1.5 Жидкостный u-образный манометр

Д ля измерения перепада давлений (разности двух давлений) применяют двухтрубные или U-образные манометры. Манометры, измеряющие разность двух давлений называются дифференциальными манометрами или дифманометрами.

Дифференциальные манометры (рис. 1.2), позволяют измерять не только перепад давлений, но и избыточное давление или разряжение. При измерении малой разности давлений следует применять жидкости с пониженной плотностью. Для измерения значительных перепадов давления применяют жидкость с большой плотностью - ртуть. Перепад давлений находится по формуле:

где и давления исследуемых объектов

- плотность рабочей жидкости;

- плотность газа над жидкостью.

Следует учесть, что высота жидкости дифференциального манометра определяется как разность между верхним и нижним уровнем жидкости в коленах манометра.

Погрешность такого манометра определяется по формуле:

Жидкостные U - образные манометры применяют для измерения перепада давлений нейтральных газов в качестве мановакууметров. К недостаткам данного типа манометров относится:

1) ограниченная величина столба жидкости;

2) хрупкость стеклянной трубки.

1.6. ОДНОТРУБНЫЙ МАНОМЕТР С НАКЛОННОЙ ТРУБКОЙ

Д ля измерения очень малых давлений измерительную трубку стеклянного манометра наклоняют на некоторый угол к горизонту (рис. 1.3), для того, чтобы увеличить длину столба измеряемой жидкости. Из закона Паскаля известно, что давление Р определяется по формуле:

отсюда

В нашем случае избыточное давление микроманометра определяется относительно атмосферного давления.

Погрешность данного прибора определяется по формуле:

.

Однотрубные манометры с наклонной трубкой применяются в качестве микроманометров для измерения давлений, близких к атмосферному. Отличаются очень высокой чувствительностью.

1.7 Колокольный манометр

В химической промышленности широкое применение нашли колокольные манометры (рис. 1.4), в которых измерительный механизм представляет собой опрокинутый вверх дном колокол, погруженный в жидкость. Поскольку дно колокола вверху, то под ним находится воздушная подушка. С ростом давления колокол начинает подниматься вверх под действием силы давления . Чувствительность такого прибора высока. При подаче давления над колоколом и под ним возникает баланс сил давления, при определенных условиях:

.

где - толщина стенки колокола;

- внутренний диаметр колокола;

D - диаметр сосуда.

Погрешность данного прибора определяется по формуле:

где S - внутренняя площадь колокола;

s - площадь стенок колокола.

Применяется в качестве дифманометра и для измерения малых давлений. Колокольный манометр можно использовать и как тягонапоромер. Основное достоинство - высокая чувствительность. Применяется в основном для измерения перепада давления газовых сред.

1.8 Трубчато-пружинныи манометр

С остоит из геликоидальной латунной пружины согнутой в подкову, рис. 1.5. Латунь имеет ярко выраженные упругие свойства. При подаче давления возникает упругая деформация латунной пружины, при которой последняя выпрямляется. На конце латунной трубки имеется зубчатый сектор передаточного механизма, который при разгибе пружины поворачивает стрелку измерительного механизма. При этом воспроизводится величина измеряемого давления, пропорциональная действующей силе давления. Трубчатая пружина (трубка Бурдона) может быть как одновитковая, так и многовитковая.

Следует учитывать условия эксплуатации трубчато-пружинных манометров. В измерительный механизм не должен попадать агрессивный газ или жидкость. Для этого могут быть применены камеры с разделительной нейтральной жидкостью, не вступающей в химическую реакцию с средой, в которой идет измерение.

Трубчато-пружинные манометры должны иметь предохранительные клапаны, срабатывающие при недопустимом избыточном давлении.

Манометры должны иметь переключатели с выходом в атмосферу для проверки установки манометра на ноль.

Корпус манометра или пружины стеклодержателя окрашиваются в цвет, указывающий на возможность эксплуатации манометра в соответствующей среде. Белый цвет - ацетилен, зеленый - водород, красный - взрыво и пожароопасные газы (бутан, пропан, природный газ), защитный цвет – ядовитые газы,

черный цвет - неагрессивные газы и голубой - кислород с надписью на шкале «МАСЛООПАСНО». Манометры для измерения давления кислорода должны эксплуатироваться с предельной осторожностью, так как при попадании кислорода на масло происходит быстрое его окисление с интенсивным выделением тепла и самовоспламенение.

Источником погрешностей измерения трубчато-пружинных манометров является упругий гистерезис, последствием которого является невоспроизводимость свойств материала и технологии процесса. К недостаткам трубчато-пружинных манометров относится малая чувствительность к изменению давления. Погрешность манометров составляет ±(1.0 - 4.0) %.