Цена манометра зависит от его конструкции. Самый простой аналоговый манометр стоит около 120 р. Если он оснащен термометром, цена увеличивается вдвое. Цифровые приборы стоят в десятки раз дороже.
Манометр
Почему давление также называют высоким или низким, а не низким или высоким? Это первый измерительный прибор, который появился в 17 веке благодаря ученому Торричелли. Он представлял собой ртутную трубку, уровень которой уменьшался или увеличивался в зависимости от атмосферного давления. Первый прибор для измерения давления в закрытой системе работал аналогичным образом. Теперь давайте рассмотрим, как работают манометры в современном мире.
Что такое манометр
Термин «манометр» происходит от двух греческих слов: «измерять» и «расслаблять». Отсюда происходит назначение и основная функция манометра — измерение в определенных сыпучих средах (жидкостях и газах).
Манометр — это прибор для измерения искусственно созданного давления газа или жидкости в замкнутой системе.
Его не следует путать с барометром, который также показывает давление, но только атмосферное. С другой стороны, манометр измеряет, какое давление оказывает жидкость или газ на стенки герметично закрытого контейнера. В обычных терминах он показывает плотность воздуха внутри замкнутого пространства.
Единица измерения давления: паскаль (Па). Он отражает силу в 1 Н, равномерно приложенную к площади в 1 квадратный метр. Иногда давление также измеряется в барах, атмосферах, миллиметрах ртути или столбах воды.
Для чего нужен манометр
В зависимости от модификации манометры могут применяться в различных областях:
- при накачивании автомобильных шин;
- в обслуживании систем кондиционирования и отопления;
- в гидравлических узлах для передвижения железнодорожной стрелки;
- для контроля давления в пневматических агрегатах на производстве;
- в нефтяной и газодобывающей промышленности;
- для обслуживания двигателей на морских судах и т. д.
Основное назначение манометра — информировать о слишком высоком или слишком низком давлении в воде, паре, газе или других рабочих средах. В промышленности также существуют сигнальные устройства, которые помогают предотвратить взрывы и техногенные катастрофы, вызванные взрывом контейнеров с опасными веществами (например, аммиаком или перегретым паром).
Получайте советы, статьи, видеоролики и контрольные списки по обучению по электронной почте.
На колесе фортуны можно гарантированно выиграть призы для регулирования учебного процесса и построения отношений с вашим ребенком!
Жидкостный манометр
Этот тип измерительного прибора впервые появился в 17 веке. Он восходит к экспериментам Торричелли, ученика Галилео Галилея.
Итальянский ученый погрузил трубку, запаянную с одного конца и наполненную ртутью, в емкость. Определенное количество ртути вытекало из трубки, создавая вакуум в верхней части. Следовательно, столбик ртути в трубке поднимался, когда атмосферное давление повышалось, и опускался, когда оно падало.
Принцип работы жидкостного манометра в целом схож с принципом работы эксперимента Торричелли. Это устройство представляет собой систему сообщающихся сосудов — две трубки, соединенные U-образно. Система наполовину заполнена жидкостью (обычно ртутью), и когда на нее воздействует только атмосферное давление, уровень жидкости в обеих трубках одинаков.
Если одна из трубок соединена с надувным устройством или с закрытым сосудом, жидкость в этой трубке находится под измеренным давлением (P1), в то время как жидкость во второй трубке находится под воздействием только атмосферного давления (P2Изменяя P1изменяется и уровень жидкости во второй трубке.
Измеряя разницу в высоте столба Δh = h1− h2определяется, на сколько изменилось давление Δp = p.1− p2.
Результат измерения, который измеряется в сантиметрах ртутного столба, переводится в паскали по следующей формуле
1 см ртутного столба (при 0 °C) = 1333,22 Па.
Чтобы сразу получить результат в паскалях, можно воспользоваться формулой, определяющей давление воды на стенки емкости:
P = ρgh, где ρ — плотность жидкости, g — ускорение под действием силы тяжести, а h — высота столба.
Ускорение под действием силы тяжести ( g ) равно 9,8 H/кг.
Репутация изобретателя манометра восходит к Торричелли, но на самом деле он был изобретен на столетие раньше Леонардо да Винчи. Гениальный художник и ученый написал трактат по гидравлике, в котором описал способ измерения давления воды с помощью U-образной системы.
Устройство и сфера использования
Манометр — это простой, но эффективный и точный прибор для измерения давления воды, пара и других рабочих сред. А также для измерения избыточного давления, которое создается искусственно. Если упростить объяснение, то манометр нужен для того, чтобы показать, на сколько давление воды в трубе превышает атмосферное. Приборы бывают разные: в быту, в коммунальном хозяйстве, в промышленности чаще встречаются приборы с пружинной трубкой овального сечения. Это изобретение связано с именем Бурдона, который его запатентовал. Это очень простые и недорогие конструкции.
Как распознать манометр: он круглый и окружен металлическим или пластиковым корпусом. За плексигласом находится циферблат со шкалой, изготовленный из поликарбоната или металлического акрила.
Данное устройство устанавливается для контроля состояния водопровода и системы. Манометр используется для того, чтобы давление в трубопроводе не превышало предельного значения. Манометр нужен на насосных станциях, напорных линиях, в котельных, фильтрующих системах, в транспортной системе и т.д. Конечно, манометр для воды можно купить и для частного использования, например, чтобы проверить, течет ли вода из крана в доме.
Как работает такое устройство: В пружинном устройстве вода поступает в специальную изогнутую трубку из медного сплава. Давление воды деформирует трубку, которая закреплена шарнирным механизмом, заставляя индикатор двигаться. Манометры с одной спиральной пружиной работают при давлении до 100 атмосфер. Существуют также приборы с мембраной вместо пружины, которые хорошо работают в мутных и загрязненных растворах и выдерживают сильные вибрации (но очень чувствительны к температурным скачкам).
Разновидности
Наиболее распространенные манометры — это устройства общего назначения, используемые в общих средах, которые не замерзают при отрицательных температурах.
Поршневые
В этих манометрах измеряемое давление определяется величиной нагрузки, приложенной к поршню данной площади. Точность этих манометров очень высока, а область применения широка. Эти манометры появились позже жидкостных манометров и сейчас незаменимы для проверки и тестирования оборудования в широком диапазоне давлений.
Они также все чаще используются в качестве официальных национальных стандартов давления.
Жидкостные
Их родоначальником был уже Леонардо да Винчи. Они по-прежнему востребованы, например, в микрометрии, метеорологии и барометрии. Примером такого прибора является U-образный прибор, который на рисунке содержит трубку с жидкостью и подвижную пробку. С помощью этого типа устройства можно увидеть, как жидкость проталкивается в пробку и как изменяется уровень жидкости в трубке. Стрелка начинает двигаться.
Деформационные
В таких приборах измеряемая физическая величина уравновешивается упругими противодействующими силами потенциальных чувствительных элементов, деформация которых пропорциональна измеряемому показателю. Эта деформация передается на прибор (индикатор или его штифт) через рычаги. При снятии давления чувствительный элемент втягивается в исходное положение за счет упругой деформации.
Критерии выбора
Кстати: Манометр часто путают с датчиком. Манометр определяет давление в определенный момент времени по запросу. И он может быть оснащен датчиками, термометрами и другими аксессуарами. Таким образом, манометр — это только одна часть системы оповещения. Датчик информирует вас, когда давление достигает определенного предельного значения
На что следует обратить внимание при выборе манометра?
- Диапазон возможных измерений. Есть так называемый стандарт-ряд давлений (соответствует ГОСТ 2405-88). Диапазон избыточного давления от 0 до 100% (либо 25-75%) выборки данных. Если будет куплен агрегат на чрезмерно высокое давление, и данные будут сниматься от 0 до 25% шкалы, увы, вырастет измерительная погрешность. А если он будет функционировать с 75% до 100%, устройство будет перманентно перегружено и быстро сломается.
- Единицы измерения. Согласно МСИ давление определяется в паскалях. И в силу этой общепринятости потребителям манометров рекомендовано измерять давление в них. То есть измеренное выше 10 атм переводится в Мпа, а то, что ниже – в кПа. Если есть запрос на измерение в не столь стандартных величинах, производитель может его принять. И четко по заказу сделает манометр, определяющий показатель в барах, мм ртутного столба, а еще в метрах водяного столба и т. д.
- Класс точности. Здесь все просто: он говорит о погрешности измерений, и это диапазон от 0,4 до 4,0.
- Диаметр корпуса. И в этом смысле тоже имеется стандартная размерная линейка – от 40 мм до 250 мм, с большой выборкой. Если манометр будет установлен так, что посмотреть его показания можно с расстояния ближе 2 м, можно выбирать прибор среднего диаметра, то есть где-то 100 мм. Но если подойти к устройству близко нельзя, и расстояние до него от 2 до 5 м, потребуется агрегат побольше – от 160 мм в диаметре.
- Локализация штуцера. Он может быть радиальным (внизу выход) и осевым (сзади, с «изнанки»). Так вот, те манометры, у которых штуцер осевой, имеют присоединение тыльное, оно может быть или по центру, или со смещением.
- Вид резьбы. Она может быть трубной, конической, а также метрической. Последняя свойственна отечественным продуктам, первые две – импортным. Можно использовать переходники.
- Вид измеряемой среды. Измерять можно жидкость, пар, газ. Например, если работать нужно в агрессивной среде, потребуется манометр из нержавейки (то есть стойкий с точки зрения коррозии). В вязкой, грязной водопроводной (и не только) среде нужен прибор с мембранным разделителем. Если температура среды высокая, выше 60 градусов, нужен прибор с отводом-охладителем и т. д.
- Контекст использования. Например, если использование предполагает вибрацию как условия, нужен прибор, который защищает себя от нее, то есть виброустойчивый. Технические параметры, год изготовления, отметка о проверке, паспорт и инструкция, сертификат – все это также необходимо проверить перед приобретением.
Конечно, совет специалиста не будет лишним. Особенно если у вас нет опыта обслуживания водопроводных систем.
Манометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности
Манометр — это компактное механическое устройство для измерения давления. В зависимости от конструкции он может использоваться для воздуха, газа, пара или жидкости. Существует множество различных типов манометров, в зависимости от принципа измерения давления в измеряемой среде, и каждый из них имеет свою область применения.
Сфера использования
- Котлах отопления.
- Газопроводах.
- Водопроводах.
- Компрессорах.
- Автоклавах.
- Баллонах.
- Баллонных пневматических винтовках и т.д.
Внешне манометр выглядит как небольшой цилиндр разного диаметра, обычно 50 мм, состоящий из металлического корпуса со стеклянной крышкой. Внутри стеклянной части находится шкала с информацией в единицах давления (бар или Па). Сбоку корпуса находится трубка с внешней резьбой для ввинчивания в отверстие системы, в которой измеряется давление.
Когда измеряемая среда находится под давлением, газ или жидкость, протекающие через трубку, давят на внутренний механизм манометра, в результате чего угол стрелки отклоняется и показывает шкалу. Чем больше создаваемое давление, тем больше отклоняется стрелка. Число на шкале, на котором останавливается стрелка, соответствует давлению в измеряемой системе.
Давление, которое может измерить манометр
Манометры — это гибкие механизмы, которые можно использовать для измерения различных величин:
- Избытка давления.
- Вакуумного давления.
- Разницы давлений.
- Атмосферного давления.
Использование этих приборов позволяет контролировать различные технологические процессы и предотвращать аварийные ситуации. Манометры, предназначенные для работы в особых условиях, могут иметь дополнительные модификации корпуса. Они могут быть взрывозащищенными, коррозионностойкими или устойчивыми к сильным вибрациям.
Типы манометров
Манометры используются во многих системах, где необходимо поддерживать давление на точном уровне. Использование прибора позволяет контролировать его, так как слишком низкое или слишком высокое давление может повредить различные технологические процессы. Кроме того, слишком высокое давление приводит к разрыву емкостей и труб. Поэтому существуют различные типы манометров, предназначенные для конкретных условий эксплуатации.
Это могут быть:
- Образцовые.
- Общетехнические.
- Электроконтактные.
- Специальные.
- Самопишущие.
- Судовые.
- Железнодорожные.
Эталонный манометр предназначен для проверки других аналогичных измерительных приборов. Эти приборы определяют уровень избыточного давления в различных средах. Эти манометры оснащены высокоточным механическим механизмом, который обеспечивает минимальное отклонение. Их класс точности составляет от 0,05 до 0,2.
Манометры общего назначения используются для общих сред, которые не замерзают в лед. Эти приборы имеют класс точности от 1,0 до 2,5. Они нечувствительны к вибрациям и поэтому могут устанавливаться в транспортных средствах и системах отопления.
Электроконтактные предназначены специально для контроля и предупреждения о достижении верхней отметки опасной нагрузки, способной разрушить систему. Такие приборы используются с различными средами, такими как жидкости, газы и пары. Данное оборудование имеет встроенный механизм управления электроцепями. При появлении избыточного давления манометр подает сигнал или механическим способом отключает снабжающее оборудование, нагнетающее давление. Также электроконтактные манометры могут включать специальный клапан, который сбрасывает давление до безопасного уровня. Такие приборы предотвращают аварии и взрывы на котельных.
Специальные манометры предназначены для конкретных газов. Такие приборы обычно имеют цветной корпус вместо стандартного черного. Цвет соответствует газу, с которым может работать манометр. На шкале также имеются специальные отметки. Например, манометры для измерения давления аммиака, который обычно используется в промышленных холодильных установках, окрашены в желтый цвет. Такие манометры имеют класс точности от 1,0 до 2,5.
Самопишущие манометры используются в тех случаях, когда давление в системе необходимо не только визуально контролировать, но и записывать. Они записывают график, показывающий развитие давления за любой период времени. Такие приборы можно встретить в лабораториях, а также на теплоэлектростанциях, консервных заводах и других предприятиях пищевой промышленности.
Судовые манометры включают в себя широкий спектр манометров с погодоустойчивыми корпусами. Они могут использоваться для жидкостей, газов или паров. Их обозначение можно найти на внешних газовых коллекторах.
Манометры для рельсового транспорта используются для контроля избыточного давления в механизмах электрического рельсового транспорта. В частности, они используются в гидравлических системах, которые перемещают рельсы при выдвижении стрелы. Такие устройства обладают повышенной устойчивостью к вибрациям. Они не только устойчивы к вибрациям, но и дисплей со шкалой не реагирует на механические воздействия на корпус и точно показывает давление в системе.
Разновидности манометров по механизму снятия показаний давления в среде
Манометры также различаются по внутреннему механизму, который вызывает показания давления в системе, к которой они подключены. В зависимости от устройства они бывают:
- Жидкостные.
- Пружинные.
- Мембранные.
- Электроконтактные.
- Дифференциальные.
Виды манометров
Существуют различные типы манометров. Разные типы используются для разных целей. Это следует учитывать при выборе манометра. От этого будет зависеть стоимость и комплектация прибора. Важно точно определить, для чего вам нужен манометр: для измерения давления воздуха в автомобильных шинах или для более сложного производственного процесса.
| Общетехнические | Используются в разных производственных отраслях. Отличаются устойчивостью к вибрациям, практически универсальны в использовании. Их часто используют в газоснабжении, а также в работе разных механизмов и машин. |
| Технические | Спектр применения данных приборов обширный. Наиболее известные нам — это манометр для измерения давления в шинах и тонометр для измерения артериального давления. |
| Электроконтактные | Используются для измерения избыточного и вакуумметрического давления (газов, паров и жидкостей). Благодаря своей конструкции могут влиять на производственный процесс, в который они встроены. |
| Специального назначения | Используются для того, чтобы определять давление газов. Поэтому их иногда называют газовыми. Для каждой разновидности газа выпускается свой прибор. |
Также можно классифицировать манометры по области их применения:
- Судовые (используются на кораблях);
- Виброустойчивые (применяются там, где сильно вибрирующая среда);
- Самопишущие (используются в тех случаях, когда манометр должен работать без присутствия человека, например, во взрывоопасной зоне или в зоне распыления ядовитого газа).
Класс точности манометров
Эта характеристика обязательно указывается в паспорте прибора. Класс точности выражается в цифрах: чем меньше числовое значение на маркировке, тем выше точность. Существует три стандартные категории:
- С большой погрешностью. Класс точности 4,0. Эти приборы обычно используются на автомобильных СТО для проверки уровня давления воздуха в шинах.
- Стандартные, в диапазоне 1,0-2,5 (нормальный класс точности для большинства моделей);
- Высокоточные (образцовые), работающие с погрешностью 0,05.
Класс точности влияет не только на точность измерения. Он также влияет на способность приборов работать в определенном диапазоне. Например, модели с высокой мощностью не могут обнаружить минимальные отклонения, а модели с высокой чувствительностью очень чувствительны к высоким «критическим» показаниям.
Современные модели имеют приборы, способные измерять в диапазоне 0,06-1000 мПа, а также модификации для измерения разбавления давления д о-40кПа.
Читайте также: Ручной культиватор для садовода — незаменимый инструмент
Петербургская компания «Измерикон» продает цифровые манометры с ЖК-дисплеем, на котором отображается измеренное значение. Эти приборы работают с высокой точностью в диапазоне 0,5-0,025%. Предложение компании также включает модели с дополнительными опциями, например, версию с взрывозащитой.
Принцип работы манометра
Все типы манометров работают по одному и тому же принципу. Принцип действия каждого манометра основан на равенстве между усилием пружины (иногда мембраны) и измеряемым давлением. Такие манометры используются в быту и промышленности уже давно, но их конструкция практически не изменилась.
Манометры общего назначения измеряют давление газов и жидкостей в неагрессивных средах и бывают двух типов — осевые и радиальные. Они могут использоваться только в том случае, если измеряемая жидкость или газ не вступают в химическую реакцию с медными сплавами. В противном случае результат измерения становится ненадежным из-за химической реакции. При соединении с медью образуется новое вещество, которое также обладает новыми свойствами.
Электроконтактное устройство имеет два электрических контакта для измерения давления. Один соответствует максимально возможному давлению, другой — минимально возможному. Пользователь должен предварительно установить максимальные и минимальные пределы двух контактов. В зависимости от измеряемой среды и ее физических свойств эти значения могут сильно отличаться.
Принцип действия этого манометра следующий. Если давление падает до минимального значения, цепь размыкается. То же самое происходит, когда давление достигает максимального предела. При желании можно сделать так, чтобы контакты манометра не были ни замкнуты, ни разомкнуты.
Чтобы использовать эту измерительную функцию, необходимо:
- Установить минимум на отметку нуль;
- Поставить вторую отметку на предельный максимум;
- Начать измерение.
Электроконтактный манометр проще в использовании, чем другие варианты. По этой причине многие считают его лучше других типов манометров именно потому, что он так прост в использовании.
Условия эксплуатации и считывание показателей
Давление отображается на циферблате манометра для воды. Оно может измеряться в барах, паскалях или атмосферах.
Связь между этими единицами приблизительна. Если требуется высокая точность, то 1 атм = 101,325 кПа = 1,01325 бар.
Манометр можно использовать только в условиях, описанных в техническом описании. Давление, подаваемое на прибор, должно плавно регулироваться.
Манометр нельзя использовать, если:
- при подаче давления стрелка не движется;
- разбито или треснуло приборное стекло;
- стрелка прыгает и не возвращается в нулевое положение после сброса давления.
Для обеспечения правильных показаний манометра его необходимо откалибровать. Новые манометры калибруются производителем. Производитель должен убедиться, что манометры изготовлены производителем.
Допустимый срок указан в сертификате и составляет 1 или 2 года. Калибровка проводится в Центре стандартизации и метрологии или в утвержденной организации.
Возможные поломки и пути их решения
Причиной выхода из строя оборудования может быть дефект материала или нарушение инструкции по эксплуатации, например, превышение рабочего давления или использование при температуре, на которую оборудование не рассчитано.
Если после калибровки манометр имеет пломбу, ее нельзя открывать. В этом случае прибор необходимо заменить или отправить на ремонт в ту же компанию, которая проводила калибровку.
Однако это не всегда экономически выгодно. Часто дешевле установить новый манометр.
Повреждения, которые можно устранить:
- микротрещины в трубке запаивают;
- гнутые и сломанные стрелки меняют;
- неисправная пружина, обеспечивающая вращение стрелки, также подлежит замене.
Если зубчатая передача изношена или пружинная трубка погнута, манометр ремонту не подлежит.
Заключение
Перед установкой манометра убедитесь, что он находится в хорошем состоянии. Если вы будете следовать инструкции по эксплуатации, манометр проработает 1-2 года без проверки.
Самые дешевые манометры — это механические натяжные манометры. Более дорогие — цифровые, оснащенные датчиками температуры, которые позволяют дистанционно управлять насосами, компрессорами и другим оборудованием.
