На шкале приборов предназначенных для измерения давления в обязательном порядке должна быть нанесена красная черта. Что она обозначает? Для каких целей ее устанавливают?
На территории нашей страны действует множество нормативных документов, регламентирующих правила эксплуатации трубопроводов, емкостей и пр. И, практически в каждом документе указано, что на шкале манометра в обязательном должна быть нанесена красная полоса. Ее назначение показания предельных значений измеряемого параметра. Вместо нанесения черты на шкалу, допустимо использовать другие способы маркировки, например металлический флажок красного цвета. Это необходимо для того чтобы можно было наблюдать за контролируемым параметром издалека.
В соответствии с правилами безопасности в нефтяной и газовой промышленности прямо указано, что на манометры, расположенные на высоте более двух метров, такая метка в обязательном порядке должна быть нанесена.
Технический манометр по своему устройству относят к трубчато-пружинным механизмам. Конструктивно он состоит из:
- корпуса;
- стояка;
- пустотелой изогнутой трубки;
- стрелка (стрелки);
- сектор с нанесенными зубьями;
- шестерни;
- пружины.
Ключевая деталь – это трубка. Она нижним концом связана с полой частью стояка. Верхний конец трубки запаян и может перемещаться, при этом, он передает движение на сектор, установленный на стояке, и в конце этого механизма, установлена шестерня, с закрепленной на нем стрелкой. После включения манометра к емкости или трубопроводу, на котором будет проводиться измерение давления. Давление, которое сосредоточено внутри манометра, через описанный механизм пытается выправить трубку. Движение трубки, в результате, приводит к движению стрелки. После всего этого, стрелка показывает измеряемое давление.
Как пользоваться техническим манометром
Обслуживание технического манометра состоит из нескольких простых операций. В частности, это проверка его работоспособности, снятие информации с измерительной шкалы, подачу давления, выполнения обнуления. Если в приборе загрязнилась жидкость, то ее необходимо поменять, в противном случае, это приведет к искажению проводимых измерений. При проведении обслуживания необходимо выполнить проверку наличия достаточного количества рабочей жидкости. Если ее уровень недостаточен, ее необходимо долить, руководствуясь требованиями инструкции по эксплуатации измерительного прибора.
Все устройства для измерения давления должны быть отнивелированы по уровню выполнения замеров. В противном случае показания будут разниться.
У большинства наклонных приборов встроено устройство для нивелирования манометра. Устройство может поворачиваться до того момента пока пузырек в уровне не займет правильное положение на нулевой отметке.
Диапазон измеряемых давлений
В практической деятельности разделяют следующие виды давления: абсолютное, барометрическое, избыточное, вакуум.
Абсолютное – это показатель давления, измеренный относительно полного вакуума. Этот показатель не может быть ниже ноля.
Барометрическое – это атмосферное давление. На его уровень оказывает влияние высота над нулевой отметкой (уровень моря). На этой высоте принято считать, что давление равно 760 мм р.с. для манометров эта величина равняется нулю.
Избыточное давление – это размер, показывающий между абсолютным и брометрическим давлением. Особенно это актуально тогда, когда абсолютное давления в отношении барометрического.
Вакуум – это величина, которая показывает разницу между абсолютным и барометрическим давлением при условии превышения барометрического.
То есть, вакуумметрическое давление не может превышать барометрическое. Другими словами, приборы для измерения вакуума измеряют его разряжение.
Ни одно современное здание не обходится без отопительной системы. А для ее стабильной и безопасной эксплуатации требуется точный контроль давления теплоносителя. Если давление в пределах гидравлического графика стабильное, то отопительная система работает нормально. Однако при ее повышении появляется риск разрыва трубопровода.
Понижение давления также может привести к таким негативным последствиям, как, например, образование кавитации, то есть в трубопроводе образуются пузырьки воздуха, которые, в свою очередь, могут вызвать коррозию. Поэтому поддерживать нормальное давление крайне необходимо, и благодаря манометру это становиться возможным. Помимо отопительных систем такие приборы применяются в самых различных областях.
Описание и назначение манометра
Манометр представляет собой прибор, измеряющий уровень давления. Существуют такие виды манометров, которые применяются в самых разных отраслях, и, разумеется, для каждой из них предназначен свой манометр. Для примера можно взять барометр - прибор, предназначенный для измерения давления атмосферы. Они широко применяются в машиностроении, в сельском хозяйстве, в строительстве, в промышленности и в других сферах.
Эти приборы измеряют давление, и это понятие растяжимое, по крайней мере, и у этой величины также есть свои разновидности. Чтобы ответить на вопрос о том, какое давление показывает манометр, стоит рассмотреть этот показатель в целом. Это величина, определяющая отношение силы, действующей на единицу площади поверхности, перпендикулярно этой поверхности. Практически любой технологический процесс сопровождается этой величиной.
Виды давления:
Для измерения каждого из перечисленных выше видов показателей существуют определенные типы манометров.
Типы манометров различаются по двум признакам: по виду измеряемого ими показателя и по принципу действия.
По первому признаку они подразделяются на:
Они работают по принципу уравновешивания разницы давлений определенной силой. Поэтому устройство манометров разное, в зависимости от того, как именно происходит это уравновешивание.
По принципу действия они делятся на:
По назначению существуют такие виды манометров, как:
Устройство и принцип действия
Устройство манометра может иметь различную конструкцию в зависимости от вида и предназначения. Так, например, устройство, измеряющее напор воды, имеет довольно простую и понятную конструкцию. Она состоит из корпуса и шкалы с циферблатом, которая отображает значение. В корпусе имеется встроенная пружина трубчатая либо мембрана с держателем, трипко-секторным механизмом и упругий элемент. Прибор функционирует по принципу уравнивания давления за счет силы изменения формы (деформации) мембраны либо пружины. А деформация, в свою очередь, приводит в движение чувствительный упругий элемент, действие которого отображается на шкале с помощью стрелки.
Жидкостные манометры состоят из длинной трубки, которую наполняют жидкостью. В трубке с жидкостью находится подвижная пробка, на которую влияет рабочая среда, измерять силу напора следует в зависимости от перемещения уровня жидкости. Манометры могут предназначаться для измерения разницы, такие устройства состоят из двух трубок.
Поршневые - состоят из цилиндра и поршня, расположенного внутри. Рабочая среда, в которой измеряется давление воздействует на поршень и уравновешивается грузом некоторой величины. Когда показатель изменяется, поршень перемешается и приводит в действие стрелку, которая показывает значение давления.
Термопроводные состоят из нити накаливания, которые нагреваются, когда через них пропускается электрический разряд. Принцип работы таких приборов основан на снижении теплопроводности газа с давлением.
Манометр Пирани
назван так в честь Марчелло Пирани, который впервые сконструировал устройство. В отличие от термопроводных, состоит из металлической проводки, которая также нагревается во время прохождения через нее тока и охлаждается под воздействием рабочей среды, а именно газа. При уменьшении давления газа снижается и эффект охлаждения, а температура проводки возрастает. Величина измеряется посредством измерения напряжения в проводе во время прохождения через нее тока.
Ионизационные являются самыми чувствительными устройствами, которые используются для вычисления малых давлений. Как следует из названия устройства, его принцип работы основывается на измерении ионов, которые образуются под воздействием электронов на газ. Количество ионов зависит от плотности газа. Однако ионы имеют очень нестабильную природу, которая напрямую зависит от рабочей среды газа или пара. Поэтому для уточнения применяются другой вид манометра Мак Леода. Уточнение происходит за счет сравнения показателей ионизационного манометра, с показаниями прибора Мак Леода.
Существует два вида ионизационных устройств: с горячим и холодным катодом.
Первый вид был сконструирован Баярдом Аллертом, состоит из электродов, которые работают в режиме триода, а в качестве катода выступает нить накала. Самый распространённый вид горячего катода - ионный манометр, в конструкции которого помимо коллектора, нити и сетки встроен небольшой ионный коллектор. Такие приборы очень уязвимы, они могут легко потерять калибровку, в зависимости от условий работы. Поэтому показания этих приборов всегда логарифмичны.
Холодный катод также имеет свои разновидности: интегрированный магнетрон и манометр Пеннинга. Их главное отличие заключается в положении анода и катода. В конструкции этих приборов нет нити накалывания, поэтому им для работы им требуется напряжение до 0,4 кВт. Использовать такие устройства не эффективно при низком уровне давления. Поскольку они могут просто не заработать и не включиться. Принцип их работы основан на выработке тока, что невозможно при полном отсутствии газа, особенно для манометра Пеннинга. Так как устройство работает только в определенном магнитном поле. Оно необходимо для создания нужной траектории движения ионов.
Маркировка по цвету
Манометры, измеряющие давление газа, имеют цветные корпуса, их специально окрашивают в различные цвета. Существует несколько основных цветов, которые используются для окрашивания корпуса. Как, например, манометры, которые измеряют давление кислорода, имеют корпус голубого цвета с условным обозначением О2, аммиачные манометры имеют корпус, окрашенный в желтый цвет, ацетиленовые - белого цвета, водородные - темно-зеленого, хлорные - серого. Приборы, измеряющие давление горючих газов, окрашиваются в красный цвет, а негорючих -черный.
Преимущества использования
В первую очередь, стоит отметить универсальность манометра, который заключается в возможности контролировать давление и поддерживать ее на определенном уровне. Во-вторых, устройство позволяет получить точные показатели нормы, так и отклонение от них. В-третьих, доступность практически любо человек может себе позволить приобрести данный прибор. В-четвертых, устройство способно работать стабильно и бесперебойно на протяжении длительного времени, и не требует специальных условий или навыков.
Использование таких устройств в таких областях, как медицина, химическая промышленность, машино- и автомобилестроение, морской транспорт и других требующих точного контроля давления, значительно облегчает работу.
Класс точности прибора
Манометров очень много, и каждому виду присваивается определенный класс точности согласно предписаниям ГОСТ, под которым понимается допустимая погрешность, выражающаяся в процентном отношении к диапазону измерений.
Существует 6 классов точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4. У каждого типа манометра они также различаются. Приведенный выше список относится к рабочим манометрам. Для пружинных устройств, к примеру, соответствуют следующие показатели 0,16; 0,25 и 0,4. Для поршневых - 0,05 и 0,2 и так далее.
Класс точности имеет обратно пропорциональную зависимость от диаметра шкалы прибора и от типа прибора. То есть, если диаметр шкалы больше, то точность и погрешность манометра уменьшается. Класс точности условно принято обозначать следующими латинскими буквами KL также можно встретить и CL, которая указывается на шкале прибора.
Значение погрешности можно вычислить. Для этого используется два показателя: класс точности или KL и диапазон измерений. Если класс точности (KL) равен 4, то диапазон измерений составит 2,5 МПа (Мегапаскаль), а погрешность будет равна 0,1 МПа. Вычисляется по формуле произведение класса точности и диапазона измерений, деленное на 100 . Поскольку погрешность выражается в процентах, результат нужно переводить в проценты путем деления на 100.
Помимо основного вида, существует и дополнительная погрешность. Если для вычисления первого вида используются идеальные условия или натуральные величины, влияющие на особенности конструкции прибора, то второй вид напрямую зависит от условий. Например, от температуры и вибрации или других условий.
6.41. КИП и А, расположенные на щитах управления, должны быть снабжены надписями, определяющими их назначение. Манометры и другие КИП и А должны быть установлены так, чтобы они были хорошо видны с рабочих мест и иметь красную черту по делению, соответствующему предельно допустимому рабочему давлению. Манометры на газопроводах и аппаратах с давлением, равным или более 10 МПа должны иметь резиновые пробки (заглушки) для предохранения корпуса от разрушения в случае пропуска газа в трубки Бурдона или же защитное устройство из оргстекла, предохраняющее обслуживающий персонал от осколков в случае его разрушения.
Правила безопасности в нефтяной и газовой промышленности (утв. постановлением Госгортехнадзора РФ от 5 июня 2003 г. N 56)
3.5.1.19. Манометры должны выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы. На циферблате манометров должна быть нанесена красная черта или укреплена красная пластинка на стекле манометра через деление шкалы, соответствующее разрешенному рабочему давлению. Манометр, установленный на высоте от 2 до 5 м от уровня площадки для наблюдения за ним, должен быть диаметром не менее 160 мм.
ПРАВИЛА ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ ВРД 39-1.10-006-2000*
9.1.29 На шкалах стационарных измерительных приборов должна быть нанесена красная черта, соответствующая предельно допустимому значению измеряемой величины.
9.4.18. На шкалы наиболее ответственных стационарных измерительных приборов, не имеющих соответствующих ограничительных индикаторов, следует наносить красные риски предельных значений контролируемого параметра . Перечень таких приборов утверждается главным инженером объекта.
ПРАВИЛА УСТРОЙСТВА И БЕЗОПАСНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ СОСУДОВ, РАБОТАЮЩИХ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
5.3.4. На шкале манометра владельцем сосуда должна быть нанесена красная черта, указывающая рабочее давление в сосуде. Взамен красной черты разрешается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластину, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.
ПОЛОЖЕНИЕ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ГАЗОРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНЫХ СТАНЦИЙ МАГИСТРАЛЬНЫХ ГАЗОПРОВОДОВ
ВРД 39-1.10-069-2002
3.1.48. На всех манометрах должна быть нанесена красная метка, показывающая максимально допустимое рабочее давление газа.
Правила эксплуатации и безопасности обслуживания средств автоматизации и вычислительной техники в газовой промышленности. 1983 г.
3.92 На шкалах стационарных электроизмерительных приборов должна быть нанесена красная черта, соответствующая номинальному значению измеряемой величины .
ПРАВИЛА ЭКСПЛУАТАЦИИ ТЕПЛОПОТРЕБЛЯЮЩИХ УСТАНОВОК И ТЕПЛОВЫХ СЕТЕЙ ПОТРЕБИТЕЛЕЙ
3.8.15. Максимальное рабочее давление, измеряемое прибором, должно быть в пределах 2/3 максимума шкалы при постоянной нагрузке, 1/2 максимума шкалы - при переменной. Минимальное давление рекомендуется измерять в пределах не менее 1/3 максимума шкалы.
Верхний предел шкалы регистрирующих и показывающих термометров должен быть равен максимальной температуре измеряемой среды. Верхний предел шкалы самопишущих манометров должен соответствовать полуторакратному рабочему давлению измеряемой среды.
Минимальный расход измеряемой среды, учитываемый расходомерами переменного перепада давления, должен быть не меньше 30% максимума шкалы.
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
Давление - один из важнейших параметров технологических процессов.
Давлением называется отношение силы, действующей на площадь, к величине площади.
где F – сила;
S – площадь.
Различают давления:
1) барометрическое (атмосферное) - Р атм ;
2) абсолютное - Р абс ;
3) избыточное - Р изб ;
4) вакуум (разрежение) - Р вак
1. Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.
2. Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар.
Р абс = Р изб + Р атм
3. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного.
Р изб = Р абс - Р атм
4. Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.
Вакуум - это недостаток давления до атмосферного.
Р вак = Р атм - Р абс
Рис. 2.1 Виды давлений
Остаточное давление определяется по формуле:
Р ост = Р атм – Р вак,
где Р атм = 760 мм рт.ст.
Единицы измерения давления
Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).
Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м 2 .
Внесистемные единицы: кгс/см 2 ; мм вод.ст.; мм рт. ст; бар, атм.
Соотношение между единицами измерения:
1 кгс/см 2 = 98066,5 Па
1 мм вод.ст. = 9,80665 Па
1 мм рт.ст. = 133,322 Па
1 бар = 10 5 Па
1 атм = 9,8* 10 4 Па
Классификация приборов для измерения давления
I. По принципу действия:
1) жидкостные;
2) деформационные;
3) грузопоршневые;
4) электрические.
II. По роду измеряемой величины:
1) манометры - приборы для измерения абсолютного и избыточного давления;
2) вакуумметры - приборы для измерения вакуума;
3) мановакуумметры - для измерения избыточного давления и вакуума;
4) дифманометры - для измерения разности двух давлений;
5) барометры - для измерения атмосферного давления;
6) напоромеры (микроманометры) - для измерения малых избыточных давлений;
7) тягомеры - приборы для измерения малых разрежений;
8) тягонапоромеры - приборы для измерения малых избыточных давлений и малых разрежений.
Деформационные приборы
(пружинные манометры)
В этих приборах давление определяется по деформации упругих элементов.
Рис.2.3 Упругие элементы пружинных манометров:
а) одновитковая трубчатая пружина (трубка Бурдона);
б) многовитковая трубчатая пружина;
в) упругая мембрана;
г) мембранная коробка;
д) сильфон
Манометры с одновитковой трубчатой пружиной ОБМ
ОБМ-100; ОБМ-160 - манометры общего назначения;
100, 160 - диаметр корпуса в мм.
Эти приборы наиболее распространены. Их преимущества: простота устройства; надежность в работе; компактность; большой диапазон измерения; малая стоимость.
Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.
Под действием давления сечение трубки стремится принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного, трубка принимает первоначальную форму.
Чувствительным элементом (ЧЭ) манометра является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме овала. Трубчатая пружина изготавливается из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения.
Один конец трубки впаян в держатель со штуцером, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления.
Второй конец трубки - свободный, герметически закрыт.
К свободному концу трубчатой пружины присоединена тяга. Другой конец тяги подсоединяется к хвостовику зубчатого сектора. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги.
Зубчатый сектор удерживается на оси и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Она жестко насажена на ось стрелки.
Для устранения «мертвого хода» стрелки, вызванного наличием люфтов в соединениях, манометр снабжается упругим волоском спиральной формы, изготавливаемым из фосфористой бронзы. Внутренний конец волоска крепится к оси стрелки, а внешний - к неподвижной части прибора.
Под действием давления внутри трубки свободный конец ее перемещается и тянет за собой тягу. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает по шкале прибора величину измеряемого давления.
Рис. 2.4 Пружинный манометр:
1 –ниппель;
2 –держатель;
3 - (корпус) плата;
5 –шестерёнка (трибка);
6 –пружина;
7- трубка Бурдона;
8- запаянный конец;
9 -зубчатый сектор;
10 –стрелка;
В зависимости от назначения манометры имеют следующие маркировки :
МТП, МВТП - виброустойчивые;
СВ - сверхвысокого давления;
МТИ, ВТИ - точных измерений (класс точности 0,6; 1,0);
МО, ВО - образцовые (класс 0,4);
МТ, МОШ, ОБМ - технические.
Стандартные шкалы манометров
0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0
60 100 160 250 400
600 1000 1600 кгс/см 2
Термин «манометр», используемый в тексте, является обобщающим и помимо непосредственно манометров, также подразумевает вакуумметры и мановакуумметры. В данном материале не рассматриваются цифровые приборы.
Манометры - одни из самых распространенных приборов в промышленности и ЖКХ. Уже более ста лет они надежно служат людям. Потребности производства инициировали разработку манометров различного назначения, отличающихся размерами, конструкцией, присоединительной резьбой, диапазонами и единицами измерений, классом точности. Неправильный выбор приборов приводит к их преждевременному выходу из строя, недостаточной точности измерений или переплате за излишний функционал.
Манометры можно классифицировать по следующим критериям.
- По области применения.
1.1. Технические манометры стандартного исполнения - предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных, некристаллизующихся жидкостей, пара и газа.
1.2. Технические специальные - манометры для работы с конкретными средами или в специфических условиях. К специальным относятся следующие манометры:
Кислородные;
Ацетиленовые;
Аммиачные;
Коррозионностойкие;
Виброустойчивые;
Судовые;
Железнодорожные;
Манометры для пищевой промышленности.
Кислородные манометры конструктивно не отличаются от технических манометров, но в процессе производства проходят дополнительную очистку от масел, так как при соприкосновении кислорода с маслами может произойти воспламенение или взрыв. На шкалу наносится обозначение О 2 .
Ацетиленовые манометры изготавливаются без использования меди и ее сплавов. Это обусловлено тем, что при взаимодействии меди и ацетилена образуется взрывоопасная ацетиленистая медь. Ацетиленовые манометры маркируются символами С 2 Н 2 .
Аммиачные и коррозионностойкие манометры имеют механизмы из нержавеющей стали и сплавов, не подверженных коррозии при взаимодействии с агрессивными средами.
Конструкция виброустойчивых манометров обеспечивает работоспособность при воздействии вибрации в диапазоне частот, примерно в 4-5 раз превышающем допустимую частоту вибрации стандартных технических манометров.
Некоторые типы виброустойчивых манометров могут заполняться демпфирующей жидкостью. В качестве демпфирующей жидкости используют глицерин (диапазон рабочих температур от -20 до +60 о С) или жидкость ПМС-300 (диапазон рабочих температур от -40 до +60 о С).
Манометры для пищевой промышленности не имеют прямого контакта с измеряемой средой и отделены от нее мембранным разделительным устройством. Надмембранное пространство заполняется специальной жидкостью, которая передает усилие на механизм манометра.
Корпуса манометров обычно окрашивают в цвет соответствующий области применения: аммиачные - в желтый, ацетиленовые - в белый, для водорода - в темно-зеленый, для горючих газов, например, пропана, - в красный, для кислорода - в голубой, для негорючих газов - в черный.
2. Электроконтактные (сигнализирующие) манометры.
Электроконтактные (сигнализирующие) манометры имеют в своем составе контактные группы для подключения внешних электрических цепей. Используются для поддержания давления в технологических установках в заданном диапазоне.
Контактные группы электроконтактных (сигнализирующих) манометров согласно ГОСТ 2405-88 могут иметь одно из четырех исполнений:
III - два размыкающих контакта: левый указатель (min) - синий, правый (max) - красный;
IV - два замыкающих контакта: левый указатель (min) - красный, правый (max) - синий;
V - левый контакт размыкающий (min); правый замыкающий контакт (max) - оба указателя синие;
VI - левый контакт замыкающий (min); правый контакт размыкающий (max) - оба указателя красные.
Большинство российских заводов принимает исполнение V в качестве стандартного. То есть если в заявке не будет указано исполнение электроконтактного манометра, то заказчик почти гарантированно получит прибор с контактными группами этого исполнения. При отсутствии паспорта можно определить исполнение контактных групп по цвету указателей.
Электрокониактные (сигнализирующие) манометры подразделяются на общепромышленные и взрывозащищенные. К заказу взрывозащищенных манометров нужно подходить очень тщательно, с тем, чтобы вид взрывозащиты прибора соответствовал объекту повышенной опасности.
3. Единицы измерения давления.
Градуировка шкал манометров осуществляется в одной из единиц: кгс/см 2 , бар, кПа, МПа. Однако нередко можно встретить манометры с двойной шкалой. Первая шкала проградуирована в одной из перечисленных выше единиц, вторая в psi - фунт-силах на квадратный дюйм. Данная единица является внесистемной и применяется в основном в США. В табл. 1 приведено соотношение указанных единиц между собой.
Табл. 1. Соотношение единиц давления
|
Па |
кПа |
МПа |
кгс/см 2 |
бар |
|
|
Па |
10 -3 |
10 -6 |
10,197*10 -6 |
10 -5 |
|
|
кПа |
10 3 |
10 -3 |
10,197*10 -3 |
10 -2 |
|
|
Мпа |
10 6 |
10 3 |
10,1972 |
||
|
кгс/см 2 |
98066,5 |
98,0665 |
0,980665 |
0,980665 |
|
|
бар |
10 5 |
1,0197 |
|||
|
6894,76 |
6,8948 |
6,8948*10 −3 |
70,3069*10 −3 |
68,9476*10 −3 |
Приборы, проградуированные в кПа, называют манометрами для измерения низких давлений газов. В качестве чувствительного элемента используется мембранная коробка, тогда как в манометрах на большие давления применяют изогнутую или спиральную трубку.
4. Диапазон измеряемых давлений.
В физике различают несколько видов давления: абсолютное, барометрическое, избыточное, вакуум. Абсолютное давление - это давление измеренное относительно абсолютного вакуума. Абсолютное давление отрицательным быть не может.
Барометрическое - это атмосферное давление, которое зависит от высоты над уровнем моря, температуры и влажности воздуха. На отметке ноль метров над уровнем моря оно принято равным 760 мм ртутного столба. В технических манометрах эта величина принята за нуль, то есть значение барометрического давления на результаты измерений не влияет.
Избыточное давление - это разность между абсолютным давлением и барометрическим, при условии, что абсолютное давление превышает барометрическое.
Вакуум - разность абсолютного давления и барометрического, когда абсолютное давление меньше барометрического. Поэтому вакуумметрическое давление не может быть больше барометрического.
Исходя из этого становится понятно, что вакуумметры измеряют разряжение. Мановакуумметры перекрывают область вакуума и избыточного давления. Манометры измеряют избыточное давление. Существует еще один класс приборов, называемых дифманометрами. Дифманометры включаются в две точки одной системы и показывают перепад давления газообразных или жидких веществ.
Диапазоны измеряемых давлений стандартизированы и приняты равными определенному ряду значений, которые приведены в табл. 2.
Табл. 2. Стандартный ряд значений для градуировки шкал.
|
Тип прибора |
Диапазоны измеряемых давлений, кгс/см 2 |
|
Вакуумметры |
1…0 |
|
Мановакуумметры |
1…0,6; 1,5; 3; 5; 9; 15; 24 |
|
Манометры |
0…0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600; 1000; 1600 |
|
0…2500; 4000; 6000; 10000
|
5. Класс точности манометров
Класс точности - допустимая погрешность прибора, выраженная в процентах от максимального значения шкалы данного прибора. Класс точности наносится производителями на шкалу. Чем меньше это значение, тем точнее прибор. Один и тот же тип манометра может иметь разный класс точности. Например, завод «Манотомь» в стандартном исполнении производит приборы с классом точности 1,5, а под заказ может изготовить аналогичные приборы с классом точности 1,0. В табл. 3 приведены данные по классам точности применительно к различным видам манометров.
Табл. 3. Класс точности манометров российских производителей.
|
Тип прибора |
Класс точности |
|
Манометры образцовые |
0,15; 0,25; 0,4 |
|
Манометры точных измерений |
0,4; 0,6; 1,0 |
|
Технические манометры |
1,0; 1,5; 2,5; 4 |
|
Манометры сверхвысоких давлений |
У приборов импортного производства значение класса точности может несколько отличаться от российских аналогов. Например, у европейских технических манометров класс точности может быть 1,6.
Чем меньше диаметр корпуса прибора, тем ниже его класс точности.
6. Диаметр корпуса
Чаще всего манометры изготавливаются в корпусах, имеющих следующие диаметры: 40, 50, 60, 63, 100, 150, 160, 250 мм. Но можно встретить приборы и с другими размерами корпуса. Например, виброустойчивые манометры производства «Физтех» типа ДМ8008-Вуф (ДА8008-Вуф, ДВ8008-Вуф) изготавливаются в корпусах диаметром 110 мм, а уменьшенный вариант этого прибора, ДМ8008-Вуф (ДА8008-Вуф, ДВ8008-Вуф) Исполнение 1, имеет диаметр 70 мм.
Манометры с корпусом в 250 мм часто называют котловыми. Они не имеют специальных исполнений и применяются на теплоэнергетических объектах и позволяют с рабочего места оператора контролировать давление на нескольких расположенных рядом установках.
7. Конструкция манометров
Для подключения манометра к системе используется штуцер. Различают радиальное (нижнее) расположение штуцера и осевое (тыльное). Осевой штуцер может быть с центральным расположением или со смещенным относительно центра. Многие типы манометров в силу конструктивных особенностей не имеют исполнения с осевым штуцером. Например, сигнализирующие (электроконтактные) манометры изготавливают только с радиальным штуцером, так как на тыльной стороне размещается электрический разъем.
Размер резьбы на штуцере зависит от диаметра корпуса. Манометры с диаметрами - 40, 50, 60, 63 мм изготавливаются с резьбой М10х1,0-6g, М12х1,5-8g, G1/8-B, R1/8, G1/4-В, R1/4. На манометрах большего размера применяется М20х1,5-8g или G1/2-В. Европейские нормы предусматривают применение не только указанных выше типов резьбы, но и конических - 1/8 NPT, 1/4 NPT, 1/2 NPT. Кроме того, в промышленности используются специфические присоединения. Манометры, измеряющие высокие и сверхвысокие давления, могут иметь внутреннюю коническую или цилиндрическую резьбу.
Конструкция корпуса манометра зависит от способа и места установки. Приборы, устанавливаемые открыто на магистралях, как правило, не имеют дополнительных креплений. При установке в шкафы, панели управления используются манометры с передним или задним фланцем. Можно выделить следующие исполнения манометров:
С радиальным штуцером без фланца;
С радиальным штуцером с задним фланцем;
С осевым штуцером с передним фланцем;
С осевым штуцером без фланца.
Манометры стандартного исполнения, как правило, имеют степень защиты IP40. Специальные манометры, в зависимости от области применения, могут изготавливаться со степенью защиту IP50, IP53, IP54 и IP65.
В ряде случаев, манометры должны пломбироваться с тем, чтобы исключить возможность несанкционированного вскрытия приборов. С этой целью некоторые производители изготавливают на корпусе проушину и комплектуют винтом с отверстием в головке, позволяющие установить пломбу.
8. Защита от высоких температур и перепадов давления
На погрешность измерений и ресурс манометров серьезное влияние оказывает температура. Этот фактор воздействует на внутренние элементы конструкции при контакте с измеряемой средой, а внешне через температуру окружающей среды.
Большинство манометров должно эксплуатироваться при температуре окружающей и измеряемой среды не более +60 о С, максимум +80 о С. Некоторые производители изготавливают приборы, рассчитанные на температуру измеряемой среды до +150 о С и даже +300 о С. Однако измерения при высоких температурах можно производить манометрами стандартного исполнения. Для этого манометр должен подключаться к системе через сифонный отвод (охладитель). Сифонный отвод - это трубка специальной формы. На концах отвода имеется резьба для подключения к магистрали и присоединения манометра. Сифонный отвод образует ответвление, в котором отсутствует циркуляция измеряемой среды. В результате в месте подключения манометра температура может в разы отличаться от температуры в основной магистрали.
Другим фактором, влияющим на долговечность манометров, являются резкие перепады давления или гидроудары. Для снижения влияния этих факторов используют демпферы. Демпфер может быть выполнен в виде отдельного устройства, устанавливаемого перед манометром или монтироваться во внутреннем канале держателя прибора.
Защитить манометр можно и другим способом. В случаях, когда нет необходимости постоянно контролировать давление в системе, манометр можно установить через кнопочный кран. Таким образом прибор будет подключаться к контролируемой магистрали лишь на время, в течение которого будет нажата кнопка крана.
