4.2.2. Манометры

Манометры – это приборы, предназначенные для измерения избыточного, абсолютного и дифференциального давления или разности давлений жидкостей и газов (рис. 29-34). Действие манометров основано на зависимости ряда физических параметров от давления. По принципу действия все приборы для измерения давления можно разделить на жидкостные, пружинные, грузопоршневые и с дистанционной передачей показаний.

Рис. 29. Устройство трубчатого и жидкостного манометров.

Рис. 30. Устройство металлических манометров.

Рис. 31. Устройство трубчатых манометров.

Рис. 32. Манометр с дифференциальным трансформаторным преобразователем.

Рис. 33. Фотографии различных манометров.

Рис. 34. Устройство электрического манометра.

4.2.3. Мановакуумметры

Жидкостный манометр (мановакуумметр) представляет собой вертикальный столб жидкости в U-образной трубке (рис. 35-37).

Рис. 35. Жидкостный манометр (мановакуумметр).

Жидкость в обоих коленах трубки находится под давлением разной силы. Столб поднимается или опускается в зависимости от перепада давления в двух концах трубки. Самый простой вариант такого манометра - U-образная трубка с жидкостью, один конец которой присоединен к сосуду, давление в котором нужно измерить, а жидкость во втором находится под заранее определенным давлением (атмосферным или вакуумным).

Рис. 36. Один из вариантов измерения давления с использованием

жидкостного манометра (мановакуумметра).

Рис. 37. Методика измерения давления в данной лабораторной работе

с использованием жидкостного манометра (мановакуумметра).

По разнице в уровнях жидкости можно определить действующее давление. Давление от столба жидкости высотой h и плотностью ρ рассчитывается по гидростатической формуле P = hgρ. Из этого следует, что разность между действующим давлением Pa и заранее определенным давлением P₀ в U-образном жидкостном манометре может быть определено путем решения уравнения Pa − P₀ = hgρ. Другими словами, давление на столб жидкости в каждом из концов трубки должно быть уравновешено (поскольку жидкость статична), отсюда Pa = P₀ + hgρ.

Для использования в жидкостном манометре может быть выбрана любая жидкость, но, в большинстве случаев, это ртуть, имеющая высокую плотность (13,534 г/см³) и низкое давление насыщенных паров. Также часто используется вода («миллиметры водяного столба» являются распространенной единицей измерения давления). Измерение давления с помощью жидкостных манометров не зависит от вида используемой жидкости. Такие приборы имеют линейную шкалу измерений и обладают слабой динамической реакцией. При измерении вакуума рабочая жидкость может испариться и заполнить вакуум, если давление ее насыщенных паров слишком велико. При измерении давления различных жидкостей отрезок трубки, заполненный газом или легкой жидкостью, может изолировать жидкости друг от друга, чтобы не допустить их смешивания, но это может быть необязательно, например, если в качестве рабочей жидкости при измерении давления воды используется ртуть. Простые жидкостные манометры могут измерять давление в диапазоне от нескольких миллиметров ртутного столба (около 100 Па) до нескольких атмосфер (1000000 Па).

Рис. 38. Мановакуумметр.

Стандартный ряд давлений для мановакуумметров следующий: от -0,1 до 0,06; 0,15; 0,3; 0,5; 0,9; 1,5; 2,4 МПа.

Технические мановакуумметры имеют класс точности 2,5; 1,5; 1,0. Образцовые мановакуумметры имеют следующие классы точности: 0,4; 0,25; 0,15.

Манометры и мановакуумметры рассчитаны на то, чтобы выдерживать кратковременную перегрузку.

На циферблате прибора маркируется разметка шкалы, единицы измерения давления, знак минуса для вакуумметрического давления, монтажное положение прибора, класс точности, наименование/ обозначение среды, знак Госреестра, товарный знак завода-изготовителя.