Многие технологические процессы требуют соблюдения определенного уровня давления в трубопроводах, емкостях, резервуарах и пневмосистемах. Контроль над состоянием среды производится при помощи манометров — механических устройств, непосредственно контактирующих с жидкостью или газом. Снимается информация с цифровой шкалы, оснащенной стрелкой, или цифрового дисплея. Манометры отличаются как сферой применения, так и точностью и пределами измерения.
Где применяются манометры
Область применения манометров чрезвычайно широкая. Эти приборы востребованы всюду, где используется газ или жидкость, давление которых превышает, или ниже, чем атмосферное. Манометрами можно измерять как избыточное давление газа, так и глубину вакуума. Основные системы, где используют манометры и вакуумметры:
· котлы и магистрали отопления;
· водопроводы;
· газопроводы;
· автоклавы;
· компрессоры и пневмопроводы;
· баллоны со сжатым газом;
· газораспределительные станции;
· оборудование шиномонтажа.
Единицы измерения на шкале — атмосфера, бар, Па (Паскаль) или кгс/см2. Также встречаются устройства, показывающие давление в миллиметрах ртутного столба, в большинстве случаев они используются в метеорологии под названием барометры.
Конструкция манометра
По внешнему виду большинство манометров похожие друг на друга. Механизмы смонтированы в цилиндрических корпусах со стеклом на фронтальной части, закрывающим шкалу со стрелкой. Нижняя сторона корпуса оснащена резьбовым штуцером для установки прибора в специальный отвод, или отверстие в системе, где необходимо измерить давление.
Основные части механического манометра:
· корпус;
· трубка Бурдона;
· механическая передача рычажно-зубчатого типа;
· шкала;
· стрелка;
· штуцер;
· защитное стекло.
Трубка Бурдона — изогнутая латунная трубка в виде части спирали с рассчитанной силой упругости, запаянная с внешней стороны. Поступающие в полость из магистрали газ или жидкость стремятся выровнять трубку. При деформации движение передается на стрелку, отклоняя ее от нулевого положения. Чем выше давление, тем больше деформация трубки, и, соответственно, угол поворота стрелки.
В зависимости от назначения и условий эксплуатации манометра, корпуса выпускают в разном исполнении — взрывозащищенном, вибростойком, повышенной защиты от коррозии, влаги и пыли. Отличаются манометры также классом точности, серийные модели выпускают в классе до 1,5, что означает возможное искажение показаний не выше 1,5% от реального значения давления.
Виды манометров
В зависимости от сферы использования, манометры подразделяются на:
· образцовые;
· универсальные общетехнические;
· специальные;
· электроконтактные;
· самопищущие;
· транспортные.
Образцовые манометры отличаются наличием механизма высокой точности. Класс точности таких приборов находится в пределах 0,05 – 0,2. Задача этих устройств — поверка других измерительных приборов, которая должна производиться не реже 1 раза в год, а в некоторых особо важных отраслях с более коротким интервалом.
Общетехнические манометры предназначены для использования в системах с газообразными и жидкими средами низкого уровня агрессивности. Точность измерения таких приборов находится в диапазоне 1.0 – 2.0. Большинство манометров общетехнического типа малочувствительные к вибрациям и могут использоваться как в стационарных установках, так и на транспорте. При наружной установке необходимо следить, чтобы жидкость в магистрали не замерзала. Лед может безвозвратно повредить внутренний механизм манометра. Общетехнические манометры позволяют снимать показания давления в статике и динамике, быстро реагируя на изменение состояния среды.
Электроконтактные манометры в дополнение к стандартному механизму комплектуются электросхемой, состоящей из двух контактов, настроенных на минимально и максимально допустимое давление в системы. Контакты соединены с блоками управления АСУ, или сигнальными устройствами. При достижении максимально разрешенного давления, или падения показателей ниже критических отметок, контакты замыкаются. При этом вырабатывается электросигнал, который:
· открывает аварийный клапан;
· включает, или выключает насос;
· подает сигнал аварийной опасности;
· передает информацию на диспетчерский пункт, или автоматический блок управления технологическим процессом.
Как правило, электроконтактные устройства рассчитаны на работу с постоянным или переменным током в диапазоне напряжений от 12 до 380 В. Рабочая среда — вода, пар, технические газы. Для снятия показаний электроконтактные манометры не используют.
Специальные предназначены для работы с определенным типом среды, например, аммиаком, водородом, кислородом, ацетиленом. Отличаются от общетехнических цветом корпуса. Например, манометры для аммиака окрашивают в желтый цвет, для кислорода — в голубой, пропана — красный, ацетилена — белый, водорода — зеленый. Стандартные цвета прописаны в ГОСТ 2405-88 и ТУ РБ 37388602.002-96. Также специальные манометры обозначают буквами:
· Ац – ацетилен;
· К- кислород;
· В- водород;
· А – аммиак.
Основное отличие специальных моделей — в материалах изготовления элементов механизма, прокладок и обозначениях на шкале. Использовать приборы можно только строго по назначению.
Самопишущие манометры оснащены специальной системой, способной строить диаграмму изменения давления. Используются в лабораториях и для контроля над сложными технологическими процессами, происходящими под переменным давлением, например, при консервации продуктов на заводах пищевой промышленности, или станциях тепло и электрогенерации.
Транспортные — судовые и железнодорожные отличаются корпусами с повышенной защитой от атмосферных воздействий и вибраций. Точность показаний сохраняется при достаточно интенсивных механических воздействиях на корпус. Такие манометры часто комплектуются противоударными стеклами.
Механизмы манометров
Кроме механических устройств на базе трубки Бурдона, в промышленности используют манометры:
· пружинные;
· жидкостные;
· мембранные;
· дифференциальные.
Точность их показаний не отличается от механических. При выборе манометра и мановакууметра для конкретных условий использования необходимо учитывать: предельное давление, на которое рассчитан прибор, точность показаний, пригодность для данной среды, температурный диапазон использования. Также нужно проверить возможность монтажа в систему определенной конфигурации.