Меню

Средство измерения давления разряжения



11 Приборы для измерения давления, разрежения

Б 2.3 Приборы для измерения давления, разрежения

За основную единицу измерения давления принята техническая атмосфера, равная давлению, которое испытывает 1 см 2 плоской поверхности под действием равномерно распределенной перпендикулярной к поверхности нагрузки в 1 кГ. Эту единицу сокращенно называют кГ/см 2 .

В качестве единиц измерения давления также принимаются:

— метр водяного столба (м. вод. ст);

— миллиметр водяного столба (мм вод. ст);

Эти единицы давления связаны следующими соотношениями:

— 1кГс/ см 2 =735,56 мм рт ст при 0 0 1МПа-10 кГс/ см 2

— 1кГс/см 2 =10 м вод. ст при4 0 1КПа-100 кГс/ см 2

— 1кГс/см 2 =10 000 кГс/м 2 1Па-

— 1кГс/см 2 =0,9678 атм.

1 атм=1,0332кГс/ см 2 =10,332 м вод ст при4 0 С

При измерения давления различают абсолютное давление Ра, избыточное давление — Р и разрежения — Рh.

Под абсолютным давлением подразумевается полное давление, под которым находится жидкость, пар или газ.

— Абсолютное давление — Ра=Р+Рб

— Атмосферное давление — Рб=Ра-Р

— Избыточное давление — Р=Рб+Ра

Для измерения давления различают следующие средства измерения:

манометр — измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давления в том числе:

манометр абсолютного давления — для измерения давления отсчитываемого от абсолютного нуля;

манометр избыточного давления — для измерения разности между абсолютным давлением измеряемой среды и давлением окружающей среды, как правило равным атмосферному;

вакууметр — для измерения давления разреженного газа;

мановакууметр — для измерения избыточного давления и давления разреженного газа;

дифференциальный манометр — для измерения разности двух давлений.

По принципу действия различают следующие виды манометров:

— жидкостные (U-образные, колокольные, компрессионные и др);

— деформационные (мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные, с вялой мембранной);

— электрические (емкостные, пьезоэлектрические, сопротивления);

— ионизационные (электронные, магнитные электроразрядные, радиационные);

— термокондуктометрические (терморезистивные, электрические);

— комбинированные (тензорезистивные — комбинация деформационного с плоской двухслойной мембраной и электрического тензосопротивления и др.).

Для измерения давления, разрежения и разности давлений в промышленных условиях наибольшее распространение получили деформационные манометры. Они охватывают диапазоны измерений от 0¸160 Па до 0¸1000 Мпа. Они выпускаются показывающими и самопишущими. Кроме того выпускаются измерительные преобразователи, которые линией связи соединены с показывающими вторичными приборами, расположенными на щитах управления. Диапазон измерения (разница между значениями давления, соответствующими нижнему и верхнему пределам измерений) манометров, вакууметров и мановакууметров определяется рядом:

1:1,6; 2,5; 4 и 6×10 n

где n — любое целое положительное или отрицательное число. Для дифманометров вместо 6 берется 6,3.

Для уменьшения относительной погрешности измерения, диапазон измерения прибора или измерительного преобразователя должен выбираться таким образом, чтобы номинальное давление было не менее 3/4 диапазона измерения при мало меняющемся давлении и не менее 2/3 в случае переменного давления.

Манометры и измерительные преобразователи (рис. 12, 13, 14) устанавливаются как правило вблизи точек измерения (отбора давления) в местах удобных для обслуживания. Исключения составляют средства измерения давления систем внутриреакторного контроля и ряда других систем АЭС, которые располагаются на значительном расстоянии от точек отбора. При несоответствии уровней расположения точек отбора давления и манометров возможно возникновение систематической погрешности, вызванной давлением столба жидкости в импульсной линии.

Установка манометров, отбор давления и прокладка импульсных линий регламентируется внутриведомственными нормами и типовыми чертежами. Эти документы устанавливают, как должны подключаться манометры и измерительные преобразователи к точкам отбора давления в зависимости от рода измеряемой среды, температуры, давления, диаметра трубопровода, степени запыленности, агрессивности, вязкости и других условий, которые влияют на нормальную работу всей установки для измерения давления.

Вспомогательные устройства к средствам измерения давления, разрежения и разности давлений.

Для предохранения внутренней полости чувствительного элемента от попаданий измеряемой среды (агрессивной, горячей или кристаллизующей), а также от попадания сред, несущих твердые частицы или сред, из которых выпадают осадки, применяются разделительные сосуды и мембранные разделители.

Разделители типов РМ5319 и РМ5320 рассчитаны на давление 2,5МПа (25 кГс/см 2 ), а РМ5321 и РМ5322 — на давление 4¸60 МПа (40¸600 кГс/см 2 ).

Разделители РМ5320 и РМ5322 выполняются с открытой мембраной для кристаллизующихся, выделяющих осадки или несущих твердые взвешенные частицы сред. По специальному заказу сторона мембраны, соприкасающаяся с измеряемой средой, может быть покрыта пленкой фторопласта, а прокладка изготовлена из фторопласта.

Читайте также:  Прямой способ получения результатов измерений

Дополнительная погрешность измерения, вносимая разделителями, не должна превышать ±1%.

Самыми распространенными приборами давления в нашей промышленности и на АЭС являются манометры, далее преобразователи давления Caпфиp 22. Вот об этих двух приборах мы и поговорим подробнее.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной предназначены для измерения избыточного давления (рис. 15).

Рис. 12. Схема трубных соединений манометров, установленных на щите или расположенных в удалении от места отбора давления для измерения давлений агрессивной или вязкой жидкости. Прибор выше отборного устройства.

Рис. 13. Схема трубных соединений манометров, установленных на щите или расположенных в удалении от места отбора давления.

Рис. 14. Схема трубных соединений манометров, установленных вблизи от места отбора давления.

1 – трубка «Бурбона»; 2 – регулировочные винты; 3 – ось трубки (разм. стрелки манометра); 4 – трубка; 5 — ; 6 — ; 7 – винт статической регулировки; 8 – сектор зубчатый; 9 – пробка; 10 – поводок

Рис. 15. Манометры с одновитковой трубчатой пружиной.

Мановакууметры предназначены для измерения избыточного давления и разрежения.

Вакууметры — для измерения разрежения газообразных сред.

Действие приборов основано на использовании деформации одновитковой трубчатой пружины по влияниям измеряемого давления. Трубчатую пружину называют еще и трубкой “Бурдона”. Трубчатая пружина 2 одним концом впаяна в держатель 1, который оканчивается ниппелем и резьбой М20х1,5 для присоединения к источнику измеряемого давления.

Другой конец пружины соединен с передаточным механизмом 4. В манометрах применяются секторный или рычажный передаточный механизм.

Секторный передаточный механизм состоит из поводка 5, сектора 6 и трубки 7, на ось которой насажена стрелка 8.

Рычажный передаточный механизм в отличие от секторного состоит из поводка и крючка.

Для установок, в которых превышение давления сверх установленного недопустимо (подведомственное правилами оборудование) и в которых это давление должно быть зафиксировано, применяются манометры с контрольной стенкой или красной чертой.

Красная черта наносится на шкале прибора против значения предельно допустимого давления и только в пределах второй трети шкалы.

Для измерения давления кислорода, водорода, ацетилена, аммиака применяются манометры специального исполнения. Корпусы этих манометров имеют окраску по ГОСТу 2405-52. Для специального исполнения приборов принята окраска, которая определяется в зависимости от видов газов следующим образом:

Источник

Единицы измерения давления и разряжения. Приборы для измерения давления.

Давление. Единицы измерения давления и виды давлений.

Давлением называется величина, выражающая отношение силы приложенной к единице площади. В соответствии с международной системой СИ за единицу измерения давления принят Паскаль — (Ра), который равен давлению, создаваемому силой в один ньютон (N), на площадь 1 м 2 .

Р=F/S. 1Па= 1Н/ м 2 . 1 МПа=1000 кПа=1 000 000 Па.

К внесистемным единицам измерения давления относят: кгс/см 2 , кгс/м 2 , мм рт. ст., мм вд. ст. В нашей газовой отрасли в основном применяют следующие единицы измерения давления: Па и кгс/см. кв. (техническая атмосфера) и мм.вод.ст.

Поэтому необходимо знать соотношения между этими величинами.

1 кгс/см 2 = 98066,5 Ра @ 100 kPa@ 0,1 MPa;

1мм ртутного столба = 133,32 Па;

1мм вод. ст. = 10 Па;

1 кгс/ см2 = 98066,5 Па ≈ 100 кПа;

Различаются следующие виды давления:

· абсолютное (PА), полное давление, под которым находится вещество, за начало принимают абсолютный ноль давления:

Абсолютный ноль может существовать либо в замкнутом объеме, из которого удалены все молекулы, либо при полном прекращении движений молекул, т.е. при Т= 0 К.

· атмосферное или барометрическое (PБ), — давление окружающего воздуха

· избыточное давление (P), — разность между абсолютным давлением и барометрическим:

· разрежение (PР) — разность между барометрическим и абсолютным давлением (остаточное давление):

PР = PБ — PА , (при определенных значениях — вакуум).

Вакуум — глубокое разрежение — менее 66650 Па.

Приборы для измерения давления классифицируются по следующим признакам.

По роду измеряемой величины:

· для измерения атмосферного давления — барометры;

· для измерения избыточного давления — манометры, микроманометры, напоромеры;

· для измерения разряжения и вакуума — вакуумметры, тягомеры;

· для измерения избыточного давления и разряжения — тягонапоромер;

· для измерения разности 2-х давлений — дифференциальные манометры.

По принципу действия:

· жидкостные манометры (U — образные, колокольные, компрессионные и др.);

Читайте также:  Единицы измерения пропана бутана

· деформационные манометры (мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные, с вялой мембраной);

· унифицированные датчики давления;

Принцип действия жидкостных манометров основан на том, что измеряемое давление уравновешивается давлением столба жидкости.

U-образный манометр состоит из U-образной стеклянной трубки, заполненной жидкостью, прямолинейной миллиметровой шкалы. Шкала чаще всего бывает двусторонней с нулевой отметкой по середине, поэтому необходимо считать 1 мм шкалы равным 2 мм вд. ст. К одному концу трубки по гибкой резиновой или пластмассовой трубке подводится давление измеряемой среды. Под действием этого давления вода в одном колене трубки понижается, а в другом – повышается.

При частых изменениях давления измеряемой среды уровень жидкости в трубках колеблется, в связи с чем трудно производить точный отсчет в обеих трубках одновременно. В этом случае более удобен однотрубный (чашечный) манометр. Он состоит из сосуда (чаши), сечение которого во много раз больше сечения трубки. При изменении давления уровень жидкости в трубке малого сечения поднимается на большую величину, в то время как в чаше большего сечения опускается незначительно. Поэтому показания прибора можно отсчитывать только по изменению уровня жидкости в трубке малого сечения, пренебрегая изменением уровня в чаше.

При отсчете показаний стеклянных жидкостных манометров невооруженным глазом для исключения явления параллакса необходимо следить за тем, чтобы глаз наблюдателя находился строго на уровне мениска столбика.

Жидкостные манометры ремонту не подвергаются. Для поддержания их в технически исправном состоянии осуществляют следующие мероприятия при техническом обслуживании:

· выявляют отсутствие разрывов столбика жидкости в манометрических трубках и следов испарения манометрической жидкости и в случае обнаружения устраняют;

· у манометров со вложенной шкалой проверяют смещение нуля шкалы относительно горизонтали (уровень в сообщающихся сосудах).

При выходе из строя трубок, подводящих давление к манометру, их заменяют новыми.

Грузопоршневые манометры.

Грузопоршневые манометры (ГМП)– образцовые приборы, которые могут создать и измерять высокое давление (до 250 Мпа) при помощи поршня с грузами, воздействующими на замкнутый объём жидкости.

В этих приборах измеряемое давление определяется по величине нагрузки, воздействующей на поршень определенной площади. Грузопоршневые манометры имеют высокую точность (0,02; 0,05; 0,2) и широкий диапазон измерения (0,1- 250 МПа). Обычно их применяют для градуировки и поверки манометров.

Поршень ГПМ и внутренняя поверхность колонки пришлифовываются, в результате чего между ними образуется незначительный (3-5 мкм) кольцевой зазор, который препятствует поступлению масла наружу и способствует движению поршня с малым трением.

Давление масла при равновесном состоянии системы уравновешивается грузами и весом поршня с учетом рабочей площади поршня.

Достоинства ГПМ: — эти приборы обладают высокой чувствительностью и точностью, поэтому предназначены для градуировки и поверки различных видов деформационных манометров.

Недостатки ГПМ: — влияние на их чувствительность трения поршня в цилиндрической колонке. В связи с этим при применении ГПМ необходимо строго соблюдать вертикальность расположения прибора и проворачивать поршень вокруг оси от руки (90 об/мин).

Класс точности ГПМ 0,02 — 0,35.

Деформационные манометры.

Для измерения давления, разряжения и разности давлений в промышленных условиях наибольшее распространение получили деформационные манометры. Они охватывают диапазоны измерений от 0 -160 Ра до 0 -1000 MPa. Диапазон измерения манометров, вакуумметров и мановакуумметров определяется рядом 1; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0 и 10n, где n — целое положительное или отрицательное число. Чувствительными элементами этих приборов могут быть:

· серповидная трубчатая пружина (трубка Бурдона), или многовитковая трубчатая пружина (геликс);

Мембранные манометры.

Упругие чувствительные элементы мембранных манометров мембраны и мембранные коробки.

Мембраны изготовляют из прорезиненной ткани, синтетических материалов, нержавеющей стали, фосфористой бронзы.

Мембраны представляют собой гибкую тонкую, обычно гофрированную пластину. Для увеличения рабочего тягового усилия мембраны в ее центральной части устанавливают металлический диск, называемый жестким центром.

Принцип работы: Измеряемое давление через штуцер воздействует на мембрану, которая деформируется и через передаточный механизм приводит в движение стрелку.

Мембранные манометры, как правило, бывают показывающими и имеют предел измерения 0.02 – 3 Мпа.

Класс точности 2.5.

Мембранные коробки состоят из двух мембран , которые спаяны или сварены по наружному контуру. Под действием измеряемого давления, подводимого к мембранной коробке, прогибаются обе мембраны. Результирующие перемещение центра верхней мембраны относительно нижней равно сумме прогибов обеих мембран.

Читайте также:  Погрешность измерения виды их составляющие

Мембранные коробки применяют в мембранных напоромерах, тягомерах, тягонапоромерах.

Датчики – реле давления имеют плоские вялые мембраны. Эти приборы выпускаются с двух- и трехпозиционными контактными устройствами.

Сильфонные манометры

Сильфонные манометры используют для измерения небольших давлений и разряжений в качестве показывающих и самопищущих приборов.

Чувствительным элементом в них является сильфон, который представляет собой гофрированную тонкостенную металлическую трубку, изготовленную из высокопрочного сплава (латунь, нержавеющая сталь т т.д.).

Сильфон используется в качестве упругого чувствительного элемента, преобразующего измеряемое давление в перемещение или тяговое усилие.

В сильфонном манометре один конец сильфона закреплен на жестком неподвижном основании, другой – герметически закрыт. Давление подводят внутрь сильфона через основание, при этом длина сильфона увеличивается, вследствие чего стрелка прибора через систему рычагов движется по шкале. Для увеличения жесткости внутри сильфона может устанавливаться пружина.

Пределы измерений — до 2,5 МПа.

Эти приборы имеют класс точности 1 и 1.5.

Пружинные манометры

Чувствительным элементом в пружинных манометрах служат трубчатые одновитковые и многовитковые пружины. Чувствительный элемент связан механически с измерительным устройством и вместе находятся в общем корпусе.

Пружина представляет собой стальную или латунную полую трубку, согнутую по окружности. Один конец пружины впаян в основание прибора. На этом основании смонтирован механизм передачи со стрелкой. Свободный конец пружины соединен через поводок (тягу) с зубчатым сектором, находящимся в зацеплении с трибкой (шестерней). На оси шестерни закреплена стрелка.

Общий принцип действия пружинных манометров состоит в том, что под действием измеряемого давления чувствительный элемент деформируется и посредством передаточного механизма деформация преобразуется в круговое движение стрелки вдоль шкалы. При этом перемещение стрелки будет пропорционально деформации чувствительного элемента, а следовательно, и измеряемому давлению.

Манометры в свою очередь подразделяются на образцовые, контрольные и технические. Основное различие между ними – качество материала из которого изготовлена трубчатая пружина, диаметр корпуса, пределы шкалы, отделка деталей прибора в целом.

1. Образцовые манометры ( типа МО) применяют для поверки и калибровке рабочих манометров, а также для точных измерений в лабораторных условиях. Dкор=160 и 250 мм, предельные значения измерения давления 0.1-60 МПа. Шкалы разбиты на 100, 250 делений . Класс точности 0.16, 0.25.

2. Контрольные манометры Dкор=160 мм, Класс точности 0.4, 0.6.

3. Технические манометры Dкор= 60-250 мм, Класс точности 0.6, 1, 1.5, 2.5 и 4.

Дифференциальные манометры

Дифференциальные манометры это приборы, предназначенные для измерения разности давлений (перепада на сужающем устройстве, на пылеуловителях и т.д.).

Классификация по принципу действия: жидкостные и деформационные

· к жидкостным относятся дифманометры с видимым мениском — поплавковые, колокольные и кольцевые (типа ДП-730);

· к деформационным — сильфонные (типа ДСС-712) и мембранные (типа

Источник

БЛОГ ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА

Студенческий блог для электромеханика. Обучение и практика, новости науки и техники. В помощь студентам и специалистам

05.06.2018

Приборы для измерения давления и разрежения

Приборы, используемые для измерения давления и разрежения, различают:

  • по виду измеряемой величины: барометры (барометрическое давление), манометры (избыточное давление), вакуумметры и тягомеры (разрежение), мановакуумметры (избыточное давление и разрежение), дифференциальные манометры (разность давлений), микроманометры (небольшие, до 40 кПа, избыточное давление и разрежение, измеряемые с большой точностью), напоромеры (малое избыточное давление), тягомеры (малое разрежение), тягонапоромеры (малое давление и разрежение);
  • по принципу действия: жидкостные, деформационные, поршневые и электрические;
  • по метрологическому назначению: рабочие и образцовые.

В жидкостных приборах усилие, вызываемое измеряемым давлением, уравновешивается массой столба жидкости, в деформационных — силой упругости чувствительных элементов (пружины, мембраны или сильфона). В электрических приборах усилие преобразуется в электрический сигнал, а мерой давления служит изменение электрической величины (сопротивления, индуктивности и др.)

Поршневые приборы основаны на уравновешивании давления жидкости массой поршня; используются они в качестве образцовых.

Рабочие приборы для измерения давления выпускаются следующих классов точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4.

Основные характеристики жидкостных манометров и тягонапоромеров приведены в табл. 1, а деформационных тягомеров, напоромеров и тягонапоромеров — в табл. 2.

где ht — значение давления при температуре t; α — коэффициент линейного расширения материала шкалы; β — коэффициент объемного расширения жидкости, залитой в прибор.

Источник