Деформационные манометры
Наиболее широкое применение для измерения избыточного давления жидкости, газа и пара получили деформационные манометры, которые обладают простой и надёжной конструкцией, наглядностью показаний и небольшими размерами. Существенным достоинством этих приборов также является большой диапазон измерений давления, возможность автоматической записи и дистанционной передачи показаний.
Принцип действия деформационного манометра основан на использовании деформации упругого чувствительного элемента, возникающий под влиянием измеряемого давления. Значение этой деформации передаётся отсчётному устройству прибора, градуированному в единицах давления.
Чувствительным элементом деформационного манометра является согнутая по кругу на угол 2700 трубка овального или эллиптического сечения. Один конец трубки закрыт, а открытый присоединяется к неподвижному штуцеру, через который внутренняя полость трубки соединяется с измеряемым давлением.
При увеличении давления такая трубка стремится распрямиться. При меньшем давлении трубка распрямляется меньше, при большем – больше. Перемещение конца трубки при изменении давления служит мерой измерения давления. Перемещение конца трубки невелико и обычно равно нескольким мм. Перемещение передаётся стрелке прибора передаточным механизмом.
Перемещение свободного конца трубчатой пружины под действием давления находится в прямой зависимости от измеряемого давления, поэтому шкала манометра получается равномерной. Однако эта зависимость сохраняется только до известного предела, который называется пределом пропорциональности. Затем возрастание давления приводит к более быстрому росту перемещения конца пружины. Это вызывает появление остаточной деформации пружины, и манометр искажает показания. Манометр становится непригодным.
Предел пропорциональности трубчатой пружины является одной из важнейших её характеристик и зависит от толщины её стенок, механических свойств материала и радиуса закругления пружины. Повышение предела пропорциональности пружины связано с уменьшением её чувствительности, характеризуемой перемещением свободного конца трубки на единицу давления.
Конечное значение шкалы манометра, соответствующее максимальному значению давления, при котором допускается работа трубчатой пружины. Принимается не более половины её предела пропорциональности. Обычно на стекле таких манометров наносится красная полоса, которая указывает на предел измерения давления этим манометром. Обычно это – 2/3 шкалы.
По своему назначению трубчато-пружинные манометры разделяются на промышленные и образцовые. Во время испытания теплотрасс я пользовался только образцовыми манометрами класса точности 0,4 и 0,6.
Промышленные манометры с трубчатой пружиной могут быть показывающими и самопишущими. Показывающие манометры ещё могут иметь сигнализирующее устройство. Показывающие приборы имеют диаметр корпуса 60÷250 мм. Класс точности промышленных приборов составляет от 0,6 до 4,0. К числу промышленных показывающих трубчато-пружинных манометров относится манометр типа МТИ. Этим манометром можно измерять давление жидкостей, пара и газа.
Самопишущие манометры с трубчатой пружиной и диаграммным диском применяется одноточечным типа МТС и двухточечным типа МТ2С. Класс точность таких приборов – 1. манометры имеют прямоугольный корпус.
Образцовые манометры типа МО применяются для поверки промышленных манометров, а также для проведения испытаний на оборудовании. Приборы имеют трубчатую пружину и зубчато-секторный передаточный механизм В образцовых манометрах применяется пружина высокого качества и тщательно выполненный передаточный механизм.
Шкала имеет 100 условных единиц с числами через каждые пять делений. Для пересчёта условных делений в кгс/см2 образцовые манометры снабжаются переводной таблицей или графиком. Пользование образцовыми манометрами допускается при температуре окружающего воздуха 10÷350С и относительной влажности 80%. Кроме того, в качестве чувствительных элементов используются сильфоны, плоские и гофрированные мембраны.
Сильфон представляет собой тонкостенную трубку с поперечными кольцевыми гофрами на боковой стенке. Жёсткость сильфона зависит от материала, наружного и внутреннего диаметров, числа гофр и т. д. При выборе манометра на электростанциях руководствуются прежде всего требуемой точностью показаний. Учитывая особенности манометра и условия измерения (температуру окружающей среды, влажность и т. д.). Самопишущие манометры должны устанавливаться строго вертикально. Из-за запаздывания показаний давления длина соединительных линий не должна превышать 50 метров и должна быть плотной.
Контрольные вопросы
1. Как можно разделить приборы для измерения давления по принципу действия?
2. Для чего предназначены тягонапоромеры?
3. На какие группы делятся приборы для измерения давления?