1.3. Классификация приборов измерения давления и их основные технические характеристики

Обязательным видом измерительных приборов для комплектации сетей отопления, водоснабжения, газоснабжения и других инженерных систем является манометр.

Он позволяет измерять избыточное давление рабочей среды в трубопроводе, внутри сосудов и оборудования. Помимо этого, применив специальные формулы, можно получить значения расхода, скорости движения среды и других параметров.
Точные измерения могут быть обеспечены только в том случае, если прибор соответствует условиям эксплуатации и технологическим требованиям.
Поэтому важно иметь представление о том, как подобрать манометр для установки в систему.

Как выбрать подходящий манометр

При выборе манометра важно учитывать такие основные характеристики прибора:

• Диапазон измерения – его нужно выбирать так, чтобы ожидаемое рабочее давление попадало в диапазон между 1/3 и 2/3 от максимального измеряемого манометром значения. Если рабочее давление составляет менее 1/3 шкалы – возможна большая погрешность. Если же оно превышает 2/3, то прибор будет работать в режиме перегрузки, что может привести к его повреждению.
• Класс точности – чем выше класс точности, тем более корректными будут показания прибора, но тем выше будет его цена и тем хуже он будет переносить перегрузки. Поэтому класс точности стоит выбирать исходя из того, какая погрешность измерений подходит для ваших условий.
• Диаметр – этот параметр стоит подбирать исходя из того, сколько есть свободного места для установки прибора. Устройства с большим диаметром занимают много места, но на них легче различать показания.
• Размещение штуцера – наиболее распространены модели с вертикальным штуцером и штуцером, расположенным в задней части. Выбирать между ними стоит исходя из геометрии места, где планируется размещение прибора.
• Резьба на штуцере манометра должна соответствовать резьбе на трубе, где он будет установлен.

Классификация по принципу работы

Газовые манометры в зависимости от механизма считывания показаний делят на:

• Деформационные;
• Электрические;
• Грузопоршневые;
• Жидкостные.

Каждый тип имеет свои характерные особенности.

Деформационный вид манометров

Принцип и основы действия устройств деформационного класса заключается в том, что давление воздействует на чувствительный элемент прибора, который деформируется. Уровень давления определяется степенью деформации.

Воспринимающими элементами в трубчато-пружинных устройствах являются трубчатые пружины. Эти изделия представляют из себя согнутые кругом трубки с поперечным овальным сечением. Газ оказывает воздействие на внутреннюю поверхность трубки. В ходе этого воздействия трубка деформируется и изменяет свою форму, приближаясь к округлой.

Один конец трубки запаян и способен перемещаться. Второй открыт и зафиксирован держателями. При искривлении пружинной трубки воздействие также оказывается и на кольца, которые затем разгибают пружину. Запаянный конец пружины двигается в соответствии с силой давления. Это движение передается на измерительную шкалу.

При измерении давления до 40 бар используются кругообразные пружины. При более высоком давлении применяются винтовые или спиралеобразные пружины, находящиеся в одной плоскости. Погрешность показаний при измерении давления данным методом составляет от 1 до 4%.

Мембранные и сильфонные чувствительные элементы позволяют эффективно измерять небольшие значения избыточного и вакуумметрического давления.

Сильфон производится по принципу сантехнического сильфонного шланга. Представляет он собой тонкостенную металлическую трубку из подвижных поперечных колец. В зависимости от материала и параметров изготовления сильфон может быть более или менее жестким.

Чувствительные мембранные элементы имеют наибольшее разнообразие. Класс точности таких устройств не бывает выше 1,5. В таких приборах предусмотрена защитная система. В случае перегрузки мембрана упирается в специальное защитное устройство.

Мембранные коробки часто устанавливают в приборах, измеряющих напор и разряжение. Напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры с мембранными коробками производят с классами точности 1,5; 2,5 и лимитом измерения до 25 кПа.

Плоские мембраны имеют небольшое перемещение рабочей точки, поэтому их чаще всего используют для преобразования давления в силу. Они нестабильны, но хорошо рассчитываются.

Гофрированные мембраны вместе с аналогичными коробками используются для улучшения статической характеристики. Первые лучше перемещаются, однако плохо поддаются расчету. Вторые используются гораздо чаще благодаря своей пониженной жесткости.

Чтобы измерить малые значения давления пользуются устройствами с вялыми мембранами.

Приборы нуждаются в защите от воздействия высокой температуры, так как она негативно сказывается на упругости и чувствительности основных рабочих элементов.

Механические показывающие манометры

Многие манометры с трубчатой пружиной фактически являются устройствами прямого преобразования. Это значит, что давление преобразуется в смещение чувствительного элемента и контактирующего с ним механического устройства.

Под воздействием давления перемещается свободный конец пружины, поводок воздействует на зубчатый сектор, происходит поворот шестерни и показывающей стрелки.

Пружинные показывающие манометры производятся с диапазоном измерения от 0,1 до 103 Мпа и имеют различные классы точности. Образцовые модели выпускают с классами точности 0,15; 0,25; 0,4. Измерители рабочей категории повышенной точности — 1 и 0,6. Рабочие общетехнические — с классами точности 1,5; 2,5; 4.

Манометры электроконтактного действия

Конструктивно является доработкой показывающего манометра. Суть работы заключается в том, что при достижении стрелкой порогового значения давления происходит замыкание сети.

Электрическая цепь замыкается и срабатывает сигнализация, когда показывающая стрелка достигает одной из стрелок с контактами. Класс точности таких манометров 1,5. Диапазон измерения соответствует стандартным значениям.

Для обеспечения сигнализации или с целью позиционного регулирования применяют реле давления с маркировкой РД. Они измеряют давления в диапазоне от 12 до 1600 кПа. Реле настраивают на верхний и нижний предел активации по показаниям контрольного прибора, и оно имеет разрывную мощность в 10 Вт.

Самопишущие модели манометров

Промышленность выпускает манометры с встроенной системой считывания показателей, которая фиксирует значения на дисковой диаграмме так, чтобы затем можно было проследить динамику показателей. Один оборот может совершаться за 8, 12, 24 часа. Движение происходит за счет электродвигателя или часового механизма.

Работа манометрического самописца основывается на передаче сигнала трубчатой пружиной большого диаметра, которая имеет тяговое усилие. Она передает движение от чувствительного элемента к системе индикации. Устройства с маркировкой МТС фиксируют значения избыточного давления.

Такие устройства предполагают контроль со стороны оператора и имеют классы точности 1; 1,5; 2,5.

Сильфонные чувствительные элементы применяются в самопишущих дифманометрах, которые дополнительно могут оснащаться устройством сигнализации и преобразователем пневматического действия. Такие приборы измеряют давление в диапазоне от 6,3 кПа до 0,16 Мпа и имеют классы точности 1; 1,5.

Грузопоршневой тип манометров

Такие манометры часто используют как эталон при поверке других измерительных приборов. Их диапазон измерений весьма широк. В зависимости от конструкции прибора он может начинаться с серьезных значений разрежений, а заканчиваться избыточностью до 2500 МПа. Класс точности достигает максимальных значений вплоть до 0,0015.

Принцип работы заключается в удержании цилиндра в поршне в конкретном состоянии в то время как с одной стороны воздействуют калибровочные грузы, а с другой измеряемое давление. В зависимости от веса грузов судят о величине созданного давления.

Основной рабочий элемент прибора — это измерительная колонка. В зависимости от качества ее производства, точности и чистоты соединений изменяется и величина погрешности.

Функционально грузопоршневой манометр состоит из приспособления создания давления, измерительной системы и грузов. Устройство оснащается вращательным механизмом для повышения и понижения давления, а также вентилем сброса давления.

Широко используются манометры с неуплотненным поршнем. В них между поршнем и цилиндром есть зазор. Емкость под поршнем заполнена маслом, которое под давлением вливается в зазор и смазывает трущиеся поверхности.

Электрический измеритель газообразной среды

Такие манометры применяются для преобразования прямого или косвенного давления газа в электрический параметр. Наиболее часто встречающимися манометрами такого типа являются: тензорезистивные, емкостные и приборы сопротивления. Давление измеряется в диапазоне от 100 Па до 1000 МПа. Приборы изготавливаются с классами точности от 0,1 до 2,5.

Работа манометров, действующих на основе тензорезистивного эффекта заключается в изменении значения сопротивления проводника по причине деформации. Измеряют давление в диапазоне от 60 до 10 8 Па с минимальной погрешностью.

Фланцевое крепление датчика и особая конструкция прибора позволяет считывать данные о давлении в особо агрессивных средах с температурой до 300 °С. Применяются для измерения давления в системах с быстротекущими процессами.

Чувствительным элементом в таком приборе выступает манганиновая проволока, сопротивление которой легко измеряется уравновешенным мостом.

Работа емкостных манометров основывается на воздействии давления на мембрану, которая представляет собой подвижный электрод. Когда мембрана перемещается, следует изменение емкости преобразователя. Характеризуются значительными температурными погрешностями.

В емкостных манометрах прогиб мембраны определяется электрической схемой. Такие приборы применяются в системах с быстрыми перепадами давления.

Жидкостные измерительные приборы

Определение давления этими приборами происходит путем уравновешивания определяемого давления давлением, формируемым столбом жидкости. Таким способом можно измерить небольшое избыточное давление, атмосферное давление, уровень разрежения, разность давлений.

Данную группу представляют U-образные манометры, которые состоят из сообщающихся сосудов, а давление определяется по уровням жидкости; компенсационные микроманометры; чашечные манометры, у которых вместо второй трубки используется резервуар; поплавковые, колокольные и кольцевые дифманометры.

В жидкостных измерительных приборах рабочая жидкость является аналогом чувствительного элемента.

Дифманометры обычно оснащены сигнализаторами, счетчиками расхода, регуляторами и записывающими устройствами. Диапазон измерений от 10 до 10 5 Па. В зависимости от жидкостей, заполняющих прибор, меняется предел измерений.

Правила эксплуатации манометров

Чтобы манометр прослужил как можно дольше и показывал верные значения, важно соблюдать температурный режим, рекомендованный его производителем, использовать его для работы именно с той средой, для которой он предназначен, не допускать попадания манометра под влияние избыточных давлений, выходящих за пределы его шкалы измерения. Давление на устройство должно подаваться плавно – резкие скачки прямого или обратного давления могут привести к повреждению механизма манометра.

Для обеспечения корректности показаний манометры должны проходить обязательную ежегодную поверку (некоторые модели допускают поверку раз в 2 года), которая должна выполняться представителем лицензированного метрологического центра. По результатам поверки должно выполняться пломбирование или клеймение корпуса измерительного прибора.

Не допускается использование манометров с такими дефектами:

• Повреждение стекла, за которым находится стрелка прибора.
• Отсутствие пломбы или клейма о поверке, просрочен срок поверки – без регулярной поверки манометр может использоваться разве что в качестве индикатора, его показания не могут быть признаны достоверными.
• Стрелка прибора после снятия давления не возвращается к нулевой отметке.
• При подаче или снятии давления стрелка не двигается либо двигается резкими скачками.

Классификация по типу измеряемого давления

Приборы, служащие для получения данных о параметрах давления газа в газгольдерах, транспортирующих магистралях, в газовых баллонах и прочих резервуарах, классифицируются по нескольким признакам. Они различаются по своему устройству и принципу действия.

Устройства, с помощью которых измеряют давление, подразделяются на классы по:

• виду измеряемого давления;
• назначению;
• принципу действия;
• классу точности.

По виду измеряемого давления приборы, предназначенные для определения точных показателей, делят на манометры, вакуумметры, тягомеры, напоромеры, барометры и другие.

В зависимости от степени защищенности от влияния внешней среды производят следующие приборы:

• стандартные;
• защищенные от попадания пыли;
• водонепроницаемые;
• защищенные от агрессивных сред;
• взрывоустойчивые.

Одно изделие может сочетать в себе несколько видов защиты.

Манометр представляет собой небольшой по размерам прибор, с использованием которого измеряют давление или разность давлений. Принцип работы этого контрольно-измерительного прибора зависит от его внутреннего устройства. В пределах одного класса они еще подразделяются на группы в зависимости от класса точности.

Чтобы измерить абсолютное давление, показатели которого отсчитывают от абсолютного нуля (вакуума), применяют абсолютные манометры. Избыточное давление определяют манометром избыточного давления. В общем случае все разновидности таких приборов называют одним словом: «манометр».

Большинство разновидностей манометров предназначено для измерения величин избыточного давления. Их особенность в том, что они показывают давление, представляющее разницу между абсолютным и атмосферным.

Вакуумметры — это устройства, показывающие значение давления разреженного газа. Применяя мановакуумметры, измеряют избыточное давление и давление разреженного газа. Информация отображается на единой шкале.

С помощью напоромеров определяют параметры избыточного давления со значениями до 40 кПа. Тягомеры, напротив, позволяют измерить разреженность до – 40 кПа. Тягонапоромерами измеряют разреженность и избыточное давление в интервале от – 20 до + 20 кПа.

Дифференциальными манометрами можно определить разность давлений в двух подлежащих исследованию произвольных точках. Микроманометр — это дифманометр, позволяющий измерить значения разности давлений в пределах 40 кПа.

Где купить манометр и сколько он стоит

Приобрести надежный и недорогой манометр для бытовой или промышленной системы водоснабжения или отопления можно в онлайн-магазине компании MILLENNIUM. Стоимость манометров зависит от их конструкции и диапазона рабочего давления. Так, вариант с задним подключением и максимальным давлением 6 бар имеет цену от 180 рублей, тогда как вертикальный манометр с максимальным измеряемым давлением 10 бар отличается стоимостью от 220 рублей.

Компания MILLENNIUM предлагает выгодные условия доставки заказов. Получить заказанный товар можно:

• самовывозом из магазинов или складов компании;
• через службу курьерской доставки;
• в отделении выбранной транспортной компании.

Особенности

Среди большого многообразия измерительных приборов довольно трудно подобрать лучший, поскольку характеристики разнятся, а также приходится учитывать множество нюансов предстоящей эксплуатации устройства. Манометрические термометры имеют определенные особенности, которые существенно отличают их от измерительных приборов иного типа. Для того чтобы лучше понять устройство данного оборудования, следует более детально ознакомиться с его основными характеристиками.

Веществом для измерения температуры в манометрическом термометре может служить гелий или азот. Главная особенность таких приборов заключается в термобаллоне большого размера, а также существенной инерционности измерений. Температурный диапазон устройства берет начало от отметки -50 C и может достигать показателя +60 С. При этом шкала в термометре равномерная. Учитывая такие характеристики, можно с полной уверенностью заявить, что неблагоприятных условий для использования таких приборов практически не существует.

Помимо этого, к особенностям термометров манометрического типа можно отнести следующие.

1. В таких приборах элементы измерительной системы изготавливают из нержавеющей стали или латуни. Таким образом, устройство практически не подвергается негативным внешним воздействиям. Для этой цели капиллярную трубку покрывают металлорукавом или оплеткой из меди.
2. В определенных моделях измерительных приборов присутствуют электрические сигнальные элементы.
3. С учетом разновидности шкалы устройства могут быть безнулевыми и нулевыми (это касается и виброустойчивых моделей).

Манометрический термометр, показывающий температуру жидкостей, паров и газов, имеет некоторые преимущества и недостатки. Так, к плюсам данного прибора можно отнести следующие:

• легкость в использовании и обслуживании;
• устойчивость к вибрациям;
• возможность регистрировать показатели при наличии специального оборудования;
• взрывобезопасность;
• невысокая стоимость.

Помимо этого, стоит отметить определенные недостатки устройства:

• могут возникать некоторые трудности с заменой капилляра в случае его поломки;
• повышенная инертность;
• небольшие неточности измерений.

Учитывая, что положительных моментов манометрический термометр насчитывает больше, нежели отрицательных, стоит отметить, что на сегодняшний день прибор является довольно популярным, удобным и простым в эксплуатации. Более того, с понятной конструкцией устройства сможет разобраться не только опытный специалист, но и новичок.

Краткий обзор некоторых моделей датчиков и их особенности

ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06

ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06 от собираются на базе манометров ТМ-510, а после установки электроконтактной приставки становятся полноценными ЭКМ.

В данных моделях ЭКМ используются контакты с магнитным поджатием, которые позволяют коммутировать большие токи с большой разрывной мощностью контактов, по сравнению с приборами, имеющие скользящие контакты.

ЭКМ ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06 характеризуются надежным электрическим соединением при динамических нагрузках.

Основные характеристики:

1. Двухконтактная электрическая схема;
2. Максимально возможное напряжение ~380 В;
3. Максимально возможный ток — 1 А;
4. Максимально возможная разрывная мощность контактов — 30 Вт;

Как правильно измерить давление

Манометры существуют разные, следовательно, и принцип работы у них отличается. Пользоваться манометром несложно, какой бы тип механизма не находился в ваших руках. А чтобы данные отличались высокой точностью и не пришлось делать повторные замеры, необходимо придерживаться некоторых правил:

1. Измерения нужно проводить на полностью остывших колёсах. После движения автомобиля нужно выждать не менее 3 часов. Связано это с наличием взаимосвязи между давлением и температурой газов, которые находятся в замкнутом пространстве. В нагретом колесе давление будет на 15% больше от его реального показателя. В зимнее время измеряемый показатель будет заниженным примерно на 10%.
2. Контроль должен быть регулярным. На изношенной резине, которая интенсивно эксплуатируется, желательно выполнять замеры перед каждым выездом. В других случаях будет разумно выполнять проверку каждую неделю.
3. Цифровые устройства могут проводить замер в тот момент, когда система отсоединяется от ниппеля. Такая ситуация объясняется перекалибровкой. В таких ситуациях именно заключительное показание будет наиболее точным.
4. В случае с шинами, которые отличаются от стандартных, ориентироваться нужно на рекомендации производителя резины.
5. Измерения правильно проводить в автомобиле, который не загружен. С грузом давление должно быть выше нормы.
6. Для передвижения по песку можно давление сделать несколько ниже нормы. В этом случае автомобилю будет проще передвигаться по такой дороге, сцепление с дорогой станет более уверенным и возрастёт проходимость ТС. Каменистый грунт, снеговой наст и лужи не являются поводом для экспериментов с показателями резины.

Не пренебрегайте покупкой манометра, ведь за давлением в шинах нужно следить постоянно. Низкий, равно как и высокий, уровень будет снижать безопасность передвижения.