Princípio de funcionamento

O princípio de funcionamento do manômetro baseia-se no equilíbrio da pressão medida pela força de deformação elástica de uma mola tubular ou de uma membrana de duas placas mais sensível, uma extremidade da qual é selada em um suporte e a outra é conectada através uma haste para um mecanismo de setor tríbico que converte o movimento linear do elemento sensor elástico em um movimento circular da seta indicadora.

Variedades

O grupo de instrumentos que medem o excesso de pressão inclui:

Manômetros - instrumentos com medições de 0,06 a 1000 MPa (Medir o excesso de pressão - a diferença positiva entre a pressão absoluta e a pressão barométrica)

Medidores de vácuo são dispositivos que medem o vácuo (pressão abaixo da atmosférica) (até menos 100 kPa).

Manômetros de pressão e vácuo são medidores de pressão que medem pressão de excesso (de 60 a 240.000 kPa) e de vácuo (até menos 100 kPa).

Medidores de pressão - manômetros para pequenos excessos de pressão de até 40 kPa

Medidores de tração - medidores de vácuo com limite de até 40 kPa negativos

Medidores de pressão e vácuo de impulso com limites extremos que não excedem ±20 kPa

Os dados são fornecidos de acordo com GOST 2405-88

A maioria dos manômetros nacionais e importados são fabricados de acordo com padrões geralmente aceitos, portanto, manômetros de várias marcas substituem uns aos outros; Ao escolher um manômetro, você precisa saber: o limite de medição, o diâmetro do corpo, a classe de precisão do dispositivo. A localização e a rosca da conexão também são importantes. Estes dados são iguais para todos os dispositivos produzidos no nosso país e na Europa.

Existem também manômetros que medem a pressão absoluta, ou seja, excesso de pressão + pressão atmosférica

Um dispositivo que mede a pressão atmosférica é chamado de barômetro.

Tipos de manômetros

Dependendo do projeto e da sensibilidade do elemento, existem manômetros de líquido, peso morto e deformação (com mola tubular ou membrana). Os manômetros são divididos em classes de precisão: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (do que menos número, mais preciso será o dispositivo).

Tipos de manômetros

Por finalidade, os manômetros podem ser divididos em técnicos - técnicos gerais, de contato elétrico, especiais, auto-registrantes, ferroviários, resistentes a vibrações (preenchidos com glicerina), navios e referência (modelo).

Técnico geral: projetado para medição de líquidos, gases e vapores não agressivos às ligas de cobre.

Contato elétrico: possuem capacidade de ajuste do meio medido, devido à presença de mecanismo de contato elétrico. Um dispositivo particularmente popular neste grupo pode ser chamado de EKM 1U, embora tenha sido descontinuado há muito tempo.

Especial: oxigênio - deve ser desengordurado, pois às vezes até uma leve contaminação do mecanismo em contato com o oxigênio puro pode causar uma explosão. Frequentemente produzido em caixas azuis com símbolo de O2 (oxigênio) no mostrador; acetileno - ligas de cobre não são permitidas na fabricação do mecanismo de medição, pois ao entrar em contato com o acetileno existe o perigo de formação de cobre acetileno explosivo; amônia - deve ser resistente à corrosão.

Referência: possuindo classe de precisão superior (0,15; 0,25; 0,4), esses dispositivos são utilizados para verificação de outros manômetros. Na maioria dos casos, tais dispositivos são instalados em manômetros de pistão de peso morto ou em algumas outras instalações capazes de desenvolver a pressão necessária.

Os manômetros de navios destinam-se ao uso em frotas fluviais e marítimas.

Ferroviário: destinado ao uso no transporte ferroviário.

Auto-registro: manômetros em caixa, com mecanismo que permite reproduzir o gráfico de funcionamento do manômetro em papel quadriculado.

Condutividade térmica

Os medidores de condutividade térmica baseiam-se na diminuição da condutividade térmica de um gás com pressão. Esses manômetros possuem um filamento embutido que aquece quando a corrente passa por ele. Um termopar ou sensor de temperatura resistivo (DOTS) pode ser usado para medir a temperatura do filamento. Esta temperatura depende da taxa à qual o filamento transfere calor para o gás circundante e, portanto, da condutividade térmica. Freqüentemente é usado um medidor Pirani, que usa um único filamento de platina ao mesmo tempo que elemento de aquecimento e como DOTS. Esses manômetros fornecem leituras precisas entre 10 e 10−3 mmHg. Art., mas são bastante sensíveis a composição química gases medidos.

[editar]Dois filamentos

Uma bobina de fio é usada como aquecedor, enquanto a outra é usada para medir a temperatura por convecção.

Manômetro Pirani (uma rosca)

O manômetro Pirani consiste em um fio metálico exposto à pressão que está sendo medida. O fio é aquecido pela corrente que flui através dele e resfriado pelo gás circundante. À medida que a pressão do gás diminui, o efeito de resfriamento também diminui e a temperatura de equilíbrio do fio aumenta. A resistência de um fio é função da temperatura: medindo a tensão através do fio e a corrente que flui através dele, a resistência (e, portanto, a pressão do gás) pode ser determinada. Este tipo de manômetro foi projetado pela primeira vez por Marcello Pirani.

Os medidores de termopar e termistor funcionam de maneira semelhante. A diferença é que um termopar e um termistor são usados ​​para medir a temperatura do filamento.

Faixa de medição: 10−3 - 10 mmHg. Arte. (aproximadamente 10−1 - 1000 Pa)

Manômetro de ionização

Os medidores de pressão de ionização são os mais sensíveis instrumentos de medição para pressões muito baixas. Eles medem a pressão indiretamente, medindo os íons produzidos quando o gás é bombardeado com elétrons. Quanto menor a densidade do gás, menos íons serão formados. A calibração de um manômetro iônico é instável e depende da natureza dos gases medidos, que nem sempre é conhecida. Eles podem ser calibrados por comparação com as leituras do manômetro McLeod, que são muito mais estáveis ​​e independentes da química.

Os elétrons termiônicos colidem com átomos de gás e geram íons. Os íons são atraídos para o eletrodo a uma voltagem adequada, conhecida como coletor. A corrente do coletor é proporcional à taxa de ionização, que é função da pressão do sistema. Assim, medir a corrente do coletor permite determinar a pressão do gás. Existem vários subtipos de medidores de pressão de ionização.

Faixa de medição: 10−10 - 10−3 mmHg. Arte. (aproximadamente 10−8 - 10−1 Pa)

A maioria dos medidores de íons vem em dois tipos: cátodo quente e cátodo frio. O terceiro tipo, um manômetro com rotor giratório, é mais sensível e caro que os dois primeiros e não é discutido aqui. No caso de um cátodo quente, um filamento aquecido eletricamente cria um feixe de elétrons. Os elétrons passam pelo manômetro e ionizam as moléculas de gás ao seu redor. Os íons resultantes se acumulam no eletrodo carregado negativamente. A corrente depende do número de íons, que por sua vez depende da pressão do gás. Os manômetros de cátodo quente medem com precisão a pressão na faixa de 10–3 mmHg. Arte. até 10-10 mm Hg. Arte. O princípio de um manômetro de cátodo frio é o mesmo, exceto que os elétrons são produzidos em uma descarga criada por uma descarga elétrica de alta tensão. Os manômetros de cátodo frio medem com precisão a pressão na faixa de 10–2 mmHg. Arte. até 10-9 mm Hg. Arte. A calibração de manômetros de ionização é muito sensível à geometria estrutural, composição química dos gases medidos, corrosão e depósitos superficiais. Sua calibração pode se tornar inutilizável quando ligada em pressão atmosférica e muito baixa. A composição do vácuo em baixas pressões é geralmente imprevisível, portanto um espectrômetro de massa deve ser usado em conjunto com um manômetro de ionização para medições precisas.

Cátodo quente

Um medidor de ionização de cátodo quente Bayard-Alpert normalmente consiste em três eletrodos operando no modo triodo, sendo o filamento o cátodo. Os três eletrodos são o coletor, o filamento e a grade. A corrente do coletor é medida em picoamperes por um eletrômetro. A diferença de potencial entre o filamento e o terra é normalmente de 30 volts, enquanto a tensão da rede sob tensão constante é de 180-210 volts, a menos que haja bombardeio eletrônico opcional através do aquecimento da rede, que pode ter um potencial alto de aproximadamente 565 volts. O medidor de íons mais comum é um cátodo quente Bayard-Alpert com um pequeno coletor de íons dentro da grade. Um invólucro de vidro com um orifício para o vácuo pode envolver os eletrodos, mas geralmente não é usado e o manômetro é embutido diretamente no dispositivo de vácuo e os contatos são direcionados através de uma placa de cerâmica na parede do dispositivo de vácuo. Os medidores de ionização de cátodo quente podem ser danificados ou perder a calibração se forem ligados à pressão atmosférica ou mesmo a baixo vácuo. As medições dos manômetros de ionização de cátodo quente são sempre logarítmicas.

Os elétrons emitidos pelo filamento movem-se várias vezes nas direções direta e reversa ao redor da grade até atingi-la. Durante esses movimentos, alguns elétrons colidem com moléculas de gás e formam pares elétron-íon (ionização de elétrons). O número desses íons é proporcional à densidade das moléculas de gás multiplicada pela corrente termiônica, e esses íons voam para o coletor, formando uma corrente iônica. Como a densidade das moléculas de gás é proporcional à pressão, a pressão é estimada medindo a corrente iônica.

Sensibilidade a baixa pressão Os manômetros de cátodo quente são limitados pelo efeito fotoelétrico. Os elétrons que atingem a grade produzem raios X, que produzem ruído fotoelétrico no coletor de íons. Isso limita a faixa de medidores de cátodo quente mais antigos a 10–8 mmHg. Arte. e Bayard-Alpert para aproximadamente 10-10 mm Hg. Arte. Fios adicionais no potencial catódico na linha de visão entre o coletor de íons e a grade evitam esse efeito. No tipo de extração, os íons são atraídos não por um fio, mas por um cone aberto. Como os íons não conseguem decidir em qual parte do cone atingir, eles passam pelo buraco e formam um feixe de íons. Este feixe de íons pode ser transmitido para um copo de Faraday.

Unidades de pressão

A unidade básica de pressão do SI é o pascal (Pa).

« Um pascal - esta é a pressão sobre uma superfície plana sob a influência de uma força dirigida perpendicularmente e uniformemente distribuída à superfície e igual a 1 Newton.”

Na prática eles usam pedra quilopa (kPa) ou megapascal (MPa), pois a unidade Pa é muito pequena.

Os manômetros atualmente em uso também utilizam a unidade do sistema MKGSS (metro, quilograma-força, segundo) quilograma-força por metro quadrado () e unidades de medida não pertencentes ao sistema, por exemplo quilograma-força por centímetro quadrado ().

Outra unidade de medida comum é bar (1 bar = 10 Pa = 1,0197 kgf/cm). É nas barras que são calibrados os manômetros em estudo.

As relações entre unidades de pressão podem ser calculadas usando a fórmula:

P 1 =KЧP 2, (1.4 )

Onde P 1 - pressão nas unidades exigidas; P 2 - pressão em unidades originais.

Os valores do coeficiente K são dados na Tabela 1.1.

Tabela 1.1.

Manômetros. Classificação de manômetros

GOST 8.271-77 define um manômetro como um dispositivo ou instalação de medição para determinar o valor real da pressão ou diferença de pressão.

Os manômetros são classificados de acordo com as seguintes características:

• o tipo de pressão para a qual o manômetro foi projetado;
• princípio de funcionamento do manômetro;
• finalidade do manômetro;
• classe de precisão do manômetro;
• características do ambiente medido;

Classificando os manômetros de acordo com o tipo de pressão medida, eles podem ser divididos em:

• - medir pressão absoluta;
• - medir o excesso de pressão;
• - medir a pressão de descarga, que são chamados de vacuômetros;

A maioria dos manômetros fabricados são projetados para medir sobrepressão. Sua peculiaridade é que quando expostos a pressão atmosférica no elemento sensível, os instrumentos mostram “zero”.

Existem também muitas variações de instrumentos unidos pelo nome comum “manômetro”, por exemplo medidores de pressão e vácuo, medidores de pressão, medidores de tiragem, medidores de pressão de tiragem, difnanômetros.

Medidor de pressão-vácuo- manômetro, com capacidade de medir tanto o excesso de pressão quanto a pressão de gás rarefeito (vácuo).

Medidor de pressão- um manômetro que permite medir valores ultrabaixos de excesso de pressão (até 40 kPa).

Medidor de tração- um vacuômetro que permite medir pequenos valores de pressão de vácuo (até -40 kPa).

Diffnanômetro- um dispositivo projetado para medir a diferença de pressão em dois pontos.

“De acordo com o princípio de funcionamento, os manômetros são classificados em:

• - líquido;
• - deformação;
• - pistão de peso morto;
• - elétrico;

PARA líquido incluem manômetros, cujo princípio de funcionamento se baseia na diferença de pressão entre a pressão de uma coluna líquida. Um exemplo de tal manômetro são os manômetros em forma de U. Eles consistem em vasos comunicantes graduados nos quais a pressão medida pode ser determinada pelo nível de líquido em um dos vasos.

Arroz. 1.1. Medidor de pressão e vácuo de vidro líquido em forma de U:

1 -- Tubo de vidro em forma de U; 2 - suportes de fixação; 3 -- base; 4 -- escala.

Medidores de tensão baseiam-se na dependência do grau de deformação do elemento sensor na pressão aplicada a este elemento. Atua principalmente como um elemento de detecção mola tubular. Aprenderemos mais sobre eles mais tarde.

Manômetros elétricos operar com base na dependência dos parâmetros elétricos do elemento sensível do conversor em relação à pressão.

EM medidores de pressão de peso morto um líquido é usado como fluido de trabalho, o que cria pressão. Esta pressão é equilibrada pela massa do pistão e dos pesos.

Pelo número de cargas necessárias para o equilíbrio, determinamos a pressão que o líquido cria.

Arroz. 1.2. Diagrama esquemático medidor de pressão de peso morto:

1 --tanque de óleo, 2 --bombear, 3 --válvulas, 4, 5, b--válvulas de entrada, drenagem e coluna de medição, respectivamente, 7 --coluna de medição, 8, 9 - prateleiras, 10, 11 - válvulas de cremalheira, 12 --imprensa.

De acordo com sua finalidade, os manômetros são divididos em técnicos gerais e padrão. Técnico geral projetado para medições em processo atividades de produção. Nos técnicos gerais, a resistência à vibração em frequências na faixa de 10-55 Hz é fornecida estruturalmente. Também fornece resistência a influências externas como:

• - entrada de objetos externos;
• - efeitos de temperatura;
• - entrada de água;

« Referência manométrico os instrumentos são projetados para armazenar e transmitir o tamanho das unidades de pressão para garantir uniformidade, confiabilidade e segurança alta precisão medições de pressão."

“De acordo com as características do meio a ser medido, todos os manômetros são classificados em:

• técnico geral;
• resistente à corrosão (resistente a ácidos);
• resistente a vibrações;
• especial;
• oxigênio;
• gás."

Técnico geral os instrumentos manômetros são projetados para medições em condições normais. Feito de ligas de alumínio e cobre.

Resistente à corrosão dispositivos são feitos de produtos químicos materiais resistentes como aço de vários graus. Também fornecido com vidro laminado temperado.

Especial Os manômetros são projetados para medir meios com condições diferentes das normais, por exemplo, para medir a pressão de substâncias viscosas ou contendo partículas sólidas.

Resistente à vibração Os manômetros são usados ​​em condições operacionais onde a frequência de vibração excede 55 Hz. O volume interno desses manômetros é preenchido com um líquido viscoso, como glicerina ou silicone. A carcaça de um manômetro resistente à vibração deve ser vedada e conter vedações de borracha especiais.

Em gás vários manômetros são usados soluções construtivas, que deve garantir a segurança em caso de ruptura do elemento sensível. Uma divisória é instalada entre a balança e o elemento sensível. A janela de visualização em tais manômetros é multicamadas e reforçada. Sobre parede traseiraé fornecida uma válvula de alívio que, se a pressão permitida for excedida, abre e alivia a pressão. Durante a produção atenção especial preste atenção aos materiais porque muitos gases têm propriedades específicas.

“Os manômetros de oxigênio são usados ​​para medir a pressão em ambientes com teor de oxigênio de 23% ou mais.” Desde quando o oxigênio entra em contato com algumas substâncias orgânicas e óleos minerais detona; eles têm requisitos rígidos de limpeza de óleos. Estruturalmente, eles não diferem dos manômetros técnicos gerais.

Marcas obrigatórias em manômetros

O seguinte deve ser marcado no mostrador do manômetro:

• 1) Unidades de medida;
• 2) Posição de funcionamento do dispositivo;
• 3) Classe de precisão;
• 4) Nome do meio medido no caso de versão especial do dispositivo;

• -marca registrada do fabricante;
• - assinatura do Cadastro Estadual;

A Tabela 1.2 mostra os principais símbolos presentes no mostrador dos manômetros.

Tabela 1.2

Etiquetas indicando resistência a condições externas também devem ser indicadas.

Tabela 1.3

E o grau de proteção contra influências externas também é indicado.

EM medidores de pressão líquidos a pressão medida ou diferença de pressão é equilibrada pela pressão hidrostática da coluna líquida. Os dispositivos utilizam o princípio dos vasos comunicantes, em que os níveis do fluido de trabalho coincidem quando as pressões acima deles são iguais, e quando as pressões acima deles são desiguais, ocupam uma posição onde o excesso de pressão em um dos vasos é equilibrado pela pressão hidrostática do excesso de coluna de líquido na outra. A maioria dos medidores de pressão de líquidos possui um nível visível de fluido de trabalho, cuja posição determina o valor da pressão medida. Esses dispositivos são utilizados na prática laboratorial e em algumas indústrias.

Existe um grupo medidores de pressão diferencial líquidos, em que o nível do fluido de trabalho não é observado diretamente. A alteração deste último faz com que o flutuador se mova ou as características de outro dispositivo mudem, fornecendo indicação direta do valor medido por meio de um dispositivo de leitura, ou conversão e transmissão de seu valor à distância.

Medidores de pressão de líquido de tubo duplo. Para medir a pressão e a diferença de pressão, são usados ​​​​manômetros de dois tubos e manômetros diferenciais com nível visível, geralmente chamados de em forma de U. O diagrama esquemático de tal manômetro é mostrado na Fig. 1, a. Dois tubos de vidro comunicantes verticais 1, 2 são fixados em um metal ou base de madeira 3, à qual está fixada uma placa de escala 4. Os tubos são preenchidos com fluido de trabalho até a marca zero. A pressão medida é fornecida ao tubo 1, o tubo 2 se comunica com a atmosfera. Ao medir diferenças de pressão, as pressões medidas são fornecidas a ambos os tubos.

Arroz. 1. Diagramas de um manômetro de dois tubos (c) e um tubo (b):

1, 2 - tubos de vidro comunicantes verticais; 3 - base; 4 - placa de escala

Água, mercúrio, álcool e óleo de transformador são usados ​​como fluidos de trabalho. Assim, nos manômetros de líquido, as funções de elemento sensível que percebe mudanças no valor medido são desempenhadas pelo fluido de trabalho, o valor de saída é a diferença de nível, o valor de entrada é a pressão ou diferença de pressão. Inclinação características estáticas depende da densidade do fluido de trabalho.

Para eliminar a influência das forças capilares, tubos de vidro com diâmetro interno de 8...10 mm são utilizados em manômetros. Se o fluido de trabalho for álcool, o diâmetro interno dos tubos poderá ser reduzido.

Manômetros de tubo duplo cheios de água são usados ​​para medir pressão, vácuo, diferença de pressão de ar e gases não agressivos na faixa de até ±10 kPa. Encher o manômetro com mercúrio expande os limites de medição para 0,1 MPa, enquanto o meio medido pode ser água, líquidos e gases não agressivos.

Ao usar medidores de pressão de líquido para medir a diferença de pressão de meios sob pressão estática de até 5 MPa, o projeto dos dispositivos inclui: elementos adicionais, projetado para proteger o dispositivo da pressão estática unilateral e verificar a posição inicial do nível do fluido de trabalho.

As fontes de erros em manômetros de dois tubos são desvios dos valores calculados da aceleração da gravidade local, das densidades do fluido de trabalho e do meio acima dele, e erros na leitura das alturas h1 e h2.

As densidades do fluido e do meio de trabalho são fornecidas em tabelas de propriedades termofísicas de substâncias dependendo da temperatura e pressão. O erro na leitura da diferença nas alturas dos níveis do fluido de trabalho depende da divisão da escala. Sem dispositivos ópticos adicionais, com valor de divisão de 1 mm, o erro na leitura da diferença de nível é de ±2 mm, tendo em conta o erro na aplicação da escala. Ao usar dispositivos adicionais Para aumentar a precisão da leitura de h1, h2, é necessário levar em consideração a discrepância nos coeficientes de expansão térmica da escala, do vidro e da substância de trabalho.

Manômetros de tubo único. Para aumentar a precisão da leitura da diferença nas alturas dos níveis, são utilizados manômetros de tubo único (copo) (ver Fig. 1, b). Em um manômetro de tubo único, um tubo é substituído por um recipiente largo no qual a maior das pressões medidas é fornecida. O tubo preso à placa da balança mede e se comunica com a atmosfera; ao medir a diferença de pressão, a pressão mais baixa é fornecida a ele; O fluido de trabalho é derramado no manômetro até a marca zero.

Sob a influência da pressão, parte do fluido de trabalho de um vaso largo flui para o tubo de medição. Como o volume de líquido deslocado de um recipiente largo é igual ao volume de líquido que entra no tubo de medição,

Medir a altura de apenas uma coluna de fluido de trabalho em manômetros monotubo leva a uma redução do erro de leitura, que, levando em consideração o erro de calibração da escala, não ultrapassa ± 1 mm com valor de divisão de 1 mm. Outros componentes do erro, causados ​​​​por desvios do valor calculado da aceleração da gravidade, da densidade do fluido de trabalho e do meio acima dele e da expansão térmica dos elementos do dispositivo, são comuns a todos os manômetros de líquido.

Para manômetros de tubo duplo e tubo único, o principal erro é o erro na leitura da diferença de nível. Para o mesmo erro absoluto, o erro reduzido de medição de pressão diminui com o aumento do limite superior de medição dos manômetros. A faixa mínima de medição de manômetros de tubo único cheios de água é 1,6 kPa (160 mmH2O) e o erro de medição reduzido não excede ± 1%. O projeto dos manômetros depende da pressão estática para a qual foram projetados.

Micromanômetros. Para medir pressão e diferença de pressão de até 3 kPa (300 kgf/m2), são utilizados micromanômetros, que são uma espécie de manômetros monotubo e são equipados com dispositivos especiais para reduzir o preço de divisão de escala ou para aumentar a precisão do leitura da altura do nível através do uso de dispositivos ópticos ou outros. Os micromanômetros de laboratório mais comuns são micromanômetros do tipo MMN com tubo de medição inclinado (Fig. 2). As leituras do micromanômetro são determinadas pelo comprimento da coluna de fluido de trabalho n no tubo de medição 1, que possui um ângulo de inclinação a.

Arroz. 2.:

1 - tubo de medição; 2 - embarcação; 3 - colchete; 4 - setor

Na Fig. 2 o suporte 3 com tubo de medição 1 é montado no setor 4 em uma das cinco posições fixas, que correspondem a k = 0,2; 0,3; 0,4; 0,6; 0,8 e cinco faixas de medição do aparelho de 0,6 kPa (60 kgf/m2) a 2,4 kPa (240 kgf/m2). O erro de medição fornecido não excede 0,5%. O preço mínimo de divisão em k = 0,2 é 2 Pa (0,2 kgf/m2), uma diminuição adicional no preço de divisão associada a uma diminuição no ângulo de inclinação do tubo de medição é limitada por uma diminuição na precisão da leitura da posição do nível do fluido de trabalho devido ao estiramento do menisco.

Instrumentos mais precisos são os micromanômetros do tipo MM, chamados de compensação. O erro na leitura da altura do nível nestes dispositivos não ultrapassa ±0,05 mm como resultado da utilização de um sistema óptico para estabelecer o nível inicial e de um parafuso micrométrico para medir a altura da coluna de fluido de trabalho que equilibra a pressão medida ou diferença de pressão.

Barômetros usado para medir a pressão atmosférica. Os mais comuns são os barômetros de copo cheio de mercúrio, graduados em mmHg. Arte. (Fig. 3).

Arroz. 3.: 1 - nônio; 2 - termômetro

O erro na leitura da altura da coluna não ultrapassa 0,1 mm, o que é conseguido usando o vernier 1 combinado com parte superior menisco de mercúrio. Com mais medição precisa pressão atmosférica, é necessário introduzir correções para o desvio da aceleração gravitacional do normal e o valor da temperatura do barômetro medida pelo termômetro 2. Quando o diâmetro do tubo é inferior a 8...10 mm, depressão capilar causada pela superfície a tensão do mercúrio é levada em consideração.

Medidores de compressão(manômetros McLeod), cujo diagrama é mostrado na Fig. 4, contém um reservatório 1 com mercúrio e um tubo 2 imerso nele, este último se comunica com o cilindro de medição 3 e o tubo 5. O cilindro 3 termina com um capilar de medição cego 4, um capilar de referência 6 está conectado ao tubo 5. Ambos os capilares possuem os mesmos diâmetros, de modo que nos resultados da medição a influência das forças capilares não foi afetada. A pressão é fornecida ao tanque 1 através de uma válvula de três vias 7, que durante o processo de medição pode estar nas posições indicadas no diagrama.

Arroz. 4.:

1 - reservatório; 2, 5 - tubos; 3 - cilindro medidor; 4 - capilar de medição cego; 6 - capilar de referência; 7 - válvula de três vias; 8 – boca do balão

O princípio de funcionamento do manômetro baseia-se na utilização da lei de Boyle-Marriott, segundo a qual, para uma massa fixa de gás, o produto do volume e da pressão a uma temperatura constante representa um valor constante. Ao medir a pressão, as seguintes operações são realizadas. Quando a torneira 7 é instalada na posição a, a pressão medida é fornecida ao tanque 1, tubo 5, capilar 6 e o ​​mercúrio é drenado para o tanque. Em seguida, a torneira 7 é movida suavemente para a posição c. Como a pressão atmosférica excede significativamente o p medido, o mercúrio é deslocado para o tubo 2. Quando o mercúrio atinge a boca do cilindro 8, marcado no diagrama pelo ponto O, o volume de gás V localizado no cilindro 3 e no capilar de medição 4 é cortado do meio medido. Um aumento adicional no nível de mercúrio comprime o volume de corte. Quando o mercúrio no capilar de medição atinge uma altura h e a entrada de ar no tanque 1 para e a válvula 7 é colocada na posição b. A posição da válvula 7 e do mercúrio mostrada no diagrama corresponde ao momento em que foram feitas as leituras do manômetro.

O limite inferior de medição dos manômetros de compressão é 10 -3 Pa (10 -5 mm Hg), o erro não excede ±1%. Os dispositivos possuem cinco faixas de medição e cobrem pressões de até 10 3 Pa. Quanto menor a pressão medida, maior será o cilindro 1, cujo volume máximo é de 1000 cm3 e o mínimo é de 20 cm3, o diâmetro dos capilares é de 0,5 e 2,5 mm, respectivamente. O limite inferior de medição do manômetro é limitado principalmente pelo erro na determinação do volume do gás após a compressão, que depende da precisão da fabricação dos tubos capilares.

Um conjunto de manômetros de compressão junto com um manômetro capacitivo de membrana faz parte do padrão especial estadual para uma unidade de pressão na região de 1010 -3 ... 1010 3 Pa.

As vantagens dos manômetros de líquido e manômetros diferenciais considerados são sua simplicidade e confiabilidade com alta precisão de medição. Ao trabalhar com dispositivos líquidos, é necessário excluir a possibilidade de sobrecargas e mudanças bruscas de pressão, pois neste caso o fluido de trabalho pode espirrar na linha ou na atmosfera.

O princípio de funcionamento baseia-se no equilíbrio da pressão medida ou diferença de pressão com a pressão de uma coluna líquida. Eles possuem um design simples e alta precisão de medição, sendo amplamente utilizados como instrumentos de laboratório e calibração. Os manômetros de líquido são divididos em: formato de U, sino e anel.

Em forma de U. O princípio de funcionamento baseia-se na lei dos vasos comunicantes. Eles vêm em copos de dois tubos (1) e de tubo único (2).

1) são um tubo de vidro 1 montado em uma placa 3 com escala e preenchido com um líquido de barreira 2. A diferença de níveis nos cotovelos é proporcional à queda de pressão medida. “-” 1. série de erros: devido à imprecisão na medição da posição do menisco, alterações no T circundante. ambiente, fenômenos de capilaridade (elimina introduzindo correções). 2. a necessidade de duas leituras, o que leva ao aumento do erro.

2) representante. é uma modificação dos de dois tubos, mas um cotovelo é substituído por um vaso largo (copo). Sob a influência do excesso de pressão, o nível do líquido no vaso diminui e no tubo aumenta.

Os manômetros diferenciais flutuantes em forma de U são semelhantes em princípio aos manômetros diferenciais de copo, mas para medir a pressão eles usam o movimento de um flutuador colocado em um copo quando o nível do líquido muda. Por meio de um dispositivo de transmissão, o movimento do flutuador é convertido no movimento da seta indicadora. “+” ampla faixa de medição.

Medidores de pressão Bell. Usado para medir quedas de pressão e vácuo.

Neste dispositivo existe uma campainha 1, suspensa em um

sob a tensão da mola esticada 2, ela fica parcialmente imersa no líquido separador 3, despejado no recipiente 4. Quando P1 = P2, a campainha do dispositivo estará em equilíbrio. Quando ocorre uma diferença de pressão, o equilíbrio será perturbado e uma força de sustentação aparecerá. moverá a campainha. À medida que o sino se move, a mola se comprime.

Manômetros de anel. Eles são usados ​​para medir diferenças de pressão, bem como pequenas pressões e vácuos. A ação é baseada no princípio das “escalas anulares”.

32. ACP multicircuito

Os ASRs multicircuitos são normalmente utilizados nos casos em que um ASR de circuito único, mesmo com um regulador p, não permite obter a qualidade de regulação necessária (na maioria das vezes são objetos com um grande tempo de atraso). Os ACPs em cascata tornaram-se difundidos na indústria alimentícia. consulte também ACP multicircuito. Os em cascata costumam ser utilizados nos casos em que, junto com o parâmetro tecnológico principal U, se encontra um Ushtrikh auxiliar, cat. também depende da influência perturbadora principal, mas tem um tempo de atraso mais curto.

Muitas vezes, ao resolver problemas no campo da física, é preciso lidar com instrumentos como manômetros. Mas o que é um manômetro, como funciona e que tipos existem? Falaremos sobre isso hoje.

O que é um manômetro?

Este dispositivo foi projetado para medir o excesso de pressão. No entanto, a pressão pode ser diferente e, portanto, existem diferentes manômetros. Por exemplo, medidores de vácuo são usados ​​para medir a pressão atmosférica e para determinar diferenças de pressão. Mas, em qualquer caso, eles apenas medem a pressão.

É impossível agora descrever todas as áreas de aplicação desses dispositivos, porque são muitos. Podem ser utilizados na indústria automotiva, em agricultura, serviços municipais e de habitação, em qualquer transporte mecânico, indústria metalúrgica etc. Dependendo da finalidade, existem diferentes tipos desses medidores, mas sua essência sempre se resume a uma coisa: medir pressão.

Esses dispositivos também são divididos em grupos diferentes dependendo do princípio de medição. Agora que está mais ou menos claro o que é um manômetro, podemos passar aos detalhes. Em particular, descreveremos os tipos e áreas de sua aplicação.

Tipos de manômetros

Dependendo da sua finalidade, os manômetros podem ser tipos diferentes. Por exemplo, medidores de pressão de líquidos são usados ​​para medir a pressão de uma coluna de líquido. Existem dispositivos de mola que podem medir a força aplicada. Aqui a pressão é medida equilibrando a força de deformação da mola.

Menos populares são os manômetros de pistão, onde a pressão medida é equilibrada pela força que atua no pistão do dispositivo.

Observamos também que dependendo da finalidade e das condições de uso, são produzidos os seguintes dispositivos:

• Técnico - dispositivos de uso geral.
• Testes de controle projetados para verificar equipamentos instalados.
• Exemplar - para verificação de instrumentos e realização de medições, onde é necessária maior precisão.

Esses dispositivos também podem ser divididos de acordo com a sensibilidade do elemento e classes de precisão. Por exemplo, de acordo com as classes de precisão, os manômetros são: 0,15, 0,25, 0,4, 0,6, 1, 1,5, 2,5, 4. Aqui o número determina a precisão do dispositivo, e quanto menor for, mais preciso será o dispositivo.

Primavera

Esses manômetros destinam-se a medir o excesso de pressão. Seu princípio de medição baseia-se no uso de uma mola especial, que se deforma sob pressão. O valor de deformação do elemento sensível (mola) é determinado por um dispositivo de leitura especial, que, por sua vez, possui uma escala graduada. Nesta escala, o usuário vê o valor da pressão medida.

O elemento sensível em tais manômetros é geralmente o chamado tubo Bourdon - uma mola sensível de uma volta. No entanto, existem outros elementos: uma membrana plana ondulada, uma mola tubular multivoltas, um fole (membrana em formato harmônico). Todos eles são igualmente eficazes, mas o mais simples e acessível e, por isso, o mais comum, é um manômetro que mostra a pressão por meio de uma mola Bourdon de volta única. Estes são os modelos que são usados ​​ativamente para medir pressão na faixa de 0,6-1600 kgf/cm 2 .

Medidores de pressão de líquidos

Ao contrário dos medidores de mola, nos medidores de pressão de líquidos a pressão é medida equilibrando o peso de uma coluna de líquido, e a medida de pressão neste caso é o nível de líquido nos vasos comunicantes. Esses dispositivos permitem medir pressões na faixa de 10 a 105 Pa e são usados ​​​​principalmente em condições de laboratório.

Essencialmente, tal dispositivo é um tubo em forma de U contendo um líquido com uma gravidade específica mais elevada em comparação com o líquido no qual a pressão hidrostática é medida diretamente. Na maioria das vezes esse líquido é mercúrio.

Esta categoria inclui indiretamente instrumentos técnicos e de trabalho gerais, como o manômetro TM-510 e TV-510, que são a categoria mais popular. Eles medem a pressão de vapores e gases não cristalizantes e não agressivos. Classe de precisão de tais manômetros: 1, 2,5, 1,5. São utilizados em caldeiras, em sistemas de fornecimento de calor, no transporte de líquidos, bem como em processos de produção.

Manômetros de contato elétrico

Esta categoria também inclui medidores de vácuo e medidores de pressão e vácuo. Destinam-se a medir a pressão de líquidos e gases neutros em relação ao aço e ao latão. O design desses dispositivos é semelhante aos de mola, mas a diferença está apenas nas grandes dimensões geométricas. O corpo do manômetro de contato elétrico é grande devido ao design dos grupos de contato. Além disso, tal dispositivo pode influenciar a pressão em um ambiente controlado fechando/abrindo contatos.

Graças ao mecanismo especial de contato elétrico utilizado aqui, o dispositivo pode ser utilizado em um sistema de alarme. Na verdade, também é utilizado nesta área.

Exemplar

Este tipo de instrumento é projetado para testar manômetros utilizados para medições em condições de laboratório. Seu principal objetivo é verificar a operacionalidade das leituras dos manômetros de trabalho. Característica distintiva tais dispositivos são muito classe alta precisão, que é alcançada graças a recursos de design, bem como engrenagens no mecanismo de transmissão.

Especial

Esta categoria de instrumentos é utilizada em diversas indústrias para medir a pressão de gases como amônia, hidrogênio, oxigênio, acetileno, etc. Na maioria das vezes, é possível medir apenas um tipo de gás com um manômetro especial. Para cada manômetro é indicado medir a pressão a que se destina. Além disso, o próprio manômetro é pintado em uma determinada cor, correspondendo à cor do gás ao qual este dispositivo se destina. Uma determinada letra também é usada na designação do dispositivo. Por exemplo, os medidores de pressão de amônia são sempre pintados amarelo, são designados pela letra A e possuem um design resistente à corrosão.

Existem dispositivos especiais resistentes à vibração que operam sob condições de alta pressão pulsante. ambiente e fortes vibrações. Se você usar um manômetro normal nessas condições, ele não durará muito, porque... o mecanismo de transmissão falhará rapidamente. O principal critério para um manômetro resistente à vibração é a estanqueidade e o aço resistente à corrosão da carcaça.

Autogravação

A principal diferença entre esses manômetros vem do nome. Esses dispositivos registram continuamente a pressão medida em um gráfico, que posteriormente permite ver um gráfico das mudanças de pressão durante um determinado período de tempo. Tais dispositivos são utilizados no setor energético e na indústria para medir indicadores em ambientes não agressivos.

Navio

Destinam-se à medição da pressão de vácuo de gases, vapor e líquidos (óleo, óleo diesel, água). Tais dispositivos são caracterizados por maior proteção contra umidade, resistência às influências climáticas e vibrações. Com base no nome, você pode entender seu campo de aplicação - transporte fluvial e marítimo.

Ferrovia

Ao contrário dos manômetros convencionais que exibem o valor da pressão, os instrumentos ferroviários não exibem, mas sim convertem a pressão em um sinal de outro tipo (digital, pneumático, etc.). Vários métodos podem ser usados ​​para isso.

Tais transdutores de pressão são usados ​​ativamente em sistemas de controle processos tecnológicos, automação e, apesar do nome direto, são utilizados nas indústrias de produção de petróleo, química e energia nuclear.

Conclusão

A medição de pressão é necessária em muitas indústrias e para cada uma delas existem manômetros especiais com seus próprios recursos exclusivos. Existem até manômetros de referência especiais que se destinam à configuração e teste obrigatório de instrumentos de trabalho. Eles são armazenados em Rostechnadzor.

Mas em qualquer indústria e qualquer tipo desses dispositivos destinam-se apenas a medir pressão. Agora você sabe o que é um manômetro, quais tipos existem e entende aproximadamente o princípio de medição de pressão.