Из чего сделан манометр

Устройство и принцип работы манометра

Измерение давления производится с помощью чувствительного элемента — трубки Бурдона, диафрагмы, столба жидкости, тензодатчика и т.д. Наиболее распространены следующие приборы измерения давления:

• Пьезометр
• U-образная трубка
• Пружинный манометр на основе трубки Бурдона
• Диафрагменный манометр
• Диафрагменный датчик давления
• Тензометрический датчик давления
• Сильфонный датчик давления
• Пьезо-электрический датчик давления

Рассмотрим принцип действия манометров разных типов.

Как работает пружинный манометр?

Чувствительным элементом пружинных манометров является трубка Бурдона — полая латунная трубка эллиптического или овального сечения, согнутую по дуге и запаянная с одного конца. Другой конец трубки соединяется со штуцером манометра, таким образом внутренняя полость трубки сообщается с областью, в которой измеряется давление.

Давление действует на внутреннюю поверхность трубки Бурдона. Из-за разности площадей, на которые воздействует давление среды, трубка будет стремиться распрямиться. Получается, что при увеличении давления латунная трубка разгибается, а, при уменьшении — сгибается. Это приводит к перемещению запаянного конца трубки, который через тягу соединен с зубчатым сектором, воздействующим на шестерню со стрелкой. Положение стрелки с помощью нанесенной на прибор шкалы интерпретируется в величину показаний избыточного давления.

Манометры на основе трубки Бурдона способны измерять давление до сотен МПа, и широко применяются в гидроприводе, пневмоприводах, системах отопления водоснабжения.

Для чего манометр заполняют глицерином?

Для снижения вибраций и колебаний, при наличии пульсаций, скачкообразных изменениях давления, манометр заполняют демпфирующей жидкостью — глицерином, а давление к чувствительному элементу подводится через постоянный дроссель.

Что такое образцовый манометр

Образцовый манометр — прибор для измерения давления с высокой точностью, он предназначен для испытаний, тарировки, поверки, калибровки других манометров или датчиков давления, для измерения точного измерения давления, например при проведении научно-исследовательских экспериментов, осуществления тарировки, поверки других манометров.

Образцовые манометры обычно имеют устройства дополнительной настройки и корректировки, например может быть предусмотрена возможность температурной корректировки. К механизмам образцовых манометров предъявляются высокие требования они изготавливаются с высокой точностью.

Образцовые манометры показывают давление с высокой точностью, а диаметр шкалы у этих манометров больше, чем у обычных приборов. Диаметр образцовых манометров с классом точности 0,4 составляет 160 мм, а с классом точности 0,15 или 0,25 — 250 мм.

Как устроен диафрагменный манометр?

В качестке чувствительного элемента в диафрагменном манометре используется мембрана, которая воздействует на механизм, соединенный со стрелкой. Подводимое к манометру измеряемое давление деформирует мембрану, которая в свою очередь заставляет перемещаться стрелку.

Диапазон измерения диафрагменного манометра зависит от жесткости и площади мембраны.

Диафрагменные манометры пригодны для работы с агрессивными средами, их используют для измерения давления в:

• Цементных и бетонновых насосах
• Системах транспортировки сточных вод
• На коксовом производстве

Параметры манометров

При выборе манометров следует учитывать следующие параметры:

• Среда, в которой измеряется давление
• Область применения
• Класс точности манометра
• Диаметр, согласно ГОСТ 2405-88. «Манометры, вакуумметры, мановакуумметры» выпускаются манометры диаметром 40, 50, 63, 100, 160, 250 миллиметров
• Предел измерений
• Единицы измерения давления — МПа, Бар, Кгс/см 2
• Материал корпуса
• Наличие фланца
• Присоединительная резьба штуцера
• Расположение штуцера — радиальное или осевое

Шкала манометра

На манометре может быть нанесено несколько шкал, для измерения давления в различных единицах.

На представленном манометре нанесены шкалы для измерения давления в МПа и psi. Прибор показывает давление 250 Bar или 3500 psi.

Условное обозначение манометров

В обозначении прибора указывается:

1. Функциональное назначение прибора
   • ДМ — манометр;
   • ДВ — вакуумметр;
   • ДА — мановакуумметр;
   • ДТ — тягомер;
   • ДН — напоромер;
   • ДГ — тягонапоромер.
2. Серийный или порядковый номер манометра
3. Величина измеряемого давления
4. Единицы измерения
5. Класс точности

Например, для манометра с порядковым номером 0001, пределом 100, единицей измерения МПа, классом точности 1, обозначение будет выглядеть:

Производители манометров могут устанавливать свои правила маркировки, однако принцип обозначения и основные параметры, указываемые в шифре остаются аналогичными тем, что показаны в примере.

Манометр. Виды и устройство. Работа и применение. Особенности

Манометр – это компактное механическое устройство для измерения давления. В зависимости от модификации оно может работать с воздухом, газом, паром или жидкостью. Существует много разновидностей манометров, по принципу снятия показаний давления в измеряемой среде, каждый из которых имеет свое применение.

Сфера использования

Манометры являются одним из самых распространенных приборов, которые можно встретить в различных системах:

• Котлах отопления.
• Газопроводах.
• Водопроводах.
• Компрессорах.
• Автоклавах.
• Баллонах.
• Баллонных пневматических винтовках и т.д.

Внешне манометр напоминает невысокий цилиндр различного диаметра, чаще всего 50 мм, который состоит из металлического корпуса со стеклянной крышкой. Сквозь стеклянную часть просматривается шкала с отметками в единицах измерения давления (Бар или Па). Сбоку в корпус входит трубка с внешней резьбой для ввинчивания в отверстие системы, в которой необходимо провести измерение давления.

При нагнетании давление в измеряемой среде газ или жидкость сквозь трубку прижимает внутренний механизм манометра, что приводит к отклонению угла стрелки, которая указывает на шкалу. Чем выше создаваемое давление, тем больше отклоняется стрелка. Цифра на шкале, на которой остановится указатель, и будет соответствовать давлению в измеряемой системе.

Давление, которое может измерить манометр

Манометры являются универсальными механизмами, которые могут применяться для измерения различных значений:

• Избытка давления.
• Вакуумного давления.
• Разницы давлений.
• Атмосферного давления.

Применение этих приборов позволяет контролировать различные технологические процессы и предотвращать аварийные ситуации. Манометры предназначенные для эксплуатации в особых условиях могут иметь дополнительные модификации корпуса. Это может быть взрывозащищенность, устойчивость к коррозии или повышенной вибрации.

Разновидности манометров

Манометры используется во многих системах, где присутствует давление, которое должно находиться на четко заданном уровне. Применение прибора позволяет вести за ним контроль, поскольку недостаточное или избыточное воздействие может навредить различным технологическим процессам. Кроме этого, превышение нормы давления является причиной разрыва емкостей и труб. В связи с этим создано несколько разновидностей манометров рассчитанных под определенные условия работы.

Они бывают:

• Образцовые.
• Общетехнические.
• Электроконтактные.
• Специальные.
• Самопишущие.
• Судовые.
• Железнодорожные.

Образцовый манометр предназначен для поверки другого подобного измерительного оборудования. Такие устройства определяют уровень избыточного давления в различных средах. Подобные приборы оснащены особо точным механизмом, дающим минимальную погрешность. Класс точности у них составляет от 0,05 до 0,2.

Общетехнические применяются в общих средах, которые не замерзают в лед. Такие приборы имеют класс точности от 1,0 до 2,5. Они устойчивы к вибрации, поэтому могут устанавливаться на транспорте 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 работы с определенным газом. Такие приборы обычно имеют цветные корпуса, а не классические черные. Цвет соответствует газу, с которым может работать данный прибор. Также на шкале применяется специальная маркировка. К примеру, манометры для измерения давления аммиака, которые обычно устанавливается в промышленных холодильных установках, окрашены в желтый цвет. Подобное оборудование имеет класс точности от 1,0 до 2,5.

Самопишущие применяются в сферах, где требуется не только вести визуальный контроль за давлением системы, но и фиксировать показатели. Они пишут диаграмму, по которой можно просматривать динамику давления в любой промежуток времени. Подобные устройства можно встретить в лабораториях, а также на тепловых электростанциях, консервных заводах и прочих пищевых предприятиях.

Судовые включают широкий модельный ряд манометров, которые имеют защищенный корпус от атмосферного воздействия. Они могут работать с жидкостью, газом или паром. Имена их можно встретить на уличных газовых распределителях.

Железнодорожные манометры предназначены для контроля за избыточным давлением в механизмах, которые обслуживают рельсовый электротранспорт. В частности, их применяют на гидравлических системах, передвигающих рельсы при разведении стрелы. Подобные устройства имеют повышенную стойкость к вибрации. Они не только устойчиво переносят встряску, но при этом указатель на шкале не реагирует на механическое воздействие на корпус, точно отображая уровень давления в системе.

Разновидности манометров по механизму снятия показаний давления в среде

Манометры различаются и по внутреннему механизму, приводящему снятие показаний давления в системе, к которой подключаются. В зависимости от устройства они бывают:

• Жидкостные.
• Пружинные.
• Мембранные.
• Электроконтактные.
• Дифференциальные.

Жидкостный манометр предназначен для измерения давление столба жидкости. Такие приборы работают по физическому принципу сообщающихся сосудов. Большинство устройств имеют видимый уровень рабочей жидкости, из которой они снимают показания. Эти приборы одни из редко используемых. В связи с контактом с жидкостью их внутренняя часть пачкается, поэтому постепенно прозрачность теряется, и визуально определить показания становится сложно. Жидкостные манометры были придуманы одними из самых первых, но еще встречаются.

Пружинные манометры самые часто встречаемые. Они имеют простую конструкцию, которая пригодна для ремонта. Пределы их измерения обычно составляют от 0,1 до 4000 Бар. Непосредственно сам чувствительный элемент такого механизма представляет собой трубку овального сечения, которая под действием давления ужимается. Давящая на трубку сила передается по специальному механизму на стрелку, которая проворачивается под определенным углом, указывая на шкалу с разметкой.

Мембранный манометр работает по физическому принципу пневматической компенсации. Внутри прибора имеется специальная мембрана, уровень прогиба которой зависит от воздействия создаваемого давлением. Обычно применяется две спаянных между собой мембран, образовывающих коробку. По мере изменения объема коробки чувствительный механизм отклоняет стрелку.

Электроконтактные манометры можно встретить в системах, которые автоматически контролируют давление и проводят его регулировку или сигнализируют о достижении критического уровня. В приборе имеется две стрелки, которые можно двигать. Одна устанавливается на минимальное давление, а вторая на максимальное. Внутри прибора вмонтированы контакты электрической цепи. Когда давление достигает одного из критических уровней, проводится замыкание электроцепи. В результате создается сигнал на пульт управлении или срабатывает автоматический механизм для экстренного сброса.

Дифференциальные манометры являются одними из самых сложных механизмов. Они работают по принципу измерения деформации внутри специальных блоков. Данные элементы манометра восприимчивы к давлению. По мере деформации блока специальный механизм передает изменения на стрелку, указывающую на шкалу. Движение указателя происходит до тех пор, пока перепады в системе не прекратятся и не остановятся на определенном уровне.

Класс точности и диапазон измерения

Любой манометр имеет технический паспорт, на котором указывается его класс точности. Показатель имеет цифровое выражение. Чем ниже цифра, тем прибор точнее. Для большинства приборов нормой является класс точности от 1,0 до 2,5. Они применяются в тех случаях, когда небольшое отклонение не имеет особого значения. Самую большую погрешность обычно дают приборы, которые используют автомобилисты для измерения давления воздуха в шинах. Их класс нередко опускается до отметки 4,0. Лучший класс точности имеют образцовые манометры, самые совершенные из них работают с погрешностью 0,05.

Каждый манометр рассчитан для работы в определенном диапазоне давления. Слишком мощные массивные модели не смогут зафиксировать минимальные колебания. Очень чувствительные устройства при избыточном воздействии выходят из строя или разрушаются, приводя к разгерметизации системы. В связи с этим при выборе манометра следует обращать внимание на этот показатель. Обычно на рынке можно найти модели, которые способны фиксировать перепады давления в пределах от 0,06 до 1000 мПА. Также существуют специальные модификации, так называемые тягомеры, которые предназначены для измерения разрежения давления до уровня -40 кПа.

Манометр — прибор для измерения давления

Очень часто в жизни, а особенно на производстве, приходится сталкиваться с таким прибором измерения, как манометр.

Манометр — это прибор для измерения избыточного давления. Из-за того, что эта величина может быть различной, приборы тоже имеют разновидности. Областей применения этих приборов очень много. Применяться они могут в металлургической промышленности, в любом механическом транспорте, жилищном и коммунальном хозяйстве, сельском хозяйстве, автомобилестроении и прочих отраслях.

Виды и конструкция прибора

В зависимости от того, для каких целей приборы используются, они подразделяются на различные типы. Самыми распространёнными являются манометры пружинные. Они имеют свои преимущества:

• Измерение величины в широком диапазоне.
• Хорошие технические характеристики.
• Надёжность.
• Простота устройства.

В пружинном манометре чувствительным элементом является полая внутри изогнутая трубка. Она может иметь сечение в виде овала или эллипсоида. Эта трубка деформируется под воздействием давления. Она запаяна с одной стороны, а с другой находится штуцер, при помощи которого измеряют величину в среде. Конец трубки, который запаян, соединяется с передаточным механизмом.

Конструкция прибора такова:

• Корпус.
• Стрелки прибора.
• Шестерёнки.
• Ось.
• Поводок.
• Зубчатый сектор.

Между зубьями сектора и шестерёнки устанавливается специальная пружина, которая необходима для того, чтобы исключить мёртвый ход.

Измерительная шкала представлена в Барах или Паскалях. Стрелка показывает избыточное давление той среды, в которой проводится замер.

Принцип действия очень прост. Давление от измеряемой среды поступает внутрь трубки. Под его воздействием трубка пытается выровняться, так как площадь внешней и внутренней поверхностей имеет разную величину. Свободный конец трубки совершает движение, при этом стрелка поворачивается на определённый угол благодаря передаточному механизму. Измеряемая величина и деформация трубки находятся в прямолинейной зависимости. Именно поэтому значение, которое показывает стрелка, и является давлением определённой среды.

Разновидности систем для измерения давления

Есть много разных манометров для измерения низкого и высокого давления. Но технические характеристики у них разные. Основным отличительным параметром является класс точности. Манометр будет показывать точнее, если значение будет меньше. Самые точные — цифровые устройства.

По своему назначению манометры бывают следующих видов:

• Самопишущие. В них находится механизм, который на бумаге позволяет чертить график работы устройства.
• Железнодорожные. Применяются в железнодорожном транспорте.
• Судовые. Используются на морском и речном судне.
• Эталонные. У них высокий класс точности. Именно поэтому их применяют для испытаний, регулировки и проверки прочих измерительных приборов давления.
• Специальные. Используются для измерения величины разнообразных газов. В зависимости от того, для какого газа они предназначаются, имеют разные цвета корпуса и маркировочные буквы: для измерения горючих газов — красные, для негорючих — чёрные, жёлтые аммиачные (А), белые ацетиленовые (Ац), голубые кислородные (К).
• Электроконтактные. В них имеется электросигнализация, которая позволяет регулировать измеряемую среду. Эти приборы подразделяются на два типа: на основе электроконтактной приставки и с микровыключателями.
• Общетехнические. Предназначены для измерения давления в различных средах. Ими можно мерить избыточные и вакуумметрические давления.

По принципу работы выделяют такие типы:

• Пьезоэлектрические. Основываются на пьезоэффекте. В кристалле кварца появляется заряд при механическом воздействии.
• Деформационные. Основываются на деформации чувствительного элемента (мембраны, сильфона, пружины и прочих), который при деформации действует на стрелку.
• Жидкостные. Их основой является трубка, заполненная жидкостью. Они могут быть двух видов: с одной или двумя трубками. Приборы с двумя трубками используются для того, чтобы в разных средах сравнивать давление.
• Поршневые. Они состоят из цилиндра, внутрь которого вставлен поршень.

Жидкостные системы измерения

Величина в этих манометрах измеряется при помощи уравновешивания веса жидкостного столба. Мерой давления является уровень жидкости в сообщающихся сосудах. Этими приборами можно измерять величину в пределах 10−105 Па. Они нашли своё применение в лабораторных условиях.

По сути, это U-образная трубка, где находится жидкость с большим удельным весом в сравнении с той жидкостью, в которой непосредственно измеряется гидростатическое давление. Такой жидкостью чаще всего является ртуть.

К этой категории можно отнести рабочие и общетехнические приборы типа ТВ-510, ТМ-510. Эта категория наиболее востребована. С их помощью измеряют давление неагрессивных и некристаллизующихся газов и паров. Класс точности этих приборов: 1, 1.5, 2.5. Они нашли своё применение в производственных процессах, при транспортировке жидкостей, в системах водоснабжения и на котельных.

Электроконтактные приборы

В эту категорию можно отнести мановакуумметры и вакуумметры. Предназначаются они для измерения величины газов и жидкости, которые по отношению к латуни и стали являются нейтральными. Конструкция в них такая же, как и у пружинных. Отличие лишь в больших геометрических размерах. Из-за устройства контактных групп корпус электроконтактного прибора большой. Этот прибор на давление в контролируемой среде может воздействовать благодаря размыканию/замыканию контактов.

Благодаря используемому электроконтактному механизму этот прибор можно использовать в системе аварийной сигнализации.

Образцовые измерители

Предназначается это устройство для проверки манометров, которые измеряют величину в лабораторных условиях. Основным их назначением является проверка исправности данных рабочих манометров. Отличительной чертой служит очень высокий класс точности. Он достигается благодаря конструктивным особенностям и зубчатому зацеплению в передаточном механизме.

Специальные устройства

Эти приборы применяются в различных промышленных отраслях для измерения давления таких газов, как ацетилен, кислород, водород, аммиак и прочие. В основном измерять давление специальным манометром можно только у одного типа газа. На каждом приборе указывается тот газ, для которого он предназначается. Прибор также окрашен в цвет газа, для которого его можно использовать. Пишется и начальная буква газа.

Есть ещё и виброустойчивые специальные манометры, которые способны работать при сильных вибрациях и большом пульсирующем давлении окружающей среды. Если применять обычный манометр в подобных условиях, то он быстро сломается, так как из строя выйдет передаточный механизм. Главным критерием таких приборов является коррозионно-стойкая сталь корпуса и герметичность.

Аммиачные системы должны быть коррозионно-стойкими. В изготовлении измерительного механизма ацетиленовых не допускают сплавов меди. Связано это с тем, что при контакте с ацетиленом есть риск образования ацетиленистой взрывоопасной меди. Кислородные механизмы должны быть обезжиренными. Это связано с тем, что в некоторых случаях даже незначительный контакт чистого кислорода и загрязнённого механизма может вызвать взрыв.

Самопишущие приборы

Отличительной чертой таких приспособлений является то, что они способны на диаграмме записывать измеряемое давление, которое позволит увидеть изменения в определённое время. Своё применение они нашли в промышленности с неагрессивными средствами и энергетике.

Судовые и железнодорожные

Судовые манометры предназначены для того, чтобы измерить вакуумметрическое давление жидкостей (воды, дизельного топлива, масла), пара и газа. Их отличительными чертами является высокая влагозащита, устойчивость к вибрациям и климатическим воздействиям. Применяются в речном и морском транспорте.

Железнодорожные, в отличие от обычных манометров, давление не показывают, а преобразовывают в сигнал прочего типа (пневматический, цифровой и прочие). Для этих целей используются разные методы.

Активно такие преобразователи применяются в системах автоматики, управления технологическими процессами. Но несмотря на своё назначение, их активно используют в отраслях атомной энергетики, химической и нефтедобычи.

Виды измерительных приборов

Приборы для измерения давления подразделяются на такие разновидности:

• Тягонапоромеры — это мановакуумметр, который имеет крайние пределы измерения не выше 40 кПа.
• Тягомеры — вакуумметр, который имеет предел измерения равный (-40) кПа.
• Напорометр — это манометр малого избыточного давления (+40) кПа.
• Мановакуумметры — это устройства, которые способны измерять как вакуумметрическое, так и избыточное давление в пределах 60−240000 кПа.
• Вакуумметр — устройство, измеряющее разрежение (давление, которое ниже атмосферного).
• Манометр — устройство, которое способно измерять избыточное давление, то есть разность между абсолютным давлением и барометрическим. Его пределы колеблются от 0,06 до 1000 МПа.

Большинство импортных и отечественных манометров изготавливаются по всем общепринятым стандартам. Именно по этой причине существует возможность замены одной марки на другую.

При выборе прибора необходимо опираться на такие показатели:

• Расположение штуцера — осевое или радиальное.
• Диаметр резьбы штуцера.
• Класс точности прибора.
• Диаметр корпуса.
• Предел измеряемых значений.

Манометр ионизационный

Манометры ионизационные являются самыми чувствительными приборами измерения для очень маленького давления. Они производят замеры косвенно через измерение тех ионов, которые образуются при бомбардировке газов электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше будет образовано ионов. Калибрование ионизационного манометра нестабильно. Оно зависит от природы газа, который измеряется. А эта природа известна не всегда. Могут быть они откалибрированы через сравнение со значениями манометра Мак Леода, которые от химии независимы и более стабильны.

Термоэлектроды с атомами газа ударяются и регенерируют ионы. Они притягиваются к электроду под напряжением, которое для них подходит (это подходящее напряжение называется коллектором). В коллекторе ток пропорционален скорости ионизации, которая в системе является функцией давления. Именно так при помощи измерений тока коллектора можно определить газовое давление.

Большинство ионных манометров подразделяются на три вида:

1. Холодный катод.
2. Горячий катод. Электрически нагреваемая нить накала образует электронный луч. В этом случае электроны проходят через прибор и вокруг себя ионизируют молекулы газа. Ионы, которые образовались, скапливаются на электроде с отрицательным зарядом.
3. Прибор с вращающимся ротором. Он отличается высокой ценой и чувствительностью.

Калибрование ионных манометров очень чувствительно к химическому составу измеряемых газов, конструкционной геометрии, поверхностным напылениям и коррозии. Непригодной их калибровка может стать при включении в среде очень низкого или атмосферного давления.

Измерять давление необходимо во многих промышленных отраслях, вот только приборы для этого используют различные. Но независимо от этого данная величина ничем, кроме манометра, не определяется.

Виды манометров и принцип работы

При проектировании и эксплуатации систем отопления наиболее важным показателем и параметром является давление теплоносителя. При нормальном давлении, находящемся в пределах гидравлического графика, рабочий процесс идет без нарушений, теплоноситель доходит до самых отдаленных точек системы отопления. При превышении давления выше критической точки возникает опасность разрыва трубопроводов. При понижении давления ниже допустимого возникает угроза кавитации – образования пузырьков воздуха, приводящих к коррозии и разрушению трубопроводов. Для того, чтобы удерживать показатели давления на требуемом уровне, нужно постоянно за ними наблюдать. Именно для этого и применяются манометры – приборы, которые это самое давление измеряют.

Давлением называют отношение силы, действующей перпендикулярно поверхности, к площади этой поверхности. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования.

ВИДЫ ДАВЛЕНИЯ:

• Атмосферное (барометрическое) давление – давление, создаваемое массой воздушного столба земной атмосферы.
• Абсолютное давление – полное давление с учетом давления атмосферы, отсчитываемое от абсолютного нуля.
• Избыточное давление – разность между абсолютным и барометрическим давлениями.
• Вакуум (разрежение) – разность между барометрическим и абсолютным давлениями.
• Дифференциальное давление – разность двух измеряемых давлений, ни одно из которых не является давлением окружающей среды.

По виду измеряемого давления манометры подразделяют на:

• манометры избыточного давления,
• манометры абсолютного давления,
• барометры,
• вакуумметры,
• мановакуумметры – для измерения избыточного и вакуумметрического давления;
• напоромеры – манометры малых избыточных давлений (до 40 кПа);
• тягомеры – вакуумметры с верхним пределом измерения до 40 кПа;
• дифференциальные манометры – средства измерений разности давлений.

Общий принцип действия манометров основан на уравновешивании измеряемого давления некоторой известной силой. По принципу действия манометры подразделяют на:

• жидкостные манометры;
• пружинные манометры;
• мембранные манометры;
• электроконтактные манометры (ЭКМ);
• дифференциальные манометры.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЖИДКОСТНОГО МАНОМЕТРА

В жидкостных манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости. В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. Большинство жидкостных манометров имеют видимый уровень рабочей жидкости, по положению которого определяется значение измеряемого давления. Эти приборы используются в лабораторной практике и в некоторых отраслях промышленности.

Существует группа жидкостных дифманометров, в которых уровень рабочей жидкости непосредственно не наблюдается. Изменение последнего вызывает перемещение поплавка или изменение характеристик другого устройства, обеспечивающих либо непосредственное показание измеряемой величины с помощью отсчетного устройства, либо преобразование и передачу ее значения на расстояние.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ПРУЖИННОГО МАНОМЕТРА

Наиболее широкое применение среди приборов для измерения давления нашли пружинные манометры. Их достоинства в том, что они просты по конструкции, надежны и пригодны для измерения давления среды в широком диапазоне от 0,01 до 400 МПа (от 0,1 до 4000 бар).

Упругие чувствительные элементы деформационных манометров:

а — трубчатые пружины;

в, г — плоские и гофрированные мембраны;

д — мембранные коробки;

е — вялые мембраны с жестким центром

Чувствительным элементом пружинного манометра является полая изогнутая трубка эллипсоидного или овального сечения, деформирующаяся под действием давления. Один конец трубки запаян, а второй соединен со штуцером, через который соединяется со средой, в которой измеряется давление. Закрытый конец трубки соединен с передаточным механизмом, смонтированным на стойке, который состоит из поводка, зубчатого сектора, шестеренки с осью и стрелки манометра. Для устранения мертвого хода между зубцами сектора и шестеренки служит спиральная пружина. Шкала проградуирована в единицах давления (паскаль или бар) и стрелка показывает непосредственную величину избыточного давления измеряемой среды. Механизм манометра помещен в корпус. Измеряемое давление поступает внутрь трубки, которая под действием этого давления стремится распрямиться, так как площадь наружной поверхности больше площади поверхности внутренней. Перемещение свободного конца трубки через передаточный механизм передается стрелке, которая поворачивается на определенный угол. Между измеряемым давлением и деформацией трубки существует прямолинейная зависимость и стрелка, отклоняясь относительно шкалы манометра, показывает величину давления.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ МЕМБРАННОГО МАНОМЕТРА

Принцип действия мембранного манометра основан на пневматической компенсации, где сила развиваемая измеряемым давлением уравновешивается силой упругости мембранной коробки.

Чувствительный элемент прибора состоит из двух спаянных между собой мембран образующих мембранную коробку 1. Измеряемое давление через штуцер подводится к внутренней полости коробки. Под действием разности атмосферного и измеряемого давления коробка изменяет свой объем, что вызывает перемещение жёсткого центра верхней мембраны которая через поводок 2 и рычаг 3 перемещает стрелку прибора 4.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ЭЛЕКТРОКОНТАКТНОГО МАНОМЕТРА

Электроконтактные манометры (ЭКМ) применяют в системах автоматического контроля, регулирования и сигнализации. В две специальные стрелки, устанавливаемые на минимальное и максимальное давление в пределах шкалы, вмонтированы контакты электрической цепи. При достижении подвижной стрелки одного из контактов цепь замыкается, что вызывает подачу сигнала либо соответствующее действие системы, в которую подключен манометр.

1 — указательная стрелка; 2 и 3 — электроконтактные уставки; 4 и 5 — зоны замкнутых и разомкнутых контактов соответственно; 6 и 7 — объекты воздействия.

Исполнение 1 — одноконтактная на замыкание;

Исполнение 2 — одноконтактная на размыкание;

Исполнение 3 — двухконтактная на размыкание-размыкание;

Исполнение 4 — двухконтактная на замыкание-замыкание;

Исполнение 5 — двухконтактная на размыкание-замыкание;

Исполнение 6 — двухконтактная на замыкание-размыкание.

Электрический манометр имеют типовую схему функционирования, которая может быть проиллюстрирована на рис.а). При увеличении давления и достижении им определённого значения указательная стрелка 1 с электрическим контактом входит в зону 4 и замыкает с помощью базового контакта 2 электрическую цепь прибора. Замыкание цепи, в свою очередь, приводит к вводу в работу объекта воздействия 6.

• Электроконтактные манометры на микровыключателях: виброустойчивые (жидконаполненные), промышленные, в нержавеющем корпусе, коррозионностойкие с плоской мембраной или трубчатой пружиной.
• Электроконтактные манометры с магнитомеханическими контактами: коррозионностойкие с плоской или трубчатой мембраной, промышленные.
• Электроконтактные манометры взрывозащищённые: с взрывонепроницаемой оболочкой из нержавеющей стали или сплава алюминия, а также используемые для малых давлений.
• Дифференциальные мембранные манометры применяются для измерения перепада давления в газовых фильтрах или в сужающих устройствах расходомеров.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО МАНОМЕТРА

В большинстве манометров технология определения и расчета данных базируется на деформационных процессах в специальных измерительных блоках, например, в сильфонном. Этот элемент выступает индикатором, воспринимающим перепады давления. Блок становится и преобразователем разности в показателях давления – пользователь получает информацию в виде перемещения стрелки указателя на приборе. Кроме того, данные могут быть представлены в Паскалях, охватывая весь измерительный спектр. Такой способ отображения информации, к примеру, обеспечивает дифференциальный манометр Testo 510, который в процессе измерения избавляет пользователя от необходимости держать его в руке, так как на задней стороне прибора предусмотрены специальные магниты.

Сильфонный дифманометр типа ДС:

а — схема сильфонного блока; б — внешний вид; 1 — рабочий сильфон; 2 — кремний органическая жидкость; 3 — внутренняя полость сильфона; 4 — шток; 5 — пружины; 6 — неподвижный стакан; 7 — рычаг; 8 — тореной; 9 — ось; 10 — резиновые кольца; 11 — гофры; 12, 13 — вентили запорные и уравнительный

В механических же устройствах главным индикатором служит расположение стрелки, контролируемое рычажной системой. Движение указателя происходит до момента, пока перепады в системе не перестанут оказывать воздействие определенной силы. Классический пример данной системы показывает дифференциальный манометр ДМ серии 3538М, который обеспечивает пропорциональное преобразование дельты (разности давления) и предоставляет результат оператору в виде унифицированного сигнала.

Как делают манометры

Они выдержали удар стихии на Саяно-Шушенской ГЭС. Они работают на подводных лодках и в шахтах. Их не берет тропическая влажность и арктический холод. Они – настоящие томские манометры.

Бывший Томский манометровый завод, а ныне — компания «Манотомь» успел обеспечить своими приборами практически полмира. 70-летний опыт в сочетании с модернизированной материальной базой и сохраненной на предприятии командой позволяет практически творить чудеса.

В год заводом выпускается 500 тыс. приборов. Вместе со всеми модификациями номенклатура производства насчитывает 10 тысяч наименований. Все это поставляется почти 10 тысячам потребителей из разных сфер – от судостроения до атомных станций.

Что же представляет сегодня собой производство манометров?

Первый шаг – разработка

Все начинается с того, что на предприятие поступает заказ. Первыми в дело вступают сотрудники конструкторского отдела. Они определяют, каким должен быть прибор. В случае необходимости заказывается дополнительная конструкторская оснастка, которая производится здесь же, в инструментальном цехе. Как только конструкторы создают образ будущего прибора, к делу подключаются производственные цеха. Разрабатывать новые модификации приборов приходится не так уж и редко — потребители все время запрашивают что-то новое.

Параллельное производство: от корпуса до пружины

От конструкторов разработка поступает в цикл основного производства, где трудятся 700 человек, а парк оборудования составляет 527 единиц. Применяемые здесь технологии, кстати, были разработаны в заводских стенах.

Как только разработка попадает в основной производственный цикл, в игру вступают изготовители корпусов. Для каждого типа манометров и датчиков давления нужен свой корпус. Если прибор будет эксплуатироваться в не слишком жестких условиях, то корпус можно сделать из пластика или алюминия. Если же манометр делается для военных, или будет использоваться в «суровой» среде – то корпус будет стальным. В разных случаях, корпус прибора поступает в цеха механической или гальванической обработки. Есть и цех холодной штамповки.

Параллельно с этим в других цехах идет сборка «внутренностей» прибора.

Следующий шаг – окрашивание корпуса. Здесь тоже не обошлось без ноу-хау. «У нас внедрена самая передовая на сегодняшний день технология порошкового окрашивания, — рассказывает заместитель генерального директора по производству Андрей Метальников. — Суть в том, что обычное окрашивание из пульверизатора с краской способом распыления, слишком затратно. Слишком много ее просто растворяется в воздухе, не попадая на изделие. При порошковом окрашивании краска используется на 100%, ведь то, что не попало на изделие, снова возвращается в барабан и не теряется. Вдобавок, покрытие получается более прочным и долговечным».

Отдельное место в списке подразделений завода — участок гибких пружин. Именно здесь делают сердце любого манометра. От качества гибкой пружины зависит надежность и точность работы манометра, его технические характеристики. Для «Манотоми» уральскими специалистами-металловедами был разработан специальный сплав, из которого и производятся пружины.

Участок пайки – следующий шаг. В зависимости от необходимости, производится или мягкая, или твердая пайка прибора, а если нужно, то и сварка, в том числе аргонно-дуговая.

Отдельное направление — цех пластмассовых изделий. Благодаря современному термопластовому оборудованию, здесь могут выпускать детали из полипропилена, полистирола и любых других пластмасс.

Естественно, «Манотомь» не может сделать производственный цикл полностью автономным. Например, стеклянные части и металлический прокат завод получает от проверенных поставщиков. Но, по мере возможности, завод старается все необходимое производить в своих собственных цехах. Кстати, здесь работают только с российскими материалами, импортные детали не используются.

Те из манометров, которым требуется укрепление корпуса, будучи уже практически готовыми, отправляются в гальванический цех. Его наличие — особенность томского завода, ведь позволить себе содержать гальванический цех могут немногие предприятия. Это весьма затратное производство — и по необходимому оборудованию, и по самой своей сути. Ведь гальваника – это различные химикаты и кислоты, которые нужно утилизировать после технологических процессов. А здесь не просто содержат такой цех, но и постоянно совершенствуют технологический процесс в нем.

Важнейшим элементом манометрового производства является цех, в котором создается передаточный механизм. Передаточный механизм – это центральный элемент манометра, не менее важный, чем пружина. Чем точнее и тоньше работает передаточный механизм, тем точнее показания прибора. Поэтому на производстве передаточных механизмов трудятся самые опытные рабочие, а технологическое оборудование цеха отвечает самым жестким современным требованиям.

«Новейшее оборудование мы установили в середине 2010 года. Это дало сразу несколько ощутимых плюсов. Во-первых, повысилась точность обработки деталей передаточного механизма. Удалось устранить шероховатости, повысить точность показаний наших изделий. Во-вторых, благодаря этому мы смогли поднять гарантийный срок работы наших манометров с полутора лет сразу до трех – в два раза», — пояснил Андрей Метальников. Прочие поставщики российского рынка манометров по-прежнему дают гарантию на полтора года.

Финальная стадия производства – сборочный конвейер. Основных конвейеров — четыре. Каждый обслуживает свое направление: технические приборы, термометры, специальные приборы и электроконтактные приборы. Здесь приборы собираются и проходят финальный контроль качества.

Прежде чем сдать продукцию, каждый цех в обязательном порядке проверяет ее на соответствие требованиям. Отдел технического контроля завода ставит на изделия клеймо и на этом процесс создания манометра завершен.

В последние годы «Манотомь» развивает направление сервисного обслуживания своих изделий. Так, клиенты из ближайших регионов могут переслать сломавшееся изделие на завод, где им займутся специалисты. В более отдаленных областях и за пределами России завод заключает договора на обслуживание своих манометров с подрядчиками.

Еще одно новое направление в работе – производство так называемых «умных» электронных манометров. Они не только выдают данные, но и участвуют в процессе управления производственными объектами, заменяя оператора-человека. Пока что их доля не так велика – всего 15-20%. Но объем производства таких манометров все время растет.

«Сегодня наши приборы плавают не только на всех гражданских, но и на всех военных кораблях, летают в ракетах, обслуживают артиллерию. Поставки идут в страны СНГ, Европы, Азии и Африки», — отмечает Андрей Метальников.

По традиции небольшое видео о том, как делают манометры:

Манометры давления: технические характеристики. Манометры давления воды и других жидкостей

Манометры — это специальные приборы, которые занимаются измерением давления. На сегодняшний день существует большое их количество. Различают манометры низкого, а также высокого давления. Модели с температурной шкалой классифицируются как термометры. Используются эти устройства во многих областях. В первую очередь они предназначены для изучения различных природных процессов. Также они помогают в определении давления технических приборов. Каждая модель имеет свой класс точности.

Устройство деформационных манометров

В центре деформационный манометр избыточного давления имеет трубчатую пружину. Рядом располагаются силоны, которые с ней взаимодействуют. Также в приборе есть мембраны. Бывают они различных видов. Наиболее распространенными являются плоские, а также гофрированные мембраны. Для них в манометре предусмотрена специальная коробка. Чувствительность прибора зависит в данном случае от жесткости пружины. Корпус манометров может изготавливаться из разных материалов.

Из чего состоит механический манометр?

Устройство механических манометров довольно простое. Пружина в данном устройстве установлена одновитковая. Взаимодействует она с держателем, который располагается под ней. Также в манометре установлен поводок небольшого диаметра. Необходим он для закрепления зубчатого сектора. Крепится он к стрелке, которая показывает фактические показатели давления.

Отличие электроконтактных манометров

Внутри электроконтактные манометры давления воды имеют специальный поводок. Взаимодействует он со стрелкой прибора. В нижней и верхней части устройства располагаются электрические контакты. Когда давление высокое, то цепь находится в разомкнутом состоянии. Если показатель входит в рабочий диапазон манометра, то система сигнализации через стрелку показывает отклонение. Для позиционного регулирования в сети предусмотрено специальное реле.

Манометры сильфонного типа

Под корпусом сильфонного манометра скрывается блок. Над ним имеется кремний органической жидкости. Под блоком установлен рабочий сильфон, который соприкасается со стаканом. Находится он всегда в неподвижном состоянии. Дополнительно в манометре предусмотрен рычаг, который подсоединен к центральной оси. Резиновые кольца располагаются на гофре. Внутренний шток работает в устройстве при помощи вентилей. Бывают они двух типов (запорные и уравнительные).

Мембранные манометры

В центре мембранных манометров располагается очень сложная система рычагов. При этом в нижней части устройства предусмотрена ось. Соединяется она со стрелкой, которая показывает давление. В верхней части манометра имеется мембранная коробка. Дополнительно под штуцером находится корректор, который скрыт за профильной шкалой.

Приборы «ДМ2010»

Данные манометры давления технические характеристики имеют следующие: класс точности — 1.5, диапазон показаний находится в районе от 0 до 0,25 МПа, напряжение в цепи переменного тока составляет 27 А. Рабочая температура находится в пределах от -50 до +60 градусов. В среднем масса манометра составляет 0,8 кг. Показатель цепи постоянного тока колеблется в районе 110 А.

Характеристики манометров «МП50»

Используются данные электронные манометры для определения избыточно давления воды. Применять их можно только в некристализирующей среде. Диаметра данные устройства бывают различного. В основном они выпускаются с размерами от 50 до 160 мм. Класс точности для них предусмотрен 2,5. Пределы измерений составляют от 0,1 до 25 МПа. Исполнение у них стандартное со штуцером.

Выпускаются манометры давления воды исключительно из латуни с диаметром 1,5 мм. Измерительный элемент состоит из сплава меди. Пружины в данных манометрах используются двух видов (Бурдона и многовитковые). Циферблат этого устройства состоит из полистирола. Однако некоторые производители выпускают его из медного сплава. Как правило, шкала предусмотрена черного цвета, а стрелочка белая. Корпус прибора делается из стали. Стекло полимерное. Ободок данный манометр давления (электронный) имеет стальной, который покрашен в черный цвет.

Манометры «МП63»

Данные манометры давления технические характеристики имеют следующие: диаметр прибора — 50 мм, класс точности 1,5, а пределы измерений составляют от 0,1 до 40 МПа. Исполнение у него стандартное и предусматривает наличие штуцера. Как правило, установлен он радиального типа. Однако в некоторых случаях в устройстве находится осевой штуцер. Состоит он полностью из латуни. Пружина в манометре сделана из меди. В свою очередь циферблат состоит из алюминия. Окрашен он всегда только в черный цвет. Стрелочка имеется стандартная белая. Корпус манометра полностью стальной. При этом стекло устанавливается полимерное. Ободок в данном манометре сделан из пластмассы и окрашен в черный цвет.

Модели «МП2-УФ»

Предназначен данный манометр для измерения давления воды. Класс точности в нем предусмотрен 2,5. Степень защиты — серии «ИП40». Диаметр корпуса составляет 60 мм. Прослужить данный манометр может 10 лет. Масса его равна 0,15 кг. Корпус устройства состоит из стали. Использоваться он может при температуре от -50 до +60 градусов. Стекло в этой модели предусмотрено органическое.

Штуцер в манометре сделан из бронзы. Пружина установлена трубчатого вида. Трибко-секторный механизм выпускается из бронзы. В некоторых случаях используют латунь либо нержавеющую сталь. Циферблат имеется алюминиевый и окрашен он в белый цвет. Штуцер, как правило, устанавливают радиального типа. При этом в некоторых случаях он стоит без фланца. Центрально-осевой штуцер также может устанавливаться без него.

Манометры «МПВ3-УФ»

Данные манометры давления технические характеристики имеют следующие: резьба штуцера предусмотрена 1,5 мм, класс точности имеется 2, а степень защиты установлена серии «ИП40». Масса этого прибора составляет 0,5 кг. Прослужить способна данная модель приблизительно 10 лет. Диаметр корпуса составляет 100 мм. Использоваться данное устройство может при температуре в пределах от -50 до +50 градусов. Корпус устанавливается очень прочный и нагрузки выдерживает большие. Выпускается он полностью из стали.

Стекло устанавливается техническое. Штуцер в манометре делается из бронзы. Пружина в основном выпускается трубчатого вида. Состоит она также полностью из бронзы. Трибко-секторные механизмы бывают стальными или из латуни. Циферблаты изготавливаются из алюминиевого сплава. Окраска у них всегда белая. Штуцеры имеются только радиального типа. В некоторых случаях они выпускаются без заднего фланца.

Характеристики модели «ВП4-УФ»

Предназначена эта модель для измерения избыточного давления воздуха в пределе от 0 до 40 МПа. Класс точности — 1,5. При этом степень защиты предусмотрена стандартная «ИП40». Использоваться данные манометры давления воздуха могут при температуре окружающей среды от -50 до +60 градусов. Диаметр корпуса составляет целых 150 мм. В среднем срок службы манометра – 10 лет. Корпус у него делается из стали и является очень прочным.

Дополнительно следует отметить техническое стекло в приборе. Трубчатая пружина вместе со штуцером сделаны из бронзы. Циферблаты выпускаются только белого цвета. Изготавливаются они из алюминиевого сплава. Эксцентрично-осевые штуцеры всегда установлены без фланца.

Параметры манометра «ДВ2030»

Предназначена эта модель для измерения давления топлива в пределе от — 30 до 30 МПа. Резьба штуцера предусмотрена 1,5 мм. Использоваться манометр может при температуре -50 градусов. Класс точности составляет 2. Степень защиты — серии «ИП30». Корпус данного устройства в диаметре ровно 100 мм. Срок службы манометра составляет 8 лет. При этом его масса равна 0,6 кг.

Отдельно стоит упомянуть о прочном корпусе, который изготавливается из стали. Стекло производители делают органическим. Пружина имеется только трубчатого типа. Изготавливается она, также как и штуцеры, из бронзы. Циферблат имеется белый. Секторный механизм полностью состоит из бронзы. В некоторых случаях используют латунь и сталь. Контактные группы имеются стандартные. При этом данный манометр давления топлива оснащен магнитным поджатием. Штуцеры используются только радиального типа. Все они устанавливаются в устройстве без фланца.

Модель «ДМ2005»

Предназначены данные сигнализирующие манометры для измерения давления газа. При этом они оборудуются штуцерами присоединительного типа. Размер их ровно 10 мм. Класс точности устройства 1,5. Выпускаются манометры с диаметром корпуса 150 мм. Система защиты установлена серии «ИП30». Весят эти приборы по 0,9 кг. При этом прослужить они способны около 9 лет. В целом корпус у них довольно прочный.

Стекла имеются органического типа. Штуцер и пружина в устройстве сделаны из бронзы. Циферблат эти манометры давления газа имеют из алюминиевого сплава. Окрашен он в белый цвет. Радиальные штуцеры, как правило, фланцами не оборудованы. Однако есть модели и с ними. Контактная группа предусмотрена стандартная. При этом магнитное поджатие имеется.

В чем отличие «ДА2005»?

Резьба в данном манометре по умолчанию предусмотрена метрическая. Максимальное давление устройство может выдержать 30 МПа. Эксплуатироваться модель может даже при температуре – 60 градусов. Класс точности довольно высокий и составляет 1,5. Система защиты предусмотрена стандартная. Корпус выпускается с диаметром не более 150 мм.

Средний срок службы составляет 10 лет. Весит манометр целых 0,9 кг. Непосредственно корпус сделан из стали и небольших механических повреждений не боится. Штуцер в этой модели имеется радиального типа. Существуют приборы с фланцем и без него. Контактные группы устанавливаются только стандартные. Магнитное поджатие, как правило, имеется. Материал циферблата – алюминиевый сплав. Отдельно следует упомянуть о трибко-секторном механизме. Он в манометре состоит из бронзы. Стальные, а также аналоги из латуни встречаются редко. Стекло выпускается только органического типа.

Характеристики «ДА8010»

Данный манометр высокого давления выпускается со специальной шкалой. При этом предельные значения выдерживаются на уровне 10 МПа. Дополнительно следует отметить, что в приборе предусмотрен демпфер. Ободок в устройстве сделан стальным. Окрашен он, как правило, в черный цвет. Стекло устанавливается только техническое. Весь корпус манометра окрашен в черный цвет. Циферблат сделан из полистирола. Стрелочка белая, а шкала черная. В качестве измерительного элемента выступает пружина Бурдона. Состоит она полностью из латуни. В некоторых случаях манометры изготавливают с многовитковой пружиной. Штуцеры бывают в устройстве радиального, а также центрально-осевого типа. Все они изготавливаются из латуни. Класс точности у данного манометра — 1,5.

Манометр «ДМ2020»

Данные манометры давления технические характеристики имеют следующие: диапазон показаний колеблется в пределах от 0 до 20 МПа, в цепи переменного тока напряжение составляет 110 А. Рабочая температура устройства от -50 до +50 градусов. Масса манометра равняется 0,7 кг. Класс точности предусмотрен 2. В системе постоянного тока поддерживается напряжение на отметке 36 А. Степень защиты имеется серии «ИП40».

Прослужит данный манометр около 10 лет. Пружина установлена штуцерного типа. Изготовляется она из бронзы. Секторный механизм сделан полностью из латуни. Помимо прочего следует отметить удобный циферблат. Окрашен он в черный цвет, а стрелочка белая. Стекло в модели имеется техническое. Штуцер устанавливается со специальной резьбой 1,5. Варианты манометра бывают с фланцем, а также без него.