Princíp činnosti

Princíp činnosti tlakomeru je založený na vyrovnávaní nameraného tlaku silou pružnej deformácie trubicovej pružiny alebo citlivejšej dvojlamenej membrány, ktorej jeden koniec je utesnený v držiaku a druhý je pripojený cez tyč do trojsektorového mechanizmu, ktorý prevádza lineárny pohyb pružného snímacieho prvku na kruhový pohyb indikačnej šípky.

Odrody

Do skupiny meracích prístrojov pretlak zahŕňa:

Tlakomery - prístroje s meraním od 0,06 do 1000 MPa (Merajte pretlak - kladný rozdiel medzi absolútnym a barometrickým tlakom)

Vákuomery sú zariadenia, ktoré merajú vákuum (tlak pod atmosférickým tlakom) (do mínus 100 kPa).

Tlakomery a podtlakomery sú tlakomery, ktoré merajú pretlak (od 60 do 240 000 kPa) aj podtlak (do mínus 100 kPa).

Tlakomery - tlakomery pre malé pretlaky do 40 kPa

Trakčné merače - vákuomery s limitom do mínus 40 kPa

Tlakomery a podtlakomery s extrémnymi limitmi nepresahujúcimi ±20 kPa

Údaje sú uvedené v súlade s GOST 2405-88

Väčšina domácich a dovážaných tlakomerov sa vyrába v súlade so všeobecne uznávanými normami, preto sa tlakomery rôznych značiek navzájom nahrádzajú. Pri výbere tlakomeru potrebujete vedieť: limit merania, priemer tela, triedu presnosti prístroja. Dôležité je aj umiestnenie a závit kovania. Tieto údaje sú rovnaké pre všetky zariadenia vyrábané u nás aj v Európe.

Existujú aj tlakomery, ktoré merajú absolútny tlak, teda pretlak + atmosférický

Zariadenie, ktoré meria atmosférický tlak, sa nazýva barometer.

Typy tlakomerov

V závislosti od konštrukcie a citlivosti prvku existujú tlakomery kvapaliny, vlastnej hmotnosti a deformácie (s rúrkovou pružinou alebo membránou). Tlakomery sú rozdelené do tried presnosti: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0 (čím nižšie číslo, tým presnejšie zariadenie).

Typy tlakomerov

Podľa účelu možno tlakomery rozdeliť na technické - všeobecné technické, elektrické kontaktné, špeciálne, samonahrávacie, železničné, vibračne odolné (plnené glycerínom), lodné a referenčné (modelové).

Všeobecné technické: určené na meranie kvapalín, plynov a pár, ktoré nie sú agresívne voči zliatinám medi.

Elektrický kontakt: majú schopnosť nastaviť merané médium vďaka prítomnosti elektrického kontaktného mechanizmu. Obzvlášť populárne zariadenie v tejto skupine možno nazvať EKM 1U, aj keď sa už dlho nevyrába.

Špeciálne: kyslík - musí byť odmastený, pretože niekedy aj mierne znečistenie mechanizmu pri kontakte s čistým kyslíkom môže viesť k výbuchu. Často k dispozícii v prípadoch modrá farba s označením na číselníku O2 (kyslík); acetylén - zliatiny medi nie sú povolené pri výrobe meracieho mechanizmu, pretože pri kontakte s acetylénom existuje nebezpečenstvo tvorby výbušnej acetylénovej medi; amoniak - musí byť odolný voči korózii.

Odkaz: s vyššou triedou presnosti (0,15; 0,25; 0,4) sa tieto zariadenia používajú na kontrolu iných tlakomerov. Vo väčšine prípadov sú takéto zariadenia inštalované na piestových tlakomeroch s vlastnou hmotnosťou alebo na niektorých iných zariadeniach schopných vyvinúť požadovaný tlak.

Lodné tlakomery sú určené na použitie v riečnych a námorných flotilách.

Železnica: určená na použitie v železničnej doprave.

Samočinné zaznamenávanie: tlakomery v kryte s mechanizmom, ktorý umožňuje reprodukovať prevádzkový graf tlakomeru na papier.

Tepelná vodivosť

Merače tepelnej vodivosti sú založené na znížení tepelnej vodivosti plynu s tlakom. Tieto tlakomery majú zabudované vlákno, ktoré sa zahrieva, keď ním prechádza prúd. Na meranie teploty vlákna možno použiť termočlánok alebo odporový snímač teploty (DOTS). Táto teplota závisí od rýchlosti, ktorou vlákno odovzdáva teplo okolitému plynu, a teda od tepelnej vodivosti. Často sa používa meradlo Pirani, ktoré súčasne používa jedno platinové vlákno vykurovacie teleso a ako DOTS. Tieto tlakomery poskytujú presné údaje medzi 10 a 10-3 mmHg. Art., ale sú dosť citlivé na chemické zloženie merané plyny.

[upraviť] Dve vlákna

Jedna drôtová cievka sa používa ako ohrievač, zatiaľ čo druhá sa používa na meranie teploty pomocou konvekcie.

Pirani manometer (jeden závit)

Tlakomer Pirani pozostáva z kovový drôt, otvorený na nameraný tlak. Drôt je ohrievaný prúdom, ktorý ním prechádza, a ochladzovaný okolitým plynom. S poklesom tlaku plynu klesá aj chladiaci účinok a zvyšuje sa rovnovážna teplota drôtu. Odpor drôtu je funkciou teploty: meraním napätia na drôte a prúdu, ktorý ním prechádza, možno určiť odpor (a tým aj tlak plynu). Tento typ tlakomeru ako prvý navrhol Marcello Pirani.

Termočlánkové a termistorové meradlá fungujú podobným spôsobom. Rozdiel je v tom, že na meranie teploty vlákna sa používa termočlánok a termistor.

Rozsah merania: 10−3 - 10 mmHg. čl. (približne 10-1 - 1000 Pa)

Ionizačný tlakomer

Ionizačné tlakomery sú najcitlivejšie meracie prístroje pre veľmi nízke tlaky. Tlak merajú nepriamo meraním iónov produkovaných pri bombardovaní plynu elektrónmi. Čím nižšia je hustota plynu, tým menej iónov sa vytvorí. Kalibrácia tlakomeru iónov je nestabilná a závisí od charakteru meraných plynov, čo nie je vždy známe. Môžu byť kalibrované porovnaním s údajmi na tlakomere McLeod, ktoré sú oveľa stabilnejšie a nezávislé od chémie.

Termionické elektróny sa zrážajú s atómami plynu a vytvárajú ióny. Ióny sú priťahované k elektróde pri vhodnom napätí, známom ako kolektor. Kolektorový prúd je úmerný rýchlosti ionizácie, ktorá je funkciou tlaku v systéme. Meranie kolektorového prúdu teda umožňuje určiť tlak plynu. Existuje niekoľko podtypov ionizačných tlakomerov.

Rozsah merania: 10−10 - 10−3 mmHg. čl. (približne 10-8 - 10-1 Pa)

Väčšina iónových meradiel sa dodáva v dvoch typoch: horúca katóda a studená katóda. Tretí typ – tlakomer s rotujúcim rotorom – je citlivejší a drahší ako prvé dva a nie je tu rozoberaný. V prípade horúcej katódy sa vytvorí elektricky vyhrievané vlákno elektrónový lúč. Elektróny prechádzajú cez tlakomer a ionizujú molekuly plynu okolo nich. Výsledné ióny sa zhromažďujú na záporne nabitej elektróde. Prúd závisí od počtu iónov, ktorý zase závisí od tlaku plynu. Tlakomery s horúcou katódou presne merajú tlak v rozsahu 10-3 mmHg. čl. do 10-10 mm Hg. čl. Princíp tlakomeru so studenou katódou je rovnaký, až na to, že elektróny vznikajú vo výboji vytvorenom vysokonapäťovým elektrický výboj. Tlakomery so studenou katódou presne merajú tlak v rozsahu 10−2 mmHg. čl. až 10-9 mm Hg. čl. Kalibrácia ionizačných tlakomerov je veľmi citlivá na štruktúrnu geometriu, chemické zloženie meraných plynov, koróziu a povrchové usadeniny. Ich kalibrácia sa môže stať nepoužiteľnou pri zapnutí pri atmosférickom a veľmi nízkom tlaku. Zloženie vákua pri nízkych tlakoch je zvyčajne nepredvídateľné, preto sa na presné merania musí použiť hmotnostný spektrometer v spojení s ionizačným tlakomerom.

Horúca katóda

Ionizačné meradlo s horúcou katódou Bayard-Alpert sa zvyčajne skladá z troch elektród pracujúcich v triódovom režime, pričom vlákno je katóda. Tri elektródy sú kolektor, vlákno a mriežka. Kolektorový prúd sa meria v pikoampéroch elektrometrom. Potenciálny rozdiel medzi vláknom a zemou je zvyčajne 30 voltov, zatiaľ čo sieťové napätie pri konštantnom napätí je 180-210 voltov, pokiaľ nie je voliteľné elektronické bombardovanie zahrievaním siete, ktoré môže mať vysoký potenciál približne 565 voltov. Najbežnejším iónovým meradlom je Bayard-Alpert horúca katóda s malým zberačom iónov vo vnútri mriežky. Elektródy môže obklopovať sklenený obal s otvorom do vákua, ktorý sa však väčšinou nepoužíva a tlakomer je zabudovaný priamo vo vákuovom zariadení a kontakty sú vedené cez keramickú platňu v stene vákuového zariadenia. Ionizačné meradlá s horúcou katódou sa môžu poškodiť alebo stratiť kalibráciu, ak sú zapnuté pri atmosférickom tlaku alebo dokonca nízkom vákuu. Merania ionizačných tlakomerov s horúcou katódou sú vždy logaritmické.

Elektróny vyžarované vláknom sa pohybujú niekoľkokrát v smere dopredu a dozadu okolo mriežky, kým na ňu nenarazí. Počas týchto pohybov sa niektoré elektróny zrážajú s molekulami plynu a vytvárajú elektrón-iónové páry (ionizácia elektrónov). Počet takýchto iónov je úmerný hustote molekúl plynu vynásobenej termionickým prúdom a tieto ióny lietajú do kolektora a vytvárajú iónový prúd. Keďže hustota molekúl plynu je úmerná tlaku, tlak sa odhaduje meraním iónového prúdu.

Nízka tlaková citlivosť tlakomerov s horúcou katódou je obmedzená fotoelektrickým efektom. Elektróny narážajúce na mriežku produkujú röntgenové lúče, ktoré vytvárajú fotoelektrický šum v iónovom kolektore. To obmedzuje rozsah starších meracích prístrojov s horúcou katódou na 10-8 mmHg. čl. a Bayard-Alpert na približne 10-10 mm Hg. čl. Prídavné vodiče na katódovom potenciáli v zornej línii medzi iónovým kolektorom a mriežkou tomuto efektu zabraňujú. Pri extrakčnom type nie sú ióny priťahované drôtom, ale otvoreným kužeľom. Keďže ióny sa nevedia rozhodnúť, do ktorej časti kužeľa zasiahnu, prejdú cez otvor a vytvoria iónový lúč. Tento iónový lúč možno preniesť do Faradayovho pohára.

Veľmi často sa v živote a najmä vo výrobe musíte zaoberať takým meracím zariadením, akým je manometer.

Tlakomer je zariadenie na meranie nadmerného tlaku. Vzhľadom na to, že táto hodnota môže byť odlišná, zariadenia majú aj odrody. Existuje mnoho oblastí použitia týchto zariadení. Využitie nájdu v hutníckom priemysle, v akejkoľvek mechanickej doprave, bytových a komunálnych službách, poľnohospodárstvo, automobilový priemysel a ďalšie odvetvia.

Typy a prevedenie zariadenia

V závislosti od účelu, na ktorý sa zariadenia používajú, sa delia na Rôzne druhy. Najbežnejšie sú pružinové tlakomery. Majú svoje výhody:

• Meranie veličín v širokom rozsahu.
• Dobre technické údaje.
• Spoľahlivosť.
• Jednoduchosť zariadenia.

V pružinovom tlakomere je snímacím prvkom dutá, zakrivená trubica vo vnútri. Môže mať prierez v tvare oválu alebo elipsoidu. Táto trubica sa pod tlakom deformuje. Na jednej strane je utesnená a na druhej je armatúra, pomocou ktorej sa meria hodnota v médiu. Koniec rúrky, ktorý je utesnený, je spojený s prevodovým mechanizmom.

Konštrukcia zariadenia je nasledovná:

• Rám.
• Prístrojové šípky.
• Ozubené kolesá.
• Vodítko.
• Výstrojový sektor.

Medzi zuby sektora a ozubeného kolesa je nainštalovaná špeciálna pružina, ktorá je potrebná na odstránenie vôle.

Meracia stupnica je uvedená v baroch alebo pascaloch. Šípka ukazuje nadmerný tlak prostredie, v ktorom sa meranie vykonáva.

Princíp fungovania je veľmi jednoduchý. Tlak z meraného média vstupuje do trubice. Pod jeho vplyvom sa trubica snaží vyrovnať, pretože oblasť vonkajšej a vnútorné povrchy má rôzne veľkosti. Voľný koniec trubice sa pohybuje a šípka sa otáča pod určitým uhlom vďaka prevodovému mechanizmu. Nameraná hodnota a deformácia rúrky sú v lineárnom vzťahu. Preto je hodnota, ktorú šípka ukazuje, tlak určitého prostredia.

Typy systémov merania tlaku

Existuje mnoho rôznych tlakomerov na meranie nízkych a vysoký tlak. Ale ich technické vlastnosti sú odlišné. Hlavným rozlišovacím parametrom je trieda presnosti. Tlakomer ukáže presnejšie, ak je hodnota nižšia. Najpresnejšie sú digitálne zariadenia.

Podľa účelu sú tlakomery nasledujúcich typov:

Na základe princípu činnosti sa rozlišujú tieto typy:

Systémy merania kvapalín

Hodnota v týchto tlakomeroch sa meria vyvážením hmotnosti stĺpca kvapaliny. Meradlom tlaku je hladina tekutiny v prepojených cievach. Tieto zariadenia môžu merať hodnotu v rozmedzí 10-105 Pa. Svoje uplatnenie našli v laboratórnych podmienkach.

V podstate ide o trubicu v tvare U obsahujúcu kvapalinu s vyššou mernou hmotnosťou v porovnaní s kvapalinou, v ktorej sa priamo meria hydrostatický tlak. Touto kvapalinou je najčastejšie ortuť.

Táto kategória zahŕňa pracovné a všeobecné technické zariadenia ako TV-510, TM-510. Táto kategória je najžiadanejšia. Používajú sa na meranie tlaku neagresívnych a nekryštalizujúcich plynov a pár. Trieda presnosti týchto zariadení: 1, 1,5, 2,5. Svoje uplatnenie našli v výrobné procesy, pri preprave kvapalín, vo vodovodných systémoch a kotolniach.

Elektrické kontaktné zariadenia

Do tejto kategórie patria tlakomery a vákuomery a vákuomery. Sú určené na meranie objemu plynov a kvapalín, ktoré sú neutrálne vo vzťahu k mosadzi a oceli. Ich dizajn je rovnaký ako pri pružinových. Rozdiel je len vo veľkom geometrické rozmery. Vzhľadom na konštrukciu kontaktných skupín je telo elektrického kontaktného zariadenia veľké. Toto zariadenie môže ovplyvňovať tlak v kontrolovanom prostredí otváraním/zatváraním kontaktov.

Vďaka použitému elektrickému kontaktnému mechanizmu je možné toto zariadenie použiť v zabezpečovacom systéme.

Referenčné merače

Toto zariadenie je určené na testovanie tlakomerov, ktoré merajú hodnoty v laboratórnych podmienkach. Ich hlavným účelom je kontrola prevádzkyschopnosti týchto manometrov pracovného tlaku. Charakteristickým znakom je veľmi vysoká trieda presnosti. Dosahuje sa vďaka dizajnové prvky a ozubenie v prevodovom mechanizme.

Tieto zariadenia sa používajú v rôznych priemyselných odvetviach na meranie tlaku plynov ako je acetylén, kyslík, vodík, čpavok a iné. Tlak sa dá v podstate merať špeciálnym tlakomerom len pre jeden druh plynu. Každé zariadenie označuje plyn, pre ktorý je určené. Zariadenie je tiež farebné, aby zodpovedalo plynu, pre ktorý je možné ho použiť. Píše sa aj začiatočné písmeno plynu.

Existujú aj špeciálne tlakomery odolné voči vibráciám, ktoré sú schopné pracovať pri silných vibráciách a vysokom pulzujúcom tlaku. životné prostredie. Ak v takýchto podmienkach používate bežný manometer, rýchlo sa zlomí, pretože prevodový mechanizmus zlyhá. Hlavným kritériom pre takéto zariadenia je oceľový kryt odolný voči korózii a tesnosť.

Systémy s amoniakom musia byť odolné voči korózii. Zliatiny medi nie sú povolené pri výrobe mechanizmov na meranie acetylénu. Je to spôsobené tým, že pri kontakte s acetylénom existuje riziko vzniku acetylénovej výbušnej medi. Kyslíkové mechanizmy musia byť bez tuku. Je to spôsobené tým, že v niektorých prípadoch môže aj malý kontakt čistého kyslíka a kontaminovaného mechanizmu spôsobiť výbuch.

Záznamové zariadenia

Charakteristickým znakom takýchto zariadení je, že sú schopné zaznamenávať nameraný tlak na diagrame, ktorý vám umožní vidieť zmeny v určitom čase. Svoje uplatnenie našli v priemysle s neagresívnymi prostriedkami a energiou.

Loď a železnica

Námorné tlakomery sú určené na meranie vákuového tlaku kvapalín (voda, motorová nafta, ropa), para a plyn. ich charakteristické rysy je vysoká ochrana proti vlhkosti, odolnosť voči vibráciám a poveternostným vplyvom. Používajú sa v riečnej a námornej doprave.

Železničné tlakomery na rozdiel od bežných tlakomerov nezobrazujú tlak, ale premieňajú ho na signál iného typu (pneumatický, digitálny atď.). Na tieto účely sa používajú rôzne metódy.

Takéto meniče sa aktívne používajú v automatizačných systémoch a riadení procesov. Ale napriek svojmu účelu sa aktívne používajú v priemysle jadrová energia, chemická a ropná produkcia.

Druhy meracích prístrojov

Prístroje na meranie tlaku sú rozdelené do nasledujúcich typov:

Väčšina dovážaných a domácich tlakomerov sa vyrába podľa všetkých všeobecne uznávaných noriem. Práve z tohto dôvodu je možné nahradiť jednu značku druhou.

Pri výbere zariadenia sa musíte spoľahnúť na nasledujúce indikátory:

• Umiestnenie tvarovky je axiálne alebo radiálne.
• Priemer závitu kovania.
• Trieda presnosti prístroja.
• Priemer puzdra.
• Hranica nameraných hodnôt.

Ionizačný tlakomer

Ionizačné tlakomery sú najcitlivejšie meracie prístroje pre veľmi nízky tlak. Merania robia nepriamo meraním tých iónov, ktoré sa tvoria, keď sú plyny bombardované elektrónmi. Čím nižšia je hustota plynu, tým menej iónov sa vytvorí. Kalibrácia ionizačného tlakomera je nestabilná. Závisí to od charakteru meraného plynu. Ale táto povaha nie je vždy známa. Je možné ich kalibrovať porovnaním s hodnotami tlakomeru McLeod, ktoré sú nezávislé od chémie a sú stabilnejšie.

Termoelektródy s atómami plynu sa zrážajú a regenerujú ióny. Sú priťahované k elektróde napätím, ktoré je pre ne vhodné (toto vhodné napätie sa nazýva kolektor). V kolektore je prúd úmerný rýchlosti ionizácie, ktorá je v systéme funkciou tlaku. Takto možno určiť tlak plynu meraním kolektorového prúdu.

Väčšina tlakomerov iónov je rozdelená do troch typov:

Kalibrácia iónových tlakomerov je veľmi citlivá na chemické zloženie meraných plynov, štruktúrnu geometriu, povrchové usadeniny a koróziu. Ich kalibrácia sa môže stať nepoužiteľnou, ak sú zapnuté v prostredí s veľmi nízkym alebo atmosferickým tlakom.

V mnohých priemyselných odvetviach je potrebné merať tlak, ale používajú sa na to rôzne prístroje. Ale bez ohľadu na to túto hodnotu neurčuje nič iné ako tlakomer.

Mnoho systémov vozidiel pracuje pod tlakom. To platí najmä pre tie modely automobilov, ktoré boli už dlho odstránené z montážnej linky a neboli vybavené modernými elektronickými zariadeniami. Dnes sa totiž tlak v potrubiach meria pomocou špeciálnych elektronických snímačov, ktoré okrem funkčné vlastnosti, nemajú nič spoločné s takým zariadením, ako je mechanický tlakomer.

Použitie druhého z nich však zostáva relevantné aj dnes. Elektronika totiž nie je vôbec spoľahlivá vec a keď zlyhá, majitelia áut sa musia vrátiť k starému dobrému mechanickému tlakomeru. O tom, ako toto zariadenie funguje, aké sú jeho výhody a aké sú funkcie pripojenia, si povieme v dnešnom článku.

1. Ako funguje mechanický tlakomer a aké typy tohto zariadenia existujú?

V mnohých technologických procesov je potrebné merať tlak. Prečo je tento ukazovateľ potrebný? Predovšetkým, aby sa zabezpečila bezpečná prevádzka zariadení a správne sa zohľadnil prietok kvapalín v potrubí. Robiť to pomocou moderných zariadení je veľmi jednoduché, najmä preto, že ich vlastnosti vám umožňujú získať presné údaje o tlaku aj v agresívnom prostredí.

Napriek pokroku a neustálej snahe vedcov zlepšovať proces merania tlaku je dnes na to najbežnejším zariadením tlakomer. Zároveň mechanický tlakomer napriek celý riadok nevýhody, mnohí majitelia áut ho stále používajú dodnes.

Prvý bol vynájdený už dávno a vynálezcov k tomu podnietila potreba určiť, aká úroveň tlaku je v kvapaline alebo plyne. Často sa na meranie nadmerného tlaku používa tlakomer, po ktorom je rozdiel medzi absolútny ukazovateľ a barometrická.

Medzi všetkými tlakomermi sa rozlišuje niekoľko tried alebo typov podľa triedy presnosti. Najmä dnes si môžete kúpiť tlakomer s nasledujúcou presnosťou:

Najpresnejší tlakomer je ten, ktorého trieda presnosti je najnižšia. Vo všeobecnosti je tlakomer kontrolné a meracie zariadenie. Telo takéhoto zariadenia je často vyrobené z ocele. Ale rezeň, pomocou ktorého je možné zariadenie pripojiť k potrubiu, je vyrobený z mosadze. Vo všeobecnosti, bez ohľadu na aplikáciu, vonkajší tvar tlakomery sa prakticky nelíšia: je to malý číselník, z ktorého sa rozprestiera trubica, pomocou ktorej sa meria tlak.

IN vozidiel Mechanické tlakomery sú široko používané. Rozdiel medzi takýmto zariadením je prítomnosť špeciálnej pružiny v tele, ktorá vzhľad pripomína zrolovanú rúrku. Z tohto dôvodu sa mechanický tlakomer niekedy nazýva "rúrkový" tlakomer, aj keď má iný názov - číselník. Je to najbežnejší príklad mechanického tlakomeru.

Takéto zariadenie sa samozrejme nemôže pochváliť veľmi vysokou presnosťou, ale stále zostáva najvhodnejšie pre neprofesionálne použitie. Avšak taká vlastnosť ako vysoká pevnosť A malé veľkosti urobil číselník tlakomer populárny vo výrobe. Proces merania tlaku pomocou ručného mechanického manometra prebieha nasledovne:

- jeden koniec rúrky (pružiny), ktorý nie je spájkovaný, je pripojený pomocou kohútika k nádobe, pričom tlak kvapaliny alebo plynu sa musí merať;

Ak je tlak vysoký alebo sa počas procesu odčítania začne zvyšovať, trubica manometra sa začne ohýbať a pôsobiť na špeciálnu páku;

Táto páka je spojená pomocou ozubeného kolesa alebo nápravy s ihlou číselníka, ktorá sa začne vychyľovať;

Keď tlak začne klesať, trubica sa ohne späť a ihla sa vráti do pôvodnej polohy.

Keďže zariadenie prechádza nanajvýš povinnou úpravou presné tlakomery pružina sa začína stláčať už pri 0,1 atmosfére, čo môžete vidieť na číselníku. Na rovnakom princípe fungujú tonometre, pomocou ktorých merajú arteriálny tlak osoba. Mimochodom, podľa typu tlaku, ktorý tlakomer meria, sa všetky zariadenia zvyčajne delia na:

1. Zariadenia absolútny tlak. Indikátor takéhoto tlakomeru sa vypočíta z absolútnej nuly.

2. Zariadenia s pozitívnym pretlakom, ktoré merajú nadmerný tlak.

3. Vákuové zariadenia. Môžu merať tlak, ktorý je nižší ako atmosférický tlak. Používa sa na meranie tlaku v riedkom prostredí.

4. Barometre. Používa sa na meranie atmosférického tlaku.

5. Diferenčné prístroje (diferenciálne tlakomery). Zmerajte rozdiel tlaku, ktorý sa vyskytuje vo viacerých látkach.

6. Manovakuové zariadenia. Umožňuje merať pozitívny a negatívny pretlak.

7. Mikromanometre. Umožňuje merať tlakové rozdiely, ktorých hodnoty sú veľmi blízko seba.

Mechanické tlakomery majú tiež svoje vlastné odrody a najbežnejším zariadením z tejto skupiny je mechový tlakomer. V takýchto zariadeniach sa namiesto bežnej pružiny používa špeciálna vlnitá rúrka nazývaná vlnovec. Jeho rozdiel od bežného zariadenia je v tom, že má výrazne menšiu tuhosť, a teda vyššiu citlivosť.

Vďaka tomu sú merania získané pomocou takéhoto zariadenia vysoko presné. Nemali by sme však zabúdať na nevýhodu takéhoto zariadenia: v dôsledku nízkeho rozdielu elasticity môžu na vlnovci zostať deformácie. Preto musí byť takéto zariadenie veľmi chránené pred reštartovaním.

Medzi druhmi mechanické tlakomery treba zdôrazniť nasledovné:

1. Technická.

2. Testy.

3. Príkladné.

2. Výhody a nevýhody mechanického tlakomera.

Toto zariadenie má pomerne veľa výhod, inak by nebolo medzi automobilovými nadšencami a mechanikmi také obľúbené. Medzi výhody mechanického tlakomera patria najmä tieto:

Dostupnosť. Takéto zariadenie sa dá veľmi ľahko kúpiť a na jeho používanie nepotrebujete špeciálne vzdelanie ani technické školenie.

Lacné. Mechanický tlakomer si môže kúpiť každý, bez ohľadu na majetok.

Jednoduchosť použitia. Aby ste dosiahli výsledky, budete musieť vynaložiť minimálne úsilie.

Presnosť. Napriek tomu, že moderné elektronické snímače tlaku, samozrejme, obchádzajú mechanický tlakomer v presnosti získaných výsledkov, stále zostáva pomerne presným zariadením.

Dostupnosť ďalších tlačidiel. Zariadenie môže byť napríklad vybavené tlačidlom na vypustenie vzduchu alebo zrazenie výsledku. To všetko ho robí ešte praktickejším.

Ale ak hovoríme o nevýhodách mechanického tlakomeru, je ich tiež veľa. Určite o nich však musíte vedieť, pretože pri používaní zariadenia je veľmi dôležité vziať do úvahy väčšinu nevýhod:

1. Zariadenie je veľmi citlivé na vlhkosť. Pretože je vyrobený z kovové časti, v dôsledku zmien vlhkosti sa na ňom môže objaviť korózia, ktorá môže úplne poškodiť tlakomer, aj keď najčastejšie je to dôvod nepresnosti údajov získaných v dôsledku merania.

2. V porovnaní s inými typmi tlakomerov sú menej presné. Pri použití mechanického tlakomeru sa odporúča vykonať 2-3 merania za sebou, po ktorých sa ako skutočná hodnota tlaku v potrubí berie priemerná hodnota všetkých meraní.

3. Niektoré modely tlakomerov sa vyrábajú s veľmi malým a nezrozumiteľným číselníkom. To sťažuje vnímanie výsledku merania.

4. Tendencia presnosti výsledku klesať, keď sa ručička prístroja blíži k najvyššej značke rozsahu číselníka.

Ak teda mechanický tlakomer správne skladujete a používate, možno ho použiť na pomerne presné merania tlaku kvapaliny alebo plynu v potrubí.

3. Spôsob použitia zariadenia: inštalácia mechanického manometra.

Používanie tohto zariadenia je veľmi jednoduché. Najčastejšie sa používa na zistenie tlaku automobilových kvapalín - benzínu a oleja. Vhod príde aj mechanický tlakomer, ak ho potrebujete napumpovať pneumatiky auta na požadovanú úroveň tlaku. Samozrejme, dá sa to „merať“ pomocou intuície, ale používanie špeciálneho zariadenia je predsa len spoľahlivejšie.

Povedzme, že potrebujete zmerať tlak v pneumatikách, ktoré ste práve napumpovali. Ak to chcete urobiť, postupujte takto:

- ak má zariadenie tlačidlo resetovania predchádzajúceho indikátora, najskôr ho stlačte, aby sa ručička manometra vrátila do polohy „0“;

Nasaďte rezeň manometra na ventil pneumatiky a držte ho v tejto polohe niekoľko sekúnd, pričom pozorne sledujte šípku na číselníku zariadenia;

V tomto čase vzduch pod tlakom vstupuje do zakrivenej pružiny a mierne ju narovnáva (v závislosti od tlaku);

Odstráňte manometer z pneumatiky a zaznamenajte výslednú hodnotu na kus papiera;

Postup zopakujeme ešte aspoň raz (ak sa hodnoty zhodujú, tretia kontrola bude zbytočná);

Kolesá v prípade potreby dofúkame a opäť zmeriame tlak. Optimálne je, aby tlak v zadných kolesách bol 1,9 atmosféry a v predných kolesách - 1,8 atmosféry.

Sú však chvíle, keď majiteľ auta potrebuje nielen merať tlak kvapaliny alebo plynu, ale neustále ho zaznamenáva. V tomto prípade sa tlakomer doslova zarezáva do potrubia a je k nemu bezpečne pripevnený. Aby bolo spojenie vzduchotesné, môžete najskôr zabudovať do potrubia niečo ako vsuvku a pripojiť k nej manometer. Potom môže byť zariadenie kedykoľvek odstránené z tohto dizajnu a vrátené na svoje miesto.

Napriek tomu je dnes inštalácia mechanického manometra na neustále monitorovanie tlaku veľmi zriedkavá. Koniec koncov, údaje poskytované zariadením môže čítať iba osoba a potom bude musieť nezávisle nastaviť všetky ostatné systémy na hodnotu tlaku. V tomto ohľade to výrazne zjednodušuje úlohu elektronický snímač tlaku a ktoré dokážu všetko bez ľudského zásahu.

Môžeme teda konštatovať jedno: napriek všetkej hodnote a užitočnosti mechanického tlakomeru toto zariadenie už prežilo svoju užitočnosť. Dnes sa používa ako prenosné zariadenie, ktorého potreba použitia vzniká až pri poruche elektronických snímačov.

Prihláste sa na odber našich kanálov na

Použili ste niekedy tlakomer? Ako asi tušíte, ide o zariadenie, pomocou ktorého sa robia nejaké merania.

Nie každý však vie, prečo a kto to potrebuje. Poďme teda zistiť, čo je tlakomer, čo meria a ukazuje.

Ako je zrejmé zo štruktúry slova, tlakomer je merací prístroj. Toto slovo je vytvorené z Grécke slovo «μάνωσις» , čo znamená "voľný, riedky" a konzoly "... meter" , ktorý označuje akékoľvek meracie prístroje. Tlakomer meria sypké látky - kvapaliny a plyny, presnejšie ich tlak.

Ako bolo uvedené vyššie, tlakomer je špeciálne zariadenie, ktoré sa používa na meranie tlaku plynov a kvapalín v nádobách alebo potrubiach. Podľa princípu činnosti to môže byť:

- piest;

- kvapalina;

- deformácia;

- piezoelektrický.

Rôzne typy tlakomerov majú rôzne zariadenie. Pozrime sa na najobľúbenejšie z nich.

— Hlavná časť Deformačný tlakomer je pružný prvok, ktorého deformácia vedie k odchýleniu ukazovateľa ukazovateľa na stupnici označujúcej hodnotu tlaku. Ako elastický prvok sa používajú rúrkové pružiny, membrány - ploché aj vlnité, vlnovce atď. Princíp činnosti spočíva v tom, že pracovné médium pôsobí na pružný prvok a deformuje ho, čím ho núti pohybovať sa v určitom smere. Vodítko, ktoré je k nemu pripojené, otáča osou so šípkou, ktorá ukazuje hodnotu tlaku na stupnici.

— Kvapalinové tlakomery používajú na meranie trubicu určitej dĺžky naplnenú kvapalinou. Pracovné médium pôsobí na pohyblivú zátku (piest) v trubici a pohybom hladiny kvapaliny je možné posúdiť jej tlak. Kvapalinové tlakomery môžu byť jednorúrkové alebo dvojrúrkové – posledné slúžia na určenie tlakového rozdielu medzi dvoma médiami.

— Piestový tlakomer pozostáva z valca a piestu vloženého dovnútra. Na piest pôsobí na jednej strane tlak pracovného média – kvapaliny alebo plynu a na druhej strane je vyrovnávaný záťažou určitej veľkosti. Pohyb piestu v dôsledku zmien tlaku spôsobuje pohyb posúvača alebo ukazovateľa na stupnici.


— Piezoelektrické tlakomery využívajú piezoelektrický efekt – vznik elektrického náboja v kryštáli kremeňa v dôsledku mechanického pôsobenia. Hlavnou výhodou týchto zariadení je absencia zotrvačnosti, ktorá je dôležitá pre sledovanie rýchlo sa vyskytujúcich zmien tlaku pracovného prostredia.

Tlakomer je jedným z najpoužívanejších nástrojov požadovaných v akomkoľvek odvetví, ktoré zahŕňa plynné a kvapalné suroviny alebo pracovné tekutiny. Používajú sa:

- V chemický priemysel, kde je veľmi dôležité poznať tlak látok zapojených do procesov;

— v strojárstve, najmä pri použití hydrodynamických a hydromechanických jednotiek;

- v automobilovom a leteckom priemysle, ako aj v opravách a servise automobilov a leteckej techniky;

— v železničnej doprave;

— vo vykurovacej technike na meranie tlaku chladiacej kvapaliny v potrubiach;

— v sektore výroby ropy a plynu;

- v medicíne;

— všade tam, kde sa používajú pneumatické jednotky a komponenty.

Vyrábajú sa tlakomery pre priemyselné a domáce použitie. Spotrebiče slúži na ovládanie autonómnych vykurovacie systémy, automobilovými nadšencami na meranie tlaku v pneumatikách automobilov atď.

Priemyselné tlakomery sú vysoko špecializované a v niektorých prípadoch majú vysokú triedu presnosti.

Každému tlakomeru je priradená zodpovedajúca trieda presnosti, ktorá udáva veľkosť chyby povolenej pre toto zariadenie pri meraní tlaku. Čím menšie číslo sa použije na vyjadrenie triedy presnosti, tým presnejšie bude meranie.


Najbežnejšie tlakomery s triedou presnosti 4,0 až 0,5 sú pracovné prístroje a od 0,2 do 0,05 sú štandardné alebo kalibračné tlakomery. Výber zariadenia s určitou triedou presnosti závisí od meraného objektu a prebiehajúceho procesu.

V kvapalinových tlakomeroch je nameraný tlak alebo tlakový rozdiel vyvážený hydrostatickým tlakom stĺpca kvapaliny. Zariadenia využívajú princíp komunikujúcich nádob, v ktorých sa hladiny pracovnej tekutiny zhodujú, keď sú tlaky nad nimi rovnaké, a keď sú tlaky nad nimi nerovnaké, zaujímajú polohu, v ktorej je pretlak v jednej z nádob vyrovnaný. hydrostatickým tlakom stĺpca prebytočnej kvapaliny v druhom. Väčšina kvapalinových tlakomerov má viditeľnú hladinu pracovnej tekutiny, ktorej poloha určuje hodnotu meraného tlaku. Tieto zariadenia sa používajú v laboratórnej praxi a v niektorých priemyselných odvetviach.

Existuje skupina kvapalinové diferenčné tlakomery, v ktorom nie je priamo sledovaná hladina pracovnej tekutiny. Zmena posledne menovaného spôsobí pohyb plaváka alebo zmenu charakteristík iného zariadenia, čím sa zabezpečí buď priama indikácia nameranej hodnoty pomocou čítacieho zariadenia, alebo prevod a prenos jej hodnoty na diaľku.

Dvojrúrkové kvapalinové tlakomery. Na meranie tlaku a tlakového rozdielu sa používajú dvojrúrkové tlakomery a diferenčné tlakomery s viditeľnou hladinou, často nazývané aj v tvare U. Schematický diagram takýto tlakomer je znázornený na obr. 1, a. Dve vertikálne spojené sklenené trubice 1, 2 sú upevnené na kovovej resp drevená základňa 3, na ktorom je pripevnená stupnica 4. Rúry sú naplnené pracovnou kvapalinou po nulovú značku. Nameraný tlak sa privádza do trubice 1, trubica 2 komunikuje s atmosférou. Pri meraní tlakového rozdielu sa namerané tlaky privádzajú do oboch trubíc.

Ryža. 1. Schémy dvojrúrkového (c) a jednorúrkového (b) tlakomera:

1, 2 - vertikálne komunikujúce sklenené trubice; 3 - základňa; 4 - doska stupnice

Ako pracovné kvapaliny sa používa voda, ortuť, alkohol a transformátorový olej. V kvapalinových tlakomeroch teda funkcie citlivého prvku, ktorý vníma zmeny nameranej hodnoty, vykonáva pracovná kvapalina, výstupnou hodnotou je rozdiel hladín, vstupnou hodnotou je tlak alebo rozdiel tlakov. Sklon statickej charakteristiky závisí od hustoty pracovnej tekutiny.

Na elimináciu vplyvu kapilárnych síl sa v tlakomeroch používajú sklenené trubičky s vnútorným priemerom 8...10 mm. Ak je pracovnou tekutinou alkohol, potom je možné zmenšiť vnútorný priemer rúrok.

Dvojrúrkové tlakomery plnené vodou slúžia na meranie tlaku, podtlaku, tlakového rozdielu vzduchu a neagresívnych plynov v rozsahu do ±10 kPa. Plnenie tlakomeru ortuťou rozširuje limity merania na 0,1 MPa, pričom meraným médiom môže byť voda, neagresívne kvapaliny a plyny.

Pri použití kvapalinových manometrov na meranie tlakového rozdielu médií pod statickým tlakom do 5 MPa konštrukcia prístroja zahŕňa: doplnkové prvky, určený na ochranu zariadenia pred jednostranným statickým tlakom a kontrolu počiatočnej polohy hladiny pracovnej kvapaliny.

Zdrojmi chýb v dvojrúrkových tlakomeroch sú odchýlky od vypočítaných hodnôt lokálneho tiažového zrýchlenia, hustoty pracovnej tekutiny a média nad ňou a chyby v odčítaní výšok h1 a h2.

Hustoty pracovnej tekutiny a média sú uvedené v tabuľkách termofyzikálnych vlastností látok v závislosti od teploty a tlaku. Chyba v odčítaní rozdielu vo výškach hladín pracovnej kvapaliny závisí od dielika stupnice. Bez prídavných optických zariadení s hodnotou delenia 1 mm je chyba v odčítaní rozdielu hladiny ±2 mm, berúc do úvahy chybu pri aplikácii stupnice. Pri použití prídavných zariadení na zvýšenie presnosti odčítania h1, h2 je potrebné vziať do úvahy nesúlad koeficientov teplotnej rozťažnosti stupnice, skla a pracovnej látky.

Jednorúrkové tlakomery. Na zvýšenie presnosti odčítania rozdielu výšok hladín sa používajú jednorúrkové (hrnčekové) tlakomery (pozri obr. 1, b). V jednorúrkovom tlakomeri je jedna trubica nahradená širokou nádobou, do ktorej sa privádza väčší z nameraných tlakov. Rúrka pripevnená k doske stupnice je meracia trubica a komunikuje s atmosférou, pri meraní tlakového rozdielu je do nej privádzaný nižší tlak. Pracovná kvapalina sa naleje do tlakomeru na nulovú značku.

Pod vplyvom tlaku prúdi časť pracovnej tekutiny zo širokej nádoby do meracej trubice. Pretože objem kvapaliny vytlačenej zo širokej nádoby sa rovná objemu kvapaliny vstupujúcej do meracej trubice,

Meranie výšky iba jedného stĺpca pracovnej kvapaliny v jednorúrových tlakomeroch vedie k zníženiu chyby odčítania, ktorá s prihliadnutím na chybu kalibrácie stupnice nepresahuje ± 1 mm s hodnotou delenia 1 mm. Ostatné zložky chyby spôsobené odchýlkami od vypočítanej hodnoty tiažového zrýchlenia, hustoty pracovnej tekutiny a média nad ňou a teplotnej rozťažnosti prvkov zariadenia sú spoločné pre všetky kvapalinové tlakomery.

U dvojrúrkových a jednorúrkových tlakomerov je hlavnou chybou chyba odčítania rozdielu hladiny. Pre rovnakú absolútnu chybu chyba merania zníženého tlaku klesá so zvyšujúcou sa hornou hranicou merania tlakomerov. Minimálny rozsah merania jednorúrkových tlakomerov plnených vodou je 1,6 kPa (160 mmH2O) a znížená chyba merania nepresahuje ±1 %. Konštrukcia tlakomerov závisí od statického tlaku, na ktorý sú určené.

Mikromanometre. Na meranie tlaku a tlakového rozdielu do 3 kPa (300 kgf/m2) sa používajú mikromanometre, ktoré sú typom jednorúrových tlakomerov a sú vybavené špeciálne zariadenia buď na zníženie nákladov na dieliky stupnice, alebo na zvýšenie presnosti odčítania výšky hladiny pomocou optických alebo iných zariadení. Najbežnejšími laboratórnymi mikromanometrami sú mikromanometre typu MMN s naklonenou meracou trubicou (obr. 2). Údaje mikromanometra sú určené dĺžkou stĺpca pracovnej tekutiny n v meracej trubici 1, ktorá má uhol sklonu a.

Ryža. 2. :

1 - meracia trubica; 2 - nádoba; 3 - držiak; 4 - sektor

Na obr. 2 držiak 3 s meracou trubicou 1 je namontovaný na sektore 4 v jednej z piatich pevných polôh, ktoré zodpovedajú k = 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 a päť meracích rozsahov prístroja od 0,6 kPa (60 kgf/m2) do 2,4 kPa (240 kgf/m2). Daná chyba merania nepresahuje 0,5 %. Minimálna cena delenia pri k = 0,2 je 2 Pa (0,2 kgf/m2), ďalší pokles ceny delenia spojený s poklesom uhla sklonu meracej trubice je limitovaný znížením presnosti odčítania polohy. hladiny pracovnej tekutiny v dôsledku natiahnutia menisku.

Presnejšími prístrojmi sú mikromanometre typu MM, nazývané kompenzačné. Chyba pri odčítaní výšky hladiny v týchto zariadeniach nepresahuje ±0,05 mm v dôsledku použitia optického systému na stanovenie počiatočnej hladiny a mikrometrickej skrutky na meranie výšky stĺpca pracovnej tekutiny, ktorá vyrovnáva nameraný tlak. alebo tlakový rozdiel.

Barometre používa sa na meranie atmosférického tlaku. Najbežnejšie sú barometre naplnené ortuťou, merané v mmHg. čl. (obr. 3).

Ryža. 3.: 1 - nonius; 2 - teplomer

Chyba v odčítaní výšky stĺpca nepresahuje 0,1 mm, čo sa dosiahne použitím noniusu 1 v kombinácii s hornou časťou ortuťového menisku. Pre presnejšie meranie atmosférického tlaku je potrebné zaviesť korekcie odchýlky tiažového zrýchlenia od normálu a hodnoty teploty barometra nameranej teplomerom 2. Pri priemere trubice menšom ako 8... 10 mm, berie sa do úvahy kapilárna depresia spôsobená povrchovým napätím ortuti.

Tlakomery(McLeod tlakomery), ktorých schéma je na obr. 4, obsahujú nádržku 1 s ortuťou a v nej ponorenú hadičku 2. Tá je spojená s odmerným valcom 3 a hadičkou 5. Valec 3 končí slepou odmernou kapilárou 4, na hadičku 5 je pripojená referenčná kapilára 6. Obidve kapiláry majú rovnaký priemer, takže výsledkom merania nebol ovplyvnený vplyv kapilárnych síl. Tlak je dodávaný do nádrže 1 cez trojcestný ventil 7, ktorý môže byť počas procesu merania v polohách naznačených v diagrame.

Ryža. 4. :

1 - zásobník; 2, 5 - rúrky; 3 - odmerný valec; 4 - slepá meracia kapilára; 6 - referenčná kapilára; 7 - trojcestný ventil; 8 - ústie balóna

Princíp činnosti tlakomeru je založený na použití Boyleovho-Marriottovho zákona, podľa ktorého pre pevnú hmotnosť plynu predstavuje súčin objemu a tlaku pri konštantnej teplote konštantnú hodnotu. Pri meraní tlaku sa vykonávajú nasledujúce operácie. Keď je kohútik 7 nainštalovaný v polohe a, nameraný tlak sa privádza do nádrže 1, rúrky 5, kapiláry 6 a ortuť sa vypúšťa do nádrže. Potom sa kohútik 7 hladko presunie do polohy c. Keďže atmosférický tlak výrazne prevyšuje namerané p, ortuť je vytláčaná do trubice 2. Keď ortuť dosiahne ústie valca 8, označeného na diagrame bodom O, objem plynu V nachádzajúci sa vo valci 3 a meracej kapiláre 4 je odrezaný od meraného média. Ďalšie zvýšenie hladina ortuti stláča medzný objem. Keď ortuť v meracej kapiláre dosiahne výšku h a prívod vzduchu do nádrže 1 sa zastaví a ventil 7 sa nastaví do polohy b. Poloha ventilu 7 a ortuti znázornená na diagrame zodpovedá momentu odčítania tlakomeru.

Dolná hranica merania tlakomerov na kompresiu je 10 -3 Pa (10 -5 mm Hg), chyba nepresahuje ±1%. Prístroje majú päť meracích rozsahov a pokrývajú tlaky do 10 3 Pa. Čím nižší je nameraný tlak, tým väčší je valec 1, ktorého maximálny objem je 1000 cm3 a minimálny je 20 cm3, priemer kapilár je 0,5 a 2,5 mm. Dolná hranica merania tlakomeru je limitovaná najmä chybou pri určovaní objemu plynu po stlačení, ktorá závisí od presnosti výroby kapilárnych rúrok.

Súprava kompresných tlakomerov spolu s membránovo-kapacitným tlakomerom je súčasťou štátnej špeciálnej normy pre jednotku tlaku v oblasti 1010 -3 ... 1010 3 Pa.

Výhodou uvažovaných kvapalinových tlakomerov a diferenčných tlakomerov je ich jednoduchosť a spoľahlivosť vysoká presnosť merania. Pri práci s kvapalnými zariadeniami je potrebné vylúčiť možnosť preťaženia a náhlych zmien tlaku, pretože v tomto prípade môže pracovná kvapalina vystreknúť do potrubia alebo atmosféry.