Приборы для измерения давления могут классифицироваться по следующим характеристикам:

виду измеряемого давления;

принципу действия;

назначению;

классу точности.

По виду измеряемого давления приборы подразделяются на следующие:

манометры;

вакуумметры;

мановакуумметры;

напоромеры;

тягомеры;

тягонапоромеры;

дифманометры;

микроманометры;

барометры.

Согласно ГОСТ 8.271-77 манометр - это измерительный при­бор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений.

Для измерения абсолютного давления, т.е. такого, которое счи-тывается от абсолютного нуля, выпускаются манометры абсолют­ного давления; для измерения избыточного - манометры избы­точного давления, и наиболее часто «по умолчанию» эти разно­видности приборов называют манометрами.

Большинство выпускаемых манометров применяются для из­мерения избыточного давления. Их отличительным признаком яв­ляется показание «нуля» прибора при воздействии на чувствитель­ный элемент атмосферного давления.

Измерение давления разреженного газа производят вакууммет­рами. Соответственно вакуумметр - это манометр для измерения давления разреженного газа.

Манометр, имеющий возможность измерять давление разре­женного газа и избыточное давление (у прибора единая шкала), называютмановакуумметром.

Измерение малых значений (до 40 кПа) избыточного давления производится напоромерами, хотя такое название, как и такое под­разделение по виду измеряемого давления (для малых значений), за рубежом отсутствует. Тягомеры используются для измерения малого (до -40 кПа) вакуумметрического давления. Приборы, имеющие часть шкалы вакуумметрического, а часть избыточного давления в пределах ±20 кПа, называютсятягонапоромерами. Ев­ропейские стандарты (EN837-1, EN837-2 и EN837-3) такое разделение производят по виду чувствительного элемента: трубча­тый (Bourdon tube - Rohrfedern), мембранный - мембранная ко­робка - капсула (Diaphragm - Plattenfeder или Capsule - Кар-selfeder).

Приборы, предназначенные для измерения разности давлений в двух произвольных точках, именуют дифференциальными мано­метрами(дифманометрами). Причем это название в большей сте­пени применимо для показывающих приборов. Устройство изме­рения дифференциального давления с унифицированным выход­ным сигналом называют измерительным преобразователем разно­сти давлений.

Дифманометр, функционально обеспечивающий измерение ма­лых значений разности двух давлений и имеющий верхний предел измерения не более 40 кПа (4000 кгс/м), называют микромано­метром.

Контроль и измерение атмосферного давления производят ба­рометрами.

В дальнейшем для упрощения изложения материала в неприн­ципиальных моментах манометры, вакуумметры, мановакууммет-ры, напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры объединены под на­званием манометры или манометрические приборы.

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

жидкостные;

деформационные (пружинные);

грузопоршневые;

электрические и др.

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

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

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

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

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

По назначению манометры подразделяются на следующие:

общепромышленные, имеющие также название общетехни­ческих или рабочих;

эталонные, включающие государственный первичный, рабо­чие и другие эталоны.

Общепромышленные манометры предназначены для измерения давления непосредственно в ходе производственных процессов в рабочих точках промышленного оборудования.

Эталонные приборы используются для хранения и передачи размера единиц давления в целях единообразия, достоверности и обеспечения высокой точности его измерений.

В целях упорядочения отечественной метрологической терми­нологии и приближения ее к международной в нашей стране тер­мин образцовое средство измерений заменен на термин рабочий эталон. Рабочие эталоны подразделяют на разряды (1,2, 3-й), как это было принято для образцовых средств.

В промышленности встречаются контрольные манометры, ко­торые применяются для контроля правильности показаний техни­ческих манометров в местах их установки. Термин «контрольные» специфичен для промышленных условий и не имеет места в зако­нодательной метрологии настоящего времени, но широко исполь­зовался ранее. Вместо него сейчас используют термин «маномет­ры повышенной точности».

По защищенности от воздействия окружающей среды прибо­ры, согласно ГОСТ 12997-84, подразделяют на следующие ис­полнения: обыкновенное; защищенное от попадания внутрь изде­лия твердых тел (пыли); защищенные от попадания внутрь изде­лия воды; защищенные от агрессивной среды; взрывозащищенные; защищенные от других внешних воздействий. Несколько ви­дов защиты может сочетаться в одном изделии.

Изготавливаемые приборы должны быть устойчивыми и (или) прочными к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха в диапазонах параметров, указанных в табл.

Приборы должны быть устойчивыми и (или) прочными к воз­действию синусоидальных вибраций высокой частоты с парамет­рами, по группе исполнения выбираемыми из табл.

Общетехнические манометры конструктивно предусматривают устойчивость к вибрациям с частотой 10--55 Гц и амплитудой смещения до 0,15 мм.

Система кодификации по защите приборов от попадания внутрь изделия твердых тел (пыли), а также воды устанавливается ГОСТ 14254-96 . Для такой кодификации применяется обозначение «IР».

Манометр технический - простой и точный прибор для измерения давления. Он может быть использован для измерения вакуума, давления выше атмосферного, разности давлений. Конструкция манометра определяет каким образом измеряется каждое из видов давления.

Пожалуй, в быту самыми известными манометрами будут: манометр для измерения артериального давления и манометр для измерения давления автомобильных шин.

Принцип работы технического манометра

Принцип действия манометра основан на том, что столб жидкости определенной высоты обладает определенным давлением. Изменение величины жидкостных столбов при приложении на прибор источника давления используется как показатель изменения давления.

В качестве жидкости в манометрах большей частью используются ртуть и вода. Однако возможно использование других, специально приготовленных жидкостей, например, специального масла. В бесцветные жидкости для удобства в работе обычно добавляется краситель. Влияние веса красителя ничтожно и в расчет не принимается.

Как пользоваться техническим манометром

Основные операции по использованию манометра включают в себя проверку его состояния, обнуление, приложение давления и снятие показаний. Если жидкость в манометре загрязнилась, ее следует заменить, иначе это снизит точность производимых измерений.

Следует также проверять наличие в манометре достаточного количества жидкости для измерения давления. Если жидкости недостаточно, следует произвести ее долив в соответствии с инструкциями изготовителя прибора.

Все манометры должны быть нивелированы по уровню до проведения измерений. Без этого измерения будут неточными. В большинстве наклонных манометров имеется специальное устройство для нивелирования прибора. Устройство поворачивается до тех пор, пока пузырек в указателе уровня не примет правильного положения.

Для того, чтобы обеспечить точность, на манометре должен быть установлен эталонный нуль до того, как будет приложено давление и сняты показания. Эталонный нуль манометра выполнен в виде ручки, которая делает возможным установку нулевой отметки на шкале в соответствии с уровнем жидкости.

Эти приготовления помогут обеспечить нормальное функционирование манометра. Далее прикладывается давление и производится снятие нужных показаний.

Как читать показания манометра

После выполнения подготовительных операций можно переходить непосредственно к считыванию показаний манометра. На рисунке ниже показаны уровни водяных столбов для двух типов трубок. Открытая поверхность жидкостного столба называется мениском. Вид поверхности жидкости, показанный на рисунке, называется вогнутым мениском: центр этой поверхности расположен ниже ее внешних краев. Вода всегда образует вогнутые мениски.

На практике считывание показаний уровней для вогнутых менисков всегда производится со дна, т.е. низшей части мениска.

Существует так же и выпуклый мениск. Центр его выше, чем внешние края. Ртуть всегда образует выпуклые мениски. Считывание показаний при выпуклом мениске всегда производится с верхней точки.

В этой статье представлена информация о манометрах, чем руководствоваться при выборе, особенности их эксплуатации и прочее. Наряду с манометрами эта информация применима к вакуумметрам и мановакуумметрам. По тексту упоминаются только манометры, поскольку рекомендации по выбору и пр. для этих приборов одинаковы.

Манометр, вакуумметр и мановакуумметр – назначение приборов.

В зависимости от специализации предприятия возникает потребность в измерении различных сред. Для этой цели разработаны манометры разного назначения.

Параметры, которые важно учитывать при покупке прибора. Эта информация необходима в том случае если у Вас нет точной марки прибора, или нужная Вам модель не доступна, и необходимо правильно подобрать аналог.

Параметр диапазона измерения.

Это наиболее важный параметр.
Стандартный ряд диапазонов давления манометров:
0-1, 0-1.6, 0-2.5, 0-4, 0-6, 0-10, 0-16, 0-25, 0-40, 0-60, 0-100, 0-160, 0-250, 0-400, 0-600, 0-1000 кгс/см2
1кгс/мс2=0,980665 бар=0,0980665 МПа=98,0665 кПа.

Стандартный ряд диапазонов давления мановакуумметров:
-1..+0.6, -1..+1.5, -1..+3, -1..+5, -1..+9, -1..+15, -1..+24 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа

Стандартный ряд диапазонов давления вакуумметров:
-1..0 кгс/см2=бар=атм=0.1Мпа=100кПа.

Если Вы сомневаетесь, с какой шкалой прибор нужен для Ваших целей, при выборе диапазона главный фактор – попадание рабочего давления в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения.

Выбирая диапазон шкалы, нужно знать, что рабочее давление должно попадать в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы измерения.
Чтобы обеспечить стабильную работу, следует покупать прибор со шкалой 0-10 атм, т.к давление 5.5атм попадает в диапазон от 1/3 до 2/3 шкалы 3.3 атм и 6.6 атм соответственно.
При условии, что давление менее 1/3 шкалы, значительно возрастает погрешность измерения давления. При условии, когда измеряемое давление более 2/3 шкалы, прибор работает в перегруженном режиме, что влечет за собой сокращение срока службы манометра.

Параметр класса точности

Показывает допустимый процент погрешности результатов измерения прибора от шкалы измерения.

Существует стандартный ряд классов точности для манометров: 4, 2.5, 1.5, 1, 0.6, 0.4, 0.25, 0.15.
Можно рассчитать погрешность манометра самостоятельно. Например, если Ваш прибор на 10 атм и имеет класс точности 1.5, допустимая погрешность – 1.5% от шкалы измерения (0.15 атм). В случае, если погрешность Вашего манометра превышает это значение, прибор подлежит замене. Без специального оборудования установить, что прибор неисправен, невозможно. Установить несоответствие класса точности может только специализированная организация, которая имеет поверочную установку с манометром высокого класса точности, являющимся эталоном. Проблемный манометр и эталонный прибор подсоединяются к линии с давлением, после чего сравнивают показатели.

Параметр диаметра манометра

Этот параметр важен для приборов, имеющих круглый корпус.
Стандартные диаметры: 40, 50, 63, 80, 100, 150, 160, 250 мм.

Расположение штуцера.

Возможны два варианта.
Радиальное расположение – присоединительный штуцер выходит из манометра снизу.
Торцевое – штуцер расположен сзади, с тыльной части прибора.

Присоединительная резьба

Для манометров наиболее характерны метрическая и трубная виды резьбы.
Существует стандартный ряд видов резьбы: М10х1, М12х1.5, М20х1.5, G1/8,G1/4, G1/2.
Для приборов импортного производителя характерна трубная резьба. Для отечественных манометров – метрическая.

Межповерочный интервал.

Срок, по истечению которого нужно производить поверку манометра называют межповерочным интервалом. Новые приборы имеют первичную заводскую поверку. Об этом свидетельствует клеймо поверителя, расположенное на циферблате или на крпусе манометра, и отметка в паспорте. Первичная поверка бывает на 1 или 2 года. Для манометров, которые используются в личных целях, поверка не критична, поэтому можно выбирать любой манометр. Для ведомственных объектов – заводов, топочных, тепловых пунктов и пр. по истечению срока первичной поверки, манометр подлежит переповерке в центре стандартизации и метрологии, или в специализированных организациях, имеющих лицензию на поверку, и соответствующее оборудование. Следует знать, что переповерка как правило, стоит дороже, чем покупка нового прибора, или равна ей. Кроме того, к сумме добавляется оплата за сдачу прибора. Если манометр не проходит повторную поверку, придется также заплатить за ремонт и за последующую поверку.

1. Приобретать манометр, у которого первичная поверка на 2 года.
2. Прежде, чем отдать прибор на переповерку, посчитайте все расходы, и оцените, выгодное ли это мероприятие. В расчет входит стоимость переповерки, и оплата ремонта в случае необходимости. Например, если система подвергалась гидравлическим ударам от пульсации среды, то по истечению 2 лет службы, как правило, 50% манометров не проходят переповерку.

Условия эксплуатации манометров.

Если эксплуатация прибора предполагает особые воздействия на манометр, такие как: работа с вязкими веществами, воздействие агрессивных сред, работа в условиях высокой вибрации, в условиях высоких (более +100С) и низких (менее -40С) температур, нужно использовать специализированный прибор, предназначенный для работы в соответствующих условиях.

Перевод единиц давления манометров.

Зачастую существует необходимость измерять давление в нестандартных единицах. При покупке небольшого количества манометров заводы не будут перестраивать шкалу под необходимые Вам единицы измерения. В этом случае полезно знать, как перевести единицы измерения самому.
1кгс/см2=10.000кгс/м2=1бар=1атм=0.1Мпа=100кПа=100.000Па=10.000мм.вод.ст.=750мм. рт. ст.= 1000мБар

Что нужно знать для установки манометров?

Чтобы произвести установку манометра необходимо использовать дополнительное оборудование. Для установки на трубу применяют трехходовые краны и игольчатые вентили. С целью защиты приборов применяют демпферные блоки, мембранные разделители, а также петлевые отборные устройства.

Трехходовой кран под манометр.

Во время использования прибора, для того чтобы не сокращался срок службы манометра, следует соблюдать правила эксплуатации. Это соблюдение температурного режима, допустимого давления, вибрационных нагрузок, не использование работы с агрессивными, вязкими и кристаллизующимися средами для приборов не предназначенных для этого. Одно из наиболее важных требований – обеспечение плавной подачи давления на прибор
В случае, если прибор подобран соответственно условиям работы и не нарушаются правила его эксплуатации, проблем в его функционировании, как правило, не возникает.

Работа манометра не допускается в случае:

1. Во время подачи давления стрелка на приборе не двигается или движется скачками.
2. Есть повреждение стекла прибора.
3. После прекращения воздействия давления среды стрелка не возвращается к нулевой отметке.
4. Превышается допустимое значение погрешности при измерении.

Каким образом проводится поверка манометров.

Существует два вида поверки прибора.

Первичная – поверка, проводимая заводом изготовителем перед тем, как прибор пускают в продажу. Об этом свидетельствует клеймо на стекле или на корпусе прибора и соответствующая отметка в паспорте манометра. Первичную поверку признают контролирующие организации и прибор разрешено эксплуатировать до окончания срока поверки, указанного в паспорте (1-2 года).

Переповерка прибора. После окончания срока первичной поверки, необходима переповерка манометра. Прибор, подлежащий переповерке должен быть исправен. Иначе он не пройдет переповерку и деньги, затраченные на эту процедуру, будут потрачены впустую.
Перепроветка прибора производится специализированными организациями, имеющими соответствующее оборудование и лицензию, а также городскими центрами стандартизации и метрологии.

Компания УАМ является производителем манометров следующих видов: технические, аммиачные, электроконтактные, виброустойчивые, для агрессивных сред, точных измерений, железнодорожные, которые являются аналогами приборов, выпускаемых ведущими производителями. Аналоги нашей компании не уступают в качестве ведущим производителям высокоточных приборов данного направления товаров.
Вы можете ознакомиться с технической характеристикой приборов и сравнить показатели разных видов манометров в сводной таблице приборов.

Манометры принято разделять по следующим признакам:

– по виду измеряемого давления;

– принципу действия;

– классу точности;

– назначению.

По виду измеряемого давления манометры делятся на две группы. В первую группу входят:

а) манометры для измерения избыточного давления, с верхним пределом измерения от 0,6 до 10000 кгс/см2;

б) вакуумметры для измерения разрежений:

– вакуумметры для измерения разрежений (до – 1,0 кгс/см2);

– мановакуумметры, которые являются манометрами как избыточного (от 0,6 до 24 кгс/см2), так и вакуумметрического (до - 1,0 кгс/см2) давления;

– напорометры – манометры избыточных малых давлений до 0,4 кгс/см2;

– тягометры – вакуумметры с верхним пределом измерения, не превышающем 0,4 кгс/см2;

– тягонапорометры – мановакуумметры с крайними пределами до 0,2 кгс/см2.

Вторую группу манометров составляют манометры абсолютного давления, приспо- собленные для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля. В их число входят:

– укороченные жидкостные манометры (измеряют абсолютные давления);

– барометры – манометры абсолютного давления, приспособленные для измерения давления атмосферы;

– укороченные барометры – ртутные вакуумметры для измерения абсолютных давле- ний менее 0,2 кгс/см2;

– вакуумметры остаточного давления для измерения глубокого вакуума менее 0,002 кгс/см2.

Особняком стоит третья группа манометров:

– дифманометры для измерения разности двух давлений, из которых ни одно не явля- ется давлением окружающей среды;

– микроманометры для измерения давлений или разности давлений газовых сред с верхним пределом измерения менее 0,04 кгс/см2.

По принципу действия манометры делятся на четыре основные группы:

– жидкостные, основанные на гидростатическом принципе, когда измеряемое давле- ние уравновешивается давлением столба манометрической жидкости;

– грузопоршневые, в которых измеряемое давление или разность давлений уравнове- шивается давлением, создаваемым весом неуплотненного поршня и грузов;

– деформационные (пружинные) манометры, в которых измеряемое давление или раз- ность давлений определяется по деформации упругого элемента;

– манометры, основанные на других физических принципах.

Под классом точности прибора понимают предельное значение допустимых основных и дополнительных погрешностей его, выраженное в процентах от диапазона измерений дан- ного прибора. Установлен следующий ряд классов манометров: 0,005; 0,02; 0,05; 0,15; 0,25;

0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0.

По признаку метрологического назначения манометры можно разделить на три груп- пы: технические (рабочие); лабораторные (контрольные); образцовые, служащие для поверки других манометров.

В жидкостных манометрах или дифманометрах (рис. 2.4) измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением столба жидкости. Мерой измеряемого дав- ления в этих приборах является высота столба манометрической жидкости, в качестве кото- рой чаще применяются: этиловый спирт, дистиллированная вода и ртуть. Таким образом, из- мерение давления практически сводится к измерению линейной величины, которое может быть выполнено более просто с достаточно высокой степенью точности.

Рассмотрим основные типы жидкостных манометров.

Двухтрубный (U-образный) манометр . Этот манометр (рис. 2.4, а) представляет собой U-образную трубку, или две трубки, сообщающиеся нижними частями. Давления р 1 и р 2 под- водятся к обоим открытым концам. Разность этих давлений преобразуется в разность уров- ней жидкости в трубках. Функция преобразования имеет вид

D h =

D p

g ´ (ρ - ρc)

где Δр – разность подводимых давлений, Па; Δh – разность уровней жидкости в трубках, м; g

Р 2

Р 2

d T

2

Р 1

d P

Чашечный (одно- трубный) манометр . В от- личие от двухтрубных ча- шечные манометры имеют резервуар 1, сообщенный с измерительной трубкой (рис. 2.4, б). Из-за значи- тельной разницы сечений

Резервуара и трубки имеют 1

место незначительные из- менения уровня жидкости

в резервуаре. Отсчет раз- а б

ности уровней при измере- 5 4

Нии давлений производит- ся только по трубке. Перед

Измерениями устанавли-

Р 1 Р 2

Вают нуль отсчета при рав- 0 α 0

ных давлениях: р 1 = р 2.

Фактическая высота 3

столба жидкости

Δh = h Т - h Р ,

Р 2

Р 1

P 2

здесь d T

– диаметры

трубки и резервуара. г

Подставляя (2.33) в

формулу (2.32), получаем

Рис. 2.4. Жидкостные манометры

P 2

где l – длина столба жидкости в трубке.

Высота гидростатического столба в трубке:

h Т = l ´ sinα , где α – угол наклона измерительной трубки.

После подстановки h P

в (1.17) получаем

Δ h = l ´ (sin α +

d

T).

Величину в скобке называют постоянной манометра. На базе такого манометра устро- ен микроманометр, в котором в качестве рабочей жидкости чаще всего используют спирт.

Чашечный манометр абсолютного давления. Верхний конец измерительной трубки чашечного манометра абсолютного давления (рис. 2.4, г) запаян. При соответствующем за- полнении рабочей жидкостью (обычно ртутью) в полости трубки над жидкостью устанавли- вается давление, близкое к абсолютному нулю (p 2 = 0 ). В связи с этим высота столба в изме- рительной трубке пропорциональна абсолютному давлению p 1. Высота подъема столба жид- кости подсчитывается по формуле (2.32).

Поплавковый манометр . В отличие от других видов чашечных манометров в по- плавковом (рис. 2.4, д) измерительным элементом является не трубка 2, а резервуар 1 .

Трубка выполняет функцию уравновешивающего элемента. Выходная величина – пе- ремещение поплавка 3, находящегося в резервуаре. Функция преобразования может быть найде- на из уравнения:

D p .

d

)

g ´ (ρ - ρc) ´ (1 + Т

В ГРП для контроля работы оборудования и измерения параметров газа применяют следующие КИП:

• термометры для замера температуры газа;
• показывающие и регистрирующие (самопишущие) манометры для замера давления газа;
• приборы для регистрации перепада давлений на скоростных расходомерах;
• приборы учета расхода газа (газовые счетчики или расходомеры).

Все КИП должны подвергаться государственной или ведомственной периодической поверке и быть в постоянной готовности к выполнению измерений. Готовность обеспечивается метрологическим надзором. Метрологический надзор заключается в осуществлении постоянного наблюдения за состоянием, условиями работы и правильностью показаний приборов, осуществлении их периодической проверки, изъятии из эксплуатации пришедших в негодность и не прошедших проверки приборов. КИП должны устанавливаться непосредственно у места замера или на специальном приборном щитке. Если КИП монтируют на приборном щитке, то используют один прибор с переключателями для замера показаний в нескольких точках.

КИП присоединяют к газопроводам стальными трубами. Импульсные трубки соединяют сваркой или резьбовыми муфтами. Все КИП должны иметь клейма или пломбы органов Росстандарта.

КИП с электрическим приводом, а также телефонные аппараты должны быть во взрывозащищенном исполнении, в противном случае их ставят в помещении, изолированном от ГРП.

К наиболее распространенным видам КИП в ГРП относятся приборы, рассматриваемые далее в настоящем разделе.

Приборы для измерения давления газа подразделяются:

• на жидкостные приборы, в которых измеряемое давление определяется величиной уравновешивающего столба жидкости;
• пружинные приборы, в которых измеряемое давление определяется величиной деформации упругих элементов (трубчатые пружины, сильфоны, мембраны).

Жидкостные манометры используют для замера избыточных давлений в пределах до 0,1 МПа. Для давлений до 10 МПа манометры заполняют водой или керосином (при отрицательных температурах), а при измерении более высоких давлений - ртутью. К жидкостным манометрам относятся и дифференциальные манометры (дифманометры). Их применяют для замеров перепада давления.

Дифференциальный манометр ДТ-50 (рисунок ниже), Толстостенные стеклянные трубки прочно закрепляют в верхней и нижней стальных колодках. Вверху трубки присоединяют к камерам-ловушкам, предохраняющим трубки от выброса ртути в случае повышения максимального давления. Там же расположены игольчатые вентили, с помощью которых можно отключать стеклянные трубки от измеряемой среды, продувать соединительные линии, а также выключать и включать дифманометр. Между трубками расположены измерительная шкала и два указателя, которые можно устанавливать на верхний и нижний уровни ртути в трубках.

Дифференциальный манометр ДТ-50

а - конструкция; б - схема расположения каналов; 1 - вентили высокого давления; 2, 6 - колодки; 3 - камеры-ловушки; 4 - измерительная шкала; 5 - стеклянные трубки; 7 - указатель

Дифманометры можно использовать и как обычные манометры для замера избыточных давлений газа, если одну трубку вывести в атмосферу, а другую - в измеряемую среду.

Манометр с одновитковой трубчатой пружиной (рисунок ниже). Изогнутая пустотелая трубка, закреплена нижним неподвижным концом к штуцеру, с помощью которого манометр присоединяют к газопроводу. Второй конец трубки запаян и шарнирно связан с тягой. Давление газа через штуцер передается на трубку, свободный конец которой через тягу вызывает перемещение сектора, зубчатого колеса и оси. Пружинный волосок обеспечивает сцепление зубчатого колеса и сектора и плавность хода стрелки. Перед манометром устанавливают отключающий кран, позволяющий при необходимости снять манометр и заменить его. Манометры в процессе эксплуатации должны проходить государственную поверку один раз в год. Рабочее давление, измеряемое манометром, должно находиться в пределах от 1/3 до 2/3 их шкалы.

Манометр с одновитковой трубчатой пружиной

1 - шкала; 2 - стрелка; 3 - ось; 4 - зубчатое колесо; 5 - сектор; 6 - трубка; 7 - тяга; 8 - пружинный волосок; 9 - штуцер

Самопишущий манометр с многовитковой пружиной (рисунок ниже). Пружина выполнена в виде сплюснутой окружности диаметром 30 мм с шестью витками. Вследствие большой длины пружины ее свободный конец может перемещаться на 15 мм (у одновитковых манометров - только на 5-7 мм), угол раскручивания пружины достигает 50-60°. Такое конструктивное исполнение позволяет применять простейшие рычажные передаточные механизмы и осуществлять автоматическую запись показаний с дистанционной передачей. При подключении манометра к измеряемой среде свободный конец пружины рычага будет поворачивать ось, при этом перемещение рычагов и тяги будет передаваться оси. На оси закреплен мостик, который соединен со стрелкой. Изменение давления и перемещение пружины через рычажный механизм передаются стрелке, на конце которой установлено перо для записи измеряемой величины давления. Диаграмма вращается с помощью часового механизма.

Схема самопишущего манометра с многовитковой пружиной пружиной

1 - многовитковая пружина; 2, 4, 7 - рычаги; 3, 6 - оси; 5 - тяга; 8 - мостик; 9 - стрелка с пером; 10 - картограмма

Поплавковые дифференциальные манометры.

Широкое распространение в газовом хозяйстве нашли поплавковые дифманометры (рисунок ниже) и сужающие устройства. Сужающие устройства (диафрагмы) служат для создания перепада давления. Они работают в комплекте с дифманометрами, измеряющими создаваемый перепад давления. При установившемся расходе газа полная энергия потока газа складывается из потенциальной энергии (статического давления) и кинетической энергии, то есть энергии скорости.

До диафрагмы поток газа имеет начальную скорость ν 1 в узком сечении эта скорость возрастает до ν 2 , после прохождения диафрагмы лоток расширяется и постепенно восстанавливает прежнюю скорость.

При возрастании скорости потока увеличивается его кинетическая энергия и соответственно уменьшается потенциальная энергия, то есть статическое давление.

За счет разности давлений Δp = p ст1 - p ст2 ртуть, находящаяся в дифманометре, перемещается из поплавковой камеры в стакан. Вследствие этого расположенный в поплавковой камере поплавок опускается и перемещает ось, с которой связаны стрелки прибора, показывающего расход газа. Таким образом, перепад давления в дроссельном устройстве, измеренный с помощью дифференциального манометра, может служить мерой расхода газа.

Поплавковый дифференциальный манометр

а - конструктивная схема; б - кинематическая схема; в - график изменения параметров газа; 1 - поплавок; 2 - запорные вентили; 3 - диафрагма; 4 - стакан; 5 - поплавковая камера; 6 - ось; 7 - импульсные трубки; 8 - кольцевая камера; 9 - шкала указателя; 10 - оси; 11 - рычаги; 12 - мостик пера; 13 - перо; 14 - диаграмма; 15 - часовой механизм; 16 - стрелка

Зависимость между перепадом давления и расходом газа выражается формулой

где V - объем газа, м 3 ; Δp - перепад давления, Па; К - коэффициент, постоянный для данной диафрагмы.

Значение коэффициента К зависит от соотношения диаметров отверстия диафрагмы и газопровода, плотности и вязкости газа.

При установке в газопроводе центр отверстия диафрагмы должен совпадать с центром газопровода. Отверстие диафрагмы со стороны входа газа выполняют цилиндрической формы с коническим расширением к выходу потока. Диаметр входного отверстия диска определяют расчетным путем. Входная кромка отверстия диска должна быть острой.

Нормальные диафрагмы могут применяться для газопроводов с диаметром от 50 до 1200 мм при условии 0,05 < m < 0,7. Тогда m = d 2 /D 2 где m - отношение площади отверстия диафрагмы к поперечному сечению газопровода; d и D - диаметры отверстия диафрагмы и газопровода.

Нормальные диафрагмы могут быть двух видов: камерные и дисковые. Для отбора более точных импульсов давления диафрагма размещается между кольцевыми камерами.

Плюсовый сосуд присоединяют к импульсной трубке, отбирающей давление до диафрагмы; к минусовому сосуду подводят давление, отбираемое после диафрагмы.

При наличии расхода газа и перепада давления часть ртути из камеры выжимается в стакан (рисунок выше). Это вызывает перемещение поплавка и соответственно стрелки, указывающей расход газа, и пера, отмечающего на диаграмме величину перепада давления. Диаграмма приводится в движение от часового механизма и делает один оборот в сутки. Шкала диаграммы, разделенная на 24 части, позволяет определить расход газа за 1 ч. Под поплавком помещается предохранительный клапан, который разобщает сосуды 4 и 5 в случае резкого перепада давления и тем самым предотвращает внезапный выброс ртути из прибора.

Сосуды сообщаются с импульсными трубками диафрагмы через запорные вентили и уравнительный вентиль, который в рабочем положении должен быть закрыт.

Силъфонные дифманометры (рисунок ниже) предназначены для непрерывного измерения расхода газа. Действие прибора основано на принципе уравновешивания перепада давления силами упругих деформаций двух сильфонов, торсионной трубки и винтовых цилиндрических пружин. Пружины - сменные, их устанавливают в зависимости от измеряемого перепада давлений. Основные части дифманометра - сильфонный блок и показывающая часть.

Принципиальная схема сильфонного дифманометра

1 - сильфонный блок; 2 - плюсовый сильфон; 3 - рычаг; 4 - ось; 5 - дроссель; 6 - минусовый сильфон; 7 - сменные пружины; 8 - шток

Сильфонный блок состоит из сообщающихся между собой сильфонов, внутренние полости которых заполнены жидкостью. Жидкость состоит из 67% воды и 33% глицерина. Сильфоны связаны между собой штоком 8. В сильфон 2 подводится импульс до диафрагмы, а в сильфон 6 - после диафрагмы.

Под действием более высокого давления левый сильфон сжимается, вследствие чего жидкость, находящаяся в нем, через дроссель перетекает в правый сильфон. Шток, жестко соединяющий донышки сильфонов, перемещается вправо и через рычаг приводит во вращение ось, кинематически связанную со стрелкой и пером регистрирующего и показывающего прибора.

Дроссель регулирует скорость перетекания жидкости и тем самым снижает влияние пульсации давления на работу прибора.

Для соответствующего предела измерения применяют сменные пружины.

Счетчики газа. В качестве счетчиков могут использоваться ротационные или турбинные счетчики.

В связи с массовой газификацией промышленных предприятий и котельных, увеличением видов оборудования возникла необходимость в измерительных приборах с большой пропускной способностью и значительным диапазоном измерений при небольших габаритных размерах. Этим условиям в большей мере удовлетворяют ротационные счетчики, в которых в качестве преобразовательного элемента применяются 8-образные роторы.

Объемное измерение в этих счетчиках осуществляется вследствие вращения двух роторов за счет разности давлений газа на входе и на выходе, Необходимый для вращения роторов перепад давления в счетчике составляет до 300 Па, что позволяет использовать эти счетчики даже на низком давлении. Отечественная промышленность выпускает счетчики РГ-40-1, РГ-100-1, РГ-250-1, РГ-400-1, РГ-600-1 и РГ-1000-1 на номинальные расходы газа от 40 до 1000 м 3 /ч и давление не более 0,1 МПа (в системе единиц СИ расход 1 м 3 /ч = 2,78*10 -4 м 3 /с). При необходимости можно применять параллельную установку счетчиков.

Ротационный счетчик РГ (рисунок ниже) состоит из корпуса, двух профилированных роторов, коробки зубчатых колес, редуктора, счетного механизма и дифференциального манометра. Газ через входной патрубок поступает в рабочую камеру. В пространстве рабочей камеры размещены роторы, которые под действием давления протекающего газа приводятся во вращение.

Схема ротационного счетчика типа РГ

1 - корпус счетчика; 2 - роторы; 3 - дифференциальный манометр; 4 - указатель счетного механизма

При вращении роторов между одним из них и стенкой камеры образуется замкнутое пространство, которое заполнено газом. Вращаясь, ротор выталкивает газ в газопровод. Каждый поворот ротора передается через коробку зубчатых колес и редуктор счетному механизму. Таким образом учитывается количество газа, проходящего через счетчик.

Ротор подготавливают к работе следующим образом:

• снимают верхний и нижний фланцы, затем роторы промывают мягкой кистью, смоченной в бензине, поворачивая их деревянной палочкой, чтобы не повредить шлифованную поверхность;
• затем промывают обе коробки зубчатых колес и редуктор. Для этого заливают бензин (через верхнюю пробку), проворачивают роторы несколько раз и сливают бензин через нижнюю пробку;
• закончив промывку, заливают масло в коробки зубчатых колес, редуктор и счетный механизм, заливают соответствующую жидкость в манометр счетчика, соединяют фланцы и проверяют счетчик путем пропускания через него газа, после чего замеряют перепад давления;
• далее прослушивают работу роторов (должны вращаться бесшумно) и проверяют работу счетного механизма.

При техническом осмотре следят за уровнем масла в коробках зубчатых колес, редукторе и счетном механизме, замеряют перепад давления, проверяют на плотность соединения счетчиков. Счетчики устанавливают на вертикальных участках газопроводов так, чтобы поток газа направлялся через них сверху вниз.

Турбинные счетчики.

В этих счетчиках колесо турбины под воздействием потока газа приводится во вращение; число оборотов колеса прямо пропорционально протекающему объему газа. При этом число оборотов турбины через понижающий редуктор и магнитную муфту передается на находящийся вне газовой полости счетный механизм, показывающий суммарный объем газа, прошедший через прибор при рабочих условиях.