مانومتر مایع و مانومتر دیفرانسیل. دستگاه، اصل کار، انواع و انواع فشار سنج

فشار یک نیروی توزیع شده یکنواخت است که عمود بر واحد سطح عمل می کند. این می تواند جوی (فشار جو نزدیک زمین)، مازاد (بیش از جو) و مطلق (مجموع اتمسفر و مازاد) باشد. فشار مطلق زیر اتمسفر نادر نامیده می شود و کمیاب شدن عمیق خلاء نامیده می شود.

واحد فشار در سیستم بین المللی واحدها (SI) پاسکال (Pa) است. یک پاسکال فشاری است که توسط نیروی یک نیوتن بر ناحیه یک وارد می شود متر مربع. از آنجایی که این واحد بسیار کوچک است، مضربی از آن نیز استفاده می شود: کیلوپاسکال (kPa) = Pa; مگا پاسکال (MPa) \u003d Pa و غیره. به دلیل پیچیدگی کار تعویض از واحدهای فشار استفاده شده قبلی به واحد پاسکال، واحدهای زیر به طور موقت مجاز به استفاده هستند: کیلوگرم نیروی در هر سانتی متر مربع (kgf / cm) = 980665 Pa; کیلوگرم نیروی در هر متر مربع (kgf / m) یا میلی متر ستون آب (میلی متر ستون آب) \u003d 9.80665 Pa. میلی متر جیوه (mmHg) = 133.332 Pa.

دستگاه های کنترل فشار بسته به روش اندازه گیری مورد استفاده در آنها و همچنین ماهیت مقدار اندازه گیری شده طبقه بندی می شوند.

با توجه به روش اندازه گیری که اصل عملکرد را تعیین می کند، این دستگاه ها به گروه های زیر تقسیم می شوند:

مایع، که در آن اندازه گیری فشار با متعادل کردن آن با ستونی از مایع، که ارتفاع آن اندازه فشار را تعیین می کند، انجام می شود.

فنر (تغییر شکل)، که در آن مقدار فشار با تعیین اندازه تغییر شکل عناصر الاستیک اندازه گیری می شود.

بار پیستون، بر اساس متعادل کردن نیروهای ایجاد شده از یک طرف توسط فشار اندازه گیری شده، و از طرف دیگر توسط بارهای مدرج که بر روی پیستون قرار داده شده در سیلندر اعمال می شود.

الکتریکی که در آن اندازه گیری فشار با تبدیل مقدار آن به کمیت الکتریکی و با اندازه گیری خواص الکتریکی ماده بسته به میزان فشار انجام می شود.

با توجه به نوع فشار اندازه گیری شده، دستگاه ها به موارد زیر تقسیم می شوند:

گیج های فشار طراحی شده برای اندازه گیری فشار اضافی؛

گیج های خلاء مورد استفاده برای اندازه گیری نادر بودن (خلاء)؛

گیج های فشار و خلاء که فشار و خلاء اضافی را اندازه گیری می کنند.

گیج های فشار مورد استفاده برای اندازه گیری فشارهای اضافی کوچک؛

تراست سنج های مورد استفاده برای اندازه گیری کمیابی کم.

متر فشار رانش طراحی شده برای اندازه گیری فشار کم و کمیاب.

گیج فشار دیفرانسیل (گیج فشار دیفرانسیل)، که اختلاف فشار را اندازه گیری می کند.

فشارسنج هایی که برای اندازه گیری فشار هوا استفاده می شود.

بیشتر از فنر یا کرنش سنج استفاده می شود. انواع اصلی عناصر حساس این دستگاه ها در شکل نشان داده شده است. یکی

برنج. 1. انواع عناصر حساس مانومترهای تغییر شکل

الف) - دارای فنر لوله ای تک دور (لوله بوردون)

ب) - با فنر لوله ای چند دور

ج) - با غشاهای الاستیک

د) - دم.

دستگاه هایی با فنرهای لوله ای.

اصل عملکرد این دستگاه ها بر اساس خاصیت لوله منحنی (فنر لوله ای) با مقطع غیر دایره ای است که با تغییر فشار داخل لوله، انحنای آن را تغییر دهد.

بسته به شکل فنر، فنرهای تک چرخشی (شکل 1a) و فنرهای چند چرخشی (شکل 1b) متمایز می شوند. مزیت فنرهای لوله ای چند دور این است که حرکت انتهای آزاد بیشتر از فنرهای تک دور با تغییر فشار ورودی یکسان است. عیب آن ابعاد قابل توجه دستگاه هایی با چنین فنرهایی است.

گیج های فشار با فنر لوله ای تک دور یکی از رایج ترین انواع ابزار فنری هستند. عنصر حساس چنین دستگاه هایی یک لوله 1 (شکل 2) از یک بخش بیضی یا بیضی شکل است که در امتداد یک قوس دایره خم شده و در یک انتهای آن مهر و موم شده است. انتهای باز لوله از طریق نگهدارنده 2 و نوک سینه 3 به منبع فشار اندازه گیری شده متصل می شود. انتهای آزاد (آب بندی شده) لوله 4 از طریق مکانیسم انتقال به محور فلش در حال حرکت در امتداد مقیاس دستگاه متصل می شود.

لوله های مانومتر طراحی شده برای فشار تا 50 کیلوگرم بر سانتی متر مربع از مس و لوله های مانومتر طراحی شده برای فشار بالاتر از فولاد ساخته شده اند.

خاصیت یک لوله منحنی با مقطع غیر دایره ای برای تغییر بزرگی خم با تغییر فشار در حفره آن، نتیجه تغییر شکل مقطع است. تحت تأثیر فشار داخل لوله، یک بخش بیضی شکل یا بیضی مسطح که تغییر شکل می دهد، به یک بخش دایره ای نزدیک می شود (محور کوچک بیضی یا بیضی افزایش می یابد و محور اصلی کاهش می یابد).

حرکت انتهای آزاد لوله در طول تغییر شکل آن در محدوده های معین متناسب با فشار اندازه گیری شده است. در فشارهای خارج از حد مشخص شده، تغییر شکل های باقیمانده در لوله رخ می دهد که آن را برای اندازه گیری نامناسب می کند. بنابراین، حداکثر فشار عملیاتیگیج فشار باید زیر حد متناسب با مقداری حاشیه ایمنی باشد.

برنج. 2. فنر سنج

حرکت انتهای آزاد لوله تحت اثر فشار بسیار کم است، بنابراین برای افزایش دقت و وضوح قرائت های دستگاه، مکانیزم انتقالی معرفی شده است که مقیاس حرکت انتهای لوله را افزایش می دهد. . این شامل (شکل 2) از یک بخش دندانه دار 6، یک چرخ دنده 7 که با بخش درگیر می شود، و یک فنر مارپیچ (مو) 8 است. فلش نشانگر فشارسنج 9 روی محور چرخ دنده 7 ثابت است. فنر 8 در یک سر به محور چرخ دنده و سر دیگر به نقطه ثابت تخته مکانیزم متصل می شود. هدف فنر از بین بردن ضربه پیکان با انتخاب شکاف های دنده و مفاصل لولای مکانیزم است.

فشار سنج غشایی.

عنصر حساس فشارسنج های دیافراگمی می تواند دیافراگم صلب (الاستیک) یا شل باشد.

غشاهای الاستیک دیسک های مسی یا برنجی با راه راه هستند. موج‌ها استحکام غشا و توانایی تغییر شکل آن را افزایش می‌دهند. جعبه های غشایی از چنین غشاهایی ساخته می شوند (شکل 1c را ببینید)، و بلوک ها از جعبه ها ساخته می شوند.

غشاهای شل از لاستیک بر اساس پارچه و به شکل دیسک های تک فلپ ساخته می شوند. از آنها برای اندازه گیری فشارهای اضافی و خلاء کوچک استفاده می شود.

گیج فشار دیافراگم و می تواند با نشانه های محلی، با انتقال الکتریکی یا پنوماتیکی قرائت ها به دستگاه های ثانویه باشد.

به عنوان مثال، بیایید یک گیج فشار دیافراگمی از نوع DM را در نظر بگیریم که یک سنسور غشایی بدون مقیاس (شکل 3) با یک سیستم ترانسفورماتور دیفرانسیل برای انتقال مقدار مقدار اندازه گیری شده به یک دستگاه ثانویه از نوع KSD است. .

برنج. 3 گیج فشار دیافراگمی دیفرانسیل نوع DM

عنصر حساس گیج فشار دیفرانسیل یک واحد غشایی متشکل از دو جعبه غشایی 1 و 3 است که با مایع سیلیکون ارگانوسیسیون پر شده است و در دو محفظه مجزا قرار دارد که توسط یک پارتیشن 2 از هم جدا شده اند.

هسته آهنی 4 مبدل ترانسفورماتور دیفرانسیل 5 به مرکز غشای بالایی متصل شده است.

هر چه فشار اندازه گیری شده (مثبت) بیشتر به محفظه پایینی وارد شود، فشار کمتر (منهای) به محفظه بالایی وارد می شود. نیروی افت فشار اندازه گیری شده توسط نیروهای دیگر ناشی از تغییر شکل جعبه های غشایی 1 و 3 متعادل می شود.

با افزایش افت فشار، جعبه غشایی 3 منقبض می شود، مایع حاصل از آن به جعبه 1 جریان می یابد، که منبسط می شود و هسته 4 ترانسفورماتور دیفرانسیل را حرکت می دهد. هنگامی که افت فشار کاهش می یابد، جعبه غشایی 1 فشرده می شود و مایع از آن به داخل جعبه 3 خارج می شود. هسته 4 به سمت پایین حرکت می کند. بنابراین، موقعیت هسته، یعنی. ولتاژ خروجی مدار ترانسفورماتور دیفرانسیل به طور منحصر به فردی به مقدار فشار دیفرانسیل بستگی دارد.

برای کار در سیستم های کنترل، تنظیم و کنترل فرآیندهای تکنولوژیکی با تبدیل مداوم فشار محیط به سیگنال خروجی جریان استاندارد با انتقال آن به دستگاه های ثانویه یا محرک ها، مبدل هایی از نوع "Sapphire" استفاده می شود.

مبدل های فشار از این نوع: برای اندازه گیری فشار مطلق ("Sapphire-22DA")، برای اندازه گیری فشار اضافی ("Sapphire-22DI")، برای اندازه گیری خلاء ("Sapphire-22DV")، برای اندازه گیری فشار - خلاء ("Sapphire" -22DIV")، فشار هیدرواستاتیک ("Sapphire-22DG").

دستگاه مبدل "SAPPHIR-22DG" در شکل نشان داده شده است. 4. برای اندازه گیری فشار هیدرواستاتیک (سطح) محیط های خنثی و تهاجمی در دمای 50- تا 120 درجه سانتی گراد استفاده می شود. حد بالایی اندازه گیری 4 مگاپاسکال است.

برنج. 4 دستگاه مبدل "SAPPHIRE -22DG"

کرنش سنج 4 از نوع اهرمی غشایی در داخل پایه 8 در یک حفره بسته 10 پر از مایع سیلیکونی ارگانوسیسیون قرار می گیرد و توسط غشاهای موجدار فلزی 7 از محیط اندازه گیری شده جدا می شود. عناصر حسگر کرنش سنج فیلم سیلیکونی هستند. کرنش سنج 11 روی صفحه یاقوت کبود 10 قرار داده شده است.

غشاهای 7 در امتداد کانتور بیرونی به پایه 8 جوش داده می شوند و توسط یک میله مرکزی 6 به هم متصل می شوند که با استفاده از میله 5 به انتهای اهرم مبدل کرنش سنج 4 وصل می شود. فلنج ها 9 با واشر 3 مهر و موم شده اند. فلنج پلاس با یک غشای باز برای نصب مبدل به طور مستقیم بر روی ظرف فرآیند استفاده می شود. ضربه فشار اندازه گیری شده باعث انحراف غشاهای 7، خم شدن غشای کرنش سنج 4 و تغییر در مقاومت کرنش سنج ها می شود. سیگنال الکتریکی از کرنش سنج از واحد اندازه گیری از طریق سیم از طریق مهر و موم فشار 2 به دستگاه الکترونیکی 1 منتقل می شود، که تغییر در مقاومت گیج های فشار را به تغییر در سیگنال خروجی جریان در یکی از محدوده ها تبدیل می کند. 0-5) mA، (0-20) mA، (4-20) ma.

واحد اندازه گیری بدون تخریب در برابر ضربه اضافه بار یک طرفه با فشار بیش از حد عملیاتی مقاومت می کند. این با این واقعیت تضمین می شود که با چنین بار اضافی، یکی از غشاهای 7 روی سطح پروفیل پایه 8 قرار می گیرد.

تغییرات فوق مبدل های Sapphire-22 دستگاه مشابهی دارند.

مبدل های اندازه گیری فشارهای هیدرواستاتیک و مطلق "Sapphire-22K-DG" و "Sapphire-22K-DA" دارای سیگنال جریان خروجی (0-5) mA یا (0-20) mA یا (4-20) mA نیز هستند. به عنوان یک سیگنال کد الکتریکی بر اساس رابط RS-485.

عنصر حس کننده گیج فشار دم و فشار سنج دیفرانسیلدم - غشاهای هارمونیک (فلز لوله های راه راه). فشار اندازه گیری شده باعث تغییر شکل الاستیک دم می شود. اندازه گیری فشار می تواند جابجایی انتهای آزاد دم یا نیرویی باشد که در طول تغییر شکل ایجاد می شود.

مدارگیج فشار دیفرانسیل بیلوز نوع DS در شکل 5 نشان داده شده است. عنصر حساس چنین وسیله ای یک یا دو دم است. دم 1 و 2 در یک انتها بر روی یک پایه ثابت و در انتهای دیگر از طریق یک میله متحرک 3 متصل می شوند. حفره های داخلی دم با مایع (مخلوط آب و گلیسیرین، مایع ارگانوسیلیکن) پر شده و به یکدیگر. با تغییر فشار دیفرانسیل، یکی از دم‌ها فشرده می‌شود و سیال را به دم دیگر فشار می‌دهد و ساقه مجموعه دم را حرکت می‌دهد. حرکت ساقه به حرکت یک قلم، اشاره گر، الگوی یکپارچه ساز یا سیگنال انتقال از راه دور متناسب با فشار دیفرانسیل اندازه گیری شده تبدیل می شود.

فشار دیفرانسیل اسمی توسط بلوک فنرهای مارپیچ 4 تعیین می شود.

با افت فشار بالاتر از مقدار اسمی، فنجان های 5 کانال 6 را مسدود می کنند، جریان مایع را متوقف می کنند و در نتیجه از تخریب دم جلوگیری می کنند.

برنج. 5 نمودار شماتیک گیج فشار دیفرانسیل دم

برای به دست آوردن اطلاعات قابل اعتماد در مورد مقدار هر پارامتر، باید دقیقاً خطای دستگاه اندازه گیری را دانست. تعیین خطای اساسی دستگاه در نقاط مختلف مقیاس در فواصل زمانی معین با بررسی آن انجام می شود، یعنی. قرائت دستگاه مورد آزمایش را با قرائت دستگاه های دقیق تر و نمونه مقایسه کنید. به عنوان یک قاعده، کالیبراسیون ابزارها ابتدا با مقدار افزایشی مقدار اندازه گیری شده (سکته به جلو) و سپس با یک مقدار کاهشی (سکته مغزی معکوس) انجام می شود.

گیج های فشار به سه روش زیر تایید می شوند: نقطه صفر، نقطه وظیفه و کالیبراسیون کامل. در این مورد، دو تأیید اول مستقیماً در محل کار با استفاده از یک شیر سه طرفه انجام می شود (شکل 6).

نقطه کار با اتصال یک فشارسنج مرجع به یک گیج فشار کاری و مقایسه خوانش آنها تأیید می شود.

بررسی کامل گیج‌های فشار در آزمایشگاه بر روی پرس کالیبراسیون یا فشار سنج پیستونی، پس از خارج کردن فشارسنج از محل کار انجام می‌شود.

اصل عملکرد یک تاسیسات وزن مرده برای بررسی فشار سنج ها مبتنی بر تعادل نیروهای ایجاد شده از یک طرف توسط فشار اندازه گیری شده و از طرف دیگر توسط بارهای وارد بر پیستون قرار داده شده در سیلندر است.

برنج. 6. طرح های بررسی نقاط صفر و کار گیج فشار با استفاده از شیر سه طرفه.

موقعیت های شیر سه طرفه: 1 - کار. 2 - تایید نقطه صفر 3 - تایید نقطه عملیاتی. 4 - پاکسازی خط ضربه.

دستگاه های اندازه گیری فشار بیش از حد به نام فشار سنج، خلاء (فشار زیر اتمسفر) - گیج خلاء، فشار بیش از حد و خلاء - مانومتر، اختلاف فشار (دیفرانسیل) - فشار سنج دیفرانسیل.

دستگاه های اصلی تجاری موجود برای اندازه گیری فشار بر اساس اصل عملکرد به گروه های زیر تقسیم می شوند:

مایع - فشار اندازه گیری شده توسط فشار ستون مایع متعادل می شود.

فنر - فشار اندازه گیری شده توسط نیروی تغییر شکل الاستیک فنر لوله ای، غشاء، دم و غیره متعادل می شود.

پیستون - فشار اندازه گیری شده توسط نیروی وارد بر پیستون یک بخش معین متعادل می شود.

بسته به شرایط استفاده و هدف، این صنعت انواع ابزارهای اندازه گیری فشار زیر را تولید می کند:

فنی - دستگاه های همه منظوره برای عملیات تجهیزات؛

کنترل - برای تأیید دستگاه های فنی در محل نصب آنها؛

نمونه - برای تأیید کنترل و ابزارهای فنی و اندازه گیری هایی که نیاز به دقت بیشتری دارند.

فشار سنج فنری

هدف. برای اندازه گیری فشار اضافی، مانومترها به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرند که عملکرد آنها بر اساس استفاده از تغییر شکل یک عنصر حساس الاستیک است که تحت تأثیر فشار اندازه گیری شده رخ می دهد. مقدار این تغییر شکل به دستگاه خواندن ابزار اندازه گیری، درجه بندی شده در واحدهای فشار، منتقل می شود.

به عنوان یک عنصر حساس گیج فشار، اغلب از فنر لوله ای تک دور (لوله بوردون) استفاده می شود. انواع دیگر عناصر حساس عبارتند از: فنر لوله ای چند دور، غشای موجدار تخت، غشای هارمونیک مانند - دم.

دستگاه. گیج های فشار با فنر لوله ای تک دور به طور گسترده برای اندازه گیری فشار اضافی در محدوده 0.6 - 1600 کیلوگرم بر سانتی متر مربع استفاده می شود. بدنه کاری چنین فشارسنج هایی یک لوله توخالی از بخش بیضی یا بیضی شکل است که در اطراف محیط آن 270 درجه خم شده است.

دستگاه فشار سنج با فنر لوله ای تک دور در شکل 2.64 نشان داده شده است. فنر لوله ای - 2 انتهای باز به طور سفت و سخت به نگهدارنده متصل است - 6، ثابت در محفظه - 1 فشار سنج. نگهدارنده از طریق اتصالات - 7 با نخی که برای اتصال به خط لوله گاز که فشار در آن اندازه گیری می شود استفاده می شود. انتهای آزاد فنر با یک دوشاخه با پین محوری بسته شده و آب بندی می شود. با استفاده از یک بند - 5، به یک مکانیسم انتقال متشکل از یک بخش چرخ دنده - 4، همراه با یک چرخ دنده - 10، بدون حرکت روی محور همراه با یک فلش شاخص - 3 متصل می شود. در کنار چرخ دنده یک تخته قرار دارد. فنر مارپیچ (مو) - 9 که یک سر آن به چرخ دنده متصل است و دیگری بدون حرکت روی قفسه ثابت است. مو به طور مداوم لوله را به یک طرف از دندانه های سکتور فشار می دهد و در نتیجه واکنش برگشتی (بازخورد) را در چرخ دنده از بین می برد و صافی فلش را تضمین می کند.

برنج. 2.64. نشانگر فشار سنج با فنر لوله ای تک سیم پیچ

فشار سنج های تماس الکتریکی

وقت ملاقات.گیج های فشار الکتروتماسی، وکیوم گیج ها و گیج های خلاء فشار از انواع EKM EKV، EKMV و VE-16rb برای اندازه گیری، سیگنال دهی یا تنظیم خاموش و روشن فشار (تخلیه) گازها و مایعاتی طراحی شده اند که نسبت به برنج و فولاد خنثی هستند. . ابزار اندازه گیری نوع VE-16rb در محفظه ضد انفجار ساخته می شوند و می توانند در اتاق های خطرناک آتش سوزی و انفجار نصب شوند. ولتاژ کار دستگاه های الکتروکنتاکت تا 380 ولت یا تا 220 ولت DC می باشد.

دستگاه.دستگاه فشار سنج های الکتروکنتاکت مشابه فنری است با این تفاوت که بدنه فشار سنج به دلیل تعبیه گروه های تماسی دارای ابعاد هندسی بزرگی می باشد. دستگاه و لیست عناصر اصلی فشار سنج های تماس الکتریکی در شکل نشان داده شده است. 2.65..

سنج های نمونه

وقت ملاقات. فشارسنج ها و خلاء سنج های نمونه از نوع MO و VO برای تست فشارسنج ها، وکیوم گیج ها و فشارسنج های ترکیبی و خلاء برای اندازه گیری فشار و کمیاب شدن مایعات و گازهای غیر تهاجمی در شرایط آزمایشگاهی طراحی شده اند.

مانومترهای نوع MKO و گیج های خلاء از نوع VKO برای بررسی عملکرد عملکرد گیج های فشار کاری در محل نصب آنها و برای کنترل اندازه گیری فشار بیش از حد و خلاء طراحی شده اند.

برنج. 2.65. مانومترهای تماسی الکتریکی: a - نوع EKM; ECMW; EQ;

B - نوع VE - قطعات اصلی 16 Rb: فنر لوله ای. مقیاس سیار

سازوکار؛ گروهی از مخاطبین متحرک؛ اتصالات ورودی

فشار سنج های الکتریکی

هدف. مانومترهای الکتریکی از نوع MED برای تبدیل مداوم فشار اضافی یا خلاء به یک سیگنال خروجی یکپارچه طراحی شده اند. جریان متناوب. این دستگاه ها برای کار همراه با دستگاه های ترانسفورماتور دیفرانسیل ثانویه، ماشین های کنترل متمرکز و سایر گیرنده های اطلاعاتی که قادر به دریافت سیگنال استاندارد در قالب اندوکتانس متقابل هستند، استفاده می شوند.

دستگاه و اصل کار. اصل عملکرد دستگاه، مانند فشار سنج ها با فنر لوله ای تک دور، بر اساس استفاده از تغییر شکل یک عنصر حساس الاستیک در هنگام اعمال فشار اندازه گیری شده به آن است. دستگاه فشار سنج الکتریکی از نوع MED در شکل نشان داده شده است. 2.65. (ب). عنصر حساس الاستیک دستگاه یک فنر لوله ای - 1 است که در نگهدارنده - 5 نصب شده است. یک میله - 6 به نگهدارنده پیچ می شود که سیم پیچ - 7 ترانسفورماتور دیفرانسیل روی آن ثابت شده است. مقاومت های ثابت و متغیر نیز بر روی نگهدارنده نصب شده است. سیم پیچ با یک صفحه پوشانده شده است. فشار اندازه گیری شده به نگهدارنده عرضه می شود. نگهدارنده به کیس وصل می شود - با 2 پیچ - 4. جعبه آلیاژ آلومینیوم با درب بسته می شود که کانکتور پلاگین روی آن ثابت می شود - 3. هسته - 8 ترانسفورماتور دیفرانسیل به انتهای متحرک لوله وصل می شود. فنر با پیچ مخصوص - 9. هنگامی که فشار به دستگاه وارد می شود، فنر لوله ای تغییر شکل می دهد که متناسب با فشار اندازه گیری شده، حرکت انتهای متحرک فنر و هسته ترانسفورماتور دیفرانسیل مرتبط با آن را ایجاد می کند.

الزامات عملکرد برای گیج های فشار هدف فنی:

· هنگام نصب گیج فشار، شیب صفحه از عمودی نباید از 15 درجه تجاوز کند.

در حالت غیر کار، نشانگر دستگاه اندازه گیری باید در حالت باشد موقعیت صفر;

· گیج فشار تأیید شده است و دارای مارک و مهر و موم است که تاریخ تأیید را نشان می دهد.

· هیچ آسیب مکانیکی به بدنه فشار سنج، قسمت رزوه ای اتصالات و غیره وجود ندارد.

· ترازوی دیجیتال به خوبی برای پرسنل خدمات قابل مشاهده است.

هنگام اندازه گیری فشار یک محیط گازی مرطوب (گاز، هوا)، لوله جلوی مانومتر به شکل حلقه ای ساخته می شود که در آن رطوبت متراکم می شود.

· یک خروس یا شیر باید در محلی که فشار اندازه گیری شده (قبل از فشارسنج) نصب شود.

· واشرهای ساخته شده از چرم، سرب، مس قرمز آنیل شده، فلوئوروپلاست باید برای آب بندی محل اتصال اتصالات فشار سنج استفاده شود. استفاده از یدک کش و مینیوم مجاز نمی باشد.

ابزارهای اندازه گیری فشار در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرند و بسته به هدف آنها به شرح زیر طبقه بندی می شوند:

فشارسنج - فشار اتمسفر را اندازه گیری می کند.

· گیج های خلاء - فشار خلاء را اندازه گیری کنید.

مانومتر - فشار اضافی را اندازه گیری کنید.

· گیج های خلاء - فشار وکیوم را اندازه گیری کنید.

بارواکیوم متر - فشار مطلق را اندازه گیری کنید.

· گیج های فشار دیفرانسیل - اختلاف فشار را اندازه گیری کنید.

با توجه به اصل عملکرد، دستگاه های اندازه گیری فشار می توانند از انواع زیر باشند:

دستگاه مایع است (فشار با وزن ستون مایع متعادل می شود).

· ابزار پیستونی (فشار اندازه گیری شده توسط نیروی ایجاد شده توسط وزنه های مدرج متعادل می شود).

ابزارهایی با انتقال از راه دور نشانه ها (تغییرهای مختلف مشخصات الکتریکیمواد تحت تأثیر فشار اندازه گیری شده).

· دستگاه دارای بار فنری است (فشار اندازه گیری شده توسط نیروهای الاستیک فنر متعادل می شود که تغییر شکل آن به عنوان اندازه گیری فشار عمل می کند).

برای اندازه گیری فشار از ابزارهای مختلفی استفاده می کند , که به دو گروه عمده مایع و مکانیکی تقسیم می شوند.

ساده ترین دستگاه است پیزومتر، فشار یک مایع را با ارتفاع ستونی از همان مایع اندازه گیری می کند. این یک لوله شیشه ای است که در یک انتها باز است (لوله در شکل 14a). پیزومتر دستگاه بسیار حساس و دقیقی است، اما فقط در هنگام اندازه گیری فشارهای کوچک مفید است، در غیر این صورت لوله بسیار بلند است که استفاده از آن را پیچیده می کند.

برای کاهش طول لوله اندازه گیری، از دستگاه هایی با مایع با چگالی بالاتر (به عنوان مثال، جیوه) استفاده می شود. مانومتر جیوه ای یک لوله U شکل است که آرنج منحنی آن با جیوه پر شده است (شکل 14b). تحت تأثیر فشار در رگ، سطح جیوه در زانوی چپ مانومتر کاهش می یابد و در سمت راست افزایش می یابد.

گیج فشار دیفرانسیلدر مواردی استفاده می شود که لازم است نه فشار در ظرف، بلکه اختلاف فشار در دو ظرف یا در دو نقطه از یک ظرف اندازه گیری شود (شکل 14 ج).

استفاده از دستگاه های مایع محدود به ناحیه ای با فشار نسبتا کم است. در صورت نیاز به اندازه گیری فشار بالا، از دستگاه های نوع دوم - مکانیکی استفاده می شود.

فنر سنجرایج ترین است لوازم مکانیکی. این شامل (شکل 15a) از یک لوله منحنی برنجی یا فولادی با دیواره نازک توخالی (فنار) 1 است که یک سر آن توسط یک دستگاه محرک 2 مهر و موم شده و به مکانیزم چرخ دنده 3 متصل شده است. یک فلش 4 روی محور قرار دارد. انتهای دوم لوله باز است و به ظرفی که فشار در آن اندازه گیری می شود متصل است. در اثر فشار، فنر تغییر شکل می دهد (صاف می شود) و از طریق دستگاه محرک، فلشی را به حرکت در می آورد که با انحراف آن مقدار فشار در مقیاس 5 تعیین می شود.

گیج فشار دیافراگمیهمچنین به مکانیکی مراجعه کنید (شکل 15b). در آنها به جای فنر، صفحه-غشاء نازک 1 (فلز یا مواد لاستیکی) تعبیه شده است. تغییر شکل غشاء با استفاده از یک دستگاه محرک به فلشی که مقدار فشار را نشان می دهد منتقل می شود.

فشارسنج های مکانیکی مزایایی نسبت به فشارسنج های مایع دارند: قابلیت حمل، تطبیق پذیری، سهولت طراحی و کارکرد، و طیف وسیعی از فشارهای اندازه گیری شده.

برای اندازه گیری فشارهای کمتر از اتمسفر از وکیوم گیج های مایع و مکانیکی استفاده می شود که اصل کارکرد آنها مانند فشارسنج ها است.

اصل رگ های ارتباطی .

رگ های ارتباطی

برقراری ارتباط به رگ هایی گفته می شود که بین آنها کانالی پر از مایع وجود دارد. مشاهدات نشان می دهد که در ظروف ارتباطی با هر شکلی، یک مایع همگن همیشه در همان سطح قرار می گیرد.

مایعات غیر مشابه حتی در ظروف ارتباطی با شکل و اندازه یکسان رفتار متفاوتی دارند. بیایید دو ظرف استوانه‌ای با قطر یکسان را در نظر بگیریم (شکل 51)، یک لایه جیوه در کف آنها بریزیم (سایه‌دار) و روی آن، مایعی با چگالی‌های مختلف را داخل سیلندرها بریزیم، مثلا r 2 h 1 ).

به طور ذهنی داخل لوله ای را انتخاب کنید که رگ های ارتباطی را به هم متصل می کند و با جیوه پر شده است، منطقه ای از ناحیه S، عمود بر سطح افقی. از آنجایی که مایعات در حال استراحت هستند، فشار وارد بر این ناحیه از چپ و راست یکسان است، یعنی. p1=p2. طبق فرمول (5.2)، فشار هیدرواستاتیک p 1 = 1 gh 1 و p 2 = 2 gh 2 . با برابر کردن این عبارات، r 1 h 1 = r 2 h 2 را بدست می آوریم، از این رو

h 1 / h 2 \u003d r 2 / r 1. (5.4)

از این رو مایعات غیر مشابه در حالت سکون در ظروف ارتباطی به گونه ای نصب می شوند که ارتفاع ستون های آنها با چگالی این مایعات نسبت معکوس دارد.

اگر r 1 =r 2 ، فرمول (5.4) نشان می دهد که h 1 =h 2 ، یعنی. مایعات همگن در مخازن ارتباطی در همان سطح نصب می شوند.

قوری و دهانه آن رگهای ارتباطی هستند: آب در آنها در یک سطح است. بنابراین دهانه قوری باید

دستگاه لوله کشی.

یک مخزن بزرگ آب (برج آب) بر روی برج تعبیه شده است. از مخزن لوله هایی با تعدادی شاخه وارد خانه ها وجود دارد. انتهای لوله ها با شیر بسته می شود. در شیر آب، فشار آب پرکننده لوله ها برابر با فشار ستون آب است که ارتفاعی برابر با اختلاف ارتفاع شیر و سطح آزاد آب در مخزن دارد. از آنجایی که مخزن در ارتفاع ده ها متری نصب می شود، فشار در شیر می تواند به چندین اتمسفر برسد. بدیهی است که فشار آب در طبقات بالا کمتر از فشار در طبقات پایین است.

آب مخزن برج آب توسط پمپ ها تامین می شود

لوله آب.

بر اساس اصل کشتی های ارتباطی، لوله های اندازه گیری آب برای مخازن آب مرتب شده اند. برای مثال، چنین لوله هایی روی مخازن واگن های راه آهن یافت می شوند. در یک لوله شیشه ای باز متصل به مخزن، آب همیشه در همان سطح مخزن قرار دارد. اگر یک لوله اندازه گیری آب روی دیگ بخار نصب شده باشد، انتهای بالایی لوله به قسمت بالایی دیگ پر از بخار متصل می شود.

این کار به گونه ای انجام می شود که فشارهای بالای سطح آزاد آب در دیگ بخار و در لوله یکسان باشد.

پیترهوف مجموعه ای باشکوه از پارک ها، کاخ ها و فواره ها است. این تنها مجموعه در جهان است که فواره های آن بدون پمپ و ساختارهای پیچیده آب کار می کنند. این فواره ها از اصل رگ های ارتباطی استفاده می کنند - سطوح فواره ها و حوضچه های ذخیره سازی در نظر گرفته شده است.

مشخصه فشار نیرویی است که به طور یکنواخت بر واحد سطح یک جسم وارد می شود. این نیرو بر فرآیندهای مختلف فناوری تأثیر می گذارد. فشار با پاسکال اندازه گیری می شود. یک پاسکال برابر است با فشار نیروی یک نیوتن روی سطح 1 متر مربع.

انواع فشار

جوی.
وکیوم.
اضافی.
مطلق.

جویفشار توسط جو زمین ایجاد می شود.

وکیومفشار، فشار کمتر از فشار اتمسفر است.

اضافیفشار مقدار فشاری است که بیشتر از فشار اتمسفر است.

مطلقفشار از مقدار صفر مطلق (خلاء) تعیین می شود.

انواع و کار

ابزار اندازه گیری فشار را مانومتر می نامند. در مهندسی، اغلب تعیین فشار اضافی ضروری است. محدوده قابل توجهی از مقادیر فشار اندازه گیری شده، شرایط ویژه برای اندازه گیری آنها در فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی باعث ایجاد انواع مختلفی از فشارسنج ها می شود که تفاوت های خاص خود را در ویژگی های طراحی و در اصل عملکرد دارند. انواع اصلی مورد استفاده را در نظر بگیرید.

فشارسنج ها

فشارسنج دستگاهی است که فشار هوا را در اتمسفر اندازه گیری می کند. فشارسنج ها انواع مختلفی دارند.

سیاره تیرفشارسنج بر اساس حرکت جیوه در یک لوله در امتداد یک مقیاس خاص عمل می کند.

مایعفشارسنج بر اساس اصل تعادل مایع با فشار جو کار می کند.

فشارسنج آنرویدبر روی تغییر ابعاد یک جعبه فلزی مهر و موم شده با خلاء در داخل، تحت تاثیر فشار اتمسفر کار می کند.

الکترونیکیفشارسنج ابزار مدرن تری است. پارامترهای یک آنروید معمولی را به سیگنال دیجیتالی که روی نمایشگر کریستال مایع نمایش داده می شود تبدیل می کند.

مانومترهای مایع

در این مدل از دستگاه ها فشار با ارتفاع ستون مایع تعیین می شود که این فشار را یکسان می کند. دستگاه های مایع اغلب به صورت 2 ظرف شیشه ای متصل به یکدیگر ساخته می شوند که مایع (آب، جیوه، الکل) در آنها ریخته می شود.

عکس. 1

یک سر ظرف به محیط اندازه گیری شده متصل است و سر دیگر آن باز است. تحت فشار محیط، مایع از یک ظرف به ظرف دیگر جریان می یابد تا زمانی که فشار یکسان شود. تفاوت در سطح مایع، فشار اضافی را تعیین می کند. چنین دستگاه هایی تفاوت فشار و خلاء را اندازه گیری می کنند.

شکل 1a یک مانومتر 2 لوله ای را نشان می دهد که خلاء، گیج و فشار اتمسفر را اندازه گیری می کند. نقطه ضعف آن یک خطای قابل توجه در اندازه گیری فشار با ضربان است. برای چنین مواردی از فشارسنج های 1 لوله ای استفاده می شود (شکل 1b). آنها یک لبه کشتی بزرگتر دارند. فنجان به یک حفره قابل اندازه گیری متصل است که فشار آن مایع را به قسمت باریک ظرف منتقل می کند.

هنگام اندازه گیری، فقط ارتفاع مایع در آرنج باریک در نظر گرفته می شود، زیرا مایع سطح خود را در فنجان به میزان ناچیزی تغییر می دهد و این نادیده گرفته می شود. برای اندازه گیری فشارهای اضافی کوچک، از میکرومانومترهای 1 لوله ای با یک لوله متمایل به زاویه استفاده می شود (شکل 1c). هر چه شیب لوله بیشتر باشد، به دلیل افزایش طول سطح مایع، خوانش ابزار دقیق تر است.

دستگاه های اندازه گیری فشار یک گروه ویژه در نظر گرفته می شوند که در آن حرکت مایع در یک ظرف بر روی یک عنصر حساس عمل می کند - یک شناور (1) در شکل 2a، یک حلقه (3) (شکل 2c) یا یک زنگ (2) (شکل 2b) که با یک فلش همراه هستند که نشانگر فشار است.

شکل-2

مزایای چنین دستگاه هایی هستند انتقال از راه دورو ثبت ارزش آنها.

گیج فشار تغییر شکل

در زمینه فنی، دستگاه های تغییر شکل برای اندازه گیری فشار محبوبیت پیدا کرده اند. اصل کار آنها تغییر شکل عنصر حساس است. این تغییر شکل تحت تأثیر فشار ظاهر می شود. جزء الاستیک به یک دستگاه خواندن با مقیاس درجه بندی شده بر حسب واحد فشار متصل است. مانومترهای تغییر شکل به دو دسته تقسیم می شوند:

بهار.
دم.
غشاء.

شکل-3

فنر سنج

در این دستگاه ها عنصر حساس فنری است که توسط مکانیزم انتقال به فلش متصل می شود. فشار در داخل لوله عمل می کند، بخش سعی می کند آن را بگیرد شکل گرد، فنر (1) سعی می کند باز شود، در نتیجه نشانگر در امتداد مقیاس حرکت می کند (شکل 3a).

گیج فشار دیافراگمی

در این دستگاه ها جزء الاستیک غشا (2) می باشد. تحت فشار خم می شود و با کمک مکانیزم انتقال بر روی فلش عمل می کند. ممبران با توجه به نوع جعبه ساخته شده است (3). این امر باعث افزایش دقت و حساسیت دستگاه به دلیل انحراف بیشتر در فشار مساوی می شود (شکل 3b).

فشار سنج دم

در دستگاه هایی از نوع دم (شکل 3ج) عنصر الاستیک دم (4) است که به صورت یک لوله جدار نازک راه راه ساخته می شود. این لوله تحت فشار است. در این صورت طول دم افزایش می یابد و با کمک مکانیزم انتقال، سوزن گیج فشار را به حرکت در می آورد.

از انواع مانومترهای دم و دیافراگمی برای اندازه گیری فشار اضافی و خلاء جزئی استفاده می شود، زیرا جزء الاستیک استحکام کمی دارد. هنگامی که از چنین دستگاه هایی برای اندازه گیری خلاء استفاده می شود، آنها نامیده می شوند پیش نویس ها. دستگاه اندازه گیری فشار می باشد فشارسنج ، برای اندازه گیری فشار بیش از حد و خلاء استفاده می شود رانش سنج ها .

گیج های فشار نوع تغییر شکل نسبت به مدل های مایع مزیت دارند. آنها به شما اجازه می دهند خوانش ها را از راه دور منتقل کنید و آنها را به طور خودکار ضبط کنید.

این به دلیل تبدیل تغییر شکل جزء الاستیک به سیگنال خروجی جریان الکتریکی است. سیگنال توسط ابزارهای اندازه گیری که در واحدهای فشار کالیبره شده اند ثبت می شود. به چنین دستگاه هایی مانومتر تغییر شکل-الکتریکی می گویند. مبدل های تنسنج، ترانسفورماتور دیفرانسیل و مدولاسیون مغناطیسی کاربرد گسترده ای پیدا کرده اند.

مبدل ترانسفورماتور دیفرانسیل

شکل-4

اصل کار چنین مبدلی تغییر در قدرت جریان القایی بسته به میزان فشار است.

دستگاه هایی با وجود چنین مبدلی دارای یک فنر لوله ای (1) هستند که هسته فولادی (2) ترانسفورماتور را حرکت می دهد و نه فلش. در نتیجه، قدرت جریان القایی که از طریق تقویت کننده (4) به دستگاه اندازه گیری (3) عرضه می شود تغییر می کند.

دستگاه های اندازه گیری فشار مدولاسیون مغناطیسی

در چنین دستگاه هایی، نیرو به دلیل حرکت آهنربا مرتبط با جزء الاستیک به سیگنال جریان الکتریکی تبدیل می شود. هنگام حرکت، آهنربا روی مبدل مغناطیسی مدولاسیون عمل می کند.

سیگنال الکتریکی در یک تقویت کننده نیمه هادی تقویت می شود و به دستگاه های اندازه گیری الکتریکی ثانویه تغذیه می شود.

فشار سنج

مبدل های مبتنی بر یک کرنش سنج بر اساس وابستگی مقاومت الکتریکی کرنش سنج به بزرگی تغییر شکل کار می کنند.

شکل-5

لودسل ها (1) (شکل 5) روی المان الاستیک دستگاه ثابت می شوند. سیگنال الکتریکی در خروجی به دلیل تغییر در مقاومت فشار سنج ایجاد می شود و توسط دستگاه های اندازه گیری ثانویه ثابت می شود.

فشار سنج های تماس الکتریکی

شکل-6

جزء الاستیک موجود در دستگاه یک فنر لوله ای تک دور می باشد. تماس های (1) و (2) برای هر علامت مقیاس دستگاه با چرخاندن پیچ در سر (3) که روی آن قرار دارد ساخته می شود. خارج ازشیشه.

با کاهش فشار و رسیدن به حد پایین آن، فلش (4) با کمک کنتاکت (5) مدار لامپ رنگ مربوطه را روشن می کند. هنگامی که فشار به حد بالایی که با تماس (2) تنظیم می شود افزایش می یابد، فلش مدار لامپ قرمز را با تماس (5) می بندد.

کلاس های دقت

فشار سنج ها به دو دسته تقسیم می شوند:

نمونه
کارگران

ابزارهای نمونه خطا در قرائت ابزارهای کاری که در فناوری تولید دخیل هستند را تعیین می کنند.

کلاس دقت مربوط به خطای مجاز است که انحراف گیج فشار از مقادیر واقعی است. دقت دستگاه با درصد حداکثر خطای مجاز به مقدار اسمی تعیین می شود. هر چه درصد بیشتر باشد، دقت دستگاه کمتر است.

گیج های فشار مرجع دقت بسیار بالاتری نسبت به مدل های کاری دارند، زیرا برای ارزیابی انطباق قرائت مدل های کاری دستگاه ها عمل می کنند. گیج های فشار مرجع عمدتاً در آزمایشگاه استفاده می شوند، بنابراین بدون آن ساخته می شوند حفاظت اضافیاز محیط خارجی

گیج های فشار فنری دارای 3 کلاس دقت 0.16، 0.25 و 0.4 هستند. مدل های کاری گیج فشار دارای کلاس های دقت 0.5 تا 4 هستند.

استفاده از فشار سنج

ابزار اندازه‌گیری فشار، محبوب‌ترین ابزار در صنایع مختلف هنگام کار با مواد خام مایع یا گاز هستند.

ما مکان های اصلی استفاده از چنین دستگاه هایی را لیست می کنیم:

در صنعت گاز و نفت.
در مهندسی حرارت برای کنترل فشار حامل انرژی در خطوط لوله.
در صنعت هوانوردی، صنعت خودروسازی، خدمات پس از فروشهواپیما و ماشین
در صنعت ماشین سازی هنگام استفاده از واحدهای هیدرومکانیکی و هیدرودینامیکی.
در دستگاه ها و دستگاه های پزشکی.
در تجهیزات و حمل و نقل راه آهن.
در صنایع شیمیایی برای تعیین فشار مواد در فرآیندهای تکنولوژیکی.
در مکان هایی با استفاده از مکانیزم ها و یونیت های پنوماتیکی.

جستجوی متن کامل

گیج های فشار مایع (لوله) بر اساس اصل مخازن ارتباطی کار می کنند - با متعادل کردن فشار ثبت شده با وزن مایع پرکننده: ستون مایع به ارتفاعی که متناسب با بار اعمال شده است تغییر می کند.

اندازه گیری های مبتنی بر روش هیدرواستاتیک به دلیل ترکیبی از سادگی، قابلیت اطمینان، صرفه جویی و دقت بالا جذاب هستند. مانومتر با مایع داخل به طور ایده آل برای اندازه گیری فشارهای تفاضلی تا 7 کیلو پاسکال (در نسخه های ویژه تا 500 کیلو پاسکال) مناسب است.

انواع و اقسام دستگاه ها

برای اندازه‌گیری‌های آزمایشگاهی یا کاربردهای صنعتی، از انواع فشار سنج با طراحی لوله استفاده می‌شود. انواع دستگاه های زیر بیشترین تقاضا را دارند:

U شکل. طراحی بر اساس مخازن ارتباطی است که در آن فشار توسط یک یا چند سطح مایع به طور همزمان تعیین می شود. یک قسمت از لوله برای اندازه گیری به سیستم لوله کشی متصل می شود. در عین حال، انتهای دیگر ممکن است به طور هرمتیک مهر و موم شده باشد یا ارتباط آزاد با جو داشته باشد.
جام. یک مانومتر مایع تک لوله ای از بسیاری جهات شبیه طراحی ابزارهای کلاسیک U شکل است، اما به جای لوله دوم، از یک مخزن عریض در اینجا استفاده شده است که مساحت آن 500-700 برابر متقاطع است. سطح مقطع لوله اصلی.
حلقه. در دستگاه هایی از این نوع، ستون مایع در یک کانال حلقوی محصور می شود. هنگامی که فشار تغییر می کند، مرکز ثقل حرکت می کند که به نوبه خود منجر به حرکت فلش اشاره گر می شود. بنابراین، دستگاه اندازه گیری فشار، زاویه شیب محور کانال حلقوی را ثابت می کند. این مانومترها با دقت بالایی در نتایج جذب می شوند که به چگالی مایع و محیط گازی روی آن بستگی ندارد. در عین حال، دامنه چنین محصولاتی به دلیل هزینه بالای و پیچیدگی نگهداری محدود است.
پیستون مایع فشار اندازه گیری شده میله شخص ثالث را جابجا می کند و موقعیت آن را با وزنه های کالیبره شده متعادل می کند. با انتخاب پارامترهای بهینه برای جرم میله با وزنه، می توان از خروج آن با مقداری متناسب با فشار اندازه گیری شده اطمینان حاصل کرد و بنابراین برای کنترل راحت است.

مانومتر مایع چیست؟

دستگاه مانومتر مایع در عکس قابل مشاهده است:

کاربرد گیج مایع

سادگی و قابلیت اطمینان اندازه گیری های مبتنی بر روش هیدرواستاتیک، استفاده گسترده از ابزار پر از مایع را توضیح می دهد. چنین فشار سنج هایی هنگام انجام تحقیقات آزمایشگاهی یا حل مشکلات مختلف ضروری هستند. وظایف فنی. به طور خاص، ابزارها برای انواع اندازه گیری های زیر استفاده می شوند:

فشار اضافی کوچک.
اختلاف فشار
فشار اتمسفر.
تحت فشار.

یکی از زمینه های مهم استفاده از فشار سنج لوله با پرکننده مایع، تأیید ابزار دقیق است: پیش نویس، فشار سنج، گیج خلاء، فشارسنج، گیج فشار دیفرانسیل و برخی از انواع فشار سنج.

گیج فشار مایع: اصل کار

رایج ترین طراحی ابزار U-tube است. اصل عملکرد گیج فشار در شکل نشان داده شده است:

نمودار یک مانومتر مایع U شکل

یک انتهای لوله با جو ارتباط دارد - تحت تأثیر فشار اتمسفر Patm قرار دارد. انتهای دیگر لوله با کمک دستگاه های ورودی به خط لوله هدف متصل می شود - تحت تأثیر فشار Rabs متوسط اندازه گیری شده قرار می گیرد. اگر شاخص Rabs بالاتر از Patm باشد، مایع به لوله ای منتقل می شود که با اتمسفر ارتباط برقرار می کند.

دستورالعمل محاسبه

اختلاف ارتفاع بین سطوح مایع با فرمول محاسبه می شود:

h \u003d (Rabs - Ratm) / ((rzh - ratm)g)
جایی که:
Rabs فشار مطلق اندازه گیری شده است.
Ratm فشار اتمسفر است.
rzh – چگالی سیال کار.
ratm چگالی جو اطراف است.
g - شتاب سقوط آزاد (9.8 m/s2)
نشانگر ارتفاع سیال کار H مجموع 2 جزء است:
1. h1 - پایین آوردن ستون در مقایسه با مقدار اصلی.
2. h2 - افزایش ستون در قسمت دیگری از لوله در مقایسه با سطح اولیه.
ratm نشانگر اغلب در محاسبات در نظر گرفته نمی شود، زیرا rl >> ratm. بنابراین، وابستگی را می توان به صورت زیر نشان داد:
h \u003d Pizb / (rzh g)
جایی که:
Risb فشار اضافی محیطی است که اندازه گیری می شود.
بر اساس فرمول فوق، ریزب = hrzh g.

در صورت نیاز به اندازه گیری فشار گازهای کمیاب، از ابزارهای اندازه گیری استفاده می شود که در آن یکی از انتها به صورت هرمتیک مهر و موم شده است و فشار خلاء با استفاده از دستگاه های تغذیه به دیگری متصل می شود. طرح در نمودار نشان داده شده است:

نمودار گیج فشار مطلق خلاء مایع

برای چنین دستگاه هایی از فرمول استفاده می شود:
h \u003d (Ratm - Rabs) / (rzh g).

فشار در انتهای مهر و موم شده لوله صفر است. در صورت وجود هوا در آن، محاسبات فشار بیش از حد گیج خلاء به صورت زیر انجام می شود:
Ratm - Rabs \u003d Rizb - hrzh g.

اگر هوا در انتهای مهر و موم شده تخلیه شود و فشار متقابل Patm = 0 باشد، آنگاه:
رب = هرژ گ.

طرح هایی که در آنها هوای انتهای مهر و موم شده قبل از پر شدن تخلیه و تخلیه می شود برای استفاده به عنوان فشارسنج مناسب هستند. رفع اختلاف ارتفاع ستون در قسمت مهر و موم شده به شما امکان می دهد محاسبات دقیق فشار هوا را انجام دهید.

مزایا و معایب

مانومترهای مایع دارای هر دو قوی و نقاط ضعف. هنگام استفاده از آنها، امکان بهینه سازی هزینه های سرمایه و عملیات برای کنترل و اندازه گیری فعالیت ها وجود دارد. در عین حال باید از خطرات و آسیب پذیری های احتمالی چنین سازه هایی آگاه بود.

در میان مزایای کلیدیابزار اندازه گیری با پر کردن مایع باید توجه داشته باشید:

دقت اندازه گیری بالا دستگاه های با سطح پایینخطاها را می توان به عنوان نمونه ای برای تأیید تجهیزات کنترل و اندازه گیری مختلف استفاده کرد.
راحتی در استفاده. دستورالعمل استفاده از دستگاه فوق العاده ساده است و هیچ اقدام پیچیده یا خاصی را شامل نمی شود.
کم هزینه. قیمت گیج فشار مایع در مقایسه با سایر تجهیزات به طور قابل توجهی کمتر است.
نصب سریع. اتصال به خطوط لوله هدف با کمک دستگاه های تامین کننده انجام می شود. نصب / برچیدن به تجهیزات خاصی نیاز ندارد.

هنگام استفاده از دستگاه های مانومتریک پر از مایع، باید برخی از نقاط ضعف این طرح ها را در نظر گرفت:

افزایش ناگهانی فشار می تواند منجر به آزاد شدن سیال عامل شود.
امکان ثبت و ارسال خودکار نتایج اندازه گیری فراهم نشده است.
ساختار داخلی مانومترهای مایع افزایش شکنندگی آنها را تعیین می کند
ابزارها با محدوده اندازه گیری نسبتاً باریک مشخص می شوند.
صحت اندازه گیری ها را می توان با تمیز کردن بی کیفیت سطوح داخلی لوله ها نقض کرد.

مانومتر یک دستگاه مکانیکی فشرده برای اندازه گیری فشار است. بسته به تغییر، می تواند با هوا، گاز، بخار یا مایع کار کند. انواع مختلفی از فشارسنج ها وجود دارد که طبق اصل اندازه گیری فشار در محیط اندازه گیری می شود که هر کدام کاربرد خاص خود را دارند.

دامنه استفاده

گیج های فشار یکی از رایج ترین ابزارهایی هستند که در سیستم های مختلف یافت می شوند:

دیگهای گرمایش.
خطوط لوله گاز
لوله کشی.
کمپرسورها
اتوکلاوها.
سیلندرها
تفنگ بادی بالن و غیره

از نظر ظاهری، فشار سنج شبیه یک سیلندر کم است قطر متفاوت، معمولاً 50 میلی متر است که از یک بدنه فلزی با درب شیشه ای تشکیل شده است. یک مقیاس با علائم واحدهای فشار (Bar یا Pa) از طریق قسمت شیشه ای قابل مشاهده است. در طرف محفظه یک لوله با یک رزوه خارجی برای پیچ در دهانه سیستم وجود دارد که در آن اندازه گیری فشار ضروری است.

هنگامی که فشار در محیط اندازه گیری می شود، گاز یا مایع مکانیسم داخلی گیج فشار را از طریق لوله فشار می دهد، که منجر به انحراف زاویه فلش می شود که مقیاس را نشان می دهد. هر چه فشار تولید شده بیشتر باشد، سوزن بیشتر منحرف می شود. عدد روی ترازو که در آن نشانگر متوقف می شود و با فشار در سیستم اندازه گیری مطابقت دارد.

فشاری که یک مانومتر می تواند اندازه گیری کند

گیج های فشار مکانیزم های جهانی هستند که می توانند برای اندازه گیری مقادیر مختلف استفاده شوند:

فشار بیش از حد.
فشار خلاء
اختلاف فشار
فشار جو.

استفاده از این دستگاه ها به شما این امکان را می دهد که فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی را کنترل کرده و از حوادث اضطراری جلوگیری کنید. گیج های فشار طراحی شده برای عملکرد در شرایط خاص ممکن است تغییرات بدنه اضافی داشته باشند. این می تواند ضد انفجار، مقاوم در برابر خوردگی یا افزایش لرزش باشد.

انواع فشار سنج

گیج های فشار در بسیاری از سیستم هایی که فشار وجود دارد استفاده می شود که باید در سطح مشخصی باشد. استفاده از دستگاه به شما امکان کنترل آن را می دهد، زیرا قرار گرفتن در معرض ناکافی یا بیش از حد می تواند به انواع مختلف آسیب برساند فرآیندهای تکنولوژیکی. علاوه بر این فشار بیش از حد عامل پارگی مخازن و لوله ها می باشد. در این راستا، انواع مختلفی از گیج های فشار طراحی شده برای شرایط کاری خاص ایجاد شده است.

آن ها هستند:

نمونه
فنی عمومی
تماس الکتریکی
خاص
ضبط کننده ها
کشتی.
راه آهن.

نمونه مانومترطراحی شده برای تأیید سایر تجهیزات اندازه گیری مشابه. چنین دستگاه هایی سطح فشار بیش از حد را در رسانه های مختلف تعیین می کنند. چنین دستگاه هایی مجهز به مکانیزم دقیقی هستند که حداقل خطا را نشان می دهد. کلاس دقت آنها از 0.05 تا 0.2 است.

فنی عمومیدر محیط های عمومی که در یخ یخ نمی زنند استفاده شود. چنین دستگاه هایی دارای کلاس دقت از 1.0 تا 2.5 هستند. آنها در برابر لرزش مقاوم هستند، بنابراین می توان آنها را بر روی سیستم های حمل و نقل و گرمایش نصب کرد.

تماس الکتریکیبه طور خاص برای نظارت و هشدار در مورد رسیدن به حد بالای یک بار خطرناک طراحی شده است که می تواند سیستم را از بین ببرد. چنین ابزارهایی با رسانه های مختلف مانند مایعات، گازها و بخارات استفاده می شوند. این تجهیزاتدارای مکانیزم کنترل مدار الکتریکی داخلی است. هنگامی که فشار بیش از حد اتفاق می افتد، مانومتر سیگنالی می دهد یا به طور مکانیکی تجهیزات تامین کننده را که فشار ایجاد می کند خاموش می کند. همچنین، گیج های فشار الکتروکنتاکت ممکن است شامل یک شیر مخصوص باشد که فشار را تا حد ایمن کاهش می دهد. چنین وسایلی از بروز حوادث و انفجار در دیگ بخار جلوگیری می کند.

خاصگیج های فشار برای کار با یک گاز خاص طراحی شده اند. چنین دستگاه هایی معمولاً به جای موارد مشکی کلاسیک دارای قاب های رنگی هستند. رنگ مربوط به گازی است که ابزار می تواند تحمل کند. همچنین علامت خاصی روی ترازو وجود دارد. به عنوان مثال، فشار سنج های آمونیاکی که معمولاً در سردخانه های صنعتی نصب می شوند، به رنگ زرد هستند. چنین تجهیزاتی دارای کلاس دقت از 1.0 تا 2.5 هستند.

ضبط کننده هادر مناطقی استفاده می شود که نه تنها به نظارت بصری فشار سیستم، بلکه برای ثبت شاخص ها نیز نیاز است. آنها نموداری می نویسند که با آن می توانید دینامیک فشار را در هر دوره زمانی مشاهده کنید. دستگاه های مشابه را می توان در آزمایشگاه ها و همچنین در نیروگاه های حرارتی، کارخانه های کنسروسازی و سایر شرکت های مواد غذایی یافت.

کشتیگسترده را شامل می شود ترکیبگیج های فشار که دارای محفظه ضد آب و هوا هستند. آنها می توانند با مایع، گاز یا بخار کار کنند. نام آنها را می توان در توزیع کنندگان گاز خیابانی یافت.

راه آهنگیج های فشار برای کنترل فشار بیش از حد در مکانیسم هایی که حمل و نقل الکتریکی ریلی را انجام می دهند طراحی شده اند. به طور خاص، آنها در سیستم های هیدرولیک استفاده می شوند که ریل ها را در هنگام گسترش بوم حرکت می دهند. چنین دستگاه هایی مقاومت بیشتری در برابر لرزش دارند. آنها نه تنها لرزش را تحمل می کنند، بلکه در عین حال، نشانگر روی ترازو به ضربه مکانیکی روی بدن واکنش نشان نمی دهد و به طور دقیق سطح فشار را در سیستم نشان می دهد.

انواع فشارسنج ها با توجه به مکانیسم اندازه گیری فشار در محیط

گیج های فشار همچنین در مکانیسم داخلی که منجر به حذف خوانش فشار در سیستمی می شود که به آن متصل هستند، متفاوت هستند. بسته به دستگاه، آنها عبارتند از:

مایع.
بهار.
غشاء.
تماس الکتریکی
دیفرانسیل.

مایعگیج فشار برای اندازه گیری فشار ستون مایع طراحی شده است. چنین دستگاه هایی بر اساس اصل فیزیکی کشتی های ارتباطی کار می کنند. بیشتر دستگاه ها سطح مایع قابل مشاهده ای دارند که از آن خوانش می گیرند. این دستگاه ها جزو موارد کم استفاده هستند. به دلیل تماس با مایع قسمت درونیکثیف می شود، بنابراین شفافیت به تدریج از بین می رود و تعیین بصری قرائت ها دشوار می شود. مانومترهای مایع یکی از اولین اختراعات بودند، اما هنوز هم یافت می شوند.

بهارگیج ها رایج ترین هستند. آنها دارند طراحی سادهمناسب برای تعمیر حدود اندازه گیری آنها معمولا از 0.1 تا 4000 بار است. عنصر حساس چنین مکانیزمی خود یک لوله بیضی شکل است که تحت فشار فشرده می شود. نیروی فشار بر روی لوله از طریق مکانیسم خاصی به فلش منتقل می شود که در یک زاویه خاص می چرخد و با علامت گذاری به مقیاس اشاره می کند.

غشاءگیج فشار بر اساس اصل فیزیکی جبران پنوماتیک کار می کند. در داخل دستگاه یک غشای ویژه وجود دارد که میزان انحراف آن به ضربه بستگی دارد ایجاد شده توسط فشار. معمولاً از دو غشا که به هم لحیم شده اند و یک جعبه را تشکیل می دهند استفاده می شود. با تغییر حجم جعبه، مکانیسم حساس فلش را منحرف می کند.

تماس الکتریکیگیج های فشار را می توان در سیستم هایی یافت که به طور خودکار فشار را کنترل می کنند و آن را تنظیم می کنند یا سیگنال می دهند که به یک سطح بحرانی رسیده است. دستگاه دارای دو فلش قابل جابجایی است. یکی روی حداقل فشار و دومی روی حداکثر تنظیم شده است. کنتاکت های مدار الکتریکی در داخل دستگاه نصب می شوند. هنگامی که فشار به یکی از سطوح بحرانی می رسد، مدار الکتریکی بسته می شود. در نتیجه، سیگنالی به صفحه کنترل تولید می شود یا مکانیزم خودکار برای تنظیم مجدد اضطراری فعال می شود.

دیفرانسیلگیج های فشار یکی از پیچیده ترین مکانیسم ها هستند. آنها بر اساس اصل اندازه گیری تغییر شکل در داخل بلوک های ویژه کار می کنند. این عناصر مانومتر به فشار حساس هستند. همانطور که بلوک تغییر شکل می دهد، یک مکانیسم خاص تغییرات را به فلشی که به مقیاس اشاره دارد منتقل می کند. نشانگر حرکت می کند تا زمانی که افت در سیستم متوقف شود و در یک سطح مشخص متوقف شود.

کلاس دقت و محدوده اندازه گیری

هر فشار سنج دارای پاسپورت فنی است که نشان دهنده کلاس دقت آن است. نشانگر یک عبارت عددی دارد. هرچه این عدد کمتر باشد، دقت دستگاه بیشتر است. برای اکثر ابزارها، کلاس دقت 1.0 تا 2.5 معمول است. آنها در مواردی استفاده می شوند که انحراف کوچک واقعا مهم نیست. بزرگترین خطا معمولاً توسط دستگاه هایی داده می شود که رانندگان برای اندازه گیری فشار هوا در لاستیک ها استفاده می کنند. کلاس آنها اغلب به 4.0 کاهش می یابد. بهترین کلاسدقت دارای فشارسنج های نمونه است که پیشرفته ترین آنها با خطای 0.05 کار می کند.

هر فشار سنج به گونه ای طراحی شده است که در محدوده فشار خاصی کار کند. مدل های حجیم بیش از حد قدرتمند قادر به رفع حداقل نوسانات نیستند. دستگاه های بسیار حساس در صورت قرار گرفتن در معرض بیش از حد از کار می افتند یا از بین می روند که منجر به کاهش فشار سیستم می شود. در این راستا هنگام انتخاب گیج فشار باید به این نشانگر توجه کرد. معمولاً در بازار می توانید مدل هایی را پیدا کنید که قادر به ثبت افت فشار در محدوده 0.06 تا 1000 میلی پاسکال هستند. همچنین تغییرات خاصی وجود دارد، به اصطلاح پیش سنجی، که برای اندازه گیری فشار خلاء تا سطح 40- کیلو پاسکال طراحی شده است.

برای اندازه گیری فشار از فشارسنج ها و فشارسنج ها استفاده می شود. فشارسنج ها برای اندازه گیری فشار اتمسفر استفاده می شوند. برای اندازه گیری های دیگر از مانومتر استفاده می شود. کلمه مانومتر از آن گرفته شده استدو کلمه یونانی: مانوس - شل، مترئو - اندازه می‌گیرم.

فشار سنج فلزی لوله ای

وجود دارد انواع مختلفابزار اندازه گیری فشار. بیایید نگاهی دقیق تر به دو مورد از آنها بیندازیم. شکل زیر یک مانومتر فلزی لوله ای را نشان می دهد.

این در سال 1848 توسط فرانسوی E. Bourdon اختراع شد. شکل زیر طراحی آن را نشان می دهد.

اجزای اصلی عبارتند از: یک لوله توخالی خم شده به یک قوس (1)، یک فلش (2)، یک چرخ دنده (3)، یک شیر (4)، یک اهرم (5).

اصل عملکرد گیج فشار لوله ای

یک انتهای لوله مهر و موم شده است. در انتهای دیگر لوله با کمک یک شیر آب به ظرفی که در آن اندازه گیری فشار لازم است متصل می شود. اگر فشار شروع به افزایش کند، لوله در حالی که روی اهرم عمل می کند خم نمی شود. اهرم از طریق یک چرخ دنده به اشاره گر متصل می شود، بنابراین با افزایش فشار، نشانگر منحرف می شود تا فشار را نشان دهد.

اگر فشار کاهش یابد، لوله خم می شود و فلش در جهت مخالف حرکت می کند.

فشار سنج مایع

حال نوع دیگری از فشار سنج را در نظر بگیرید. شکل زیر یک مانومتر مایع را نشان می دهد. به شکل U است.

از یک لوله شیشه ای U شکل تشکیل شده است.مایع داخل این لوله ریخته می شود. یکی از انتهای لوله با یک لوله لاستیکی به یک جعبه مسطح گرد وصل می شود که با یک فیلم لاستیکی پوشانده شده است.

اصل عملکرد مانومتر مایع

در موقعیت اولیه، آب در لوله ها در یک سطح خواهد بود. اگر به فیلم لاستیکی فشار وارد شود، سطح مایع در یک زانوی فشارسنج کاهش می یابد و در نتیجه در دیگری افزایش می یابد.

این در تصویر بالا نشان داده شده است. با انگشت روی فیلم فشار می دهیم.

وقتی روی فیلم فشار می دهیم، فشار هوایی که در جعبه است افزایش می یابد. فشار از طریق لوله منتقل می شود و به مایع می رسد، در حالی که آن را جابجا می کند. هنگامی که سطح در این زانو کاهش می یابد، سطح مایع در زانو دیگر لوله افزایش می یابد.

با تفاوت در سطوح مایع، می توان تفاوت فشار اتمسفر و فشار وارد شده بر فیلم را قضاوت کرد.

تصویر زیر نحوه استفاده از فشار سنج مایع را برای اندازه گیری فشار در یک مایع در اعماق مختلف نشان می دهد.

مشعل پیش محفظه

مشعل پیش محفظه - دستگاهی متشکل از یک منیفولد گاز با سوراخ هایی برای خروجی گاز، یک تک بلوک با کانال ها و یک پیش محفظه نسوز سرامیکی که در بالای منیفولد قرار گرفته است که در آن گاز با هوا مخلوط شده و مخلوط گاز و هوا می سوزد. مشعل پیش محفظه برای احتراق گاز طبیعی در کوره های دیگ های چدن مقطعی، خشک کن ها و سایر تاسیسات حرارتی که با خلاء 10-30 Pa کار می کنند طراحی شده است. مشعل های پیش محفظه ای بر روی اجاق کوره قرار دارند که شرایط مناسبی را برای توزیع یکنواخت جریان های حرارتی در طول کوره ایجاد می کند. مشعل های پیش محفظه می توانند در فشار گاز کم و متوسط کار کنند. مشعل پیش محفظه از یک کلکتور گاز تشکیل شده است ( لوله فولادی) دارای یک ردیف خروجی گاز. بسته به خروجی حرارتی، مشعل می تواند 1،2 یا 3 کلکتور داشته باشد. یک مونو بلوک سرامیکی در بالای منیفولد گاز روی یک قاب فولادی نصب شده است و مجموعه ای از کانال ها (میکسرها) را تشکیل می دهد. هر خروجی گاز میکسر سرامیکی مخصوص به خود را دارد. جت گاز که از سوراخ های جمع کننده خارج می شود، 50-70٪ هوای مورد نیاز برای احتراق را خارج می کند، بقیه هوا به دلیل نادر شدن در کوره وارد می شود. در نتیجه جهش، تشکیل مخلوط تشدید می شود. در کانال ها، مخلوط گرم می شود و هنگامی که خارج می شود، شروع به سوختن می کند. از کانال ها، مخلوط احتراق وارد پیش محفظه می شود که در آن 90-95٪ گاز می سوزد. محفظه از آجرهای نسوز; شبیه شکاف است پس سوزاندن گاز در کوره صورت می گیرد. ارتفاع شعله - 0.6-0.9 متر، ضریب هوای اضافی a - 1.1...1.15.

جبران کننده ها برای نرم کردن (جبران) افزایش دمای خطوط لوله گاز، جلوگیری از پارگی لوله، برای سهولت نصب و جداسازی اتصالات (فلنج دار، شیرهای دروازه) طراحی شده اند.

یک خط لوله گاز به طول 1 کیلومتر قطر متوسط، هنگامی که 1 درجه سانتیگراد گرم می شود، 12 میلی متر طول می کشد.

جبران کننده ها عبارتند از:

· لنز;

· U شکل؛

· لیری شکل.

جبران کننده لنزدارای سطح موجی است که بسته به دمای خط لوله گاز، طول آن تغییر می کند. جبران کننده لنز از نیمه لنزهای مهر شده با جوش ساخته شده است.

برای کاهش مقاومت هیدرولیکی و جلوگیری از گرفتگی، یک لوله راهنما در داخل جبران کننده نصب می شود که از سمت ورودی گاز به سطح داخلی جبران کننده جوش داده می شود.

قسمت پایینی نیم عدسی ها را با قیر پر می کنند تا از تجمع آب جلوگیری شود.

هنگام نصب جبران کننده در زمان زمستان، باید کمی کشیده شود و در زمان تابستان- برعکس، با مهره های کوپلینگ فشرده کنید.

U شکل Lyre شکل

جبران کننده. جبران کننده.

تغییرات دمای محیط اطراف خط لوله گاز باعث تغییر در طول خط لوله گاز می شود. برای یک بخش مستقیم از یک خط لوله گاز فولادی به طول 100 متر، ازدیاد طول یا کوتاه شدن با تغییر دمای 1 درجه حدود 1.2 میلی متر است. بنابراین در تمام خطوط لوله گاز بعد از شیرها با احتساب جریان گاز باید جبران کننده های عدسی نصب شود (شکل 3). علاوه بر این، در حین کار، وجود یک جبران کننده لنز نصب و جداسازی شیرهای دروازه را تسهیل می کند.

در طراحی و ساخت خطوط لوله گاز، آنها تلاش می کنند تا با استفاده از حداکثر استفاده از خود جبران خشن - با تغییر جهت مسیر هم در پلان و هم در پروفیل، تعداد درزهای انبساط نصب شده را کاهش دهند.

برنج. 3. جبران کننده لنز 1 - فلنج; 2-لوله؛ 3 - پیراهن؛ 4 - نیمه لنز; 5 - پنجه؛ 6 - دنده؛ 7 - رانش; 8 - مهره

اصل عملکرد مانومتر مایع

این در تصویر بالا نشان داده شده است. با انگشت روی فیلم فشار می دهیم.

با تفاوت در سطوح مایع، می توان تفاوت فشار اتمسفر و فشار وارد شده بر فیلم را قضاوت کرد.

تصویر زیر نحوه استفاده از فشار سنج مایع را برای اندازه گیری فشار در یک مایع در اعماق مختلف نشان می دهد.

گیج فشار دیافراگمی

در مانومتر غشایی، عنصر الاستیک یک غشاء است که یک صفحه فلزی موجدار است. انحراف صفحه تحت فشار مایع از طریق مکانیسم انتقال به نشانگر ابزار منتقل می شود و در امتداد مقیاس می لغزد. دستگاه های غشایی برای اندازه گیری فشار تا 2.5 مگاپاسکال و همچنین اندازه گیری خلاء استفاده می شود. گاهی اوقات از دستگاه هایی با خروجی الکتریکی استفاده می شود که خروجی در آنها وجود دارد سیگنال الکتریکیمتناسب با فشار ورودی مانومتر