Приборы для измерения давления. виды и работа. применение

Измерение тяги в дымоходе

Фактически, измерение тяги – это измерение дифференциального давления. Дифференциальное давление возникает между двумя участками, из-за разницы температур, в результате происходит компенсация потока. В рассматриваемой области применения значение дифференциального давления указывает на тягу дымовых газов. В ходе измерений отображается значение давления между окружающей средой и дымоходом. Замеры осуществляются в центре потока.

В системах низкого давления обязателен надлежащий отвод дымовых газов через дымоход за счет достаточного дифференциального давления (тяги дымовых газов).

Методика поверки манометров

Чтобы проверить работу измерительного прибора, следует обратиться к специалистам, получившим аккредитацию достаточного уровня (в соответствии с тем какой у вас манометр), данные организации зарегистрированы в государственном реестре. Оказывать услугу должны подготовленные сотрудники, прошедшие обучение. Также поверку осуществляют государственные органы метрологического контроля. После вам предоставят протокол, который следует сохранить до следующего контрольного осмотра.

Поверку манометра можно провести несколькими способами при помощи:

• метрологического стенда;
• гидравлического пресса;
• калибратора.

Поверка манометра с использованием метрологического стенда позволяет с минимальной погрешностью проверить давление в устанавливаемых контрольных точках. Процесс осуществляется с использованием двух эталонов давления и сравнением их показателей. Прибор создает специальное давление при помощи помпы.  Чаще используют грузопоршневые аппараты.

Поверка при помощи гидравлического пресса проходит на аппарате, который включает несколько грузов, эталонный измеритель и задающий давление прибор, пресс. Поверяемый манометр, устанавливается между частями аппарата. Итоговые данные, исследуемого манометра, должны совпадать в контрольных точках шкалы. Данные приборы высокоточные и допускается минимальная погрешность (0,04 psi).

Первые два метода поверки средств измерения предусматриваются при опломбировке и установке клейма на поверяемый прибор и требуют четких нормативно зафиксированных действий со стороны, оказывающей услуги (выдача протокола или акта выполненных работ).

Поверка при помощи калибратора не распространяется на измерительные средства, которые требуют контроля и надзора со стороны государства. Данное устройство мобильно, оно позволяет провести исследования в месте расположения прибора.

Поверка

осуществляется по документу МП 202-007-2018 «Мановакууметры двутрубные. Методика поверки», утвержденному ФГУП «ВНИИМС» 09.02.2018 г.

Основные средства поверки:

Рабочие эталоны КТ 0,005 и 1-го разряда по ГОСТ Р 8.802-2012 – манометры избыточного давления грузопоршневые МП-2,5 и МТ-210 (Регистрационный № 31703-06).

Термогигрометр электронный CENTER мод. 314, диапазон измерений температуры от минус 20 до плюс 60 °С, диапазон измерений относительной влажности от 10 до 100% (Регистрационный №22129-09

Барометр рабочий сетевой БРС-1М-3, диапазон измерений давления от 5 до 1100 кПа (Регистрационный № 16006-97)

Допускается применение аналогичных средств поверки, обеспечивающих определение метрологических характеристик поверяемых СИ с требуемой точностью.

Знак поверки в виде оттиска каучукового клейма наносится в свидетельство о поверке, паспорт или корпус мановакуумметров.

Правила установки и съема

Для обеспечения стабильной работы манометра и снижения риска его поломки соблюдают определенные правила:

1. Монтаж манометров, должен быть выполнен таким образом, что бы было довольно просто снять результаты измерений, выполнять регламентное обслуживание и ремонт.
2. Правила определяют ряд условий, которые определяют предельные размеры расстояний между измерительным прибором и стенами помещения, в котором этот прибор установлен.
3. Если манометр монтируют на высоте от 2 до 3 метров, размер диаметра корпуса должен быть не меньше чем 160 мм. На высоту более чем три метра манометры устанавливать недопустимо. Это определено в требованиях нормативной документации.
4. Для выполнения, предписанных в нормативной документации проверки измерительных приборов и оборудования при использовании приборов в монтажную конструкцию должен быть установлен трехходовой кран. Место его установки должно находиться между манометром и трубой (сосудом).
5. При монтаже в условиях, когда возможно влияние на него сторонних внешних факторов, например, осадки или высокая температура, то необходимо обеспечить его дополнительную защиту. Для этого используют так называемые буферные элементы, сифоны и другие изделия. Эффективность работы смонтированного измерительного оборудования зависит насколько качественно закрыто от внешнего воздействия.
6. Для предотвращения замерзания мерительного прибора, их обеспечивают тепловой изоляцией.
7. При подключении необходимо стравить попавший внутрь системы газ. Для этого, чуть-чуть не докручивают фиксационную гайку на штуцере.
8. Манометры, не прошедшие поверку и не имеющие на корпусе пломбы или соответствующей печати к использованию для работы в сетях не должны допускаться. Если сроки поверки истекли, или в процессе эксплуатации выяснилось, что работа отличается от штатной, то он должен быть снят и отправлен на диагностику и ремонт. На корпусе измерителя отмечено появление повреждений, или на стекле появилась трещина, то такой прибор не может эксплуатироваться и должен быть утилизирован.
9. Поврежденные датчики демонтируют и передают в аттестованную лабораторию для выполнения ремонтных работ. Если такой манометр не подлежит восстановлению, то его утилизируют.

Особенности монтажа

Измеритель напора должен быть смонтирован только в вертикальном положении. Это должно обеспечить нормальное прочтение полученных данных. Шкала измерителя может быть наклонена на угол не более 30°. Датчик должен быть освещен и огражден от воздействия лучей солнца и низких температур.

После того, как устройство установлено и система готова эксплуатации в штатном режиме, то обеспечения сохранности прибора, не целесообразно сразу нагружать установленное измерительное оборудование. Напор целесообразно поднимать постепенно, без каких-либо скачков и, не пересекая пределов установленных границ.

При установке измерителя на место необходимо герметичность соединения измерителя и штуцера, в который его вмонтировали. Для этого применяют различные герметизирующие материалы, например, ФУМ лента или нить. Для повышения надежности можно герметизирующие материалы обработать герметиком. Все используемые материалы должна соответствовать условиям эксплуатации, то есть, если в системе трубопроводом использован перегретый пар (минимальная температура 130 °C), то установка ФУМ ленты, рассчитанной на рабочую температуру 95 °C недопустимо. Кстати, некоторые монтажные организации, по старинке, в качестве изолирующего материала применяют паклю, надо заметить, что это не приветствуется.

Описание

Принцип действия приборов основан на использовании деформации упругого чувствительного элемента при воздействии на него избыточного (вакуумметрического) давления.

Мембранная коробка состоит из двух мембран, имеющих жесткие центры, один из которых жестко закреплен на кронштейне, установленном на нижней плате механизма, другой соединен с поводком передаточного механизма. Одновитковая трубчатая пружина одним концом впаяна в держатель, ее свободный конец соединен с поводком передаточного механизма. В передаточный механизм, закрепленный между двумя платами, входят следующие основные детали: поводок, ползунок (шибер), рабочий дополнительный секторы, трибка с закрепленной на пей спиральной пружиной и механизмом.

Спиральная пружина установлена для компенсации люфтов в механизме, дополнительный сектор и маховичок – для повышения виброустойчивости прибора.

Отсчетное устройство выполнено в виде круговой шкалы и показывающей стрелки, насаженной на ось трибки.

Подача в прибор давления вызывает перемещение свободного конца упругого чувствительного элемента, которое посредством передаточного механизма преобразуется в угловое перемещение показывающей стрелки.

Модель 1071 отличаются от модели 1072 формой чувствительного элемента

Приборы для хладонов имеют дополнительную температурную шкалу погрешность которой не нормируется.

Приборы могут выпускаться со шкалой отградуированной в любых единицах измерения, разрешенных к применению в РФ.

Фотография общего вида приборов приведена на рисунке 1.

*переменное давление – давление, изменяющееся со скоростью не более 1 % от верхнего предела измерений в секунду (ГОСТ 2405-88)

Диапазон показаний

от (0.100) кПа до (0. 60) МПа от минус 100 до 0 кПа 60) кПа до (минус 0,1. 0.2,4) МПа

– манометров

–    вакуумметров

–    мановакуумметров    от (минус 100.0.

–    манометров (для хладонов)

–    мановакуумметров (для хладонов)

от 0 до 2,5 МПа от (минус 100.0. 300)кПа до (минус 0,1.0.2,4) МПа

Диапазон измерений избыточного давления    от 0 до 75 % диапазона показаний.

Диапазон измерений вакуумметрического давления    от 0 до 100 % диапазона показаний.

Класс точности    1,5; 2,5

Пределы допускаемой основной приведенной

(к диапазону показаний) погрешности измерений приборов, %    ±1,5; ±2,5

Вариация показании приборов не превышает абсолютного значения предела допускаемой основной приведенной погрешности измерений.

Диапазоны рабочих температур, оС    от минус 50 до плюс 65

Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающего воздуха определяются по формуле 1.

Формула 1: А = ±Kt х (t1-t2),

где Kt – температурный коэффициент:

– не более 0,06 % / °С (для приборов класса точности 1,5)

-не более 0,1 % / °С (для приборов класса точности 2,5;) t1 – температура окружающего воздуха (23 ± 5) °С;

t2 – действительное значение температуры в пределах от минус 50 до 65 °С.

Г абаритные размеры (длина х высота х ширина), мм, не более Масса, кг, не более

102x151x72

1,3

Установка манометра

Перед монтажом нужно обязательно знать случаи, когда измерительные приборы не следует применять:

• Когда истек срок поверки манометра, отсутствует пломба или отметка о проведении поверки.
• Если прибор поврежден, к примеру, разбито стекло.
• Когда при отключении прибора стрелка не возвращается к нулевому показателю.
• Нельзя допускать монтаж на высоте более 3 метров от площадки.

Прибор устанавливается на видном месте, чтобы любой сотрудник мог увидеть его показания. Манометр монтируют на трубопроводе между запорной арматурой и сосудом.

Корпус должен иметь диаметр в значении не менее 10 сантиметров, не меньше 16 сантиметров на высоте 2–3 метра. Манометры, которые применяются для измерения давления газов, имеют разные цвета корпусов. Например, если корпус у прибора голубой, то это значит перед вами устройство для измерения давления кислорода, желтый свидетельствует о назначении работы с аммиаком, красный используется для горючих газов, черный — негорючих, белый предназначается для ацетилена.

Крайне важна перед манометром установка механизма, который будет отключать и продувать его, к примеру, это может быть трехходовый кран. Также необходим монтаж сифоновой трубки, ее диаметр должен составлять не меньше одного сантиметра. После того как прибор будет установлен, нужно нанести на шкалу манометра красную черту, она укажет рабочее давление.

берут во внимание физико-химические свойства измеряемой среды

Поверка манометров — правила

Чтобы точно исследовать измерительный прибор, необходимо соблюсти некоторые правила поверки манометров:

• осмотреть на наличие внешних дефектов (например, разбитое стекло);
• следует создать приближенные к нормальным условия при проведении поверки (атмосферное давление 760 мм рт. Ст., влажность воздуха до 65 %, температура помещения 20◦ С);
• установить стрелку циферблата на ноль;
• сравнить показания эталонного прибора и проверяемого.

Последние два пункта, при невозможности установить стрелку на ноль и появлении различий между эталонным и проверяемым прибором, следует отрегулировать при помощи болтов. Если установка номинальных параметров не происходит, возможно, проще заменить манометр на новый, учитывая небольшую стоимость прибора.

Периодичность поверки манометров

Манометр – это прибор, осуществляющий измерение показателей давления в аппарате, емкости, на трубопроводе. Различают несколько видов:

• спиральный;
• мембранный.

Спиральные манометры состоят из металлической спирали, которая связана при помощи передающего элемента, соединенного со стрелкой на циферблате. Чем выше давление, тем больше раскручивается спираль и тянет за собой стрелу. Что отражается в увеличении показателей давления на шкале прибора.

Мембранный манометр выдает показания за счет зажатой плоской пластины, которая связана с передающим элементом. При воздействии давления мембрана прогибается и передающий элемент давит на стрелку циферблата. Так происходит увеличение показателей давления.

Для проверки соответствия точностных параметров измерителя, заявленных производителем, и контроля метрологической исправности прибора, без чего нельзя использовать манометр в сферах, подпадающих под ГРОЕИ (государственное регулирование обеспечения единства измерений), а также чтобы прибор служил установленный срок и эксплуатация была безопасной, следует периодически проводить поверку манометра. Правила, установленные государством, гласят, что в зависимости от технических характеристик устройства и указаний производителя, срок сверки составляет от 12 месяцев до 5 лет.

Самым распространенным считался регулярный осмотр прибора по истечении года, но сейчас производители улучшают характеристики оборудования, все чаще встречаются приборы со сроком поверки 2 года. Стоит помнить, если манометр должен проходить осмотр и поверку через определенный срок с даты производства, а не с момента его пуска в эксплуатацию.

Сроки эксплуатации манометра устанавливаются производителями, в среднем составляют 8-10 лет. Необходимо вести журнал поверок манометра, чтобы вовремя проводить поверку прибора.

Калибровка манометров

Процесс калибровки можно, в целом, разделить на два основных этапа: поверка показаний прибора по известному эталону или входным данным, и регулировка прибора до тех пор, пока его показания не будут равны или пропорциональны известным входным данным. Сама калибровка состоит из ряда поверок и регулировок. Когда прибор откалиброван, это значит, что он может точно давать действительное значение измеряемого параметра.

Основное оборудование, требуемое для калибровки большинства манометров, включает образцовый прибор, регулируемый источник давления, средства подсоединения манометра к источнику давлению и образцовому прибору, а также инструменты, необходимые для регулировки механизмов манометра.
Образцовые средства измерений (измерительные приборы) предназначены для передачи размеров единиц физических единиц от эталонов рабочим измерительным приборам. Они служат для поверки и градуировки по ним других средств измерений.

Рабочие средства измерений (измерительные приборы) предназначены для измерений в промышленности. По точности эти средства разделяют на лабораторные (повышенной точности) и технические.

Манометр ионизационный

Манометры ионизационные являются самыми чувствительными приборами измерения для очень маленького давления. Они производят замеры косвенно через измерение тех ионов, которые образуются при бомбардировке газов электронами. Чем меньше плотность газа, тем меньше будет образовано ионов. Калибрование ионизационного манометра нестабильно. Оно зависит от природы газа, который измеряется. А эта природа известна не всегда. Могут быть они откалибрированы через сравнение со значениями манометра Мак Леода, которые от химии независимы и более стабильны.

Термоэлектроды с атомами газа ударяются и регенерируют ионы. Они притягиваются к электроду под напряжением, которое для них подходит (это подходящее напряжение называется коллектором). В коллекторе ток пропорционален скорости ионизации, которая в системе является функцией давления. Именно так при помощи измерений тока коллектора можно определить газовое давление.

Большинство ионных манометров подразделяются на три вида:

1. Холодный катод.
2. Горячий катод. Электрически нагреваемая нить накала образует электронный луч. В этом случае электроны проходят через прибор и вокруг себя ионизируют молекулы газа. Ионы, которые образовались, скапливаются на электроде с отрицательным зарядом.
3. Прибор с вращающимся ротором. Он отличается высокой ценой и чувствительностью.

Калибрование ионных манометров очень чувствительно к химическому составу измеряемых газов, конструкционной геометрии, поверхностным напылениям и коррозии. Непригодной их калибровка может стать при включении в среде очень низкого или атмосферного давления.

Измерять давление необходимо во многих промышленных отраслях, вот только приборы для этого используют различные. Но независимо от этого данная величина ничем, кроме манометра, не определяется.

Измерения давления (давление газа в форсунке, давление газового потока)

Базовые измерения при настройке систем отопления жилых помещений включают проверку давления газа, в которую, в свою очередь, входит измерение давления газового потока и статического давления газа. Измерение давления потока газа подразумевает измерение давления в подающей трубе, а при измерениях статического давления определяется распределение давления в покоящемся газе. Если значение давления потока газа газовых котлов незначительно превышает диапазон от 18 до 25 мбар, эксплуатация не допустима. Если, несмотря на превышение значений, эксплуатация осуществляется, нарушается функциональность горелки, и при регулировке пламени может произойти взрыв, что ведет к выходу из строя горелки, а, значит – и всей отопительной системы.

Технические характеристики

приведены в таблицах 1-2.

Таблица 1 – Основные метрологические характеристики

Таблица 2 – Основные технические характеристики

Измерения дымовых газов для наладки горелок (CO, O2 и температура)

Измерения параметров дымовых газов для проверки в системах отопления позволяют определить количество загрязняющих веществ, выбрасываемых в окружающую среду с дымовыми газами (напр., монооксид углерода – CO), а также рассчитать потери тепла с дымовыми газами. В некоторых странах требования к измерению дымовых газов прописаны в законодательстве. Принятие подобных законов преследует две основные цели:

1. Максимально возможное сокращение выбросов загрязняющих веществ в атмосферу;

2. Эффективное использование энергии.

Запрещается превышать установленные предельно допустимые значения загрязняющих веществ в атмосфере.

Контроль соответствия измеренных значений предельно допустимым осуществляется в режиме нормальной эксплуатации (измерения проводят с помощью соответствующих приборов перед каждым запуском системы). Для измерений конец трубки зонда отбора пробы помещается в центр дымохода, где температура и концентрация дымовых газов наиболее высокая.

Данные измерений регистрируются анализатором дымовых газов, а затем могут быть переданы на печать или на ПК для дальнейшей обработки и анализа.

Принцип действия манометра

Приборы для измерения давления могут классифицироваться по следующим характеристикам:

• Вид измеряемого давления
• Принцип действия манометра
• Назначение
• Класс точности

Манометры содержат чувствительный элемент, который воспринимает эластичную деформацию от воздействия давления. Конструкция механического манометра характеризуется по типу измерительного элемента. Она может содержать трубку Бурдона, мембрану, капсулу или другие деформационные элементы.

Принцип действия манометра, основанный на деформации трубки Бурдона

Это наиболее часто используемый принцип в механических средствах измерения давления. Используемый “элемент” давления часто называют трубой Бурдона, по имени французского инженера Эжена Бурдон, который использовал этот функциональный принцип в середине XIX века. В нем используется упругая пружина, c-образная, изогнутая трубка с овальным поперечным сечением.

Принцип действия манометра следующий. Когда внутреннее пространство находится под давлением, поперечное сечение, таким образом, изменяется в направлении круговой формы. Напряжения, которые создаются в этом процессе, увеличивают радиус С-образной трубки. В результате конец трубки перемещается примерно на два или три миллиметра. Это отклонение является величиной давления. Оно переносится в движение, которое превращает линейное отклонение во вращательное движение и, посредством указателя, делает это видимым по шкале. Существуют различные варианты трубок Бурдона. С-образная изогнутая трубка Бурдона может работать при давлении до 60 бар. Для более высоких давлений используются винтовые или спиральные трубки Бурдона. В зависимости от геометрии толщины материала давление может достигать до 7000 бар.

Принцип действия манометра с мембранным измерительным элементом

Принцип действия манометра с мембранным измерительным элементом выглядит следующим образом. Деформация от измерительного элемента через тягу передается на трубко- секторный механизм, и далее на стрелку. Мембрана представляет из себя круглый гофрированный лист металла, который имеет большую площадь по сравнению с манометром с трубкой Бурдона. Мембрана может быть либо приваренной к верхней части камеры мембраны, либо зафиксированной между двумя фланцами, это позволяет ей воспринимать усилия давления с одной стороны. Данный принцип действия манометра обеспечивает то, что выдерживается высокое давление перегрузки, а достигается это вследствие того, что верхняя часть камеры выступает в качестве ограничителя.

Принцип действия манометра с капсульным измерительным элементом

Принцип действия манометра с капсульным измерительным элементом схож с принципом действия манометров с трубкой Бурдона. Здесь в качестве чувствительного элемента используются два сваренных между собой круглых гофрированных листа металла. Измеряемая среда воздействует на внутреннюю часть капсулы и по результирующему перемещению чувствительного элемента определяемое давление, отображается на циферблате.

Более подробно с устройством вы можете ознакомиться здесь.

Видео

Точные показания манометров и термометров | На что надо обращать внимание?

Видео

Как работает манометр? Сравнение трубки Бурдона с мембраной

Как проверить давление воды без манометра?

Узнать показатели давления воды в трубопроводе можно без помощи манометра. Все, что для этого требуется – это использовать самодельное приспособление из прозрачного 2-метрового шланга, которое очень просто изготовить своими руками.

В основном, шланг применяется с целью получения замеров давления воды на выходе из крана. Чтобы узнать нужные показатели, один конец шланга вставляется в кран, а второй закупоривается пробкой. После этого в шланг нужно впустить немного воды.

Прежде, чем начать «эксперимент», потребуется выполнить 2 условия:

• Установить шланг в вертикальное положение;
• Переместить нижний конец шланга так, как указано в схеме.

Далее определить приблизительное давление воды можно по указанной формуле: P=Pатм*H0/H1, где:

• P – давление в системе, измеряемое в атмосферах;
• Pатм – давление, которое присутствует внутри шланга до момента открытия крана;
• H0 – высота воздушного столба внутри шланга до момента открытия крана;
• H1 – высота воздушного столба после заполнения шланга водой.

Классификация манометров по принципу работы

В наши дни работающие в условиях давления устройства используются практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Следовательно, вместе с ними применяются и манометры, дающие точную информацию о показателях давления. При этом измерительные приборы могут отличаться между собой по конструкции и принципу действия. Имеющиеся на рынке устройства делятся на такие виды:

• Поршневые манометры – в их устройство входит цилиндр, внутри которого располагается поршень. При работе на одну часть поршневого насоса действует рабочая среда – газ или жидкость, а с другой – давление груза определенной величины. Вместе с перемещением бегунка в действие приводится стрелка на шкале прибора;
• Жидкостные манометры – в их конструкцию входит трубка, внутри которой находится жидкость и подвижная пробка. В процессе использования жидкостного манометра рабочая жидкость воздействует на пробку, в результате чего меняется уровень жидкости внутри трубки. В этот момент начинает двигаться стрелка прибора;
• Деформационные манометры – внутри таких приборов располагается мембрана, деформация которой приводит в действие указательную стрелку над шкалой устройства.

Современные манометры также делятся между собой на механические и электронные устройства. Механический манометр для насоса или системы водоснабжения имеет простую конструкцию, однако не может достаточно точно измерить давление. В конструкцию электронного прибора входит контактный узел, который более точно измеряет давление рабочей среды.

По способу использования манометры делятся между собой на такие виды:

• Стационарные – такие приборы монтируются и применяются только на определенном агрегате без возможности демонтажа измерительного устройства. Зачастую на используемом агрегате также применяется регулятор давления для воды с манометром;
• Переносные – эти измерительные приборы могут демонтироваться и использоваться для работы с разными агрегатами и в различных системах. Переносной прибор обладает меньшими габаритами.

Каждый из перечисленных видов приборов нашел свое активное применение. Многие из современных моделей используются в системе отопления частного дома или в квартире, другие – применяются для обслуживания крупных промышленных предприятий.

Проверка давления исходя из расхода воды

Второй способ определения давления заключается в выполнении расчетов с использованием данных о количестве воды, вытекающей из крана. Помимо этих данных, также потребуется:

• Узнать конфигурацию трубопровода и определить, из какого материала он изготовлен;
• Рассчитать диаметр трубы;
• Определить интенсивность вытекания жидкости;
• Определить степень открытия крана.

Чтобы рассчитать давление, понадобится мерная 3-литровая емкость и секундомер. Емкость нужно подложить под кран и засечь время, за которое она полностью наполнится водой.

Список источников

• www.wika.ru
• www.kipiavp.ru
• all-pribors.ru
• www.testo.ru
• tokar.guru
• stanok.guru
• stankiexpert.ru
• sadovij-pomoshnik.ru
• promdevelop.ru