Академия автоматизации: часть измерения давления 1 Механические измерительные приборы

1. p = F / S
2. 1 Па = 1 Н / м2
3. Pm = Pa - Pb
4. Δp = p1 - p2

Наши партнеры ArtmMisto

Давление - это размер, с которым сталкивается любое промышленное предприятие. Широкое и разнообразное использование различных сред при заданном давлении означает, что вам придется использовать множество типов устройств с самым различным дизайном, назначением и точностью. Измерительные процессы и измерительные приборы становятся все более сложными, а разброс измеряемых давлений значительно расширяется. Итак, что такое давление и какие его типы рассматриваются с точки зрения измерительной аппаратуры?

Давление ...
Если давление на конкретную поверхность оказывает твердое вещество, жидкость или газ, отношение давления к площади называется давлением. Отсюда основное уравнение давления

p = F / S

где:
р - давление
F - сила (давление)
S - поле, на котором действует сила

Согласно этому определению единица давления создает отношение единицы силы к площади, то есть Н / м2. В текущих единицах СИ базовая единица давления - Паскаль (Па).

1 Па = 1 Н / м2

Поскольку это очень маленькая единица, на практике используется много единиц:
1 МПа = 106 Па
1 бар = 105 Па

Типы давлений
Значение измеренного давления зависит от принятого опорного уровня. Измеренное давление относительно абсолютного вакуума называется абсолютным (абсолютным) давлением (Па) . Барометрическое (атмосферное) давление - это давление атмосферного воздушного столба на поверхности Земли (Pb). Манометрическое давление, в свою очередь, определяется как разница между абсолютным давлением и атмосферным давлением, которое является атмосферным давлением.

Pm = Pa - Pb

Манометрическое давление может принимать значения больше нуля, а затем мы говорим о избыточном давлении (Pn) или значениях меньше нуля, а затем мы говорим о пониженном давлении (Pn) .
Разница между двумя давлениями p1 и p2 определяется как разница давлений

Δp = p1 - p2

Механические инструменты
Измерение давления может быть выполнено с использованием механических измерительных приборов - так называемых манометры (локальные и «хозяйственные» измерения) и электронные счетчики (датчики давления).
Наиболее широко используемой в современной технике измерения давления с помощью механических устройств с упругими измерительными элементами являются манометры. Этот тип устройства используется для измерения: избыточного давления (манометры), вакуума (вакуумметры) или пониженного давления и избыточного давления (мановакуометры). Благодаря форме и особенностям измерительного элемента, он отличается
три типа манометров с упругими измерительными элементами: манометры с трубкой Бурдона, мембранные манометры, консервированные манометры.
Измерительный элемент манометр с трубкой Бурдона представляет собой металлическую трубку с плоским сплющенным поперечным сечением (трубкой Бурдона). Один конец трубки плотно соединен с соплом, а другой (конец) подвижным, закрыт пробкой. Деформация трубки происходит пропорционально приложенному давлению.
Через механизм перемещения, связанный с указателем на циферблатном манометре, установленном в корпусе, отображается давление. В области трубчатых манометров Бурдона существуют так называемые безопасные манометры.
Повышение безопасности использования таких устройств было достигнуто за счет:
• установка перегородки из нержавеющей стали между трубкой Бурдона и экраном, которая в случае повреждения манометра защищает от выхода среды наружу.
• использование безопасного стекла (так называемое стекло без стружки) как можно быстрее.

Установка манометров с такой модифицированной конструкцией предназначена для защиты службы от опасностей, которые могут повредить трубку Бурдона из-за значительного превышения давления или случайного механического повреждения устройства. Манометры с трубкой Бурдона можно измерять в диапазонах низкого давления от 0 до 0,6 бар, а также высоких значений от 0 до 4000 бар. Эти манометры выполнены в классах точности 1,6; 1,0; 0,6; 0,25 и 0,1%. В зависимости от применения корпус датчика и компоненты, контактирующие со средой, могут быть изготовлены из различных материалов, таких как углеродистая сталь, нержавеющая сталь, медные сплавы, монель и т. Д.

В диафрагменных манометрах измерительный элемент представляет собой гибкую диафрагму, размещенную между верхним и нижним корпусами манометра. Упругие диафрагмы в этих манометрах изготовлены из сплавов CrNi и NiCrCo. В случае измерения давления агрессивных сред, которые могут реагировать со сплавами CrNi или NiCrCo, мембрана и нижняя часть корпуса выполнены из специальных материалов, таких как тантал, титан, хастеллой, PTFE и т. Д. Мембранные манометры они используются для измерения давления от 0 ÷ 16 мбар до 0 ÷ 25 бар при классах точности:
1,6 и 2,5%.
В случае сред низкого давления, где мембраны максимально тонкие (что способствует ухудшению стабильности), предпочтительным является использование капсул (банок) , которые
де-факто они представляют собой особый вариант мембран.
Измерительная камера (капсула) состоит из двух упругих диафрагм, соединенных друг с другом краями, благодаря чему емкость имеет отклонения, в два раза превышающие одну диафрагму. Деформация банки происходит пропорционально давлению, подаваемому на нее, и давление указывается механической трансмиссией в сочетании с указателем на диске, установленном в корпусе манометра.
Манометры мы можем проводить измерения давления с очень низкими значениями от 0 ÷ 2,5 мбар до 0 ÷ 600 мбар в классах точности 1,6 и 2,5%. Эти типы манометров используются для измерения чистых газообразных сред.

Манометры с пружинными элементами специального назначения
Эластичными элементами в манометрах абсолютного давления являются мембраны, уплотненные сильфоном, отделяющим измерительную камеру от эталонной камеры (абсолютное нулевое давление). Разница давлений между двумя камерами вызывает изгиб диафрагмы, соединенной через кабель с механизмом перемещения. Абсолютное давление отображается пропорционально измеренному давлению на диске.
Манометры этого типа подходят для измерения давления в диапазонах от 0 ÷ 16 мбар абс. до 0 ÷ 25 мбар абс с классом точности 1,0 или 1,6%.
Разница между двумя давлениями определяется и указывается непосредственно с помощью датчиков перепада давления . дифференциальные манометры две герметичные камеры отделены друг от друга измерительным элементом. Если оба рабочих давления равны, то разница давления не будет указана.
Отображение перепада давления возможно только в том случае, если одно из давлений выше или ниже другого. Существует как минимум несколько видов механических устройств, и их выбор не всегда однозначен. Поэтому, чтобы оптимально адаптировать устройство к условиям применения, особое внимание должно быть уделено: соответствующему диапазону измерения, материалу элементов, контактирующих с измеряемой средой, и желаемому классу точности устройства.

При выборе манометра следует также обратить внимание на герметичность и прочность технологических соединений. В устройствах для измерения механического давления мы различаем несколько типов соединений. Несколько самых основных из них представлены ниже.

Следует также отметить, что благодаря автоматизации многих промышленных процессов электронные методы измерения становятся все более популярными. Особенно устройства
так называемые. интеллектуальные, с HART, Profibus и т. д. цифровые сигналы - это те, которым принадлежит будущее в области промышленного измерения давления. Электронные и программируемые манометры все равно будут указаны в одном из следующих номеров.

Похожие