2.3. Дифференциальные манометры

Дифференциальные манометры (дифманометры) применяют в различных отраслях промышленности для измерения перепада давления, расхода жидкостей, газов и пара по перепаду давления в сужающем устройстве и уровня жидкости, находящейся под атмосферным, избыточным или вакуумметрическим давлением. Кроме того, некоторые типы дифманометров используются в качестве тягомеров.

Дифманометры выпускаются следующих видов: колокольные, кольцевые, поплавковые, мембранные и сильфонные. Эти приборы в зависимости от наличия (или отсутствия) устройства для отсчета и дистанционной передачи показаний (электрической, пневматической и др.) подразделяются на следующие разновидности:

1. Дифманометры с отсечными устройствами, у которых перемещение чувствительного элемента (подвижных частей механизма), вызываемое действием давления, непосредственно или при помощи дополнительных устройств в самом приборе используется для показаний или записи.

2. Дифманометры с отсечными устройствами или без них, снабженные передающими преобразователями с унифицированными выходными сигналами переменного тока и составляющие с вторичными взаимозаменяемыми приборами отдельные измерительные комплекты.

3. Дифманометры с отсечными устройствами или без них, снабженные передающими преобразователями с унифицированными выходными сигналами переменного тока или пневматическим сигналом и предназначенные для работы с взаимозаменяемыми вторичными показывающими и самопишущими приборами и регуляторами, а дифманометры с выходным сигналом постоянного тока – с информационно-вычислительными машинами.

Указанные выше дифманометры или вторичные приборы, работающие в комплекте с ними, могут иметь дополнительные устройства для сигнализации, интегрирования и др.

2.3.1. Дифманометры мембранные типа дми

Д ифманометры мембранные типа ДМИ снабжены дифференциально-трансформаторным преобразователем. Они работают в комплекте с вторичным показывающим прибором ферродинамической системы и могут быть использованы в качестве перепадомеров и расходомеров для измерения расхода жидкости, газа и пара по перепаду давления в сужающем устройстве. На рис. 6 приведена упрощенная схема устройства дифманометра типа ДМИ.

Чувствительным элементом прибора является мембрана 1 с жестким центром 2, работающая совместно с винтовой цилиндрической пружиной 5. Мембрана, укрепленная между двумя крышками корпуса прибора, образует две камеры, в которые подводятся давления Р₁ и Р₂. Снаружи разделительной трубки 4, изготовленной из немагнитной нержавеющей стали, находится дифференциально-трансформаторный преобразователь 6. Для обеспечения устойчивости нуля прибора между жестким центром мембраны и корпусом установлена дополнительная пружина, создающая предварительное натяжение основной измерительной пружины 5.

Под действием разности давлений (Р₁ – Р₂) жесткий центр мембраны и связанный с ним полый сердечник 3 дифференциально-трансформаторного преобразователя перемещаются до тех пор, пока сила, вызываемая разностью давлений не уравновесится силой упругости винтовой пружины. Перемещение сердечника изменяет взаимную индуктивность между обмотками преобразователя, а вместе с тем и напряжение (ЭДС) на выходе прибора.

Выходной сигнал дифманометра пропорционален измеряемой разности давления.

Измерение расхода вещества по перепаду давления в сужающем устройстве относится к виду косвенных измерений. При измерении расхода жидкостей, газов и пара по перепаду давления в сужающем устройстве следует учитывать неизбежные погрешности при определении отдельных величин, входящих в уравнение расхода.

Предельная относительная погрешность измерения расхода δ_Q равна:

,

где σ_Q – средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода, %,

δ_l – погрешность, учитывающая влияние уменьшения длины прямого участка трубопровода перед сужающим устройством или за ним, %.

Средняя квадратическая относительная погрешность измерения расхода показывающим дифманометром или вторичным прибором, работающим в комплекте с ним, подсчитывается по формуле:

,

где σ_α – средняя квадратическая относительная погрешность коэффициента расхода, %,

σ_ε - средняя квадратическая относительная погрешность поправочного множителя на расширение измеряемой среды, %,

- средняя квадратическая относительная погрешность показаний по шкале дифманометра при измерении расхода в % по расходу,

σ_Р - средняя квадратическая относительная погрешность значения плотности измеряемой среды, %.