9.2.1. Манометры с запирающей жидкостью

Такие манометры рассчитаны на измерение небольших давлений или малых раз­ностей давлений − преимущественно в лабораторных и испытательных установ­ках. Манометр с открытой U-образной трубкой представляет собой открытую с обеих сторон, частично заполненную запирающей жидкостью (ртутью или водой), U-образную трубку (рис. 9.12)

Рис. 9.12. Открытый манометр с U-образной трубкой

К одному концу подводят емкость, давление в ко­торой предстоит измерить, другой конец остается открытым. На запирающую жидкость действует с одной сторо­ны давление в емкости, а с открытой сторо­ны − давление воздуха. В од­ном конце трубки запирающая жидкость поднимается на­столько, что действующие силы разности давлений и веса столба жидкости уравнивают­ся. Разница в высоте столбов жидкости в обоих концах труб­ки Δh и есть величина избыточ­ного давления р_е в резервуаре.

Эта величина рассчитывается на основе плотности ρ запирающей жидкости:

р_е = g ∙ ρ ∙ Δh, (9.3)

Закрытый манометр с U-об­разной трубкой используют для измерения избыточно­го давления и разрежения. Для измерения разрежения закрытый конец трубки при атмосферном давлении полностью заполнен ртутью (рис. 9.13). В случае разрежения ртуть отводится из закрытого кон­ца. По разнице в высоте столбов жидкости Δh вычисляется абсо­лютное давление:

Р_abs = g ∙ ρ ∙ Δh (9.4)

Для измерения избыточных давлении в закрытый конец трубки заключают небольшую порцию газа с уплотнением запирающей жидкостью (рис. 9.14). Если к другому концу трубки подвести подлежащее измерению избыточное давление, то упомянутая порция газа сжимается и объем сокращается. И тогда остается только считать давление по калиброванной шкале [16].

9.2.2. Манометры с подпружиненным датчиком

Такие измерительные приборы широко распространены на химических предприятиях и используются для измерения либо избыточного давления р_е , либо разности давлений Δр. Диапазон измерения очень велик: от долей атмосферы до 1000 атм. Эти давления применимы для определения давления в месте измерения.

Манометр с трубчатой пружиной (рис. 9.15 [19, 21]) или иначе манометр Бурдона, обладает изогнутой трубкой с овальным поперечным сечением, полость которой соединена с местом измерения давления (рис. 9.16 слева).

Рис. 9.15. Общий вид, фото и механизм манометров

С трубчатой пружиной

При подаче давления трубчатая пружина растягивается, при снижении давления отпружинивает назад. Растяжение пружины передается стрелке.

Манометр с плоской пружиной в качестве измерительного датчика содержит тонкую рифленую металлическую пластинку (рис. 9.16).

Рис. 9.16. Виды манометров с подпружиненным датчиком

Рис. 9.17. Фото сильфонного манометра [20]

Ее упругая деформация передается через штангу стрелочному механизму. Диапазон измерения: до 40 атм.

Сильфонные (мембранные) манометры в качестве измерительного элемента имеют изготовленную из гофрированной жести коробчатую пружину (рис. 9.16 справа, рис. 9.17).

При повышении давления она выгибается, а при понижении опять отжимается. Этот изгиб пружины воздействует на стрелку. Диапазон измерения: до 0,6 атм.

К манометрам с подпружиненным датчиком также может быть отнесен измерительный преобразователь (рис. 9.18 слева). Он преобразует величину рабочего давления в подводимый постоянный ток, линейно пропорциональный измеряемому давлению. Поэтому прибор снабжен дифференциальным трансформатором, сердечник которого соединен с трубчатой пружиной (рис. 9.18 справа). При отклонении трубчатой пружины сердечник смещается, в результате чего изменяется связь первичной катушки с двумя вторичными катушками и создается разность напряжений [16].