Manometry do pomiaru ciśnienia gazu: przegląd rodzajów liczników, ich budowa i zasada działania

Często konieczne jest zmierzenie ciśnienia wytwarzanego przez gaz. Na przykład w butlach, w gazociągach, w różnych pojemnikach i naczyniach. Do kontroli i monitorowania wskaźników stosuje się manometry do pomiaru ciśnienia gazu. Urządzenia te służą w różnych sferach życia, od medycyny po przemysł ciężki.

Aby zakup urządzenia nie poszedł na marne, a zakupiony manometr spełniał wymagania procesów produkcyjnych, warto zapoznać się z klasyfikacją. Zapoznamy Cię z odmianami mierników ciśnienia gazu. Porozmawiajmy o ich cechach konstrukcyjnych i zasadach działania.

Klasyfikacja według rodzaju mierzonego ciśnienia

Urządzenia służące do pozyskiwania danych o parametrach ciśnienia gazu w zbiornikach gazowych, liniach transportowych, in butle gazowe a inne zbiorniki są klasyfikowane według kilku kryteriów. Różnią się budową i zasadą działania.

Urządzenia, za pomocą których mierzone jest ciśnienie, dzielą się na klasy według:

• rodzaj mierzonego ciśnienia;
• spotkanie;
• zasada działania;
• klasa dokładności.

Ze względu na rodzaj mierzonego ciśnienia urządzenia przeznaczone do określania dokładnych wskaźników dzielą się na manometry, wakuometry, wskaźniki trakcji, manometry, barometry i inne.

W zależności od stopnia ochrony przed wpływem środowiska zewnętrznego produkowane są następujące urządzenia:

• standard;
• chroniony przed kurzem;
• wodoodporny;
• chronione przed agresywnym środowiskiem;
• przeciwwybuchowy.

Jeden produkt może łączyć kilka rodzajów ochrony.

Manometr to mały przyrząd używany do pomiaru ciśnienia lub różnicy ciśnień. Zasada działania tego urządzenia kontrolno-pomiarowego zależy od jego budowy wewnętrznej. W ramach jednej klasy są one dalej podzielone na grupy w zależności od klasy dokładności.

Aby zmierzyć ciśnienie bezwzględne, którego wskaźniki są liczone od zera bezwzględnego (próżnia), użyj manometrów bezwzględnych. Nadciśnienie określane jest za pomocą manometru nadciśnieniowego. Ogólnie wszystkie typy takich urządzeń nazywane są jednym słowem: „manometr”.

Większość typów manometrów jest zaprojektowana do pomiaru wartości nadciśnienia. Ich osobliwością jest to, że pokazują ciśnienie, które reprezentuje różnicę między ciśnieniem bezwzględnym a atmosferycznym.

Wakuometry to urządzenia wskazujące ciśnienie rozrzedzonego gazu. Za pomocą mierników manowakuum mierzą nadciśnienie i ciśnienie rozrzedzonego gazu. Informacje są wyświetlane na jednej skali.

Za pomocą manometrów określane są parametry nadciśnienia o wartościach do 40 kPa. Z kolei mierniki trakcji pozwalają mierzyć rozrzedzenie do - 40 kPa. Mierniki ciągu mierzą rozrzedzenie i nadciśnienie w zakresie od - 20 do + 20 kPa.

Manometry różnicowe mogą być używane do określania różnicy ciśnień w dwóch dowolnych badanych punktach. Mikromanometr to manometr różnicowy, który umożliwia pomiar różnicy ciśnień w granicach 40 kPa.

Klasyfikacja według zasady działania

Manometry gazu w zależności od mechanizmu odczytu dzielą się na:

• Odkształcenie;
• Elektryczny;
• Deadweight;
• Płyn.

Każdy typ ma swoje własne cechy.

Widok odkształcenia manometrów

Zasada i podstawa działania urządzeń klasy odkształcenia polega na tym, że ciśnienie działa na wrażliwy element urządzenia, który ulega odkształceniu. Poziom ciśnienia zależy od stopnia odkształcenia.

Elementami pomiarowymi w urządzeniach sprężynowych rurowych są sprężyny rurkowe. Produkty te to rurki gięte w okrąg o przekroju owalnym. Gaz działa na wewnętrzną powierzchnię rury. W trakcie tej akcji rura odkształca się i zmienia swój kształt, zbliżając się do okrągłego.

Jeden koniec rury jest szczelny i ruchomy. Drugi jest otwarty i mocowany przez uchwyty. Gdy rura sprężyny jest wygięta, wpływa to również na pierścienie, które następnie odginają sprężynę. Uszczelniony koniec sprężyny porusza się zgodnie z siłą nacisku. Ten ruch jest przenoszony na skalę pomiarową.

Sprężyny okrągłe stosowane są do pomiaru ciśnień do 40 bar. Przy wyższych ciśnieniach stosuje się sprężyny śrubowe lub spiralne, które znajdują się w tej samej płaszczyźnie. Błąd odczytów przy pomiarze ciśnienia tą metodą wynosi od 1 do 4%.

Czujniki membranowe i mieszkowe skutecznie mierzą małe nadciśnienie i podciśnienie.

Mieszek produkowany jest na zasadzie węża sanitarnego. Jest to cienkościenna metalowa rura wykonana z ruchomych poprzecznych pierścieni. W zależności od materiału i parametrów produkcyjnych mieszki mogą być mniej lub bardziej sztywne.

Wrażliwe elementy membranowe mają największą różnorodność. Klasa dokładności takich urządzeń nigdy nie jest wyższa niż 1,5. Takie urządzenia są wyposażone w system ochronny. W przypadku przeciążenia membrana opiera się o specjalne urządzenie ochronne.

Skrzynki membranowe są często instalowane w urządzeniach mierzących ciśnienie i podciśnienie. Manometry, mierniki trakcji oraz mierniki ciągu ze skrzynkami membranowymi produkowane są w klasach dokładności 1,5; 2,5 i granica pomiaru do 25 kPa.

Przepony płaskie mają niewielkie przemieszczenie w punkcie pracy, dlatego najczęściej używa się ich do zamiany ciśnienia na siłę. Są niestabilne, ale dobrze skalkulowane.

Plisowane membrany są używane w połączeniu z podobnymi skrzynkami w celu poprawy wydajności statycznej. Ci pierwsi poruszają się lepiej, ale trudno je obliczyć. Te ostatnie są używane znacznie częściej ze względu na zmniejszoną sztywność.

Do pomiaru niskich wartości ciśnienia stosuje się urządzenia z wiotkimi membranami.

Urządzenia wymagają ochrony przed wysokimi temperaturami, ponieważ negatywnie wpływa to na elastyczność i czułość głównych elementów roboczych.

Manometry wskazujące mechaniczne

Wiele mierników sprężyn rurkowych to w rzeczywistości urządzenia do bezpośredniej konwersji. Oznacza to, że ciśnienie jest przekształcane w przemieszczenie elementu czujnikowego i stykającego się z nim urządzenia mechanicznego.

Pod wpływem nacisku swobodny koniec sprężyny porusza się, smycz działa na sektor zębaty, obraca się koło zębate i strzałka wskazująca.

Sprężynowe manometry wskaźnikowe produkowane są w zakresie pomiarowym od 0,1 do 103 MPa i posiadają różne klasy dokładności. Przykładowe modele produkowane są w klasach dokładności 0,15; 0,25; 0,4. Mierniki kategorii roboczej o zwiększonej dokładności - 1 i 0,6. Pracownicy ogólnotechniczni - z klasami dokładności 1,5; 2,5; 4.

Manometry elektrokontaktowe

Strukturalnie jest modyfikacją manometru wskazującego. Istotą pracy jest to, że gdy strzałka osiągnie wartość progową ciśnienia, sieć się zamyka.

Obwód elektryczny jest zamknięty i alarm jest wyzwalany, gdy strzałka wskazująca osiągnie jedną ze strzałek stykowych. Klasa dokładności takich manometrów wynosi 1,5. Zakres pomiarowy odpowiada wartościom standardowym.

W celu zapewnienia sygnalizacji lub w celu kontroli położenia stosowany jest wyłącznik ciśnieniowy z oznaczeniem drogi kołowania. Mierzą ciśnienia w zakresie od 12 do 1600 kPa. Przekaźnik jest ustawiony na górną i dolną granicę aktywacji, zgodnie ze wskazaniami urządzenia sterującego i ma zdolność wyłączania 10 W.

Modele samorejestrujące manometrów

Przemysł produkuje manometry z wbudowanym systemem odczytu, który rejestruje wartości na wykresie dyskowym, dzięki czemu można następnie śledzić dynamikę wskaźników. Jeden obrót można wykonać w 8, 12, 24 godziny. Mechanizm napędzany jest silnikiem elektrycznym lub mechanizmem zegarowym.

Działanie rejestratora manometrów opiera się na przekazywaniu sygnału przez sprężynę rurową o dużej średnicy, która ma siłę ciągnącą. Przenosi ruch z elementu czujnikowego do systemu wyświetlania. Urządzenia z oznaczeniem MTS rejestrują wartości nadciśnienia.

Takie urządzenia przejmują kontrolę operatora i mają klasę dokładności 1; 1,5; 2,5.

Elementy czułe na mieszki są stosowane w samorejestrujących się manometrach różnicowych, które mogą być dodatkowo wyposażone w urządzenie alarmowe i przetwornik pneumatyczny. Takie urządzenia mierzą ciśnienie w zakresie od 6,3 kPa do 0,16 MPa i mają klasę dokładności 1; 1,5.

Manometry typu obojętnego

Takie manometry są często używane jako standard podczas weryfikacji innych przyrządów pomiarowych. Ich zakres pomiarowy jest bardzo szeroki. W zależności od konstrukcji urządzenia może zaczynać się od poważnych wartości próżni, a kończyć na redundancji do 2500 MPa. Klasa dokładności osiąga maksymalne wartości do 0,0015.

Zasada działania polega na utrzymywaniu cylindra w tłoku w określonym stanie, podczas gdy z jednej strony działają odważniki kalibracyjne, a z drugiej mierzone ciśnienie. W zależności od ciężaru ładunków oceniana jest wartość wytworzonego nacisku.

Głównym elementem roboczym urządzenia jest kolumna pomiarowa. W zależności od jakości jego produkcji, dokładności i czystości związków zmienia się również wielkość błędu.

Funkcjonalnie tester masy własnej składa się z urządzenia wytwarzającego ciśnienie, układu pomiarowego i odważników. Urządzenie wyposażone jest w mechanizm obrotowy do zwiększania i zmniejszania ciśnienia oraz zawór upustowy ciśnienia.

Szeroko stosowane są nieuszczelnione manometry tłokowe. Mają szczelinę między tłokiem a cylindrem. Zbiornik pod tłokiem wypełniony jest olejem, który wlewa się do szczeliny pod ciśnieniem i smaruje powierzchnie trące.

Elektryczny miernik średniego gazu

Takie manometry służą do konwersji bezpośredniego lub pośredniego ciśnienia gazu na parametr elektryczny. Najczęściej spotykanymi manometrami tego typu są: tensometry, przyrządy pojemnościowe i oporowe. Ciśnienie mierzone jest w zakresie od 100 Pa do 1000 MPa. Urządzenia produkowane są w klasach dokładności od 0,1 do 2,5.

Praca manometrów działających w oparciu o efekt tensoryczny polega na zmianie wartości rezystancji przewodnika na skutek odkształcenia. Zmierz ciśnienie w zakresie od 60 do 10⁸ Pa z minimalnym błędem.

Kołnierzowe mocowanie czujnika oraz specjalna konstrukcja urządzenia umożliwiają odczyt danych ciśnienia w szczególnie agresywnych mediach o temperaturze do 300°C. Służą do pomiaru ciśnienia w układach o szybkich procesach.

Wrażliwym elementem takiego urządzenia jest drut manganinowy, którego rezystancję można łatwo zmierzyć za pomocą zrównoważonego mostka.

Manometry pojemnościowe działają poprzez przykładanie ciśnienia do membrany, która jest ruchomą elektrodą. Gdy membrana się porusza, zmienia się pojemność przetwornika. Charakteryzują się znacznymi błędami temperaturowymi.

W manometrach pojemnościowych ugięcie membrany określa obwód elektryczny. Takie urządzenia są stosowane w systemach o szybkich spadkach ciśnienia.

Przyrządy do pomiaru cieczy

Wyznaczanie ciśnienia przez te urządzenia następuje poprzez zrównoważenie wykrytego ciśnienia z ciśnieniem generowanym przez słup cieczy. W ten sposób można zmierzyć małe nadciśnienie, ciśnienie atmosferyczne, poziom podciśnienia, różnicę ciśnień.

Ta grupa jest reprezentowana przez manometry w kształcie litery U, które składają się z naczyń połączonych, a ciśnienie zależy od poziomu cieczy; mikromanometry kompensacyjne; manometry kubkowe, w których zamiast drugiej rurki zastosowano zbiornik; manometry różnicowe pływakowe, dzwonowe i pierścieniowe.

W przyrządach do pomiaru cieczy płyn roboczy jest analogiczny do elementu czujnikowego.

Manometry różnicowe są zwykle wyposażone w sygnalizatory, przepływomierze, regulatory i urządzenia rejestrujące. Zakres pomiarowy od 10 do 10⁵ Rocznie. Granica pomiaru zmienia się w zależności od cieczy napełniających urządzenie.

Podział według celu funkcjonalnego

Po uzgodnieniu rozróżnia się następujące rodzaje manometrów, stosowanych do pomiaru ciśnienia gazu:

• ogólne techniczne;
• referencja;
• specjalny.

Rozważ cechy każdego typu.

Manometry ogólnego przeznaczenia

Ten typ manometru jest produkowany w celu pomiaru wartości podciśnienia i ciśnienia manometrycznego do ogólnych celów technicznych. Różne modyfikacje urządzeń pozwalają na ich stosowanie w różnych środowiskach. Służą do pomiaru ciśnienia w produkcji bezpośrednio podczas procesów technologicznych.

Manometry te mogą mierzyć ciśnienie mediów gazowych, które są nieagresywne w stosunku do stopów miedzi w temperaturach roboczych do 150°C. Zwykle korpus produktu wykonany jest ze stali, a części mechanizmu ze stopu mosiądzu.

Ogólne manometry techniczne do gazu niskiego lub wysokiego ciśnienia są produkowane tak, aby wytrzymywały wibracje o częstotliwości w zakresie od 10 do 55 Hz i amplitudzie przemieszczenia maksymalnie 0,15 milimetra. Mają kilka klas dokładności od 1 do 2,5.

Coraz większą popularnością cieszą się manometry do ogólnych celów technicznych z tablicą elektroniczną, na których wyświetlane są dane z pomiarów. Często wyposażone są w konwertery automatyzujące procesy technologiczne. Wartości ciśnienia są wyświetlane na tarczy elektronicznej.

Grupa manometrów specjalnych

Takie urządzenia są stworzone do konkretnego rodzaju gazu i środowiska, które tworzy. W przypadku układów o podwyższonym ciśnieniu wykonuje się manometry na gaz pod wysokim ciśnieniem. Niektóre gazy powodują korozję niektórych stopów i dlatego wymagają użycia stabilnych materiałów.

Specjalne manometry malowane są na różne kolory w zależności od rodzaju gazu.

Manometry do propanu są pomalowane na czerwono, posiadają stalowy korpus i posiadają cechy manometrów ogólnotechnicznych. Ciśnienie robocze takich urządzeń wynosi od 0 do 0,6 MPa. To jest standardowe ciśnienie propanu. Możliwa praca w zakresie temperatur od - 50 do + 60 ° С. Temperatura środowiska pracy do + 150 ° С. Często w zestawie z reduktorami balonowymi.

Manometry amoniaku w butlach i innych zbiornikach mają kolor żółty. Jednostki sprężania wielostopniowego wyposażone są w skalę temperatury. Elementy manometru wykonane są z materiałów odpornych na opary amoniaku.

Wskaźnik acetylenu zmienia kolor na biały. Produkowany jako manometr systemu bezpieczeństwa z materiałów beztłuszczowych. Stosowany do pomiaru nadciśnienia w różnych układach dystrybucji i wytwarzania acetylenu. Korpus wykonany jest ze stali, elementy wewnętrzne ze stopu mosiądzu. Zakres dopuszczalnych temperatur wynosi od - 40 do + 70 ° С.

Wskaźnik ciśnienia wodoru zmieni kolor na ciemnozielony. Manometr dla innych gazów palnych ma kolor czerwony. Urządzenie pomiarowe do mieszanin niepalnych jest pomalowane na czarno. Wskaźnik tlenu ma kolor niebieski.

Urządzenia referencyjne do pomiaru ciśnienia

Ten typ manometru jest przeznaczony do sprawdzania, kalibracji i regulacji innych przyrządów w celu zapewnienia najwyższej możliwej dokładności pomiaru. Takie urządzenia wyróżniają się wyższą klasą dokładności w porównaniu z urządzeniami ogólnotechnicznymi. Standardy pracy dzielą się na trzy kategorie.

Mierniki testowe używane do sprawdzania dokładności odczytów liczników w miejscu instalacji są również nazywane manometrami o wysokiej precyzji. Roboczy zakres pomiarowy od 0-0,6 do 0-1600 bar dla mediów gazowych.

Manometry do konwencjonalnych i kompozytowe butle gazowe, musi przejść procedurę weryfikacji co najmniej raz w roku, chyba że w dokumentach urządzenia wskazano inne warunki. Weryfikację przeprowadzają akredytowane organizacje metrologiczne posiadające osobowość prawną. Po weryfikacji wystawiany jest certyfikat i umieszczana jest pieczątka.

Koła zębate w sprawdzianach referencyjnych są przetwarzane ze zwiększoną częstotliwością zazębienia. Charakteryzują się minimalnym tarciem w mechanizmie wyłącznika, a także dużą czułością elementów wewnętrznych.

Przykładowe manometry, o klasie dokładności 0,4 mają skalę 250 jednostek, o klasie dokładności 0,15 lub 0,25 mają skalę 400 jednostek z podziałką 1 jednostki. Praca urządzenia jest możliwa w różnych temperaturach, w zależności od wypełnienia obudowy. Idealna temperatura pracy to 20°C.

Zapozna Cię ze specyfiką tankowania butli gazowych następny artykuł. Warto przeczytać go wszystkim właścicielom podmiejskich nieruchomości, które nie są podłączone do scentralizowanego zaopatrzenia w gaz.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Zasada działania manometru sprężynowego:

Charakterystyka i zakres zastosowania manometru:

Produkowane są manometry do różnych zadań. Najbardziej popularne są typy ogólnotechniczne stosowane w małych gałęziach przemysłu, przez różne firmy przy pracy z urządzeniami i systemami gazowymi. Elektryczne manometry kontaktowe to urządzenia, które sygnalizują osiągnięcie krytycznej wartości.

Do kontroli i regulacji manometrów stosuje się manometry wzorcowe. Specjalne manometry służą do pomiaru ciśnienia określonego medium gazowego. Wśród nich bardzo popularne są manometry propanu, które często są instalowane wraz z reduktorem na butlach gazowych.

Chcesz podzielić się przydatnymi informacjami na temat artykułu, zadać pytanie lub zamieścić zdjęcie? Prosimy o pozostawienie komentarzy w poniższym formularzu. Udostępniaj przydatne informacje i rekomendacje, które mogą być przydatne dla odwiedzających witrynę.