U-образные манометры

Жидкостные манометры (дифференциальные манометры)

Датчики давления

Датчики давления и расхода

Измерение и регулирование давления и расхода технологической среды

Технологическая среда, используемая при термической обработке, характеризуется давлением, расходом и химическим составом.

В практике термической обработки необходимо измерять статическое давление, которое определяется потенциальной энергией газа или жидкости.

Принято различать абсолютное давление p _абс и относительное давление p _отн, которое отсчитывается от атмосферного давления p _атм = 10⁵ Па.

p _отн = p _абс– p _атм

Если относительное давление p _отн>0, его называют избыточным давлением p _изб, если p _отн<0 – давлением разрежения p _р.

Расход – количество вещества, проходящее через сечение трубопровода в единицу времени. Количество вещества выражают в единицах объема или массы. Соответственно, принято различать объемный Q _о и массовый Q _м расход.

Значение объемного расхода Q _о наиболее сильно зависит от давления. Поэтому для получения сопоставимых результатов объемный расход приводят к нормальным условиям (t _н=20 °С, р _н=101325 Па (1 атм.), относительная влажность φ =0). В этом случае объемный расход обозначают Q _н.

Массовый расход Q _м зависит от плотности газа. Эта зависимость увеличивает погрешность измерения массового расхода смеси газов, особенно, при изменении ее химического состава.

В дальнейшем индекс в обозначении расхода будем опускать, за исключением особо оговоренных случаев.

Общее название приборов для измерения давления – манометры.

Манометры подразделяют на следующие группы:

- манометры избыточного давления (p _изб);

- вакуумметры разрежения (p _р);

- мановакуумметры (p _р… p _изб);

- вакуумметры абсолютного давления (p _абс=0… p _атм, обычно до 13 кПа или 100 мм рт.ст.).

Принцип действия: преобразование силового действия давления на чувствительный элемент непосредственно в показания (перемещение указателя), либо в пропорциональное изменение иной физической величины.

По принципу действия датчики давления подразделяют на следующие группы:

- жидкостные;

- деформационные;

- электрические;

- тепловые.

Принцип действия: уравновешивание измеряемого давления (разности давлений) столбом жидкости.

По конструкции подразделяют на следующие группы:

- U-образные;

- колокольные;

- поплавковые.

а – дифференциальный манометр;

б – манометр абсолютного давления (вакуумметр);

1 - манометрическая U-образная трубка;

2 - манометрическая жидкость;

3 - шкала;

4 - местное сужение.

Необходимое количество манометрической жидкости 2 (ртуть, вода, спирт, минеральное масло) наливают в U-образную манометрическую трубку 1. Разность давлений p _изм1– p _изм2 в левом и правом колене манометрической трубки 1 уравновешивается столбом манометрической жидкости 2.

Высота столба h манометрической жидкости 2 связана с разностью давлений Δ p следующим образом:

Δ p = ρgh,

где ρ – плотность манометрической жидкости; g – ускорение свободного падения.

Для уменьшения влияния поверхностного натяжения манометрической жидкости на показания датчика внутренний диаметр манометрической трубки должен быть не менее 6 мм.

В том случае, если одно колено трубки выполняют открытым (p _изм2= p _атм, вариант а), манометр является прибором относительного давления и может измерять как избыточное, так и давление разрежения.

Если одно колено манометрической трубки выполняют закрытым (вариант б), то p _изм2 равно давлению насыщенных паров манометрической жидкости. Такой датчик является манометром абсолютного давления.

Ртутные манометры с закрытым коленом выполняют с местным сужением 4 для уменьшения гидравлических ударов при резких колебаниях давления.

Для измерения разности давлений Δ p следует измерить по шкале 3 высоту двух столбов манометрической жидкости. Точность отсчета составляет ±2 мм (или ±1 мм для зеркальной шкалы).

Диапазон измеряемых давлений ограничен высотой манометрической трубки.

Для различных манометрических жидкостей погрешность измерения составляет значения, указанные в таблице.

Манометрическая жидкость	Плотность ρ, кг/м^3	Разность давлений Δ p, соответствующая 1 мм столба жидкости, Па
Ртуть		132,9
Вода		9,81
Минеральное масло	840-890^*)	~8,5
Спирт	810-850^*)	~8,1

^*) - необходимо точное определение плотности манометрической жидкости.

Дата добавления: 2014-01-14