§ 7. Грузопоршневые манометры

В этих приборах измеряемое давление определяется по величине нагрузки, воздействующей на поршень определенной площади. Грузопоршневые манометры имеют высокую точность (0,02; 0,05; 0,2) и широкий диапазон измерения (0,1- 250 МПа).

Область применения - градуировка и поверка манометров.

Грузопоршневой образцовый манометр МП-60 (рис. 8), предназначен для поверки технических манометров с одновитковой трубчатой пружиной состоит из вертикального цилиндра 8 с тщательно пригнанным стальным поршнем 5, на верхнем конце которого закреплена тарелка 7 для укладки образцовых грузов 6, имеющих форму дисков. Воронка 4 служит для заполнения прибора минеральным маслом. Прибор имеет поршневой пресс 1 с манжетным уплотнением. Для установки поверяемых манометров предназначены штуцеры 3 и 10. Игольчатые вентили 2, 9, и 11 служат для перекрытия каналов, вентиль 12 для спуска масла.

Создаваемое грузом давление

P = m/A,

где m - масса поршня с тарелкой и грузом; А - эффективная площадь поршня, за которую принимают сумму площади сечения поршня и половину площади кольцевого зазора между поршнем и цилиндром (обычно А=0,996–1,004см²). Пределы измерения прибора 0 – 6 МПа. Класс точности 0,05.

Рис. 8. Грузопоршневой образцовый манометр МП-60

§ 8. Электрические манометры

Действие этих приборов основано на зависимости электрических параметров преобразователя давления от величины измеряемого давления. К ним относятся:

- пьезометрические манометры, в которых используется зависимость электрического заряда пьезоэлемента от измеряемого давления;

- манометры сопротивления, основанные на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента от измеряемого давления;

- ионизационные манометры, действие которых базируется на зависимости силы тока положительных ионов, образованных в результате ионизации молекул разреженного газа, от измеряемого давления;

- радиоизотопные манометры, в которых для ионизации газа используется излучение радиоизотопных источников.

Тема 3. Измерение расхода жидкостей, газов и паров

Наиболее широко применяющиеся приборы для измерения расходов веществ, протекающие по трубопроводам, можно разделить на следующие группы:

1. Расходомеры переменного перепада давления.

2. Расходомеры постоянного перепада давления.

3. Электромагнитные расходомеры.

4. Счетчики.

5. Другие.

§ 9. Расходомеры переменного перепада давления

Расходомеры переменного перепада давления основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого устройством, которое установлено в трубопроводе, или же самим элементом последнего.

В состав расходомера входят: преобразователь расхода, создающий перепад давления; дифференциальный манометр, измеряющий этот перепад и соединительные (импульсные) трубки между преобразователем и дифманометром. При необходимости передать показания расходомера на значительное расстояние к указанным трём элементам добавляются ещё вторичный преобразователь, преобразующий перемещение подвижного элемента дифманометра в электрический и пневматический сигнал, который по линии связи передаётся к вторичному измерительному прибору. Если первичный дифманометр (или вторичный измерительный прибор) имеет интегратор, то такой прибор измеряет не только расход, но и количество прошедшего вещества.

В зависимости от принципа действия преобразователя расхода данные расходомеры подразделяются на шесть самостоятельных групп:

1. Расходомеры с сужающими устройствами.

1. Расходомеры с гидравлическим сопротивлением.

2. Центробежные расходомеры.

3. Расходомеры с напорным устройством.

4. Расходомеры с напорным усилителем.

5. Расходомеры ударно-струйные.

Расходомеры с сужающим устройством получили наибольшее распространение в качестве основных промышленных приборов для измерения расхода жидкости, газа и пара. Они основаны на зависимости от расхода перепада давления, создаваемого сужающим устройством до р₁ и после р₂ диафрагмы (рис. 9). После сечения А струя сужается и, следовательно, средняя скорость потока возрастает. Вследствие инерции струя продолжает сужаться и на некотором расстоянии после диафрагмы, место наибольшего сужения находится в сечении В. Увеличение скорости на участке АВ сопровождается уменьшением статического давления от первоначального значения р_а до минимального значения р_b. В сечении С скорость примет первоначальное значение (как в сечении А), но давление р_с будет меньше р_а на величину потери давления р_n.

Рис. 9. Расходомеры с сужающими устройствами

Имеется много разновидностей сужающих устройств. Так на рис.10а,б показаны стандартные диафрагмы, на рис. 10в – стандартное сопло, на рис. 10г,д,е – диафрагмы для измерения загрязнённых веществ – сегментная, эксцентричная и кольцевая. На следующих семи позициях рис. 10 показаны сужающие устройства применяемые при малых числах Рейнольдса (для веществ с большой вязкостью); так, на рис. 10ж, з, и изображены диафрагмы – двойная, с входным конусом, с двойным конусом, а на рис.10к, л, м, н – сопла-полукруга, четверть круга, комбинированное и цилиндрическое. На рис. 10, о изображена диафрагма с переменной площадью отверстия, автоматически компенсирующая влияние изменения давления и температуры вещества. На рис. 10н, р, с, т приведены расходомерные трубы – труба Вентури, сопло Вентури, труба Далла и сопло Вентури с двойным сужением. Для них характерна очень маленькая потеря давления.

Разность давлений до и после сужающего устройства измеряется дифманометром.

Рис. 10