Manometr różnicowy: zasada działania, typy i typy. Jak wybrać manometr różnicowy?

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Ciśnienie w mediach gazowych i ciekłych jest jednym z najważniejszych wskaźników, którego pomiar jest niezbędny do utrzymania systemów komunikacyjnych i technologicznych. Obiekty pracy obejmują różnego rodzaju filtry, systemy rurociągów, urządzenia klimatyzacyjne i wentylacyjne. Za pomocą manometru różnicowego użytkownik nie tylko identyfikuje charakterystykę rzeczywistego ciśnienia, ale także ma możliwość zarejestrowania różnicy między wskaźnikami dynamicznymi. Znajomość tych danych ułatwia monitorowanie systemu i zwiększa niezawodność działania. Ponadto manometry różnicowe służą również do pomiaru przepływu cieczy, gazu lub sprężonego powietrza.

Zasada działania

W większości manometrów technologia określania i obliczania danych opiera się na procesach deformacji w specjalnych blokach pomiarowych, na przykład w mieszkach. Ten element działa jako wskaźnik, który dostrzega spadki ciśnienia. Blok staje się również konwerterem różnicy ciśnień – użytkownik otrzymuje informację w postaci przesuwania wskaźnika na urządzeniu. Ponadto dane mogą być prezentowane w Pascalach, obejmującychcałe spektrum pomiarowe. Taki sposób wyświetlania informacji zapewnia np. manometr różnicowy Testo 510, który podczas pomiaru uwalnia użytkownika od konieczności trzymania go w dłoni, ponieważ z tyłu urządzenia znajdują się specjalne magnesy.

W urządzeniach mechanicznych głównym wskaźnikiem jest położenie strzałki, kontrolowane przez system dźwigni. Ruch wskazówki następuje do momentu, w którym krople w układzie przestają wywierać wpływ określonej siły. Klasycznym przykładem tego systemu jest manometr różnicowy DM serii 3538M, który zapewnia proporcjonalną konwersję delta (różnicę ciśnień) i podaje wynik operatorowi w postaci zunifikowanego sygnału.

Klasyfikacja

Ze względu na złożoność procesów pomiaru ciśnienia, charakterystykę mediów roboczych i dalszą konwersję, istnieje kilka możliwości pracy manometrów różnicowych w różnych warunkach. Nawiasem mówiąc, manometr różnicowy, którego zasada działania jest w dużej mierze zdeterminowana jego konstrukcją, jest zorientowany w swojej konstrukcji na możliwość zastosowania w określonych środowiskach - dlatego na tej podstawie dokonuje się klasyfikacji. Tak więc producenci produkują następujące modele:

• Grupa manometrów różnicowych cieczy, która obejmuje modyfikacje pływaka, dzwonu, rury i pierścienia. W nich proces pomiarowy odbywa się w oparciu o wskaźniki słupa cieczy.
• Cyfrowe manometry. Są uważane za najbardziej funkcjonalne, ponieważ umożliwiają pomiar nie tylko charakterystyki spadków ciśnienia, ale także prędkości przepływu sprężonego powietrza, wskaźników wilgotności i temperatury. Wybitnym przedstawicielem tej grupy jest manometr różnicowy Testo, który jest również używany w systemach monitorowania środowiska, w badaniach aerodynamicznych i środowiskowych.
• Kategoria urządzeń mechanicznych. Są to wersje mieszkowe i membranowe umożliwiające pomiar poprzez monitorowanie charakterystyki czujnika ciśnienia.

Modele dwururowe

Te urządzenia służą do pomiaru wskaźników ciśnienia i określania różnic między nimi. Są to urządzenia z widocznym poziomem, który zazwyczaj prezentowany jest w kształcie litery U. Z założenia taki manometr różnicowy jest instalacją dwóch pionowych rur łączących, które są zamocowane na drewnianej lub metalowej podstawie. Obowiązkowym elementem urządzenia jest tabliczka z podziałką. W ramach przygotowań do pomiaru rury są napełniane czynnikiem roboczym.

Następnie rozpoczyna się dostarczanie mierzonego ciśnienia w jednej z rur. W tym samym czasie druga rura wchodzi w interakcję z atmosferą. Podczas pomiaru delta obie rurki poddawane są mierzalnemu ciśnieniu. Dwururowy manometr różnicowy wypełniony cieczą służy do pomiaru podciśnienia, ciśnienia gazów niekorozyjnych i powietrza.

Modele jednorurowe

Manometry różnicowe z pojedynczą rurkąpowszechnie stosowane, gdy wymagane są wyniki o wysokiej precyzji. W takich urządzeniach stosuje się również szerokie naczynie, które poddawane jest ciśnieniu o najwyższym współczynniku. Jedyna rurka jest przymocowana do płytki ze skalą pokazującą te różnice i komunikuje się z otoczeniem atmosferycznym. W procesie pomiaru spadków ciśnienia oddziałuje z nim najmniejsze z ciśnień. Płyn jest wlewany do manometru różnicowego aż do osiągnięcia poziomu zerowego.

Pod wpływem ciśnienia pewna część cieczy wpływa do rurki ze zbiornika. Ponieważ objętość czynnika roboczego, który przedostał się do rurki pomiarowej, odpowiada objętości, która opuściła naczynie, jednorurowy manometr różnicowy umożliwia pomiar wysokości tylko jednego słupa cieczy. Innymi słowy, błąd pomiaru jest zmniejszony. Jednak urządzenia tego typu nie są pozbawione wad.

Odchylenia od wartości optymalnych mogą wynikać z rozszerzalności cieplnej elementów pomiarowych urządzenia, gęstości czynnika roboczego oraz innych błędów, które są jednak typowe dla wszystkich typów manometrów różnicowych. Na przykład cyfrowy manometr różnicowy, nawet z poprawkami na współczynniki gęstości i temperatury, również ma pewien margines błędu.

Manometry membranowe

Główny podtyp mechanicznych manometrów różnicowych, który jest również podzielony na urządzenia z metalowymi i niemetalowymielementy pomiarowe. W urządzeniach z płaską membraną wykonaną z metalu obliczenia opierają się na ustaleniu charakterystyki ugięcia w elemencie pomiarowym. Popularny jest również manometr różnicowy, w którym membrana działa jako ścianka działowa dla komór. W momencie odkształcenia siłę przeciwdziałającą tworzy cylindryczna spiralna sprężyna, która odciąża element pomiarowy. W ten sposób porównuje się dwa różne ciśnienia.

Ponadto niektóre modyfikacje urządzeń membranowych są wyposażone w zabezpieczenie przed jednostronnym uderzeniem - ta cecha konstrukcyjna pozwala na ich zastosowanie w pomiarach wskaźników nadciśnienia. Pomimo aktywnego wprowadzania elektroniki do przemysłu metrologicznego jako całości, membranowe przyrządy pomiarowe są nadal poszukiwane, a nawet niezbędne w niektórych obszarach. Na przykład zaawansowany technologicznie manometr różnicowy DMTs-01m typu cyfrowego, pomimo swojej ergonomii i wysokiej dokładności, ma szereg ograniczeń w stosowaniu w warunkach, w których możliwa jest praca urządzeń membranowych.

Wersje poniżej

W takich modelach elementem pomiarowym jest pudełko z blachy falistej, uzupełnione sprężyną spiralną. Płaszczyzna urządzenia podzielona jest mieszkiem na dwie części. Największy wpływ ciśnienia spada na komorę poza mieszkiem, a najmniejszy na komorę wewnętrzną. W wyniku działania nacisków o różnych siłach element czuły odkształca się zgodnie z wartością proporcjonalną do pożądanego wskaźnika. toklasyczne manometry różnicowe pokazujące wyniki pomiarów za pomocą strzałki na tarczy. Ale są też inni przedstawiciele tej rodziny.

Inne wersje mechaniczne

Mniej powszechne są urządzenia pierścieniowe, pływakowe i dzwonowe do pomiaru różnicy ciśnień. Chociaż wśród nich znajdują się stosunkowo dokładne modele bezskalowe i samozapisujące się, a także urządzenia z kontaktowymi urządzeniami elektrycznymi. Transmisja danych w nich realizowana jest zdalnie, ponownie za pomocą komunikacji elektrycznej lub za pomocą pneumatyki. Aby określić wskaźniki zużycia na podstawie zmiennych różnic, produkowane są również urządzenia mechaniczne z dodatkami sumującymi i integrującymi.

Cyfrowe manometry

Urządzenia tego typu, oprócz podstawowych funkcji pomiaru różnicy ciśnień, są w stanie określić dynamiczną wydajność mediów roboczych. Takie urządzenia są oznaczone DMC-01m. Cyfrowy manometr różnicowy w szczególności znajduje zastosowanie w układach sterowania wentylacją obiektów produkcyjnych, umożliwia obliczanie wskaźników zużycia gazu z uwzględnieniem korekt temperatury, a także prowadzenie ewidencji średniego zużycia dla mierzonych stanowisk. Urządzenie wyposażone jest w mikroprocesor, który automatycznie prowadzi ewidencję pomiarów i gromadzenie informacji o kominie. Wszystkie otrzymane informacje o wynikach pracy są wyświetlane na wyświetlaczu.

Zalecenia dotyczące wyboru

Wymagane są operacje obliczeniowe ze wskaźnikami ciśnieniakorzystanie z niezawodnego urządzenia, najlepiej dopasowanego do warunków pracy. W związku z tym ważne jest określenie listy funkcji, które urządzenie będzie wykonywać. Na przykład manometr różnicowy Testo 510 jest w stanie zapewnić dokładne odczyty z kompensacją temperatury i dostarczać dane na wyświetlaczu cyfrowym. W niektórych przypadkach wymagany jest model sygnalizacji, dlatego należy wziąć pod uwagę tę opcję.

W celu uzyskania najbardziej poprawnych danych należy najpierw porównać charakterystykę urządzenia z możliwością pracy w określonym środowisku pracy. Nie wszystkie urządzenia mogą być używane w środowisku tlenu, amoniaku i freonu. Przynajmniej ich dokładność może być niska.