Меню

Измерение давления жидкости при высоких температурах



Величины и способы: в чем измеряется давление воды и как провести измерение самому?

От некачественного водоснабжения страдает более половины граждан нашего государства. Часто давление в трубах бывает ниже или выше регламентированного.

Провести измерение давления воды с малой погрешностью можно самостоятельно, не используя специальное оборудование.

О том, в чем измеряется давление воды и как его измерить, читайте в статье.

В чем измеряется?

Перед началом работы нужно разобраться, с чем и в какой системе измерений придется работать. Со школьной скамьи все знают, что в физике давление – это сила, с которой вещество действует на стенки сосуда. Там же написано, что в СИ ему соответствуют паскали (Па) или ньютоны на квадратный метр (Н/м2).

На шкале оборудования для измерения давления воды можно встретить следующие обозначения:

  1. Pa, Па, КПа, МПа. Паскаль – принятая в международной системе единиц мера давления.
  2. Кгс/см2, kgf/cm2. Килограмм-сила на квадратный сантиметр – устаревшая единица.
  3. Ата, atm. Техническая атмосфера. 1 ата = 1 кгс/см2.
  4. Мм вод. ст., mm H2O. Миллиметр водяного столба.
  5. Psi, psia, psig, lb/in2. Фунт на дюйм квадратный. Встречается на американских, европейских приборах.
  6. Бар, bar. Величина, приближенно равная одной технической атмосфере.

В СНиП 2.04.02-84 давление приводится в мегапаскалях (МПа). Там же установлена величина нормального напора воды.

Напор – это механическая энергия потока на площади. Измеряется в метрах. Допустимые значения для жилых площадей обозначены в СНиП 2.04.01-85.

Нормативы

В Российской Федерации источниками нормальных величин давления в системе водоснабжения являются следующие нормативно-правовые акты:

Для стабильной работы системы распределения, горячую воду подают под более низким давлением.

Нормативом устанавливается:

  • ГВС = 0.03 – 0.45 МПа или 0.3 – 4.5 атмосферы;
  • ХВС = 0.03 – 0.6 МПа или 0.3 – 6 атмосфер.

Если показатели не соответствуют указанным выше, то смело можно требовать перерасчет от поставщика услуг.

Даже небольшие отклонения от нормы быть причиной для обращения в соответствующие органы. Не стоит переплачивать за те услуги, которые были предоставлены с очевидными нарушениями. Узнать точные данные можно с помощью манометров.

Что поможет определить?

Узнать давление воды, поможет манометр. На полках магазинов можно встретить много разновидностей этого прибора, которые различаются:

  • схемой подключения;
  • точностью (ценой деления);
  • погрешностью;
  • датчиком (механические, электронные);
  • материалами;
  • ценой.

Другой вариант – переносной манометр. Он состоит из:

Есть разновидности, которые ставят на место смесителей, душевых леек. Другие, менее точные, — можно надеть прямо на кран. Для их установки не требуются глубокие познания в сантехнике. С этим справиться любой человек, который хоть раз в жизни имел дело с сантехникой.

Особняком стоят электронные и электромеханические датчики. Такие комплексные системы в автоматическом режиме контролируют напор, повышают или понижают давление. Они часто являются частью насосных систем, для монтажа которых стоит вызвать сантехников-профессионалов.

Перед тем, как измерить давление в квартире или частном доме, необходимо приобрести прибор для точных замеров. Существуют способ померить давление без специального оборудования, косвенно, но такие показания нельзя предоставить в ЖКХ.

Когда необходимо измерить?

Жители многоквартирного дома иногда обнаруживают, что в смесителе пропал нормальный напор. Это замедляет готовку, уборку, гигиенические процедуры. Сразу идут жалобы в водоканал.

Наличие любых положительных или отрицательных изменений в силе водяного давления, должно стать сигналом о неполадках. Чтобы убедиться в своих опасениях, можно померить его самостоятельно.

Пошаговая инструкция, как измерить самостоятельно

Хозяин частного дома должен иметь полную информацию о работе водоснабжения, но и владельцу квартиры тоже стоит иногда проводить замеры показателей. Монтаж приборов прост, не занимает много времени. Избежать ошибок поможет пошаговое руководство по измерению давления без помощи специалистов.

С манометром

Монтаж стационарного манометра занимает 1-3 часа. После распаковки и изучения схемы сборки можно приступать к работе:

  1. Демонтируется участок трубы. В зависимости от конфигурации, это можно сделать болгаркой или разводным ключом.
  2. Собирается участок водопровода вместе с измерительным прибором.
  3. Его присоединяют к системе.
  4. Делают тестовый пуск. Проверяют на наличие подтеков.

Переносной манометр собрать намного быстрее и легче. Это займет менее часа:

  1. Соединяют корпус с переходником.
  2. Отсоединяют один из шлангов, который идет к смесителю или душевой лейке.
  3. Подключают на его место измерительное оборудование.

Без измерителя

Если нет возможности купить измерительное оборудование, то можно воспользоваться содержимым кладовки.

Первый вариант – с помощью обычной трехлитровой банки. Для этого необходимо просто засечь, через какое время вода дойдет до горлышка:

  • 8 секунд – 0.3 атмосферы;
  • 1 секунда – более 5 атмосфер.

Второй вариант – прозрачный шланг. Это способ включает в себя расчет, так что стоит запастись карандашом, бумагой:

  1. Герметично соединяют шланг в вертикальном положении со смесителем.
  2. Заполняют водой изгиб внизу конструкции (нулевой уровень).
  3. Закупоривают верх шланга.
  4. Открывают воду на максимум.
  5. Через 2 минуты измеряют расстояние от нулевого уровня до верхней границы воды (a). И от неё до пробки(b).
  6. Производят расчет по формуле: (давление[atm]) = 1 x (a+b) / b.

Почему в водопроводе в квартире плохой напор?

Существуют 3 основные причины низкого давления:

  1. Крупные засоры в трубах, на очистных сооружениях. Обильные осадки, загрязнение рек – всё это ведет к скоплению мусора в водопроводе. Для борьбы с этим применяют комплексные меры, в которых задействуют специалистов, специальную технику.
  2. Повреждения трубопровода. Отсутствие мер по обновлению систем снабжения, ведет к износу и последующим поломкам.
  3. Ошибки в разработке плана водоснабжения. Большое количество перепадов высот, изгибов, соединений нескольких линий в одну ведут к замедлению скорости течения воды, что напрямую влияет на давление.

Своими силами исправить это практически невозможно, но искусственно повысить его в квартире, доме можно с помощью насосного оборудования.

Как его повысить?

Простейший способ увеличить напор – поставить насос. В магазинах можно найти:

  • проточные;
  • стационарные (насосная станция).

Для гарантированного результата лучше установить несколько таких приборов. Сделать это можно, не запрашивая разрешения у служб ЖКХ.

Одновременная работа нескольких насосов может понизить напор у других жильцов. В таком случае суд может обязать удалить дополнительное оборудование из водопровода.

Стоит выбирать оборудование с производительностью 3.5 м3 в час и автоматической регулировкой. Крайне нежелательно, чтобы уровень шума превышал 40 дБ, иначе потребуется дополнительная звукоизоляция. Проточные насосы подсоединяются к трубам двумя шлангами.

Насосная станция – сложная система, в которую входят:

  • небольшой резервуар;
  • датчик давления;
  • насос.

Такая конструкция позволяет защищать систему даже от небольших колебаний давления. Она анализирует величину напора в реальном времени, повышает или понижает его в зависимости от заданных параметров. Это необходимо в частном секторе, когда несколько соседей одновременно начинают полив своих участков.

Полезное видео

Как измерить давление воды в квартире, подскажет видео:

Заключение

Следить за давлением воды должен каждый пользователь. Делать это можно не только «на глаз», но и с помощью измерительного оборудования или импровизированных систем. Такие данные можно предоставить коммунальщикам, они будут обязаны отремонтировать линию.

Можно поставить несколько проточных насосов, чтобы стабилизировать небольшие колебания давления. Насосной станции будет гарантировать высокий напор в течение дня. Это облегчит мытье полов, готовку, купание.

Источник

9.2. Измерение давления газов, пара, жидкостей

Одним из основных требований, обеспечивающих заявленный класс точности, является размещение измерителя в температурных условиях, определенных техническими условиями на это измерительное устройство. Особенно это актуально для показывающих приборов, так как они в большинстве случаев располагаются в непосредственной близости от точки замера параметров. Это является одной из наиболее часто встречаемых ошибок. Так, несложный расчет по 1.4 показывает, что измерения, проводимые показывающим манометром класса точности 2,5 при температуре окружающей среды –40 °С, могут приводить к дополнительной погрешности до 6 %.

Читайте также:  Единицы измерения меры точности

Кроме воздействия температуры окружающего воздуха, существенное влияние на точность показания прибора может оказывать температура измеряемой среды, которая подводится к внутренней полости чувствительного элемента. И если температура окружающего воздуха является нормируемым параметром, то влиянием температуры среды, находящейся в объеме чувствительного элемента, в большинстве случаев пренебрегают. Часто наблюдается установка манометрических приборов непосредственно на трубопроводе пара промышленных параметров (р = 0,6 МПа при t=140°С) без сифонных отводов или других устройств, обеспечивающих охлаждение подводимой среды. Простой анализ показывает, что при установке измерителя в непосредственной близости от паропровода температуры в последнем и отводящей линии могут различаться только на несколько градусов.

Температура измеряемой среды оказывает первостепенное воздействие на металл чувствительного элемента и затем – на металл трибко-секторного механизма. При этом температурное влияние на погрешность измерения при t > 60 °С не нормировано, и только отдельные наблюдения показывают, что зависимость температурного коэффициента прибора с увеличением температуры существенно возрастает.

При невысоких температурах измеряемой среды (до 70°С) допускается монтаж приборов без специальных устройств, что не исключает необходимости корректировки показаний манометров повышенной точности и эталонных на дополнительную температурную погрешность. На рис. 9.6,а,б показаны варианты отбора пробы невысокой температуры с верхней и боковой образующих объема газа, пара, жидкости. Однако длина и конструкция отводов должны выбираться в зависимости от температуры измеряемой среды и, как правило, составлять от 0,05 до 2 м.

Для исключения или уменьшения влияния температуры измеряемой среды на результат измерения при t> 70 о C рекомендуется применять различного рода понижающие температуру устройства. ранее были широко распространены U-образные сифонные отводы (рис. 9.6,в), которые сейчас заменяются на петельные (рис. 9.6,г), отличающиеся меньшей металлоемкостью и большей жесткостью конструкции.

традиционные кольцевые сифонные отводы (рис. 9.6,д) используются при работе в широком диапазоне температур измеряемой среды. Обычно применяются отводы с радиусом гиба петли около 50 мм. Однако в последнее время все чаще применяются отводы европейского стандарта с малой петлей (радиус составляет около 28 мм). Эти отводы компактны, менее металлоемки. Такого размера петли также достаточно для обеспечения работоспособности манометрического прибора при измерениях на высокотемпературных средах.

Рис. 9.6. Схемы узлов отбора пробы давления среды от верхней и боковой образующих трубопровода с различным исполнением сифонного отвода: a – прямая верхняя; б – с боковая гибом; в – U-образная; г – петельная; д – кольцевая; 1 – манометрический прибор; 2 – трубопровод с измеряемой средой; 3 – отвод

Сифонные U- и кольцеобразные отводы (рис. 9.6,в,г,д) используются для соединения пробоотборника с измерителем давления. Во многих случаях роль пробоотборника, как это зачастую имеет место на прямой верхней (рис. 9.6,а) и с боковым гибом (9.6,б), может выполнять свободный конец сифонного отвода. К другому концу сифонного отвода приваривается футорка, представляющая собой штуцер с резьбой для подсоединения к трехходовому крану или игольчатому клапану.

Для местного теплоотвода могут использоваться стандартные охладители (рис. 9.7). Размеры охладителя, а также материал, из которого он изготавливается, выбираются в зависимости от рабочей температуры. Например, для среды температурой до 200 о С диаметр теплоотводных ребер при длине рабочей части 80 мм составляет 27 мм. При 300 о С и длине рабочего участка 108 мм диаметр ребер принимается равным 40 мм.

Рис. 9.7. Охладитель подвода среды:

1 – входной штуцер; 2 – гнездо измерителя; 3 – теплоотводящие ребра

Сифонные трубки, импульсные линии, запорная арматура в целях повышения надежности работы и снижения температуры рабочей жидкости, поступающей в измерительный прибор, не должны теплоизолироваться.

Геометрические размеры узла отбора давления среды, как пример, приведены на рис. 9.8.

Однако при размещении измерительного прибора, выборе размеров отборного устройства, внесении поправок на внешние помеховые факторы необходим индивидуальный подход.

После монтажа всех сопутствующих конструкций перед включением в работу манометрического измерителя с помощью трехходового крана или игольчатого клапана со сливом продувают пробоотборник, сифонную трубку, импульсные линии. При измерении горячей жидкой среды выдерживается время для уравнивания температуры в сифонном отводе с температурой окружающей среды.
При измерении давления пара также выдерживается определенное время, необходимое для конденсации в узле отбора и снижения температуры конденсата до температуры окружающей среды. После этого подключается манометрический прибор.

Рис. 9.8. Узел отбора для газа, пара, жидкости при давлении 16 МПа и температуре до 200 о С:

1 – трубопровод; 2 – сифонный отвод; 3 – клапан; 4 – штуцер; 5 – футорка; 6 – теплоизоляция

При большой длине импульсных линий последние могут выполнять роль сифонных отводов и обеспечивать нормальную температуру отбираемой пробы.

Большая длина импульсных линий и сифонных отводов требует крепления измерителя к устойчивой опоре для исключения передачи на прибор значительных вибраций, изменения его положения в пространстве.

Демонтаж приборов с устройства для создания давления не допускается при значениях давления в системе, превышающих:

0,1 МПа – для устройств с верхним пределом измерений свыше 10 МПа;

0,05 МПа – для остальных манометрических приборов.

121552, Москва, ул. Ярцевская, д. 29, корп. 2

© 2002 — 2021. НПО ЮМАС
Разработка и производство приборов измерения давления и температуры: манометров, термометров,
напоромеров и клапанов в Москве, Екатеринбурге, Самаре, Санкт-Петербурге, Уфе, Омске, Тюмени и Нижнем Новгороде.
Все права защищены.

Уважаемый пользователь. Уведомляем Вас о том, что персональные данные, которые Вы можете оставить на сайте, обрабатываются в целях его функционирования. Если Вы с этим не согласны, то пожалуйста покиньте сайт. В противном случае это будет считаться согласием на обработку Ваших персональных данных.
Политика конфиденциальности

Источник

Точное измерение давления при высоких температурах

В некоторых случаях важно, чтобы датчики давления работали надежно при воздействии очень высоких температур. Например, в автоклавах, которые используются для стерилизации оборудования и расходных материалов в химической и пищевой промышленности.

Автоклав – это камера высокого давления, которая имеет разные области применения в промышленности. Здесь нагнетаются высокие температуры и давление, отличные от окружающей среды. В медицинских автоклавах, например, стерилизуют оборудование от опасных бактерий, вирусов и грибков при 134 °C. Воздух, попавший в камеру давления, удаляется и заменяется горячим паром. Для этого чаще всего применяют нисходящее смещение: пар заходит в камеру и заполняет верхние слои, смещая более прохладный воздух к низу. Там его откачивают через отверстие, оснащенное датчиком температуры. Данный процесс прекращается, как только воздух удалится и температура внутри автоклава достигнет 134 °C.

Очень точное измерение при высоких температурах

Датчики давления используются в автоклавах для контроля и проверки. Поскольку стандартные датчики давления обычно калибруются при комнатной температуре, они не могут обеспечить безупречную точность в условиях высокой температуры и влажности, которыми отличаются автоклавы. Однако в компанию STS недавно обратился клиент, работающий в фармацевтической сфере, с запросом обеспечить суммарную погрешность 0,1 % при 134 °C, измеряя от 1 до 5 бар. Пьезорезистивные датчики более чувствительны к температуре. Тем не менее температурную погрешность возможно компенсировать так, чтобы оптимизировать устройства для определенных оптимизированы для конкретных температурных диапазонов. Например, если стандартный датчик давления достигает точности 0,1 % при комнатной температуре, то он не сможет обеспечить такую же степень точности при использовании в автоклаве с температурой до 134 ° C. Для достижения высокой точности измерений при высоких температурах необходим прибор, откалиброванный соответствующим образом. Но это одна сторона вопроса. Поскольку речь идет о применении датчика в автоклаве и повышенных требованиях к точности, возникает проблема более сложная, чем правильная калибровка. Ведь в автоклаве при температуре 134 °C должен находиться не только сенсорный элемент, но и весь прибор, включая электронику.

Читайте также:  Измерение сопротивления обмоток электродвигателя постоянного тока

К сожалению, мы не можем раскрыть подробности, но нам удалось собрать цифровой передатчик, который обеспечил требуемую точность с общей погрешностью менее 0,1 % при 134 °C, и при этом все его компоненты способны работать в условиях высокой температуры и влажности.

Вывод: Пьезорезистивные датчики давления чувствительны к изменениям температуры. Однако с правильным ноу-хау их можно оптимизировать под индивидуальные требования для работы в определенных условиях. Более того, не только чувствительный элемент может быть откалиброван соответствующим образом, но и весь передатчик можно собрать для работы в жарких и влажных условиях.

Источник

Измерение давления

Давление — это физическая величина, характеризующая напряжённое состояние среды (жидкой или газообразной. Давление возникает в результате действия силы на поверхность тела. Оно определяет термодинамическое состояние веществ. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования. С задачей измерения давления приходится сталкиваться в измерениях некоторых технологических параметров, например расхода газа или пара, при изменяющихся термодинамических параметрах, уровня жидкости, и др. Повышенное или пониженное давление (несоблюдение режима) в ходе технологического процесса в каком-либо аппарате может привести к потере качества продукта на конечной стадии процесса.

По Международной системе единиц (СИ), единицей измерения давления принят паскаль (Па) — давление, создаваемое силой в 1 ньютон (Н), равномерно распределенной по поверхности площадью 1м² и направленной нормально к ней. Для технических измерений была принята техническая атмосфера, равная давлению, которое производит сила в 1 кгс (9,80665 н) на площадь в 1 см². Разнообразие видов измеряемых давлений, а также областей их применения в технологии обусловило использование наряду с системной единицей давления и внесистемных единиц. К их числу относятся бар, миллиметр ртутного столба, килограмм-сила на квадратный сантиметр, килограмм — сила на квадратный метр, миллиметр водяного столба.

Приборы давления применяются для контроля и управления технологическими процессами. Это устройства служат для прямого или косвенного сравнения измеряемой величины с мерой. На промышленных установках наиболее распространены манометры избыточного давления, имеющие обычно нулевую точку отсчета (от атмосферного давления). Применяются и узкопредельные манометры — манометры с безнулевой шкалой.

Напоромеры — это манометры избыточного давления в газовых средах с верхним пределом измерения не более 40 кПа.

Вакуумметры — это приборы для измерения давления разреженного газа.

Тягомеры — это вакуумметры для измерения давления разреженного газа с верхним пределом измерения не более — 40 кПа.

Мановакуумметры — предназначенных для измерения избыточного давления и давления разреженного газа.

Тягонапоромеры — это мановакуумметры для газовых сред с верхним пределом измерения не более 20 кПа.

Дифманометры — это приборы измеряющие разность двух давлений.

Манометры применяют для измерения постоянных и переменных по направлению давлений.

Постоянным давлением — считают давление, не изменяющееся или плавно изменяющееся по времени со скоростью не более 1% / cек. от суммы верхних пределов измерений приборов.

Переменным давлением — считают давление, плавно и многократно возрастающее или убывающее по любому периодическому закону со скоростью от 1 до 10% /с от суммы верхних пределов измерений.

По принципу действия средства измерений давления подразделяются на следующие:

Жидкостные — основанные на уравновешивании измеряемого давления соответствующего столба жидкости.

Деформационные (пружинные) — измеряющие давление по величине деформации упругих различных элементов или по развиваемой ими силе.

Грузопоршневые — в которых измеряемое давление уравновешивается внешней силой, действующей на поршень.

Электрические — основанные или на преобразовании давления в одну из электрических величин, или на изменении электрических свойств материала под действием давления. Такое подразделение не является полным и может быть дополнено средствами измерений, основанными на других физических явлениях.

Жидкостные средства измерений давления с гидростатическим уравновешиванием.

В жидкостных приборах с гидростатическим уравновешиванием мерой измеряемого давления является высота столба рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости, называемой затворной или манометрической, применяются дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт, трансформаторное масло. Выбор рабочей жидкости определяется диапазоном измеряемого давления, условиями эксплуатации и требуемой точностью измерений.

В настоящее время номенклатура жидкостных средств измерений давления с гидростатическим уравновешиванием существенно ограничена. В большинстве случаев они заменены более совершенными деформационными средствами измерений.

К числу жидкостных средств измерений давления (разности давлений и разряжения) с гидростатическим уравновешиванием, ещё применяются на технологических потоках, относятся поплавковые и колокольные дифманометры. Принцип действия поплавковых дифманометров основан на уравновешивании измеряемого перепада давления гидростатическим давлением, создаваемым столбом рабочей жидкости, заполняющей дифманометр. Поплавковый дифманометр представляет собой два сообщающихся сосуда. Площадь одного сосуда значительно больше другого. Внутренняя полость сообщающихся сосудов заполняется рабочей жидкостью (ртутью или трансформаторным маслом) до нулевой отметки. О значение измеряемой разности давлений судят по отсчетному устройству, указатель которого механически связан с поплавком, расположенным в полости широкого сосуда.

Поплавковые дифманометры рассчитаны на номинальные перепады давления, верхние пределы которых ограничены значениями от 6,3 кПа до 0,10 кПа. Такие дифманометры используются при статических давлениях измеряемой среды не более 25 МПа. Класс точности 1,0 и 1,5.

Поплавковые дифманометры рассчитаны на номинальные перепады давления, верхние пределы которых ограничены значениями от 6,3 кПа до 0,10 кПа. Такие дифманометры используются при статических давлениях измеряемой среды не более 25 МПа. Класс точности 1,0 и 1,5.

Колокольные дифманометры этого типа представляю собой колокол, погруженный в рабочую жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений. Противодействующая сила создается за счет утяжеления колокола при его подъеме и уменьшении тяжести колокола при его погружении. Достигается это за счет изменения гидростатической подъемной силы, действующей на колокол согласно закона Архимеда.

Колокольные дифманометры с гидростатическим уравновешиванием обладают высокой чувствительностью и использовались для измерения малых давлений, перепадов давлений и разряжений.

Деформационные средства измерений давления.

Высокая точность, простота конструкции, надежность и низкая стоимость являются основными факторами, обуславливающими широкое распространение деформационных приборов для измерения давления в промышленности. Эти приборы предназначены для измерения избыточного давления и разряжения неагрессивных жидких и газообразных сред.

Принцип действия деформационных средств измерений давления основан на использовании упругой деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы. Мерой измеряемого давления в средствах измерений данного типа является деформация упругого элемента или развиваемая им сила. Наибольшее распространение в практике измерений получили три основные формы чувствительных элементов: трубчатые пружины, сильфоны и мембраны.

Читайте также:  Как измерить окно для шторы плиссе

Трубчатая пружина (пружина Бурдона) — упругая криволинейная металлическая полая трубка, один из концов которой имеет возможность перемещаться, а другой — жестко закреплен. Трубчатые пружины используются в основном для преобразования измеряемого давления, поданного во внутреннее пространство пружины, в пропорциональное перемещение ее свободного конца. Наиболее распространена одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой изогнутую по дуге окружности трубку с обычно овальным поперечным сечением. Под влиянием поданного избыточного давления трубка раскручивается, а под действием разряжения скручивается. Для передачи перемещения свободного конца деформационного чувствительного элемента к указателю манометра используют секторные и рычажные передаточные механизмы. С помощью передаточного механизма перемещение свободного конца трубчатой пружины в несколько градусов или миллиметров преобразуется в угловое перемещение стрелки на 270 — 300 г.

Манометры имеют разные шкалы в зависимости от контролируемого параметра и градуируются в кгс/ cм2. Рабочая зона манометра находится на средине шкалы и должна быть не более 2/3 от шкалы. Для отсчета показаний во многих приборах имеются отсчетные приспособления (чаще всего шкала или указатель). Шкала — это совокупность отметок, расположенных вдоль какой — либо линии или по окружности (манометры), которые изображают ряд последовательных чисел, соответствующих значениям измеряемой среды. Значение измеряемой величины, соответствующее одному делению, называют ценой деления шкалы. Указатель шкалы представляет собой в большинстве случаев стрелку, позволяющую отсчитывать по шкале значение измеряемой величины. На шкале обычно указывают класс точности прибора.

Сильфон — тонкостенная цилиндрическая оболочка с поперечными гофрами способная получать значительные перемещения под действием давления или силы. При действии осевой нагрузки, внешнего или внутреннего давления длина сильфона изменяется, увеличиваясь или уменьшаясь в зависимости от направления приложенной силы. В значительных пределах деформация сильфона пропорциональна действующей силе, т. е. характеристика сильфона прямолинейна. В пределах линейности статической характеристики сильфона отношение действующей на него силы к вызванной ею деформации остается постоянным и называется жёсткостью сильфона. Для увеличения жесткости внутри сильфона часто помещают пружину. Сильфоны изготовляют из бронзы различных марок, углеродистой стали, нержавеющей стали, алюминиевых сплавов и др. Серийно производят бесшовные и сварные сильфоны диаметром от 8 — 10 до 80 — 100 мм и толщиной стенки 0,1 — 0,3мм.

Приборы этого типа предназначены для измерения избыточного давления, разряжения и разности давлений.

Мембраны бывают упругие и эластичные. Упругая мембрана — гибкая круглая плоская (плоская мембрана) или гофрированная (гофрированная мембрана) пластина, способная получить прогиб под действием давления. Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увеличением давления, поэтому здесь в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготавливают, из различных марок стали, бронзы, латуни и т. д. Эластичная мембрана, предназначена для измерения малых давлений и разности давлений, представляет собой зажатые между фланцами плоские или гофрированные диски, выполненные из прорезиненной ткани, тефлона и др.

Измерительные приборы с чувствительным мембранным элементом предназначены для измерения атмосферного и избыточного давлений и разряжения. Из-за малости усилий, развиваемых чувствительным деформационным элементом, мембранные приборы выпускаются в основном показывающими. Принцип действия приборов состоит в преобразовании измеряемого давления или разряжения в перемещение жесткого центра чувствительного мембранного элемента, которое с помощью передаточного механизма преобразуется во вращательное движение указателя.

Грузопоршневые манометры.

Грузопоршневые манометры — в основном применяются в качестве эталонных и образцовых приборов для градуировки и поверки различных видов пружинных манометров, так как они отличаются от манометров других видов высокой точностью и широким диапазоном измерений.

Принцип действия состоит в уравновешивании давления, действующего на поршень с одной стороны, давлением грузов с другой стороны.

Электрические средства измерений давления.

К электрическим средствам измерения давления относятся выпускаемые в настоящее время измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования, различаются как видом деформационного чувствительного элемента, так и способом преобразования его перемещения или развиваемого им усилия в сигнал измерительной информации. Для преобразований применяются индуктивные, дифференциально- трансформаторные, емкостные, тензорезисторные и др. преобразовательные элементы. Преобразование усилия, развиваемого чувствительным элементом, в сигнал измерительной информации осуществляется пьезоэлектрическими элементами.

Индуктивные преобразователи давления — мембрана воспринимающая давление, является подвижным якорем электромагнита. Под действием измеряемого давления мембрана перемещается, что вызывает изменение электрического сопротивления индуктивного преобразовательного элемента.

Эта величина измеряется обычно мостами переменного тока или резонансными контурами. с последующим отображением на шкале прибора.

Дифференциально — трансформаторный преобразователь — содержит деформационный чувствительный элемент и деформационно — трансформаторный преобразователь. Дифференциально — трансформаторный преобразователь содержит каркас из диэлектрика, на котором размещены катушка с первичной обмоткой, состоящей из двух секций и двух секций вторичной обмотки. Внутри канала катушки расположен подвижный сердечник из магнитомягкого материала, связанный с пружиной тягой. К выходу вторичной обмотки подключен делитель, состоящий из регулируемого и постоянного резисторов. Принцип действия основан на возникновении магнитного потока, пронизывающего обе секции вторичной обмотки и индуцирующие в них ЭДС, при протекании по первичной обмотке токового сигнала. Выходной сигнал определяется взаимной индуктивностью между первичной обмоткой и выходной цепью и может быть представлен в виде сигнала напряжения переменного тока. Преобразование измеряемого давления осуществляется путем преобразования давления в деформацию (перемещение) чувствительного элемента и последующего преобразования в электрический сигнал, приходящий на показывающий прибор в операторной.

Емкостной преобразователь — измерение давления основано на зависимости емкости преобразовательного элемента от перемещения мембраны под действием измеряемого давления. Преобразователь состоит из металлической мембраны, являющейся подвижным электродом емкостного преобразовательного элемента и неподвижного электрода изолированного от корпуса с помощью кварцевых изоляторов.

Тензорезисторные преобразователи — это приборы оснащенные преобразовательными элементами тензорезисторного типа и получили название тензорезисторных измерительных преобразователей давления. Преобразователи давления этого вида представляют собой чувствительный деформационный элемент, чаше всего мембрану, на которую наклеиваются или напыляются тензорезисторы (тензодатчик). В основе принципа лежит явление тензоэффекта, суть которого состоит в изменении сопротивления проводников и полупроводников при их деформации. Под воздействием измеряемого давления деформируемый упругий элемент вызывает пропорциональное изменение электрического сопротивления тензорезисторов, собранных по мостовой схеме, которое в дальнейшем преобразуется и усиливается для формирования унифицированного аналогового выходного сигнала (4 – 20 мА).

Системы измерения давления сред на современных автоматизированных производствах используют в качестве первичных преобразователей измерительные преобразователи (датчики) давления с выходными электрическими токовыми сигналами.

Эти датчики по сравнению с показывающими манометрами имеют значительно более высокий класс точности, более трудоемки в наладке, при проверке требуют применения образцовых высокоточных средств измерения на входе и выходе.

На рисунке представлена схема электрического соединения оборудования КИП, обеспечивающего контроль давления на технологической установке.

Преобразователь давления устанавливается во взрывоопасном помещении или в специальном шкафу на территории технологической установки. Они как правило, не имеют шкалы, позволяющей непосредственно оценить давление, а преобразуют его в электрический сигнал. Измеряемое давление воздействующее на тензодатчик, преобразуется электронным блоком в токовый сигнал, который передается по искробезопасной двухпроводной линии передачи к терминальному оборудованию и блоку питания, находящимся во невзрывоопасном (операторная или машинный зал) помещении.

Блок питания обеспечивает по той же линии питание первичного преобразователя (датчика давления) и терминального оборудования.

Источник