер и классом точности 0,5 может «обманывать» всего на 0,03 атмосферы, но такой же манометр класса точности 2,5 будет давать ошибку в 0,15 атмосфер. Класс точности обычно указывается на циферблате прибора, перед этой цифрой могут стоять буквы KL или CL. Классы точности манометров должны соответствовать стандарту ГОСТ 2405-88.

Как правильно выбрать и использовать манометр

При покупке манометра необходимо учитывать его тип и особенности эксплуатации. Наиболее просто выбрать указатель давления, встраиваемый в приборную панель автомобиля — в этом случае нужно использовать прибор того типа и модели, что рекомендован автопроизводителем. Выбор стационарных манометров для гидравлических и пневматических систем тоже несложен — нужно использовать прибор с подходящим типом штуцера и диапазоном измерения давления.

Выбор шинных манометров гораздо более широк и разнообразен. Для легковых автомобилей достаточно прибора с пределом измерений до 5 атмосфер (так как нормальное давление в шинах составляет 2-2,2 атм., а в «докатках» — до 4,2-4,3 атм.), для грузовых автомобилей может потребоваться прибор на 7 или даже 11 атмосфер. Если приходится часто изменять давление в шинах, то лучше воспользоваться манометром с дефлятором. А для измерения давления в двускатных колесах грузовиков отличным решением станет прибор с удлинительной трубкой или шлангом.

Производить измерения манометром следует в соответствии с приложенной у нему инструкцией. При измерениях важно обеспечивать надежный прижим штуцера прибора к ответному штуцеру или отверстию, иначе из-за утечек воздуха возможно ухудшение точности показаний. Монтаж стационарных манометров допускается выполнять только после сброса давления в системе. При верном выборе и использовании манометра водитель всегда будет иметь информацию о давлении воздуха и масла, и сможет своевременно принять меры по устранению неисправностей.

Манометры для измерения избыточного, разряженного давления. Виды манометров. Специальные приборы для работы с горючими газами.

Приборы измерения давления газов и жидкостей

Манометры используются на всех промышленных и производственных объектах, где необходимо знать и контролировать уровень давления газов или жидкостей. По назначению, эти приборы могут быть общетехническими, специальными или эталонными. По конструкционным особенностям выделяют жидкостные, поршневые, деформационные устройства.

Объектом измерения и контроля может выступать как избыточное давление, так и разряжённая среда газа. Такие метрологические устройства, как манометры, вакуумметры и мановакуумметры отличаются, в первую очередь, установленными пределами измерений. Рассмотрим более подробно технические особенности этих приборов.

Особенности использования и тех. характеристики манометров

Манометры применяют для контроля избыточного давления. В основе его работы лежит возможность уравновешивания давления при помощи силы деформации пружины, один конец которой закреплён, а второй связан с механизмом, передающие колебания чувствительного элемента движению стрелки. Диапазон измерения давления для различных манометров может колебаться от 0 до 100 МПа. Эти метрологические устройства могут иметь различный класс точности. Для рабочих приборов уровень допустимых погрешностей обозначается цифрами от 0,15 до 4. При этом более высокой точности соответствует меньшее число.

Вакуумметры – это те же манометры, но предназначенные для измерения разряжённой среды. В зависимости от принципа действия существуют такие типы устройств:

• классические;
• ёмкостные;
• терморезисторные;
• термопарные;
• ионизационные.

Диапазон возможных измерений зависит от типа прибора. Так, например, классические вакуумметры определяют давление от 10 до 100000 Па, ёмкостные от 1 до 1000 Па, а компрессионные от 0,001 Па.

Мановакууметры способны определять как избыточное, так и отрицательное давление. Большинство приборов работает в диапазоне от -0,1 до 2,4 МПа. На устройстве имеется измерительная шкала с положительными и отрицательными значениями.

Использование специальных манометров для измерения давления газов

Для определения давления таких газов, как ацетилен, пропан, кислород используются специальные манометры, исключающих возможность возгорания или взрыва в процессе эксплуатации. Так, например, кислородные манометры не содержат никакой масляной смазки. Их циферблат окрашивается в голубой цвет и ставиться обозначение кислорода. Приборы для измерения давления ацетилена, не содержат медных деталей, так как медь может вступить во взрывоопасную реакцию с этим газом. Корпус такого изделия окрашивается в белый цвет.

Особые требования предъявляются к метрологическим устройствам, которые контактируют и с другими агрессивными средами. Так, манометры, которые измеряют давление водорода, окрашиваются в зелёный цвет. Приборы, работающие с аммиаком в жёлтый. Для других взрывоопасных газов предусмотрена маркировка красного цвета.

Манометры

Урок 29. Физика 7 класс

Конспект урока «Манометры»

«Искусство быть мудрым состоит

в умении знать, на что следует обращать внимание»

В данной теме познакомимся с манометром.

В прошлых темах разговор шёл о сообщающихся сосудах. Сообщающиеся сосуды – это сосуды, имеющие соединяющую их часть и заполненные покоящейся жидкостью.

Вывели закон сообщающихся сосудов, согласно которому, в открытых сообщающихся сосудах уровень поверхностей однородной жидкости устанавливается на одинаковом уровне (при условии, что давление воздуха над поверхностью жидкости одинаково) и не зависит от формы сосудов.

Было установлено, что газы обладают массой и весом. Кроме того, земная атмосфера также обладает весом вследствие действия на нее притяжения Земли, а, следовательно, производит давление, которое называется атмосферным давлением. Для измерения атмосферного давления существуют приборы, называемые барометрами.

Однако одним измерением атмосферного давления человек ограничится не может. Ведь любые газы имеют вес и, следовательно, способны создавать давления. При этом это давление может быть как больше, так и меньше атмосферного. Так вот, для измерения таких давлений существует прибор, который называется манометр. В переводе с греческого «манос» означаете редкий, неплотный, а «метрео» — измеряю.

Все манометры делятся на два вида — это жидкостный и металлический манометры.

Чаще всего жидкостный манометр используется для измерения разности давлений в сосуде и атмосферного. Он представляет собой U‑образную стеклянную трубку, заполненную какой-либо жидкостью. Согласно закону сообщающихся сосудов, поверхности жидкости в такой трубке устанавливаются на одинаковом уровне, так как на них действует только атмосферное давление.

Чтобы разобраться как работает манометр, соединим одно колено трубки к сосуду с газом, давление которого необходимо измерить, а другое колено оставляют открытым. Если уровень поверхности жидкости в колене, соединенном с сосудом, выше, чем в открытом, значит давление газа в сосуде меньше атмосферного давления на величину давления столба жидкости высотой h.

Если же нагревать этот сосуд с газом, то скорость его молекул возрастет, а значит, они чаще будут сталкиваться со стенками сосуда и тем самым создавать большее давление. Вследствие чего газ будет оказывать большее давление на жидкость в манометре, вытесняя её в открытое колено.

Таким образом, с помощью жидкостного манометра по высоте избыточного столба жидкости мы можем судить об изменении давления.

С помощью жидкостного манометра можно измерять и давление в жидкостях на небольших глубинах. Для примера возьмем небольшую коробочку, одна сторона которой затянута пленкой, и соединим ее с манометром при помощи резиновой трубочки. Будем постепенно погружать нашу коробочку в сосуд с водой. Чем глубже она погружается, тем больше становится разность высот в коленах манометра и, следовательно, тем большее давление производит жидкость на коробочку.

Ранее рассматривалось гидростатическое давление, где говорилось о том, что на одном и том же уровне давление внутри жидкости по всем направлениям неизменно. Проверим это утверждение с помощью жидкостного манометра и коробочки. Для этого установим коробочку на любой глубине внутри жидкости и будем ее поворачивать. И действительно, показания манометра не меняются, что говорит о том, что утверждение было верным.

У жидкостных манометров есть один серьезный недостаток — ими можно измерять давление, отличающееся от атмосферного лишь незначительно. Так, например, если давление газа в сосуде будет больше атмосферного в два раза, то согласно формуле высота столба жидкости в манометре будет определяться как отношение атмосферного давления к произведению плотности жидкости и коэффициента g.

Если в качестве жидкости в манометре использовать воду, то высота ее столба составит более 10 м. Таким образом, прибор получается очень больших размеров.

Можно сказать, что вместо воды можно использовать ртуть. Действительно, при использовании ртути размеры уменьшаются в 13,6 раза, но возникает новая проблема — пары ртути ядовиты.

А если давление газа в несколько раз больше атмосферного? Для измерения высоких давлений применяется металлический манометр. Его основным элементом является полая тонкостенная металлическая трубка, согнутая в дугу. Один конец этой трубки закрыт, а другой присоединяется к сосуду с исследуемым газом.

Закрытый конец трубки через зубчатый механизм соединен со стрелкой, двигающейся относительно шкалы. Чем больше будет давление в трубке, тем больше будет отклонятся стрелка. Ноль на такой шкале соответствует атмосферному давлению. Если стрелка стоит на цифре 4, то давление в сосуде в 5 раз больше атмосферного.

Задача 1. Определите давление в сосуде, изображенного на рисунке, если в манометре использована ртуть.

Задача 2. Чему равно давление ртути в точках А, Б и В, манометра, представленного на рисунке, если атмосферное давление можно считать нормальным?

– Манометр – прибор, используемый для измерения разности давлений.

– Все манометры делятся на два вида — это жидкостный и металлический.

– Жидкостный манометр используется для измерения разности давлений в сосуде и атмосферного.

– Для измерения высоких давлений применяется металлический манометр. Его основным элементом является полая тонкостенная металлическая трубка, согнутая в дугу. Один конец этой трубки закрыт, а другой присоединяется к сосуду с исследуемым газом. Закрытый конец трубки через зубчатый механизм соединен со стрелкой, двигающейся относительно шкалы.

– Ноль на шкале металлического манометра соответствует атмосферному давлению.