Freqüentemente, é necessário medir a pressão gerada pelo gás. Por exemplo, em cilindros, em gasodutos, em vários recipientes e vasos. Para controle e monitoramento de indicadores, medidores de pressão são usados para medir a pressão do gás. Esses dispositivos servem em várias esferas da vida, que vão desde a medicina até a indústria pesada.
Para que a compra do aparelho não seja em vão e o manômetro comprado atenda aos requisitos dos processos de produção, vale a pena se familiarizar com a classificação. Apresentaremos as variedades de medidores de pressão de gás. Vamos falar sobre seus recursos de design e princípios de operação.
O conteúdo do artigo:
- Classificação por tipo de pressão medida
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Classificação de acordo com o princípio de operação
- Visão de deformação de medidores de pressão
- Tipo de peso morto de medidores de pressão
- Medidor elétrico de meio gasoso
- Instrumentos de medição de líquidos
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Divisão por finalidade funcional
- Medidores de pressão de uso geral
- Grupo de medidores de pressão especiais
- Dispositivos de referência para medição de pressão
- Conclusões e vídeo útil sobre o assunto
Classificação por tipo de pressão medida
Dispositivos utilizados para obter dados sobre os parâmetros de pressão de gás em tanques de gás, linhas de transporte, em cilindros de gás e outros tanques são classificados de acordo com vários critérios. Eles diferem em sua estrutura e princípio de operação.
Dispositivos com os quais a pressão é medida são divididos em classes de acordo com:
- tipo de pressão medida;
- compromisso;
- o princípio de ação;
- classe de precisão.
Pelo tipo de pressão que está sendo medido, os dispositivos projetados para determinar indicadores precisos são divididos em manômetros, medidores de vácuo, medidores de tração, medidores de pressão, barômetros e outros.
Dependendo do grau de proteção contra a influência do ambiente externo, os seguintes dispositivos são produzidos:
- padrão;
- protegido da poeira;
- à prova d'água;
- protegido de ambientes agressivos;
- a prova de explosão.
Um produto pode combinar vários tipos de proteção.
O diagrama mostra a divisão dos dispositivos de medição por princípio de operação, por tipo de pressão, por aplicação e por display. Instrumentos líquidos e de peso morto raramente são usados para obter dados sobre a pressão do gás.
Um manômetro é um pequeno instrumento usado para medir a pressão ou pressão diferencial. O princípio de operação deste dispositivo de controle e medição depende de sua estrutura interna. Dentro de uma classe, eles são subdivididos em grupos, dependendo da classe de precisão.
Para medir a pressão absoluta, cujos indicadores são contados a partir do zero absoluto (vácuo), use manômetros absolutos. A sobrepressão é determinada com um medidor de sobrepressão. Em geral, todos os tipos de dispositivos são chamados com uma palavra: "manômetro".
A maioria dos tipos de medidores de pressão são projetados para medir valores de sobrepressão. Sua peculiaridade é que apresentam pressão, o que representa a diferença entre o absoluto e o atmosférico.
Medidores de vácuo são dispositivos que indicam a pressão de um gás rarefeito. Usando manovacuum meter, eles medem o excesso de pressão e a pressão do gás rarefeito. As informações são exibidas em uma única escala.
Com o auxílio de manômetros, são determinados os parâmetros de sobrepressão com valores de até 40 kPa. Os medidores de tração, por outro lado, permitem medir a rarefação de até - 40 kPa. Os calibres medem a rarefação e o excesso de pressão na faixa de - 20 a + 20 kPa.
Os medidores de pressão são usados em uma ampla variedade de indústrias. Trabalhar com gás envolve um alto risco, portanto é importante monitorar todos os indicadores do sistema. As informações de pressão fornecem aos usuários informações sobre o estado atual do objeto medido
Medidores de pressão diferencial podem ser usados para determinar a diferença de pressão em dois pontos arbitrários a serem examinados. Um micromanômetro é um medidor de pressão diferencial que permite medir diferenças de pressão dentro de 40 kPa.
Classificação de acordo com o princípio de operação
Os medidores de pressão do gás, dependendo do mecanismo de leitura, são divididos em:
- Deformação;
- Elétrico;
- Peso morto;
- Líquido.
Cada tipo tem suas próprias características.
Visão de deformação de medidores de pressão
O princípio e a base do funcionamento dos dispositivos da classe de deformação é que a pressão atua sobre o elemento sensível do dispositivo, que está deformado. O nível de pressão é determinado pelo grau de deformação.
Os medidores de pressão de deformação são produzidos com componentes de trabalho de mola tubular, fole ou diafragma com alta sensibilidade.
Os elementos de detecção em dispositivos de mola tubular são molas tubulares. Esses produtos são tubos curvados em um círculo com uma seção transversal oval. O gás atua na superfície interna do tubo. No decorrer dessa ação, o tubo se deforma e muda de formato, aproximando-se de um tubo redondo.
Uma extremidade do tubo é selada e móvel. O segundo é aberto e fixado pelos titulares. Quando o tubo da mola é dobrado, os anéis também são afetados, o que então desdobra a mola. A extremidade selada da mola se move de acordo com a força da pressão. Este movimento é transmitido para a escala de medição.
As molas circulares são usadas para medir pressões de até 40 bar. Em pressões mais altas, são utilizadas molas helicoidais ou espirais que estão no mesmo plano. O erro das leituras ao medir a pressão por este método é de 1 a 4%.
Os elementos sensores do tipo diafragma e fole medem com eficácia pequenos valores de sobrepressão e pressão manométrica de vácuo.
O fole é fabricado de acordo com o princípio de uma mangueira de fole sanitário. É um tubo de metal de parede fina feito de anéis transversais móveis. Dependendo do material e dos parâmetros de fabricação, o fole pode ser mais ou menos rígido.
Sob a influência da alta temperatura, as deformações plásticas se acumulam ao longo do tempo, o que atrapalha a exatidão das leituras. Além disso, em temperaturas e pulsações de pressão elevadas, a mudança na característica estática é acelerada.
Os elementos de membrana sensíveis têm a maior variedade. A classe de precisão de tais dispositivos nunca é superior a 1,5. Esses dispositivos são fornecidos com um sistema de proteção. Em caso de sobrecarga, o diafragma fica apoiado em um dispositivo de proteção especial.
As caixas de diafragma são frequentemente instaladas em dispositivos que medem pressão e vácuo. Manômetros, medidores de tração e calibres com caixas de membrana são produzidos com classes de precisão 1.5; 2,5 e um limite de medição de até 25 kPa.
Os diafragmas planos têm pouco deslocamento no ponto de operação, por isso são usados com mais frequência para converter pressão em força. Eles são instáveis, mas calculam bem.
Diafragmas plissados são usados em conjunto com caixas semelhantes para melhorar o desempenho estático. Os primeiros se movem melhor, mas são difíceis de calcular. Estes últimos são usados com muito mais frequência devido à sua rigidez reduzida.
Para medir os valores de baixa pressão, são usados dispositivos com membranas flácidas.
Os dispositivos precisam de proteção contra a exposição a alta temperatura, pois afeta negativamente a elasticidade e a sensibilidade dos principais elementos de trabalho.
Indicadores mecânicos de pressão
Muitos medidores de mola de tubo são, na verdade, dispositivos de conversão direta. Isso significa que a pressão é convertida em deslocamento do elemento sensor e do dispositivo mecânico em contato com ele.
No diagrama, o bico está localizado radialmente, no entanto, medidores de pressão com uma posição axial do bico também são produzidos.
Sob a influência da pressão, a extremidade livre da mola se move, a guia atua sobre o setor dentado, a engrenagem e a seta indicadora giram.
Manômetros indicadores com mola são fabricados com uma faixa de medição de 0,1 a 103 MPa e têm várias classes de precisão. Modelos exemplares são produzidos com classes de precisão 0,15; 0,25; 0,4. Metros da categoria de trabalho de maior precisão - 1 e 0,6. Trabalhadores técnicos gerais - com classes de precisão 1.5; 2,5; 4.
Medidores de pressão de eletrocontato
Estruturalmente, é uma modificação do manômetro indicador. A essência do trabalho é que quando a seta atinge o valor limite de pressão, a rede fecha.
O design do manômetro indicador adicionalmente possui setas embutidas com contatos elétricos pressionados, que estão localizados em frente aos valores indicados
O circuito elétrico é fechado e um alarme é acionado quando a seta indicadora atinge uma das setas de contato. A classe de precisão de tais medidores de pressão é 1,5. A faixa de medição corresponde aos valores padrão.
Para fornecer sinalização ou para fins de controle de posição, um interruptor de pressão com uma marcação de taxiway é usado. Eles medem pressões que variam de 12 a 1600 kPa. O relé é ajustado para os limites superior e inferior de ativação conforme indicado pelo dispositivo de controle e tem uma capacidade de interrupção de 10 W.
Modelos de auto-registro de medidores de pressão
A indústria produz medidores de pressão com um sistema de leitura integrado, que registra os valores em um gráfico de disco para que você possa rastrear a dinâmica dos indicadores. Uma revolução pode ser concluída em 8, 12, 24 horas. O movimento é acionado por um motor elétrico ou mecanismo de relógio.
O funcionamento do gravador de medidor é baseado na transmissão de um sinal por uma mola tubular de grande diâmetro, que exerce uma força de tração. Ele transfere o movimento do elemento sensor para o sistema de exibição. Dispositivos com a marcação MTS registram os valores de sobrepressão.
Tais dispositivos assumem o controle do operador e possuem classes de precisão 1; 1,5; 2,5.
Os elementos sensíveis do fole são usados em medidores de pressão diferencial de registro automático, que podem ser equipados adicionalmente com um dispositivo de alarme e um transdutor pneumático. Tais dispositivos medem pressão na faixa de 6,3 kPa a 0,16 MPa e têm classes de precisão 1; 1,5.
Tipo de peso morto de medidores de pressão
Esses medidores de pressão são frequentemente usados como padrão ao verificar outros instrumentos de medição. Sua faixa de medição é muito ampla. Dependendo do projeto do dispositivo, ele pode começar com valores elevados de vácuo e terminar com redundância de até 2500 MPa. A classe de precisão atinge valores máximos de até 0,0015.
Cada vez que o dispositivo de medição é exposto a uma carga acima da norma prescrita, ele perde na duração de sua vida útil e na precisão das medições
O princípio de operação é manter o cilindro no pistão em um estado específico enquanto os pesos de calibração atuam de um lado e a pressão medida do outro. Dependendo do peso das cargas, o valor da pressão criada é julgado.
O principal elemento de trabalho do dispositivo é a coluna de medição. Dependendo da qualidade de sua produção, da precisão e da pureza dos compostos, a magnitude do erro também muda.
O menor erro de medição é o PMM operando com gás. No entanto, esses dispositivos custam muito mais devido às peculiaridades de seu design e à necessidade de filtrar o gás de partículas estranhas.
Funcionalmente, o testador de peso morto consiste em um dispositivo gerador de pressão, um sistema de medição e pesos. O dispositivo é dotado de mecanismo rotativo para aumento e diminuição da pressão, além de válvula limitadora de pressão.
Medidores de pistão não vedados são amplamente usados. Eles têm um espaço entre o pistão e o cilindro. O reservatório sob o pistão é preenchido com óleo, que é derramado na lacuna sob pressão e lubrifica as superfícies de atrito.
Medidor elétrico de meio gasoso
Esses medidores de pressão são usados para converter a pressão direta ou indireta do gás em um parâmetro elétrico. Os medidores de pressão mais comuns desse tipo são: extensômetros, dispositivos capacitivos e de resistência. A pressão é medida na faixa de 100 Pa a 1000 MPa. Os dispositivos são fabricados com classes de precisão de 0,1 a 2,5.
O trabalho dos manômetros que operam com base no efeito tensoresistivo é alterar o valor da resistência do condutor devido à deformação. Meça a pressão na faixa de 60 a 108 Pa com um erro mínimo.
A montagem em flange do sensor e o design especial do dispositivo permitem a leitura de dados de pressão em meios especialmente agressivos com temperaturas de até 300 ° C. Eles são usados para medir pressão em sistemas com processos rápidos.
O esquema de operação dos manômetros de resistência é baseado na dependência da resistência do condutor sobre a pressão. Normalmente, este tipo de dispositivo é usado para medir a pressão em um nível especialmente alto acima de 100 MPa.
O elemento sensível em tal dispositivo é um fio de manganina, cuja resistência é facilmente medida por uma ponte balanceada.
Os medidores de pressão capacitivos funcionam aplicando pressão a um diafragma, que é um eletrodo móvel. Quando o diafragma se move, a capacitância do transdutor muda. Eles são caracterizados por erros significativos de temperatura.
Em medidores de pressão capacitivos, a deflexão do diafragma é determinada pelo circuito elétrico. Esses dispositivos são usados em sistemas com quedas de pressão rápidas.
Instrumentos de medição de líquidos
A determinação da pressão por esses dispositivos ocorre equilibrando a pressão detectada com a pressão gerada pela coluna de líquido. Desta forma, você pode medir pequenas sobrepressões, pressão atmosférica, nível de vácuo, diferença de pressão.
Este grupo é representado por manômetros em forma de U, que consistem em vasos comunicantes, e a pressão é determinada pelos níveis do líquido; micromanômetros de compensação; manômetros de copo, nos quais um reservatório é usado em vez do segundo tubo; flutuadores, medidores de pressão diferencial de sino e anel.
Manômetros de dois tubos permitem a medição das diferenças de pressão. Neste caso, as pressões são aplicadas a cada um dos tubos, que devem ser medidos.
Em instrumentos de medição de líquidos, o fluido de trabalho é análogo ao elemento sensor.
Os medidores de pressão diferencial são geralmente equipados com dispositivos de sinalização, medidores de fluxo, reguladores e dispositivos de registro. Faixa de medição de 10 a 105 Pa. O limite de medição muda dependendo dos líquidos que enchem o dispositivo.
Divisão por finalidade funcional
Por nomeação, os seguintes tipos de medidores de pressão são diferenciados, usados para medir a pressão do gás:
- técnico geral;
- referência;
- especial.
Considere as características de cada tipo.
Medidores de pressão de uso geral
Este tipo de manômetro é produzido para medir os valores de vácuo e pressão manométrica para fins técnicos gerais. Várias modificações de dispositivo permitem que sejam usados em uma ampla variedade de ambientes. Eles são usados para medir a pressão na produção diretamente durante os processos tecnológicos.
A pressão em tais dispositivos atua no interior do tubo e faz com que a ponta solta se mova. Ele interage com um mecanismo que move a flecha
Esses medidores de pressão podem medir a pressão de meios gasosos que não são agressivos para ligas de cobre em temperaturas operacionais de até 150 ° C. Normalmente, o corpo do produto é feito de aço, e as partes do movimento são feitas de liga de latão.
Manômetros técnicos gerais para gás de baixa ou alta pressão são fabricados para suportar vibrações com uma frequência na faixa de 10 a 55 Hz e uma amplitude de deslocamento de no máximo 0,15 milímetros. Eles têm várias classes de precisão de 1 a 2,5.
Os medidores de pressão digitais são pequenos em tamanho, caracterizados pela alta precisão de medição e longa vida útil. Além disso, tais dispositivos podem ser calibrados
Os medidores de pressão de gás para fins técnicos gerais com uma placa eletrônica, que exibem os dados das medições, estão ganhando popularidade. Freqüentemente, são equipados com conversores que automatizam os processos tecnológicos. Os valores de pressão são exibidos em um mostrador eletrônico.
Grupo de medidores de pressão especiais
Esses dispositivos são feitos para um tipo específico de gás e para o ambiente que ele cria. Para sistemas com pressão aumentada, os manômetros são feitos para gás de alta pressão. Alguns gases são corrosivos para certas ligas e, portanto, requerem o uso de materiais estáveis.
Manômetros especiais são pintados em cores diferentes dependendo do tipo de gás.
Os medidores de pressão de propano são pintados de vermelho, possuem corpo de aço e apresentam características de medidores técnicos gerais. A pressão de trabalho de tais dispositivos é de 0 a 0,6 MPa. Esta é a pressão padrão do propano. A operação na faixa de temperatura de - 50 a + 60 ° С é possível. Temperatura ambiente de trabalho de até + 150 ° С. Freqüentemente incluído no pacote com redutores de balão.
Os medidores de pressão de amônia em cilindros e outros tanques são coloridos de amarelo. As unidades de compressão de vários estágios são equipadas com uma escala de temperatura. Os componentes do medidor são feitos de materiais resistentes aos vapores de amônia.
Na presença de cargas dinâmicas graves, os manômetros são preenchidos com glicerina ou silicone
O medidor de acetileno fica branco. Fabricado como um manômetro de sistema de segurança com materiais livres de gordura. Usado para medir a pressão manométrica em vários sistemas de distribuição e geração de acetileno. O corpo é feito de aço, os componentes internos são feitos de liga de latão. A faixa de temperaturas permitidas é de - 40 a + 70 ° С.
O medidor de pressão do hidrogênio fica verde escuro. O manômetro para outros gases combustíveis é de cor vermelha. O dispositivo de medição para misturas não combustíveis é pintado de preto. O medidor de oxigênio é colorido em azul.
Dispositivos de referência para medição de pressão
Este tipo de manômetro é projetado para verificar, calibrar e ajustar outros instrumentos a fim de garantir a maior precisão de medição possível. Esses dispositivos são distinguidos por uma classe de precisão superior em comparação com os técnicos gerais. Os padrões de trabalho são divididos em três categorias.
Os medidores de teste usados para verificar a precisão das leituras do medidor no local de instalação também são chamados de medidores de alta precisão. Faixa de trabalho de medição de 0-0,6 a 0-1600 bar para meios gasosos.
Medidores de pressão para convencionais e cilindros de gás composto deve passar pelo procedimento de verificação pelo menos uma vez por ano, a menos que outros termos sejam indicados nos documentos do dispositivo. A verificação é realizada por organismos metrológicos credenciados com o estatuto de pessoa jurídica. Após a verificação, um certificado é emitido e um carimbo é colocado.
O dispositivo deve ser retirado do cilindro e encaminhado ao serviço metrológico. Lá, verificadores e calibradores, utilizando um conjunto de padrões e instrumentos auxiliares, farão a verificação por cerca de 10 dias.
As engrenagens nos medidores de referência são processadas com uma frequência de engrenagens aumentada. Eles são caracterizados pelo atrito mínimo no mecanismo da chave, bem como pela alta sensibilidade dos elementos internos.
Manômetros exemplares, com uma classe de precisão de 0,4 têm uma escala de 250 unidades, com uma classe de precisão de 0,15 ou 0,25 têm uma escala de 400 unidades com uma graduação de 1 unidade. A operação do dispositivo é possível em diferentes temperaturas, dependendo do enchimento da caixa. A temperatura ideal de operação é de 20 ° C.
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Conclusões e vídeo útil sobre o assunto
Princípio de funcionamento de um medidor de pressão de mola:
Características e escopo de aplicação do manômetro:
Manômetros são produzidos para várias tarefas. Os mais populares são os tipos técnicos gerais usados em pequenas indústrias por várias empresas ao trabalhar com equipamentos e sistemas de gás. Medidores de pressão de contato elétrico são dispositivos que sinalizam quando um valor crítico é atingido.
Para verificar e ajustar os manômetros, são usados manômetros de referência. Manômetros especiais são feitos para medir a pressão de um meio gasoso específico. Entre eles, os medidores de pressão de propano são muito populares, e muitas vezes são instalados completos com um redutor nos cilindros de gás.
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