Что такое манометры - разновидности и применение

Для измерения давления жидкостей и газов в  трубопроводах предназначены специальные аналоговые или цифровые измерительные приборы – манометры, применяющиеся уже на протяжении столетия в химической, нефтехимической, пищевой промышленности, в лабораторной практике.

Это основной вид оборудования, встраиваемый в гидравлические системы. Вот лишь несколько примеров:

• в быту - например в системах отопления;
• автомобиль - давление масла в двигателе, воздуха в шинах;
• контроль давления кислорода, ацетилена в баллонах, при газовой сварке;
• если давление морской воды на глубине будет превышено, подводная лодка будет разрушена и вместе с экипажем уйдёт на дно;
• на производстве (подача пара, перекачиваемых жидких или газообразных компонентов и реактивов).

Без манометров в случае неисправности, высока вероятность возникновения аварийных ситуаций, простоев, затрат на дорогостоящий ремонт.

Причем это связано как с пониженным давлением (например если появилась утечка или несанкционированная врезка на магистральном газопроводе), так и с повышенным (засорение приводит к уменьшению поперечного сечения), что чревато разрывом трубы.

Каждая гидравлическая система предназначена для функционирования в заданном диапазоне, для чего потребуются соответствующие измерители давления, причем для сложных систем их может быть несколько, устанавливаемых на входе, выходе, в промежуточных контрольных точках.

Электронные манометры, в отличие от аналоговых, хорошо интегрируются в системы автоматического регулирования, автоматики, поскольку перепады давления могут быть столь резкими (в течение долей секунд), что персонал не способен физически отреагировать. В качестве аппаратуры, позволяющей снизить давление в нештатной ситуации, используются всевозможные клапаны (впускные, перепускные, редукционные и др.). Например если обратиться к газовой отрасли, то при слишком высоком давлении, газ может стравливаться в атмосферу. Клапаны придают гибкость системе, часто присоединяются прямо к манометру через штуцеры.

 

Манометры подлежат периодической поверке, калибровке и техническому обслуживанию, чтобы убедиться, что их характеристики отвечают паспортным данным.

Приборы для измерения давления это неотъемлемая часть пневматических систем (ресиверы, пневмоприводы), подачи сжатого воздуха.

Давление может быть измерено 3-мя методами:

• вакуумным;
• абсолютным;
• манометрическим.

Рассмотрим каждый из них.

 

 

Вакуумное давление

Эта разновидность манометров сравнивает текущее давление с давлением воздуха атмосферы и измеряется в мм ртутного столба. К этой категории относится специальные приборы для метеорологов, а также широко применяется в качестве настольных в домашних условиях – это барометры.

Абсолютное давление

Этот показатель берет за точку отсчета идеальный вакуум, поэтому их значения всегда положительные. Применяются при расчете степени сжатия, расхода жидкостей, газов в трубопроводах.

Манометрическое давление

За нулевое значение берется давление окружающей среды и сравнивается с давлением в гидравлических системах. Если соответствующее оборудование, в котором при включении и работе было давление, прекращает функционирование, то манометрическое давление будет равно нулю.

В зависимости от диапазона, требованиям к точности, сроку службы, измерители давления изготавливаются из разных материалов и имеют различный принцип действия.

Наиболее распространенными являются манометры с трубкой Бурдона.

Этот элемент реализует ключевую роль - преобразует давление в физическую величину – отклонение, которое уже легко преобразовать в поворот стрелки, перемещающейся по шкале или после преобразования в АЦП показать цифровое значение. Трубки Бурдона могут быть С-образными, спиральными, но в любом случае состоят из двух элементов:

1. Один, открытый конец соединяется с муфтой.
2. Второй – наконечник, закрытый. Величина его смещения пропорциональна изменению давления.

С ростом давления, трубка все больше изгибается, а отклонение воспринимает рычажный механизм.

Также можно купить сильфонные манометры. Здесь принцип действия иной и основан на деформации гофрированной трубки. Усилие, пропорциональное давлению, передается на пружину, далее на шестеренки и градуированную шкалу.

Основным показателем при выборе манометра, является верхняя граница (в зависимости от условий технологического процесса) и нижняя (это предел чувствительности).

 

При высоких показателях давления, материалом манометров служит сталь, при более низких – бронза или латунь.
Кроме самих измерителей давления, практически, особенно в сложных, разветвленных гидравлических или пневматических механизмах, нужны фитинги, муфты, резьбовые соединения, переходники, краны, клапаны.
Также, необходимо исходить из технических условий, поскольку для некоторых манометров имеет значение в каком положении они могут устанавливаться (например строго вертикально), поскольку это может влиять на точность.

На срок эксплуатации и безаварийную работу воздействуют возмущающие факторы, способные вывести манометр из строя: резкие (пиковые) скачки давления - гидравлические удары, например при запуске системы, пульсация и вибрация. Чтобы избежать поломки, применяется ряд конструкторских решений и компенсаторов: ограничители, демпферы, мембраны.