Размещено на http://www.allbest.ru/

Приборы давления

Давление. Определение. Виды давлений и соответствующие им приборы для измерения давлений. Единицы измерения давления.

Основные параметры технологического процесса, контролируемые средствами измерения давления.

Классификация приборов по принципу действия: жидкостные, пружинные, поршневые.

Жидкостные манометры. U-образный манометр, заполнение, отсчет показаний и перерасчет шкалы на заполнители с различной плотностью.

Пружинные манометры. Манометры с одновитковой трубчатой пружиной. Манометры с многовитковой трубчатой пружиной. Манометры показывающие, самопишущие, электроконтактные. Области применения.

Мембранные манометры. Принцип действия. Области применения

Сильфонные манометры. Принцип действия. Области применения.

Давление - один из важнейших параметров технологических процессов. Давление характеризует напряженное состояние жидкостей и газов в условиях всестороннего сжатия и определяется частным от деления нормальной к поверхности силы на площадь этой поверхности

P=F/S

где F - сила;

S - площадь.

Различают давления:

1. барометрическое (атмосферное) - Ратм;

2. абсолютное - Рабс;

3. избыточное - Ризб;

4. вакуум (разрежение) - Рвак

1. Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.

Простейший жидкостной барометр.

Барометр-анероид - это бытовой прибор, предназначенный для слежения за разностью давления атмосферы механическим способом. Это устройство очень чувствительно и способно показать разницу давления даже при подъёме на лифте. При наблюдении за его показателями можно заметить определённые изменения при смене погоды. Таким образом, можно предсказывать многие изменения: перед тем, как погода испортится, атмосферное давление уменьшается, а перед приходом ясного дня - увеличивается.

2. Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар.

давление измерение прибор

Рабс = Ризб + Ратм

3. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного.

Ризб = Рабс - Ратм

Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.

Единицы измерения давления

Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).

Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м2.

Внесистемные единицы: кгс/см2; мм вод.ст.; мм рт. ст; бар, атм.

Измерение давления необходимо практически в любой области науки и техники как при изучении происходящих в природе физических процессов, так и для нормального функционирования технических устройств и технологических процессов, созданных человеком. По давлению контролируют состояние рабочих сред в различных технологических процессах нефтехимической промышленности, при производстве искусственных волокон и пр. Во многих отраслях науки при проведении физических, термодинамических и метрологических исследований .

По принципу действия основную группу приборов для измерения давлений можно подразделить на следующие:

· жидкостные;

· деформационные (пружинные);

· грузопоршневые;

· электрические и др.

К жидкостным относятся манометры, принцип действия которых основан на уравновешивании измеряемого давления или разности давлений давлением столба жидкости . К таким манометрам относятся U-образные манометры, состоящие из сообщающихся сосудов, в которых измеряемое давление определяют по одному или нескольким уровням жидкости.

В деформационных манометрах от измеряемого давления зависит степень деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы. В состав деформационных входит трубчато-пружинный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина. Сильфонный функционирует на основе сильфона, мембранный -- на основе мембраны или мембранной коробки.

Манометр с вялой мембраной, в котором измеряемое давление воспринимается вялой мембраной и преобразуется в силу, уравновешиваемую дополнительным устройством, также относится к деформационным.

В грузопоршневых приборах, имеющих в большинстве случаев в качестве рабочего тела жидкость и часто называемых жидкостными, измеряемое давление уравновешивается давлением, создаваемым массой поршня с грузоприемным устройством, и массой грузов с учетом сил жидкостного трения.

Электрические манометры функционируют по принципу зависимости одного из электрических параметров чувствительного элемента первичного преобразователя от давления.

По назначению манометры подразделяются на следующие:

· общепромышленные, имеющие также название общетехнических или рабочих;

· эталонные, включающие государственный первичный, рабочие и другие эталоны.

Общепромышленные манометры предназначены для измерения давления непосредственно в ходе производственных процессов в рабочих точках промышленного оборудования. Эталонные приборы используются для хранения и передачи размера единиц давления в целях единообразия, достоверности и обеспечения высокой точности его измерений.

Жидкостный манометр Манометр, принцип действия которого основан на уравновешивании измеряемого давления, или разности давлений, давлением столба жидкости. [ГОСТ 8.271-77]

Жидкостный двухтрубный манометр

Пружинные манометры. Манометры с трубчатой пружиной получили наибольшее распространение при измерении давления в диапазоне от 0,1 до 1 ООО МПа. Манометры в зависимости от их назначения подразделяются на образцовые типа МО классов точности 0,16, 0,25 и 0,4, повышенной точности типа МТИ классов точности 0,6 и 1 и технические - классов точности 1,1,6 и 2,5.

На рис. 1 показано устройство манометра с трубчатой пружиной Бурдона. Один конец трубчатой пружины 1 закреплен в держателе 6, который снабжен штуцером 7 для соединения с объектом измерения давления. Запаянный конец пружины соединен поводком 5 с передаточным механизмом, состоящим из сектора 4 и зубчатого колеса 2, на оси которого закреплена стрелка манометра 3. Под влиянием избыточного давления трубчатая пружина деформируется и через секторный передающий механизм поворачивает стрелку манометра. У манометров такого типа угол поворота стрелки практически пропорционален измеряемому давлению, поэтому шкала таких манометров равномерная

Измерительные приборы с многовитковой трубчатой пружиной

Благодаря большому числу витков перемещение свободного конца многовитковой трубчатой пружины и развиваемые ею усилия достигают значений, позволяющих осуществлять показания и запись измеряемого давления или разрежения. На рис. показана схема манометра с многовитковой трубчатой пружиной. Измеряемое давление через штуцер 2 по капилляру 1 подается во внутреннюю полость многовитковой трубчатой пружины 5.

Один конец пружины прикреплен к кронштейну а другой -- соединен с осью 6. Под действием давления пружина раскручивается, что сопровождается вращением оси 6 и находящегося на ней рычага 7, вращение которого через тягу 10 передается рычагу 4, находящемуся на одной оси со стрелкой 3. На конце стрелки укреплено перо , перемещающееся по дисковой диаграмме , вращение которой осуществляется электродвигателем или часовым механизмом. Для регулировки размаха стрелки предусмотрен ползун 8 с винтом 9. Класс точности показывающих и самопишущих приборов с многовитковой трубчатой пружиной Г,0; 1,5. Диапазоны измерений манометров от 0--0,6 МПа до 0-- 160 МПа; вакуумметров--от --0,06--0 МПа до --0,1--0МПа.

Манометры КМ (КМВ) применяются для измерения давления сухих, газообразных сред, неагрессивных к медным сплавам. Принцип действия газовых манометров низкого давления КМ основан на зависимости от измеряемого давления деформации чувствительного элемента, в качестве которого используется мембранная коробка. Центр мембранной коробки перемещается под воздействием измеряемого давления и вращает стрелку манометра КМ (КМВ) с помощью специального передаточного механизма

Манометры для измерения давлений сухих газообразных сред, неагрессивных к медным сплавам

Диаметр корпуса, мм 63, 100

Класс точноcти

Ш100 1,5

Ш63 2,5

Диапазон показаний давлений, кПа***

KМ 0…2,5* / 4* / 6 / 10 / 16 / 25 / 40 / 60

KМВ* ?1…1,5* / ?1…3* / ?0,8…0,8** / ?1,25…1,25** / ?5…5** / ?8…8** / ?12,5…12,5**

Чувствительный элемент (металлическая мембранная коробка) Медный сплав

Сильфон (от англ. фирменного названия Sylphon) - упругая однослойная или многослойная гофрированная оболочка из металлических, неметаллических и композиционных материалов, сохраняющая прочность и герметичность при многоцикловых деформациях сжатия, растяжения, изгиба и их комбинаций под воздействием внутреннего или внешнего давления, температуры и механических напряжений. Принцип действия сильфонного манометра основан на уравнивании избыточного давления силами упругой деформации сильфона. Избыточное давление подводят внутрь сильфона, при этом длина сильфона увеличивается, вследствие чего стрелка прибора через систему рычагов движется по шкале.

Электроконтактный манометр -- это датчик, который применяется для измерения избыточного и вакуумметрического давлений в разных средах (жидкость, газ, пар), используется в качестве сигнализирующего устройства прямого действия и позволяет управлять производственными процессами, при этом особым условием к среде является исключение ее кристаллизации. ЭКМ применяется для выдачи сигналов управления исполнительным механизмам, которые поддерживают значения давления в трубопроводе, а также компрессорных установках, гидросистемах, пневмооборудованиях или бытовых автоклавах на определённом значении. Принцип работы ЭКМ заключается в замыкании или размыкании подвижным контактом некого уставочного значения. Подвижным контактом электроконтактного манометра является показывающая давление стрелка, которая поворачивается при изменении давления в измеряемой среде. Уставочное (регулируемое) значение выставляется вручную с помощью двух стрелок (минимальное и максимальное значение). Эти стрелки манометра после установки значений неподвижны.

Схемы подключения электроконтактных манометров

1 - основная показывающая стрелка; 2 и 3 - уставки предельных значений; 4 и 5 - области замкнутых и разомкнутых контактов; 6 и 7 - внешние цепи, в которых находится электроконтактный манометр.

Реле давления предназначено(как и ЭКМ) для автоматизации работы насоса или компрессора, включая его при падении давления ниже установленной границы и отключая при достижении верхнего предела давления, а также для контроля давления газа в газовой сети.

Датчики давления. В качестве сенсора используется монокристаллическая кремниевая мембрана с расположенными на ней пьезорезисторами. При этом мембрана, подложка и резистор выполнены из одного материала - кремния. Для защиты сенсора возможно исполнение с разделительной мембраной и заполняющей жидкостью.

Датчики давления DS 200 и DS 200P (в дальнейшем датчики), предназначены для непрерывного преобразования измеряемой величины - давления (абсолютного или избыточного) жидких и газообразных сред (в том числе агрессивных) в унифицированные выходные сигналы по напряжению, либо в токовые выходные сигналы. Датчики оснащены встроенным дисплеем. DS 200 - датчик с торцевым расположением мембраны и встроенным разделителем или разделителем-радиатором, для измерения низких и средних давлений (от 10 кПа до 4 МПа) пищевых, агрессивных, либо высокотемпературных сред. Разделитель заполняется силиконовым маслом.

ПРОМА-ИДМ-016, измерители давления многофункциональные

Размещено на Allbest.ru