Дифманометр принцип работы

Дифференциальный манометр: виды, принцип работы и производители

Дифференциальный манометр: виды, принцип работы и производители - фотография 1 - изображение 1

Потребность в точном замере давления возникает в разных областях. Наиболее требовательны к точности замеряемых показателей производственные предприятия, на которых обслуживаются сложные технологические процессы. Комплексно определять перепады давления в таких условиях позволяет дифференциальный манометр (дифманометр), который имеет разные технико-конструкционные и функциональные исполнения.

Принцип работы прибора

Главным отличием дифференциальных моделей манометра является фиксация сразу двух значений, разность между которыми и отражается в качестве целевого показателя. Более того, в простейших системах не всегда имеет значение конкретная величина. Может устанавливаться лишь пороговый уровень разности, при достижении которого срабатывает индикатор. Например, если разность давлений в двух средах достигла критического коэффициента, прибор автоматически сгенерирует выходной сигнал, линейно взаимосвязанный с постоянным током. Сам способ фиксации исходных данных реализуется по-разному в зависимости от типа манометра дифференциального давления и его чувствительного элемента. Различаются и способы представления конечной информации. В данном случае была описана элементарная модель с выводом сигнала, который сам по себе может запускать цепь ответных реакций. Но существуют и более сложные устройства, в которых осуществляется постоянный контроль нескольких показателей давления в связанных средах.

Принцип работы прибора - фото 2 - изображение 2

Устройство дифференциального манометра

Большинство моделей содержат в конструкции целый комплекс манометрических деталей, функциональных компонентов и трубок для коммуникации между средами. Обязательным является и наличие нескольких измерительных камер, которые отделяются друг от друга именно манометрическими приспособлениями. В типовой схеме работы эти устройства и выполняют функции чувствительного элемента, фиксирующего разность давлений. Изменение состояния с колебанием той или иной характеристики в одной из сред дает сигнал и активируется механизм индикации. Опять же, средства выражения данных у дифференциального манометра различаются, как и реакции на изменения в системе в принципе. Корпус прибора выполняется из защищенных материалов – высокопрочного пластика или металла с антикоррозийным покрытием. Также корпус может иметь специальные элементы для установки, переноса или расположения в вязких и агрессивных средах. Особенно наличие таких дополнений важно для моделей прибора, которые используются в химической промышленности.

Основные классификации

Устройство дифференциального манометра - фото 3 - изображение 3

В первую очередь стоит выделить конструкционные отличия между разными дифманометрами. Например, существуют стационарные и карманные устройства – соответственно, первые один раз устанавливаются в точке измерения и больше не меняют положения, а вторые используются непродолжительное время при обследовании той или иной технологической среды. По способу представления информации можно выделить три разновидности прибора:

  • Стрелочный дифманометр. Классическое исполнение измерительного аналогового устройства, которое показывает значение через движение стрелки по шкале. Такие модели физически надежны, однако уступают по точности более современным и развитым аппаратам.
  • Цифровой дифференциальный манометр. Устройство выводит данные по результатам замеров на дисплей. При наличии микропроцессора оператор может давать цифровым моделям команды по дальнейшим действиям в зависимости от зафиксированных показателей. То есть прибор выступает в качестве контроллера.
  • Модели с токовым выходом. Как правило, аппараты этой группы интегрируются в технологические цепочки и подают сигналы тока от 4 до 20 мА на исполнительное оборудование.

Теперь можно детальнее ознакомиться с дифманометрами, различающимися по механизму измерения разности давления.

Мембранный дифманометры

Основные классификации - фотография 4 - изображение 4

В основе рабочей группы мембранного измерителя разности давлений находится чувствительная металлическая пластина или другой упругий, но в то же время восприимчивый к колебаниям элемент. К слову, в целях повышения чувствительности мембраны иногда делают гофрированными. Устройство также включает две герметичные камеры для измерения давления, которые соединяются между собой вентильным блоком с импульсными трубками. Разность давлений в дифференциальном манометре мембранного типа фиксируется штоком сердечника, который напрямую связан с чувствительным элементом. При пороговых колебаниях шток вызывает пропорциональные изменения выходного сигнала, что и обеспечивает эффект индикации.

Сильфонный дифманометр

Также этот вариант прибора называют показывающим. Конструкция сильфонных манометров основывается на двух частях – показывающей и сильфонной. Что касается первой части, то ее, как правило, представляет круглый корпус средним диаметром 150-200 мм, внутри которого заключен стрелочный трибко-секторный механизм. Цена деления обычно составляет 1 мбар, что оптимально для измерения технологических показателей давления. Дифференциальный манометр с сильфоном, в частности, используется в системах тепло-энергетики и газоснабжения, обслуживающих не агрессивные среды наподобие азота, аргона, воздуха и т. д.

Рабочая же часть устройства формируется средствами деформации упругой механики, состоящей из сильфонов, пружин и торсионной трубки. Собственно, активная среда воздействует на демпферную систему, которая передает физические сигналы элементам показывающей системы. Причем точность сильфонных устройств довольно высокая, поскольку механика не воспринимает помехи от температурно-влажностных негативных факторов.

Ртутный дифманометр

Мембранный дифманометры - фотография 5 - изображение 5

Входит в обширную группу жидкостных манометров, имея при этом одно из самых технически сложных конструкционных исполнений. Принцип действия прибора основывается на определении гидростатических показателей давления по столбу жидкости – в данном случае ртути. Используя также систему взаимодействия сообщающихся сосудов, устройство определяет разность давлений путем фиксации и сравнения избыточных уровней в жидкостных столбах. К особенностям ртутных дифференциальных манометров можно отнести высокую плотность рабочей среды, что минимизирует негативное влияние капиллярных сил.

Кроме того, для защиты рабочего процесса от внешнего воздействия при статическом давлении до 5 МПа могут задействоваться и дополнительные элементы контроля начального положения обслуживаемого столба жидкости. К тому же ртутные дифманометры отличаются чувствительностью к температурам, поэтому для устранения эффекта теплового влияния устройства иногда снабжаются средствами регулировки нулевого уровня чувствительной среды.

Особенности дифференциальных микроманометров

Сильфонный дифманометр - фото 6 - изображение 6

Это компактные переносные измерители разности давления величиной до 3 кПа. Конструкционно такие модели представляют собой однотрубочные приборы, в которых также предусматриваются средства регуляции деления шкал, приспособления для повышения точности контроля данных, оптические устройства и т. д. Самая распространенная вариация микроманометров – это лабораторные аппараты с наклонной трубкой. В полевых условиях обычно применяется карманный дифференциальный манометр, который отличается удобством в эксплуатации, но оптимизированная конструкция сказывается на низкой точности до 0,5%. К слову, профессиональные полноформатные дифманометры характеризуются точностью на уровне 0,1-0,2%.

Модели фирмы Testo

Производитель «Тесто» является одним из ведущих разработчиков измерительных и метрологических устройств. Сегмент дифманометров представлен несколькими сериями, которые используются в вентиляционных системах, газопроводах, котельной автоматике и другом оборудовании. В числе наиболее популярных моделей этой марки можно назвать дифференциальный манометр Testo 510, работающий в диапазоне от 0 до 100 гПа. Аппарат достаточно простой, как в физическом обращении, так в управлении электронным функционалом. На поверхности располагаются магниты для удобной инсталляции, а посредством эргономичной рабочей панели пользователь может настраивать прибор на разные режимы измерения, подключая также средства компенсации по температуре и плотности воздуха.

Ртутный дифманометр - фото 7 - изображение 7

Модели «ЭКО-ИНТЕХ»

Отечественное предприятие также выпускает измерители давления в нескольких сериях. Например, аппарат ДМЦ-01М относится к профессиональной технике, посредством которой можно рассчитывать разности и степени разряжения давлений в газовых средах. Предлагаются и специальные модификации для контроля расхода и скорости воздушных потоков посредством фирменных напорных трубок. К особенностям дифференциального манометра ДМЦ-01М можно отнести возможность работы в автоматическом режиме и поддержку обрабатывающих операций с готовыми данными,

Модели компании WIKA

Еще один российский производитель, предлагающий как стандартные исполнения диманометров, так и узкоспециализированные модели с дополнительными опциями и расширенными рабочими диапазонами. Например, помимо основной функции контроля разности давлений некоторые версии позволяют в той же обслуживаемой системе отслеживать состояние насосов, фильтров, вентиляционных установок и другого инженерного оборудования. Как и дифференциальные манометры Testo с цифровой индикацией, аппараты WIKA из линейки DELTA-plus поддерживают несколько вариантов представления данных. Доступны пользователю и различные инструменты обработки данных с широким спектром каналов операторского оповещения. Разрабатывает производитель и специальные версии для эксплуатации в суровых условиях. Это модели, выполненные из высококачественных стойких материалов, защищенные от повышенных температур, влажности и механических воздействий.

Заключение

Особенности дифференциальных микроманометров - изображение 8 - изображение 8

Дифманометры плотно входят в блоки контроля и безопасности многих технологических инженерных систем в качестве составной аппаратуры. Они могут занимать место в системе и как самостоятельный прибор, выполняя замкнутый спектр функций, и как звено в технологической цепи, взаимодействуя с управляющей автоматикой. Вместе с этим, например, цифровой дифференциальный манометр ДМЦ-01М позволяет вести статистику по измеряемым значениям. В расширенной комплектации он поставляется с интерфейсом RS-232, который открывает и возможность подключения к компьютеру. В итоге оператор может построить на базе небольшого прибора контрольно-управляющую станцию с базовым набором диспетчерских функций. Впрочем, и стоимость такой аппаратуры немалая – та же модель ДМЦ-01М оценивается в 35 тыс. руб. Менее функциональные и развитые технологически приборы доступны в среднем за 20-25 тыс. руб. Но и в этих случаях речь будет идти о профессиональных устройствах с достаточным для промышленного использования уровнем точности. Остается лишь подобрать модель с подходящим для конкретных условий принципом действия.

Дифференциальный манометр: поверка, типы, принцип работы

Модели фирмы Testo - фото 9 - изображение 9

В работе множества устройств, систем постоянно возникает необходимость в измерении давления рабочей среды (жидкости, газ, пара), подаваемой в трубопроводной системе. Особенно важны эти показатели на предприятиях, где применяют непрерывные технологические процессы, например, на предприятиях по переработке углеводородов.

Для точного измерения применяют дифференциальный манометр.

Дифференциальный манометр: виды, принцип работы

Дифференциальный манометр – это устройство, которое применяют для выполнения замера перепада давления. С его помощью можно замерить уровень жидкости, находящейся в ёмкостях с повышенным напором. Манометр этого класса может быть использован для определения расхода жидкости или газа. У дифманометра есть другое название – датчик разности давлений.

Как пример можно рассмотреть манометр дифференциальный цифровой ДМЦ 01м. Это изделие применяют для замера напора в рабочей среде. Его довольно часто устанавливают в системы приточно-вытяжной вентиляции. Манометр обеспечивает расчет параметров потока газа, в том числе скорость и расход.

Это изделие способно рассчитывать параметры потоков газа, отводимые от источника загрязнения. В зависимости от измеряемого параметра различают следующие типы изделий:

  • перепадомеры;
  • расходомеры;
  • уровнемеры.

Дифференциальные манометры широко используют в технологических процессах для выполнения замеров, контроля, фиксации и настройки перепада напора, расхода рабочей жидкости и ее уровня.

Модели «ЭКО-ИНТЕХ» - изображение 10 - изображение 10

Расходомер – это изделие, которое применяют для замера расхода рабочей жидкости (жидкости, газов, пара), используя принцип перепада давления на сужающей диафрагме или сопла. Расходомер показывает результаты измерений в л/час, м3/час и пр.

Перепадомер применяют для измерения разности давления рабочей среды по двум точкам измерения технологического процесса. Он показывает результаты измерения в Па, бар и пр.

Уровнемер используют для замера уровня рабочей жидкости по размеру ее столба. Это изделие, показывает результаты измерений в мерах длины – см, мм, м.

Кроме того, что они могут просто показывать, некоторые модификации могут подавать соответствующие сигналы и могут быть оснащены устройством дистанционной передачи информации УДПИ.

Ключевое отличие этих устройство заключено в том, он в состоянии зафиксировать сразу два значения. Разность между ними и отображается на панели манометра. Но, реальная характеристика не всегда играет важную роль. Достаточно установить пороговое значение при его достижении, манометр сформирует управляющий сигнал и направит его по назначению.

Методы получения параметров зависят от вида манометра, в частности, от того, какой чувствительный элемент применяют для получения информации. Существует и разница в методе отображения полученной информации.

Модели компании WIKA - фото 11 - изображение 11

Принципы работы манометров сводятся к деформационным процессам, происходящим в измерительных блоках, например, в сильфоне. Эта деталь и есть индикатор давления, который воспринимает скачки давления. Блок же исполняет роль преобразователя давления. Пользователь этого средства измерения получает данные о результате замеров в виде перемещения стрелки на панели индикации. Как правило, результат замеров показывается в Па.

Основные классификации

Большая часть диффманометров содержат в своем составе набор узлов и деталей. При их содействии поддерживаются коммуникационные связи между средами. В состав устройства в обязательном порядке должны входить камеры, которые отделены друг от друга приспособлением, с помощью них проводят замеры. То есть эти устройства играют роль чувствительного компонента,  который и фиксирует разницу давлений.

Изменение характеристик рабочей среды приводит к активации механизма индикации. Кроме этого, средства индикации у манометра этого класса могут различаться.

Для изготовления корпуса применяют полимеры или металл с антикоррозийным покрытием. Корпус оснащают специальными компонентами, которые применяют для транспортировки и закрепления устройств на рабочем месте.

Во-первых, надо разделить небольшие конструктивные отличия между разными манометрами. В практической деятельности  используют стационарные и переносные устройства. Первые фиксируют непосредственно на месте выполнения замера. Вторые применяют при обследовании того или иного технологического процесса.

Заключение - изображение 12 - изображение 12

По способу подачи данных можно выделить следующие модификации устройства.

Стрелочный

Это классическое представление аналоговых измерительных изделий. Полученное значение показывает стрелка, перемещающаяся по установленной шкале. Такие модели отличаются высокой надежностью, но по части показателей точности, аналоговые манометры значительно уступают цифровым.

Цифровой манометр

Это устройство выводит результаты замера на установленный монитор. На такие изделия может быть уставлен микрочип, которые используют для формирования команд, направляемых на исполнительный механизм. Манометры этого класса устанавливают непосредственно в технологические линии. Управление исполнительными механизмами осуществляются с помощью электрических сигнал от 4 до 20 мА.

Мембранный дифманометр

В основании дифференциального манометра этого типа лежит пластина, выполненная из металла или из другого упругого материала. Иногда, для повышения эффективности мембран их делают гофрированными.

Дифференциальный манометр: поверка, типы, принцип работы - изображение 13 - изображение 13

В состав дифференциального мембранного устройства входят две емкости, предназначенные для замера параметров рабочей жидкости. Емкости связаны между собой блоком, оснащенные импульсными трубками.Разница давлений может закрепляться при помощи штока. Он связан с органом измерения. При предельных колебаниях шток вызывает изменения сигнала на выходе из прибора. Это и гарантирует отображение получаемых параметров.

Сильфонный дифманометр

Дифференциальный манометр этого класса часто называют показывающим. Конструктивно оно состоит из показывающей и сильфонной частей. Отображающая часть представляет собой корпус круглой формы. Внутри него устанавливают индикаторный механизм стрелочного типа. Цена деления такого устройства составлять 1 мбар. Сильфонные манометры нашли свое применение в системах отопления, водоснабжения. Кроме этого их устанавливают в комплексах газоснабжения, по которым транспортируют нейтральные газы.

В рабочей части дифференциального манометра установлены элементы упругой механики, они состоят из сильфонов, пружин и пр. то есть, активная среда оказывает воздействие на демпфирующую систему, та в свою очередь передает сигналы на систему индикации. Устройства этого класса отличаются высокой точностью замера, так как механика не восприимчива к воздействию температуры и влаги

Ртутный дифманометр

Он отличается сложностью конструкции. Работа этого изделия основана на определении гидростатических характеристик по ртутному столбику. Применяя взаимодействующие сосуды, прибор фиксирует разницу давлений методом оценки и сравнивания избыточных уровней в столбах жидкостей.

Особенность устройств этого типа заключается в плотности рабочей жидкости. Это сводит к минимуму воздействие капиллярных сил.

Дифференциальный манометр: виды, принцип работы - изображение 14 - изображение 14

Ртутные дифференциальные приборы отличает высокая чувствительность к температурам. Поэтому для ликвидации температурного воздействия на них устанавливают приборы настройки.

Особенности дифференциальных микроманометров

Это мобильные приборы для замера разности давления до 3 кПа. Конструктивно эти приборы состоят из одной трубы, в которой устанавливают средства регулировки. Самая широко применяемая схема, представляет собой наклонную трубку. В полевых условиях традиционно применяют карманный дифманометр, которые отличает простота использования, но доработанная конструкция негативно сказывается на точности измерения.

Дифманометры монтируют в системы контроля технических систем и их безопасности. Они занимают место как обособленный прибор, так как составная часть технологической цепочки плотно взаимодействуя с управляющими приборами.

Основные классификации - изображение 15 - изображение 15

Между тем современные изделия, например, уже упоминавшийся дифференциальный манометр ДМЦ-01М обеспечивает ведение статистического материала по измеряемым параметрам. Это прибор может быть поставлен вместе с интерфейсом RS-232, это позволяет выполнить соединение дифманометра с персональным компьютером. В результате появляется возможность построения на основании относительно небольшого прибора станцию автоматического контроля с определенным набором функций диспетчеризации.

Но следует отметить, что цена такого изделия довольно высока, она может достигать суммы в 35 тысяч рублей. Приборы, обладающие меньшим функционалом, будут стоить, разумеется, дешевле, но и при этом их возможности останутся на месте.

Модели от компании Testo

Фирма является одним из ведущих проектировщиков и изготовителем различного рода измерительных систем. Дифференциальные манометры представлены модельными рядами, которые устанавливают в системах вентиляции, газопроводных систем, тепловых сетях и пр. Один из самых популярных представителей приборов от этой компании по праву считают Testo 510.

Он способен работать в диапазоне рабочих давлений от 0 до 100 гПа. Этот аппарат прост в использовании и обслуживании. На корпусе установлены магниты, которые обеспечивают его плотную установку.

Поверка манометров

Дифференциальные манометры, как и все измерительные приборы, должны проходить обязательную поверку в аттестованных лабораториях Росстандарта.

Дифференциальный манометр: принцип действия, типы и виды. Как выбрать дифференциальный манометр

Особенности дифференциальных микроманометров - фото 16 - изображение 16

Давление в газообразных и жидких средах относится к важнейшим показателям, измерение которых требуется для обслуживания коммуникационных и технологических систем. К рабочим объектам относятся различные фильтры, трубопроводные комплексы, устройства для кондиционирования и вентиляции. Используя дифференциальный манометр, пользователь выявляет не только характеристики действующего давления, но также получает возможность фиксировать разность между динамическими показателями. Знание этих данных облегчает контроль системы и повышает надежность эксплуатации. Помимо того, дифманометры применяются и для измерения расхода жидкости, газа или сжатого воздуха.

Принцип работы

Модели от компании Testo - фотография 17 - изображение 17

В большинстве манометров технология определения и расчета данных базируется на деформационных процессах в специальных измерительных блоках, например, в сильфонном. Этот элемент выступает индикатором, воспринимающим перепады давления. Блок становится и преобразователем разности в показателях давления – пользователь получает информацию в виде перемещения стрелки указателя на приборе. Кроме того, данные могут быть представлены в Паскалях, охватывая весь измерительный спектр. Такой способ отображения информации, к примеру, обеспечивает дифференциальный манометр Testo 510, который в процессе измерения избавляет пользователя от необходимости держать его в руке, так как на задней стороне прибора предусмотрены специальные магниты.

В механических же устройствах главным индикатором служит расположение стрелки, контролируемое рычажной системой. Движение указателя происходит до момента, пока перепады в системе не перестанут оказывать воздействие определенной силы. Классический пример данной системы показывает дифференциальный манометр ДМ серии 3538М, который обеспечивает пропорциональное преобразование дельты (разности давления) и предоставляет результат оператору в виде унифицированного сигнала.

Классификация

Поверка манометров - изображение 18 - изображение 18

Ввиду сложности процессов измерения давления, характеристик рабочих сред и дальнейшего преобразования существует несколько вариантов дифференциальных манометров для работы в разных условиях. Кстати, дифференциальный манометр, принцип действия которого во многом определяется его конструкцией, по своему устройству ориентируется на возможность применения в конкретных средах – следовательно, из этого производится и классификация. Итак, производители выпускают следующие модели:

  • Группа жидкостных дифференциальных манометров, в которую входят поплавковые, колокольные, трубные и кольцевые модификации. В них измерительный процесс происходит на основе показателей жидкостного столба.
  • Цифровые дифманометры. Считаются наиболее функциональными, поскольку дают возможность измерять не только характеристики перепадов давления, но и скорость потоков сжатого воздушного, показатели влажности и температуры. Ярким представителем этой группы является дифференциальный манометр Testo, который также применяется в системах мониторинга окружающих сред, в аэродинамических и экологических исследованиях.
  • Категория механических устройств. Это сильфонные и мембранные версии, обеспечивающие измерение посредством отслеживания характеристик чувствительного к давлению элемента.

Двухтрубные модели

Данные приборы используются для измерения показателей давления и определения разностей между ними. Это устройства с видимым уровнем, который обычно представлен в U-образной форме. По конструкции такой дифференциальный манометр представляет собой установку из двух вертикальных сообщающихся трубок, которые фиксируются на деревянной или металлической основе. Обязательным компонентом устройства является и пластинка со шкалой. В ходе подготовки к измерению трубы заполняют рабочей средой.

Далее в одну из труб начинается подача измеряемого давления. Одновременно с этим вторая труба взаимодействует с атмосферой. В процессе измерения дельты обе трубки испытывают измеряемое давление. Двухтрубный дифференциальный манометр с жидкостным заполнением используется для измерения показателей разрежения, давления неагрессивных газов и воздушных сред.

Однотрубные модели

Дифференциальный манометр: принцип действия, типы и виды. Как выбрать дифференциальный манометр - фотография 19 - изображение 19

Однотрубные дифманометры обычно используются, если необходимо получить результат высокой точности. В таких устройствах применяется и широкий сосуд, на который действует давление с наибольшим коэффициентом. Единственная же трубка фиксируется к пластинке со шкалой, демонстрирующей данные разности, и сообщается с атмосферной средой. В процессе измерения перепадов давления с ней взаимодействует наименьшее из давлений. Рабочая среда заливается в манометр дифференциального давления до того момента, пока не будет достигнут нулевой уровень.

Под воздействием давления определенная доля жидкости перетекает в трубку из сосуда. Так как объем рабочей среды, которая переместилась в измерительную трубку, соответствует объему, вышедшему из сосуда, однотрубный дифманометр предусматривает измерение высоты лишь одного жидкостного столба. Иными словами, сокращается погрешность измерения. Тем не менее, и приборы этого типа не избавлены от недостатков.

Отклонения от оптимальных значений могут быть обусловлены температурным расширением в измерительных компонентах прибора, плотностью рабочей среды и другими погрешностями, которые, впрочем, характерны для всех разновидностей дифманометров. Например, дифференциальный манометр цифровой даже с учетом поправок на показатели плотности и температурные коэффициенты также имеет определенный порог погрешности.

Мембранные дифманометры

Принцип работы - изображение 20 - изображение 20

Главный подтип механических дифференциальных манометров, который также разделяется на устройства с металлическими и неметаллическими измерительными элементами. В приборах с плоской мембраной из металла расчеты происходят на основе фиксации характеристик прогибов в измерительном компоненте. Распространен и дифференциальный манометр, в котором мембрана выступает разделительной перегородкой для камер. В момент деформации противодействующая сила формируется цилиндрической спиральной пружиной, разгружающей измерительный элемент. Так происходит сопоставление двух разных величин давления.

Классификация - фотография 21 - изображение 21

Также некоторые модификации мембранных устройств снабжаются защитой от одностороннего воздействия – эта особенность конструкции позволяет их применять в измерении показателей избыточного давления. Несмотря на активное внедрение электроники в метрологическую отрасль в целом, мембранные средства измерения остаются востребованными и даже незаменимыми в некоторых областях. Например, высокотехнологичный дифференциальный манометр ДМЦ-01м цифрового типа, несмотря на эргономичность и высокую точность, имеет ряд ограничений по использованию в условиях, где возможна эксплуатация мембранных устройств.

Сильфонные версии

В таких моделях измерительных элементом выступает гофрированный короб из металла, дополненный спиральной пружиной. Плоскость прибора разделяется сильфоном на две части. Наибольшее воздействие давления приходится на камеру вне сильфона, а наименьшее – во внутреннюю полость. В результате воздействия давлений с разными силами чувствительный элемент деформируется в соответствии с величиной, пропорциональной искомому показателю. Это классические манометры дифференциальные, показывающие результаты измерений стрелкой на циферблате. Но есть и другие представители этого семейства.

Другие механические версии

Менее распространены кольцевые, поплавковые и колокольные устройства измерения разности давлений. Хотя среди них встречаются относительно точные бесшкальные и самопишущие модели, а также приборы с контактными электрическими устройствами. Передача данных в них обеспечивается дистанционно опять же, посредством электрической связи или за счет пневматики. Для определения расходных показателей на основе переменных разностей также выпускают механические приборы с суммирующими и интегрирующими дополнениями.

Цифровые дифманометры

Двухтрубные модели - фотография 22 - изображение 22

Устройства этого типа кроме основных функций измерения разницы в давлении способны определять динамические показатели рабочих сред. Такие приборы обозначаются маркировкой ДМЦ-01м. Дифференциальный манометр цифровой, в частности, используется в системах контроля вентиляции производственных объектов, позволяет рассчитывать показатели потребления газа, учитывая температурные корректировки, а также вести учет средних расходов по измеренным позициям. Устройство снабжено микропроцессором, который автоматически ведет учет измерений и накопления информации по газоходу. Все получаемые сведения о результатах работы отображаются на дисплее.

Рекомендации по выбору

Однотрубные модели - фото 23 - изображение 23

Расчетные операции с показателями давления требуют использования надежного прибора, максимально соответствующего условиям эксплуатации. В связи с этим важно определиться с перечнем функций, которые будет выполнять прибор. К примеру, дифференциальный манометр Testo 510 способен обеспечивать точные показания с температурной компенсацией и предоставлять данные на цифровом дисплее. В некоторых случаях требуется сигнализирующая модель, поэтому следует учитывать наличие данной опции.

Для максимально корректных данных заранее нужно сопоставить характеристики устройства с возможностью эксплуатации в конкретной рабочей среде. Не все приборы могут применяться в кислородных, аммиачных и фреоновых средах. По крайней мере, их точность может быть низкой.

Что такое дифманометр: типы и классификация

Мембранные дифманометры - фотография 24 - изображение 24

Вы на странице Дифманометр мембранный: зачем нужен, принцип работы | ehto.ru.

В современной промышленности существуют тысячи различных приборов для измерений технологических процессов. Дифманометр мембранный один из таких приборов. Что такое дифманометр мембранный в этой статье.

Вступление

Как контролировать параметры жидкой или газовой среды в замкнутом пространстве, например, трубопровода? Как удалённо измерять параметры газа или жидкости в непрерывных технологических процессах? Ответ один — при помощи дифференциальных манометров. Что такое дифманометр разберём в этой статье.

Что такое дифманометр?

Один из способов контроля и измерения параметров пневматических и гидравлических систем в различных технологических процессах основан на использовании разницы давления в точках замера.

Приборы, принцип работы которых основан на измерении и использовании разницы давлений, называют дифференциальные манометры или дифманометры.

В отличие от простого манометра, который измеряет давление в выбранной точке измерения, дифманометр использует разницу давлений в двух точках замера. Разница давлений создаёт в приборе, а точнее в его конвертере, электрический сигнал, отражающий состояние системы.

Получаемый электрический сигнал, через блок преобразования и линеаризации (БПЛ) выводиться на экраны операторов. В более простом виде, сигнал выводится на стрелочные указатели. То есть, дифманометр можно рассматривать, как прибор состоящих из двух частей, конвертора и блока БПЛ.

Сильфонные версии - фотография 25 - изображение 25

Дифманометр устройство

Общий принцип работы всех дифференциальных манометров основан на использовании разницы давлений в двух точках. Разница давлений приводит к движению сердечника в первичной обмотке дифтрасформатора. Считывание сигнала производится со вторичной обмотки через вторичные приборы трансформаторной системы. Для их подключение на корпусе прибора есть гнездо.

Другие механические версии - изображение 26 - изображение 26

Типы дифманометров

По методам измерения разницы давлений выделяют две большое группы дифференциальных манометров.

Во-первых, это механические дифманометры. В них используется механический элемент, который воспринимает разницу давлений, например, мембрана. Манометр с мембраной, называют дифманометр мембранный. Они наиболее популярны и распространены. Посмотреть пример наиболее характерного мембранного дифференциального манометра ДМ-3583М вы можете на сайте adventex.ru/difmanometr-dm-3583m. Используются мембранные приборы для измерений:

  • расхода пара, газа, жидкости;
  • уровня жидкостей;
  • разницы вакуумного и избыточного давлений.

Цифровые дифманометры - фото 27 - изображение 27

Рекомендации по выбору - фото 28 - изображение 28

Кроме мембранных механических дифманометров выпускают приборы с элементами восприятия давления — мембранные коробки и сильфоны.

Во-вторых, в противовес механическим дифманометрам, выпускают жидкостные дифференциальные манометры с элементами восприятия — поплавок, колокол, полое кольцо с перегородкой.

Заключение

За последние годы отечественное машиностроение освоила и выпускает большое количество самых разнообразных перепадо- и расходо- меров. В том числе мембранных, поплавковых, колокольных, кольцевых,  сильфонных дифманометров. Уже существует ультразвуковые расходомеры для жидкой агрессивной или нейтральной среды.

©ehto.ru

Еще статьи

  • Принцип действия устройства защитного отключения
  • Параметры УЗО показанные на его корпусе
  • Как работает УЗО
  • История УЗО
  • Подключение УЗО
  • УЗО в электроцепях без заземления
  • Электромеханические и электронные УЗО

Спасибо за внимание!

Дифференциальный манометр: принцип действия, типы и виды. Как выбрать дифференциальный манометр

Что такое дифманометр: типы и классификация - фото 29 - изображение 29

Бизнес 13 июня 2015

Давление в газообразных и жидких средах относится к важнейшим показателям, измерение которых требуется для обслуживания коммуникационных и технологических систем. К рабочим объектам относятся различные фильтры, трубопроводные комплексы, устройства для кондиционирования и вентиляции. Используя дифференциальный манометр, пользователь выявляет не только характеристики действующего давления, но также получает возможность фиксировать разность между динамическими показателями. Знание этих данных облегчает контроль системы и повышает надежность эксплуатации. Помимо того, дифманометры применяются и для измерения расхода жидкости, газа или сжатого воздуха.

Принцип работы

Вступление - фотография 30 - изображение 30

В большинстве манометров технология определения и расчета данных базируется на деформационных процессах в специальных измерительных блоках, например, в сильфонном. Этот элемент выступает индикатором, воспринимающим перепады давления. Блок становится и преобразователем разности в показателях давления – пользователь получает информацию в виде перемещения стрелки указателя на приборе. Кроме того, данные могут быть представлены в Паскалях, охватывая весь измерительный спектр. Такой способ отображения информации, к примеру, обеспечивает дифференциальный манометр Testo 510, который в процессе измерения избавляет пользователя от необходимости держать его в руке, так как на задней стороне прибора предусмотрены специальные магниты.

В механических же устройствах главным индикатором служит расположение стрелки, контролируемое рычажной системой. Движение указателя происходит до момента, пока перепады в системе не перестанут оказывать воздействие определенной силы. Классический пример данной системы показывает дифференциальный манометр ДМ серии 3538М, который обеспечивает пропорциональное преобразование дельты (разности давления) и предоставляет результат оператору в виде унифицированного сигнала.

Классификация

Что такое дифманометр? - фото 31 - изображение 31

Ввиду сложности процессов измерения давления, характеристик рабочих сред и дальнейшего преобразования существует несколько вариантов дифференциальных манометров для работы в разных условиях. Кстати, дифференциальный манометр, принцип действия которого во многом определяется его конструкцией, по своему устройству ориентируется на возможность применения в конкретных средах – следовательно, из этого производится и классификация. Итак, производители выпускают следующие модели:

  • Группа жидкостных дифференциальных манометров, в которую входят поплавковые, колокольные, трубные и кольцевые модификации. В них измерительный процесс происходит на основе показателей жидкостного столба.
  • Цифровые дифманометры. Считаются наиболее функциональными, поскольку дают возможность измерять не только характеристики перепадов давления, но и скорость потоков сжатого воздушного, показатели влажности и температуры. Ярким представителем этой группы является дифференциальный манометр Testo, который также применяется в системах мониторинга окружающих сред, в аэродинамических и экологических исследованиях.
  • Категория механических устройств. Это сильфонные и мембранные версии, обеспечивающие измерение посредством отслеживания характеристик чувствительного к давлению элемента.

Двухтрубные модели

Данные приборы используются для измерения показателей давления и определения разностей между ними. Это устройства с видимым уровнем, который обычно представлен в U-образной форме. По конструкции такой дифференциальный манометр представляет собой установку из двух вертикальных сообщающихся трубок, которые фиксируются на деревянной или металлической основе. Обязательным компонентом устройства является и пластинка со шкалой. В ходе подготовки к измерению трубы заполняют рабочей средой.

Далее в одну из труб начинается подача измеряемого давления. Одновременно с этим вторая труба взаимодействует с атмосферой. В процессе измерения дельты обе трубки испытывают измеряемое давление. Двухтрубный дифференциальный манометр с жидкостным заполнением используется для измерения показателей разрежения, давления неагрессивных газов и воздушных сред.

Однотрубные модели

Дифманометр устройство - фотография 32 - изображение 32

Однотрубные дифманометры обычно используются, если необходимо получить результат высокой точности. В таких устройствах применяется и широкий сосуд, на который действует давление с наибольшим коэффициентом. Единственная же трубка фиксируется к пластинке со шкалой, демонстрирующей данные разности, и сообщается с атмосферной средой. В процессе измерения перепадов давления с ней взаимодействует наименьшее из давлений. Рабочая среда заливается в манометр дифференциального давления до того момента, пока не будет достигнут нулевой уровень.

Под воздействием давления определенная доля жидкости перетекает в трубку из сосуда. Так как объем рабочей среды, которая переместилась в измерительную трубку, соответствует объему, вышедшему из сосуда, однотрубный дифманометр предусматривает измерение высоты лишь одного жидкостного столба. Иными словами, сокращается погрешность измерения. Тем не менее, и приборы этого типа не избавлены от недостатков.

Отклонения от оптимальных значений могут быть обусловлены температурным расширением в измерительных компонентах прибора, плотностью рабочей среды и другими погрешностями, которые, впрочем, характерны для всех разновидностей дифманометров. Например, дифференциальный манометр цифровой даже с учетом поправок на показатели плотности и температурные коэффициенты также имеет определенный порог погрешности.

Мембранные дифманометры

Типы дифманометров - фото 33 - изображение 33

Главный подтип механических дифференциальных манометров, который также разделяется на устройства с металлическими и неметаллическими измерительными элементами. В приборах с плоской мембраной из металла расчеты происходят на основе фиксации характеристик прогибов в измерительном компоненте. Распространен и дифференциальный манометр, в котором мембрана выступает разделительной перегородкой для камер. В момент деформации противодействующая сила формируется цилиндрической спиральной пружиной, разгружающей измерительный элемент. Так происходит сопоставление двух разных величин давления.

Заключение - изображение 34 - изображение 34

Также некоторые модификации мембранных устройств снабжаются защитой от одностороннего воздействия – эта особенность конструкции позволяет их применять в измерении показателей избыточного давления. Несмотря на активное внедрение электроники в метрологическую отрасль в целом, мембранные средства измерения остаются востребованными и даже незаменимыми в некоторых областях. Например, высокотехнологичный дифференциальный манометр ДМЦ-01м цифрового типа, несмотря на эргономичность и высокую точность, имеет ряд ограничений по использованию в условиях, где возможна эксплуатация мембранных устройств.

Сильфонные версии

В таких моделях измерительных элементом выступает гофрированный короб из металла, дополненный спиральной пружиной. Плоскость прибора разделяется сильфоном на две части. Наибольшее воздействие давления приходится на камеру вне сильфона, а наименьшее – во внутреннюю полость. В результате воздействия давлений с разными силами чувствительный элемент деформируется в соответствии с величиной, пропорциональной искомому показателю. Это классические манометры дифференциальные, показывающие результаты измерений стрелкой на циферблате. Но есть и другие представители этого семейства.

Другие механические версии

Менее распространены кольцевые, поплавковые и колокольные устройства измерения разности давлений. Хотя среди них встречаются относительно точные бесшкальные и самопишущие модели, а также приборы с контактными электрическими устройствами. Передача данных в них обеспечивается дистанционно опять же, посредством электрической связи или за счет пневматики. Для определения расходных показателей на основе переменных разностей также выпускают механические приборы с суммирующими и интегрирующими дополнениями.

Цифровые дифманометры

Дифференциальный манометр: принцип действия, типы и виды. Как выбрать дифференциальный манометр - фотография 35 - изображение 35

Устройства этого типа кроме основных функций измерения разницы в давлении способны определять динамические показатели рабочих сред. Такие приборы обозначаются маркировкой ДМЦ-01м. Дифференциальный манометр цифровой, в частности, используется в системах контроля вентиляции производственных объектов, позволяет рассчитывать показатели потребления газа, учитывая температурные корректировки, а также вести учет средних расходов по измеренным позициям. Устройство снабжено микропроцессором, который автоматически ведет учет измерений и накопления информации по газоходу. Все получаемые сведения о результатах работы отображаются на дисплее.

Рекомендации по выбору

Принцип работы - фотография 36 - изображение 36

Расчетные операции с показателями давления требуют использования надежного прибора, максимально соответствующего условиям эксплуатации. В связи с этим важно определиться с перечнем функций, которые будет выполнять прибор. К примеру, дифференциальный манометр Testo 510 способен обеспечивать точные показания с температурной компенсацией и предоставлять данные на цифровом дисплее. В некоторых случаях требуется сигнализирующая модель, поэтому следует учитывать наличие данной опции.

Для максимально корректных данных заранее нужно сопоставить характеристики устройства с возможностью эксплуатации в конкретной рабочей среде. Не все приборы могут применяться в кислородных, аммиачных и фреоновых средах. По крайней мере, их точность может быть низкой.

Источник: fb.ru

Что такое дифференциальный манометр

Классификация - изображение 37 - изображение 37

В данной статье мы рассмотрим дифференциальный манометр, что это такое, какова его функция, и для чего используется.

Дифференциальный манометр — это устройство, которое измеряет разницу давления между двумя местами. Дифференциальные манометры могут варьироваться от устройств, достаточно простых для создания дома, до сложного цифрового оборудования.

Функция

Стандартные манометры используются для измерения давления в контейнере путем сравнения его с нормальным атмосферным давлением. Дифференциальные манометры также используются для сравнения давления двух разных емкостей. Они показывают, какой из сосудов имеет большее давление, и насколько велика разница между ними.

Использование

Дифференциальные манометры имеют широкий спектр применения в различных дисциплинах. Одним из примеров является то, что они могут быть использованы для измерения динамики потока газа путем сравнения давления в разных точках трубы.

Простейший дифференциальный манометр представляет собой U-образную трубку с обоими концами на одной высоте. Жидкость, обычно вода или ртуть, покоится на дне трубки.

Как работает

Если один конец трубки находится в месте с более высоким давлением воздуха, давление будет отталкивать жидкость с этой стороны трубки. Измеряя разницу между высотами жидкости, можно рассчитать разницу в давлении.

Расчет

Чтобы рассчитать разницу в давлении, умножьте разницу в высоте на плотность газа и ускорение под действием силы тяжести. Конечные единицы должны быть в паскалях.

Автор: Тимеркаев Борис

Тимеркаев Борис — 68-летний доктор физико-математических наук, профессор из России. Он является заведующим кафедрой общей физики в Казанском национальном исследовательском техническом университете имени А. Н. ТУПОЛЕВА — КАИ

Дифманометр

Двухтрубные модели - фото 38 - изображение 38

Дифференциальный манометр, прибор для измерения разности (перепада) давлений; применяется также для измерений уровня жидкостей и расхода жидкости, пара или газа по методу перепада давлений. По принципу действия различают Д.: жидкостные, в которых измеряемое давление или разрежение уравновешивается столбом жидкости, и механические, в которых давление уравновешивается силами упругости различных чувствительных элементов — мембраны, пружины, сильфона. Упругая деформация чувствительного элемента — величина, пропорциональная измеряемому давлению.

Жидкостные Д. разделяются на трубные, поплавковые, кольцевые и колокольные. Трубные Д. бывают двухтрубные (U-образные) и однотрубные (с сосудом и вертикальной трубкой и с сосудом и наклонной трубкой, служащей для увеличения точности отсчёта при измерении малых величин). Действие двухтрубного Д. (рис. 1) основано на использовании сообщающихся сосудов, заполненных жидкостью, столб которой одновременно является гидравлическим затвором и создаёт гидростатическое давление, противодействующее измеряемому. Один конец U-образной трубки, заполненной жидкостью, соединяют с замкнутым пространством, в котором надо измерить избыточное давление, а второй остаётся открытым (под барометрическим давлением). Разность уровней жидкости в трубках показывает избыточное давление ризб = рабс — рбар = р; р = hρg, где h — разность уровней жидкости, ρ — плотность заполняющей жидкости, g — ускорение свободного падения. Уравнение для однотрубного Д. с сосудом и вертикальной трубкой (рис. 2) аналогично уравнению для двухтрубного Д. Величина перемещения жидкости в трубке однотрубного Д. прямо пропорциональна измеряемому перепаду давлений и зависит от соотношения квадратов диаметров или площадей сечения трубки и сосуда: f/F = d2/D2. Чтобы упростить измерения, обычно принимают соотношение, при котором h2 будет отличаться от h1 не более чем на 1%; поэтому величиной h1 пренебрегают и отсчёт производят только по уровню жидкости в трубке. Для исключения погрешности шкала изготовляется с делениями, равными не 1 мм, а меньше (0,9 мм). Диапазон измерений U-образных Д. до 93 кн/м2 (700 мм рт. ст.) при давлении среды до 15 Мн/м2 (150 кгс/см2). Точность отсчёта в двух трубках ± 1 мм.

Поплавковый Д. по принципу действия аналогичен однотрубному Д. с сосудом и вертикальной трубкой, только для измерения служит поплавок, передающий изменение уровня жидкости в сосуде на стрелку прибора. Диапазон измерения перепадов давления от 0 до 133 кн/м2 (от 0 до 1000 мм рт. ст.), при давлении среды до 16 Мн/м2 (160 кгс/см2). Основная приведённая погрешность ± 1,5—2%.

Кольцевой Д., или «кольцевые весы», имеет чувствительный элемент в виде полого кольца с перегородкой (рис. 3). В нижней части кольца, заполненного жидкостью (вода, масло, ртуть), укреплён компенсационный груз. При p1 = p2 уровень жидкости в обеих частях кольца одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При p1 > p2 жидкость в левой части опустится, а в правой поднимется. Усилие, создаваемое действием разности давлений на перегородку, вызывает момент, стремящийся повернуть кольцо по часовой стрелке. Диапазон измерения перепадов давлений: для низкого давления (с водяным заполнением) до 1,6 кн/м2 (160 кгс/м2) при давлении среды до 150 кн/м2 (15000 кгс/м2); для среднего (с ртутным заполнением) — до 33 кн/м2 (250 мм рт. cт.) при давлении среды 3,2 Мн/м2 (32 кгс/см2). Основная приведённая погрешность ± 0,5—1,5%.

Колокольный Д. (рис. 4) представляет собой колокол, погружённый в жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений внутри (большее) и снаружи (меньшее) колокола. Противодействующая измеряемому давлению сила создаётся утяжелением колокола (гидростатическое уравновешивание) или деформацией пружины, на которой подвешивается колокол (механическое уравновешивание). Диапазон измерения перепада давлений от 40 н/м2 до 4 кн/м2 (от 4 до 400 кгс/м2) при давлении среды от 10 кн/м2 до 0,3 Мн/м2 (от 1000 кгс/м2 до 3 кгс/см2).

Механические Д. разделяются на мембранные с плоской упругой металлической мембраной (рис. 5) и с неметаллической мембраной и сильфонные. В мембранных Д. упругая металлическая мембрана прогибается под влиянием измеряемого давления, по величине прогиба определяют давление. В некоторых конструкциях Д. мембрана служит только для разделения камер. Противодействующую силу при деформации создаёт тарированная цилиндрическая спиральная пружина, которая разгружает мембрану. Некоторые мембранные Д. имеют защиту от односторонней перегрузки и могут применяться для измерения не только перепадов, но и избыточных давлений. Диапазон измерения давления от 0 до 6,3 кн/м2 (0—630 кгс/м2) и от 0,16 до 0,63 Мн/м2 (1,6—6,3 кгс/см2); диапазон перепада давлений до 133 кн/м2 (1000 мм рт. cт.) при максимальном давлении среды до 60 Мн/м2 (600 кгс/см2). Основная приведённая погрешность ± 1,5%. Д. с неметаллическими мембранами (из резины и т.п. материалов) имеют только цилиндрическую спиральную пружину, не воспринимают изгибающих моментов и сжимающих усилий и работают только на растяжение. Для увеличения перемещения они изготовляются гофрированными и имеют жёсткий центр, образованный двумя металлическими дисками. Диапазон измерений перепада давлений до 133 кн/м2 (1000 мм рт. cт.) при давлении среды до 6,4 Мн/м2 (64 кгс/см2). Основная приведённая погрешность ± 1—2%.

Сильфонные Д. имеют чувствительный элемент — гофрированную металлическую коробку (сильфон) с тарированной цилиндрической спиральной пружиной. Сильфон разделяет полость Д. на две камеры. Большее давление подводится в полость над сильфоном, а меньшее — внутрь. Под действием разности давлений сильфон прогибается на величину, пропорциональную измеряемому давлению. Диапазон измерений до 25 кн/м2 (2500 кгс/м2) при давлении среды до 32 Мн/м2 (320 кгс/см2). Основная приведённая погрешность ± 0,5—1%.

Поплавковые, кольцевые, колокольные и механические Д. изготовляются показывающими, самопишущими и бесшкальными (с электрической или пневматической дистанционной передачей показаний), с электрическим контактным устройством. Д. для измерения расхода по методу переменного перепада выпускаются с интегрирующими и суммирующими устройствами. Дальнейшее развитие конструирования Д. идёт по пути усовершенствования механического Д.

Лит.: Кремлевский П. П., Расходомеры, 2 изд., М. — Л., 1963; Автоматизация, приборы контроля и регулирования производственных процессов в нефтяной и нефтехимической промышленности. Справочник, кн. 2, М., 1964.

Г. Г. Мирзабеков.

Однотрубные модели - фотография 39 - изображение 39

Рис. 1. Двухтрубный U-oбразный дифманометр.

Мембранные дифманометры - фото 40 - изображение 40

Рис. 2. Дифманометр с сосудом и вертикальной трубкой.

Сильфонные версии - изображение 41 - изображение 41

Рис. 3. Схема кольцевого дифманометра.

Другие механические версии - фото 42 - изображение 42

Рис. 4. Схема колокольного дифманометра.

Цифровые дифманометры - фотография 43 - изображение 43

Рис. 5. Дифманометр с упругой мембраной и электрической передачей показаний.

Большая советская энциклопедия

Принцип работы манометров, оснащенных автоматической системой сигнализации

Рекомендации по выбору - фотография 44 - изображение 44

Манометр – прибор для измерения давление посредством деформации чувствительного элемента (пружина, мембрана и т.д.), который в свою очередь изменяет сопротивление тензодатчика. Отличие сигнализирующего манометра от других видов в том, что у первого имеется дополнительный электрический контакт, который в случае превышения допустимого давления замыкает электрическую цепь, которая включает сигнальные устройства (электрический звонок, сигнальная лампа и т.д.).

  1. Область применения и конструкция напоромеров и тягомеров.

Напоромеры -манометры малых избыточных давлений до 40 КПа. Тягомеры -вакуумметры с пределом до минус 40 КПа. Напоромер, также как его модификации тягомер и тягонапоромер, используются для измерения малых величин вакуумметрического или избыточного давления природного газа, незапыленного сухого воздуха, и других различных газов, которые являются неагрессивными по отношению к контактируемым материалам: стали, цветным металлам и их сплавам. А также применяются для коммутации внешних электрических цепей в системах общепромышленной автоматики, например котельной, когда достигается пороговое, или по-другому придельное, значение давления, которое измеряется. Основная область применения напоромера состоит из котельного оборудования различных отраслей народного хозяйства.

Принцип действия напоромеров заключается в сбалансировании давления с помощью чувствительного элемента - герметичной мембранной коробки и ее силами упругой деформации.

Корпус напоромера имеет пластмассовый, со встроенным стеклянным экраном, который предназначен для удобного фиксирования измерительных данных, то есть показаний. Такой внешний вид не случаен, он увеличивает время эксплуатации прибора, особенно когда его используют в агрессивных средах или помещениях имеющих повышенную влажность воздуха.

Внутреннее устройство напоромера, также как и его модификаций, состоит из специальной мембранной коробки и тяг, которые передают усилие давление измеряемого вещества на стрелку, а та уже выводит данные на шкалу циферблата.

Во время работы, напоромеры не должны подвергаться сильным перегрузкам, значение которых превышает больше чем 25% от верхнего измеряемого предела. Их используют при утопленном щитовом монтаже.Цель их использования – непосредственный отсчет давления некристаллизующихся, устойчивых к различным сплавам сред в природных условиях, обусловленных климатом средней полосы.

  1. Принцип работы электрических приборов давления.

Электрические манометры

В отличие от первичных приборов давления и приборов со встроенными преобразователями (давление — перемещение — унифицированный электрический сигнал) существуют электрические приборы давления, в чувствительных элементах которых происходит прямое преобразование давления в электрический измерительный сигнал.

Рассмотрим электрические манометры, принцип действия которых основан на зависимости электрического сопротивления веществ от измеряемого давления. Их называют тензопреобразователями. Тензопреобразователи изготовляют из полупроводников, константана, платины, сплавов меди и никеля. В приборах давления их используют в качестве чувствительных элементов, механически соединенных с мембраной или пружиной прибора, которая деформируется под действием измеряемого давления. В промышленности получили распространение приборы для измерения давления «Сапфир» (рис. 5, а), в которых в качестве чувствительного элемента служитсапфировая мембрана с напылёнными полупроводниковыми сопротивлениями. Тензопреобразователи из полупроводников по сравнению с металлическими обладают большей чувствительностью, малыми размерами и массой. Измерительная схема приборов «Сапфир» (рис. 5, 6) представляет собой электрический мост, в плечи которого установлены теизопреобразователи 3, располагаемые симметрично на мембране 2, воспринимающей измеряемое давление. Сигнал небаланса моста усиливается, и на выходе преобразователя 1 (рис. 5, а) получается унифицированный токовый сигнал (0-5 мА при сопротивлении нагрузки до 2,5 кОм). Приборы «Сапфир» выпускают следующих модификаций: манометры ДА, вакуумметры ДВ, дифманометры ДИ.

Для измерения высоких давлений (до 1000 МПа) применяют тензопреобразоеатели из манганина. В приборах для измерения Давления чувствительные элементы из этого материала выполняют в виде катушек. Сопротивления катушек под давлением определяют с помощью мостовых измерительных схем, а при необходимости точных измерений — потенциометрами.Недостатками приборов «Сапфир» являются необходимость индивидуальной градуировки и зависимость показаний прибора от температуры измеряемого объекта. Из-за последнего недостатка приходится вводить в измерительную схему приборов с тензопреобразователями устройства термокомпенсации. Принцип действия других электрических приборов для измерения давления основан на использовании пьезоэлектрического эффекта. Эффект связан с появлением электростатических зарядов на гранях кристаллов кварца при их деформации вдоль оси перпендикулярно этим граням. Кристаллы выполняют в виде двух пластин, механически соединенных с мембраной, на которую воздействует измеряемое давление. Пьезокварцевые манометры позволяют измерять давление до 100 МПа и широко применяются при измерении циклически меняющихся давлений большой частоты. Чувствительность таких преобразователей можно повысить, используя большее количество кварцевых пластин, увеличивая активную площадь мембраны или удлиняя пластину. Недостатками пьезокварцевых манометров является низкая точность измерения статического давления из-за утечки электрического заряда, а достоинством их — низкая температурная погрешность.

  1. Жидкостные дифференциальные манометры для измерения перепада давления и расхода жидкости.

Жидкостной дифманометр– это прибор, в котором перепад давления измеряется величиной гидростатического столба жидкости, уравновешивающего перепад. К жидкостным относятся трубные (U-образные), поплавковые, колокольные и кольцевые дифманометры.

Колокольный дифманометр представляет собой колокол, погружённый в жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений внутри (большее) и снаружи (меньшее) колокола.

Что такое дифференциальный манометр - фото 45 - изображение 45

Противодействующая измеряемому давлению сила создаётся утяжелением колокола (гидростатическое уравновешивание) или деформацией пружины, на которой подвешивается колокол (механическое уравновешивание).

Действие двухтрубного дифманометра (u-образный дифманометр) основано на использовании сообщающихся сосудов, заполненных жидкостью, столб которой одновременно является гидравлическим затвором и создаёт гидростатическое давление, противодействующее измеряемому. Один конец U-образной трубки, заполненной жидкостью, соединяют с замкнутым пространством, в котором надо измерить избыточное давление, а второй остаётся открытым (под барометрическим давлением).

Функция - фото 46 - изображение 46

Разность уровней жидкости в трубках показывает избыточное давление. Величина перемещения жидкости в трубке однотрубного Д. прямо пропорциональна измеряемому перепаду давлений и зависит от соотношения квадратов диаметров или площадей сечения трубки и сосуда.

  1. Деформационные дифференциальные манометры для измерения перепада давления и расхода жидкости.

Деформационные манометры. Измеряемое давление или разность давлений определяется по деформации упругих чувствит. элементов: трубчатых манометрич. пружин - одно- и двухвитковых, S-образных, винтовых, геликоидальных, спиральных; плоских и гофрированных мембран; мембранных коробок; сильфонов; цилиндрич. трубок и стаканов. Под действием давления деформируется сечение пружины и происходит перемещение ее своб. конца, преобразуемое передаточным механизмом в перемещение стрелки, к-рая показывает давление по шкале. Конструктивно дифманометр состоит из двух частей-сильфонного блока и показывающей части. Сильфонный дифманометр. Принцип действия основан на использовании деформации упругой системы (сильфоны, цилиндрические пружины, торсионная трубка) при воздействии на нее измеряемого перепада давления. Механизм показывающей части собран в круглом корпусе диаметром и представляет собой трибко-секторный механизм, на оси которого установлена показывающая стрелка. В мембранных дифманометрах мембрана под воздействием давления прогибается, и по размеру прогиба происходит определение измеряемого давления.

  1. Назначение, принцип работы и разновидности измерительных преобразователей.

Измери?тельный преобразова?тель — техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, дальнейших преобразований, индикации и передачи, но непосредственно не воспринимаемый оператором. ИП или входит в состав какого-либо измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы и др.), или применяется вместе с каким-либо средством измерений.

Классификация

По характеру преобразования:

Аналоговый измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, преобразующий одну аналоговую величину (аналоговый измерительный сигнал) в другую аналоговую величину (измерительный сигнал);

Аналого-цифровой измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования аналогового измерительного сигнала в цифровой код;

Цифро-аналоговый измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для преобразования числового кода в аналоговую величину.

По месту в измерительной цепи:

Первичный измерительный преобразователь — Первичный измерительный преобразователь - измерительный преобразователь, на который непосредственно воздействует измеряемая физическая величина. Первичный измерительный преобразователь является первым в преобразователем в измерительной цепи измерительного прибора;

Датчик — конструктивно обособленный первичный измерительный преобразователь;

Детектор — датчик в области измерений ионизирующих излучений;

Промежуточный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, занимающий место в измерительной цепи после первичного преобразователя.

По другим признакам:

Передающий измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для дистанционной передачи сигнала измерительной информации;

Масштабный измерительный преобразователь — измерительный преобразователь, предназначенный для изменения размера величины или измерительного сигнала в заданное число раз.

По принципу действия ИП делятся на генераторные и параметрические.

  1. Тензорезисторные передающие преобразователи.

Тензорезистор (от лат. tensus — напряжённый и от резистор) — резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации[1]. Тензорезисторы используются в тензометрии. С помощью тензорезисторов можно измерять деформации механически связанных с ними элементов.[2], Тензорезистор является основной составной частью тензодатчиков, применяющихся для косвенного измерения силы, давления, веса, механических напряжений, крутящих моментов и пр.

Принцип действия

Принцип действия хорошо проиллюстрирован на картинке за одним небольшим замечанием - в реальности изменения сопротивления весьма малы и требуют прецизионных усилителей или АЦП. Он заключается в изменении электрического сопротивления проводников и полупроводников при их механической деформации.

Тензорезисторы используются в качестве первичных преобразователей при измерениях механических величин (силы, крутящего момента, перемещения, давления и пр.).

  1. Дифференциально-трансформаторная система передачи информации.

При подаче переменного напряжения на первичные обмотки преобразователей во вторичных обмотках индуцируется ЭДС, значение и фаза которой зависят от поло­жения сердечника в катушке. Сердечник дифференциально-трансформаторного преобразователя датчика связан с чувствительным элементом (метрической пружиной, мембраной) прибора. Сердечник преобразователя, встроенный во вторичный прибор, связан через эксценгрик с выходным валом реверсивного дви­гателя. При рассогласовании положений сердеч­ников появляется сигнал разбаланса, который после усиления приводит во вращение двига­тель РД. При этом показания прибора и положение сердечника тех пор, пока сигналы станут равными нулю.

ВП изменяются рассогласования

  1. Электросиловая система передачи информации

Электросиловое оборудование предоставляет современным инженерным системам возможности гибкого и плавного регулирования параметров и характеристик силовых агрегатов. Оборудование частотного электропривода находит всё большее применение в современных технологических приложениях на объектах заказчиков. Принцип частотного регулирования силового электродвигателя позволяет кардинальным образом расширить возможности эксплуатации данного типа оборудования. Электросиловая система производит перевод входных величин в силовую электрическую силу, как правило, для регулирования технических параметров.

  1. Автоматическое регулирование соотношения расходов газа и воздуха (по коэффициенту α).

Автоматическое регулирование расхода топлива необходимо для регулирования тепловой нагрузки печи. Численно соотношение топливо-воздух определяется коэффициентом расхода воздуха α:

α =

Использование - фотография 47 - изображение 47

; где B b – действительный расход воздуха; Vb- теоретическое количество воздуха, необходимое для сжигания 1 тонны топлива. Bm – расход топлива. Для точного определения α необходимо точное значение расхода топлива, воздуха и состава топлива. При недостаточном количестве воздуха α<1 (температура будет ниже) топливо сгорает не полностью максимальная температура в печи не достигается. При избытке воздуха α>1 топливо сгорает полностью, но часть выделившегося тепла идет на нагрев избытка воздуха (температура меньше максимальной). При α=1 достигается максимальная температура. Следовательно по значению коэффициента избытка воздуха происходит регулирование соотношения расхода газа и воздуха.

Дифманометр

Как работает - изображение 48 - изображение 48

Сегодня трубные системы присутствуют в каждом доме. В частных домах они представляют собой малое количество труб, по которым течет вода. Что же касается промышленных масштабов, то здесь трубные системы предполагают наличие большого числа запорного оборудования, датчиков и измерителей. Одним из таких измерителей может стать дифференциальный манометр дм 3583м http://dm3583m.ru/, который является высококачественным отечественным изделием.

Принцип работы дифманометра

Дифференциальный манометр представляет собой небольшой датчик конической формы, в который вставляются несколько трубочек, а также датчики, подключаемые к чувствительному элементу. Принцип работы основан на деформации чувствительного элемента, которая происходит из-за разности давлений, создаваемой в дифманометре.

Действие дифманометров основано на деформации сильфонного блока. Именно он принимает описанный выше перепад давления в системе и затем преобразует его в угловое перемещение указателя стрелки. В результате стрелка перемещается, пока действует сила, возникающая в результате перепада давлений. Этот процесс длится до момента, когда противодействующие силы уравновесятся.

С помощью подобного устройства можно измерять разности давлений внутри труб, насадок, форсунок и так далее, также снимать показания давления гидростатического столба на жидкость и многое другое.

Применение

Дифманометры нашли применение на теплоэлектроцентралях, котельных и так далее. На промышленных объектах, где имеется сложная водяная теплопроводная сеть, представляющая собой комбинацию труб, в которых течет жидкость или газ с повышенным давлением. Дифференциальные манометры устанавливаются для мониторинга состояния напора в трубах, регулированием расхода жидкости в трубах и так далее. Данные устройства помогают промышленным предприятиям поддерживать безопасность и в случае чего  оповещают о чрезвычайных ситуациях. Также они фиксируют разность давлений в трубах, с помощью которой определяется расход путем математических вычислений.

Расчет - изображение 49 - изображение 49

Преимущества модели  дм 3583м

·         Высокое качество изделия, проверенное временем и опытом;

·         Легкость эксплуатации, несложная схема установки и подключения;

·         Надежность и долгий срок службы;

·         Невысокая цена по сравнению с аналогами;

Таким образом, дифманометры - важные элементы на промышленных объектах, имеющих газоходные и трубопроводные трассы. Отличным вариантом выбора подобного устройства станет дм 3583м, который способен обеспечить нормальный технологический цикл производства и будет работать без сбоев и неполадок. С использованием данного устройства сможет разобраться любой рабочий.

ЛЕКЦИЯ 6. Рис. 33. Дифференциальные манометры

Дифманометр - изображение 50 - изображение 50

Рис. 33. Дифференциальные манометры

Рис. 31. Жидкостные манометры

Измерительные преобразователи давления.

Давление в системе СИ измеряется в Паскалях: 1 Па = Н/м2 . Широко используются внесистемные единицы: нормальная, физическая, техническая атмосферы. Нормальная атмосфера – это давление столба ртути высотой 760 мм при нормальных условиях, т.е. при температуре 0єС. Давление, оказываемое столбом жидкости высотой h дается формулой

Принцип работы манометров, оснащенных автоматической системой сигнализации - фотография 51 - изображение 51

. Имеют место соотношения:

Нормальная атмосфера: 760 мм рт. ст = 1,013.105 Па,

Физическая атмосфера (1 бар): = 750 мм рт. ст. = 105 Па,

Техн. атмосфера = 735,6 мм рт. ст = 0,98.105 Па = 10 м вод. ст.

В честь Торричелли назвали: 1 мм рт. ст. = 1 Тор.

Измерительные преобразователи давления можно классифицировать по следующим группам: жидкостные, пружинные, электрические, комбинированные.

В жидкостных преобразователях давления в качестве жидкости используются: ртуть, вода, этиловый спирт, керосин, глицерин. Типичный жидкостной манометр представляет собой U-образную трубку, размещенную на доске со шкалой. Один конец трубки (заполненной наполовину рабочей жидкостью), соединяется с пространством, в котором измеряется давление, а другой конец оставляют открытым. Измеряемое давление определяют через разность показаний в левом и правом колене. Верхний предел измерений р = 2 атм.

Дифманометр - фотография 52 - изображение 52

Принцип работы дифманометра - фото 53 - изображение 53

Применение - фото 54 - изображение 54

а) б) в)

На рис. 31 представлены некоторые виды жидкостных манометров. Наиболее распространенным прибором является U-образный манометр (рис. 31 а, б). Широкое распространение получили также однотрубные чашечные микроманометры (рис.31 в). Высота столба жидкости в трубке чашечных манометров или разность уровней жидкости в U-образных манометрах пропорциональны измеряемому избыточному давлению: Ризб = Н

Преимущества модели  дм 3583м - изображение 55 - изображение 55

, где

ЛЕКЦИЯ 6. Рис. 33. Дифференциальные манометры - изображение 56 - изображение 56

- удельный вес рабочей жидкости. Измерение давления сводится к измерению высоты столба жидкости Н.

Пружинные манометры

Пружинные манометры относятся к наиболее распространенным приборам для измерения давления. Диапазон измеряемых давлений чрезвычайно широк: от вакуума до 103 МПа. Принцип действия этих манометров основан на уравновешивании силы, возникающей под действием измеряемого давления, силой упругой деформации чувствительного элемента прибора: Р = кН, где к – коэффициент упругости материала чувствительного элемента, Н – величина деформации (перемещения) чувствительного элемента.

В качестве чувствительных элементов (ЧЭ) используются пружины следующих типов: а) одновитковые трубчатые; б) многовитковые (геликоидальные); в) плоские и гофрированные мембраны; г) сильфоны.

Дифманометр принцип работы - фото 57 - изображение 57

Дифманометр принцип работы - фотография 58 - изображение 58

Дифманометр принцип работы - фотография 59 - изображение 59

Дифманометр принцип работы - фотография 60 - изображение 60

а) б) в) г)

Рис. 32. Пружинные манометры

Одновитковая трубчатая пружина или трубка Бурдона (рис. 32 а) представляет собой стальную или латунную трубку овального сечения, согнутую по дуге окружности почти на 270°. Один конец трубки соединен со штуцером. через который во внутреннюю полость трубки поступает среда, давление которой измеряется, а второй (свободный конец) запаян. Под действием измеряемого давления в металле трубки возникают механические напряжения, в результате которых свободный конец совершает перемещение. Конец пружины через поводок поворачивает зубчатый сектор и зубчатую шестерню (трибку) и вместе с нею указательную стрелку. При подаче на вход манометра избыточного давления трубка разгибается. А при подаче разрежения – сгибается.

Многовитковая трубчатая пружина (рис. 32 б) обычно выполняется в виде винтовой пружины, что позволяет повысить чувствительность прибора. Угол поворота свободного конца трубки достигает 60°, при количестве витков от 6 до 9. Манометры с такой пружиной выпускаются чаще всего как самопишущие.

Мембранные манометры имеют в качестве ЧЭ упругие или эластичные (вялые) мембраны. Упругая мембрана – это гибкая круглая плоская или гофрированная пластина, способная прогибаться под действием давления. Эластичная мембрана, предназначенная для измерения малых давлений, представляет собой плоские или гофрированные диски, выполненные из прорезиненной ткани и зажатые между фланцами.

Измеряемое давление действует на мембрану, мембрана прогибается и воздействует на шток, соединенный со стрелкой (рис. 32 в).

Сильфон – это тонкая цилиндрическая металлическая оболочка с поперечными гофрами (рис. 32 г), способная совершать значительные перемещения под действием давления или силы. Деформация сильфона вызывает перемещение штока и стрелки прибора.

Дифференциальные манометры

Дифманометр принцип работы - фотография 61 - изображение 61

Дифманометр принцип работы - фото 62 - изображение 62

Дифманометр принцип работы - фотография 63 - изображение 63

Дифманометр принцип работы - изображение 64 - изображение 64

а) б) в) г)

Для измерения разности давлений ΔР = Р1 – Р2 применяются дифференциальные манометры. Наиболее часто используются мембранные, сильфонные, колокольные и кольцевые дифманометры (рис. 33).

Чувствительным элементом мембранного дифманометра (рис. 33 а) является блок из двух коробчатых мембран, помещенных в отдельные камеры. Внутренние полости мембран, заполненные дистиллированной водой. сообщаются между собой через отверстие в перегородке. Мембранная коробка, на которую действует большее давление, сжимается, вода вытесняется в другую коробку, стенки которой расходятся. Шток, жестко закрепленный к центру верхней мембраны, перемещается пропорционально разности давлений.

Принцип действия сильфонного дифманометра (рис. 33 б) аналогичен. Вместо мембран здесь используются сильфоны. Связь между перемещением штока Н и перепадом давлений ΔР выражается зависимостью ΔР = кН, где к – постоянный для данного дифманометра коэффициент.

Чувствительным элементом колокольного дифманометра является колокол, погруженный в масло (рис. 33 в). Силы, действующие на колокол со стороны большего из давлений, превышают силы, действующие со стороны меньшего давления. Под действием этих сил колокол перемещается, приводя в движение стрелку. Зависимость между разностью давлений и глубиной погружения колокола выражается уравнением: ΔР = К1 – К2Н, где К1 и К2 – постоянные коэффициенты.

Кольцевой дифманометр (Рис. 33 г) представляет собой прозрачное кольцо, наполовину заполненное рабочей жидкостью и разделенное герметичной перегородкой на две части (полости). К полостям над жидкостью подведены гибкие трубки для подачи давлений, а в центре вращения установлена ножевая опора. Для варьирования пределов измерения изменяют вес прикрепленного к кольцу груза.

Зависимость между перепадом давлений и углом поворота кольца выражается уравнением:

Дифманометр принцип работы - фото 65 - изображение 65

. (5.1)

Здесь G – вес груза, a – расстояние от центра тяжести груза до оси вращения, S – площадь перегородки, R – средний радиус кольца,

Дифманометр принцип работы - изображение 66 - изображение 66

- угол поворота кольца.

Дифференциально-трансформаторная система передачи

Системы передачи измерительной информации предназначены для сбора информации с удаленных от наблюдателя объектов. Используются следующие унифицированные системы передачи: пневматическая, электрическая токовая, электрическая частотная. Кроме этих систем применяются: реостатная, индуктивная, дифференциально-трансформаторная, сельсинная и др. дистанционные передачи.

Диффенциально-трансформаторная система передачи (рис. 34) состоит из первичного измерительного преобразователя, включающего в себя чувствительный элемент ЧЭ и дифференциально-трансформаторный преобразователь ДТ1 и приемника информации, в качестве которого используется вторичный прибор дифференциально-трансформаторного типа, оснащенный преобразователем ДТ2. Первичные обмотки ДТ-преобразовательных элементов соединены между собой последовательно и питаются от сети переменного тока. Вторичные обмотки ДТ-преобразовательных элементов включены по компенсационной схеме, в которой на вход электронного усилителя ЭУ поступает сигнал ΔU = ΔU1 – ΔU2. При протекании тока в первичных обмотках в секциях вторичных обмоток индуцируются ЭДС, величина и фаза которых зависят от положений стальных плунжеров, перемещающихся внутри катушек.

При одинаковых положениях плунжеров ΔU1 = ΔU2 и на входе ЭУ ΔU = 0. Система находится в состоянии равновесия. Изменение измеряемого параметра вызывает деформацию ЧЭ, сопровождаемую перемещением плунжера преобразователя ДТ1. На его выходе появляется сигнал ΔU1, отличный от сигнала ΔU2. В результате на входе усилителя появляется сигнал ΔU, отличный от нуля. Усиленное напряжение разбаланса подается на обмотку реверсивного двигателя РД, который перемещает плунжер преобразователя ДТ2 в сторону уменьшения разбаланса, вплоть до полной компенсации. Таким образом, каждому положению плунжера катушки датчика соответствует аналогичное положение плунжера катушки приемника. С осью реверсивного двигателя кроме плунжера кинематически связаны также показывающее и записывающее устройства.

Дифманометр принцип работы - фото 67 - изображение 67

Рис. 34. Схема дифференциально-трансформаторной дистанционной передачи.

Источники:

Понравилась статья? Расскажите друзьям:
Оцените статью, для нас это очень важно:
Проголосовавших: 1 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.

Оставить комментарий:

Отправить

Полезные сервисы:

Опрос: Насколько Вам помогла информация на нашем сайте? (Кол-во голосов: 636)
Сразу все понял
Не до конца понял
Пришлось перечитывать несколько раз
Вообще не понял
Как я сюда попал?
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. Результаты