Tlakomery na meranie tlaku plynu: typy, konštrukčné vlastnosti a prevádzka meračov

Často je potrebné merať tlak vytvorený plynom. Napríklad vo fľašiach, v plynovodoch, v rôznych nádobách a nádobách.Na kontrolu a sledovanie indikátorov sa používajú tlakomery na meranie tlaku plynu. Tieto zariadenia slúžia v rôznych sférach života, od medicíny až po ťažký priemysel.

Aby nákup zariadenia nebol zbytočný a aby zakúpený manometer spĺňal požiadavky výrobných procesov, stojí za to oboznámiť sa s klasifikáciou. Predstavíme vám typy meračov tlaku plynu. Poďme sa porozprávať o ich konštrukčných vlastnostiach a princípoch fungovania.

Klasifikácia podľa typu meraného tlaku

Prístroje používané na získavanie údajov o parametroch tlaku plynu v plynových nádržiach, dopravných potrubiach atď. plynové fľaše a iné nádrže, sú klasifikované podľa niekoľkých kritérií. Líšia sa svojou štruktúrou a princípom fungovania.

Zariadenia používané na meranie tlaku sú rozdelené do tried podľa:

• typ meraného tlaku;
• účel;
• princíp fungovania;
• trieda presnosti.

Podľa typu meraného tlaku sa prístroje určené na určovanie presných ukazovateľov delia na tlakomery, vákuomery, ťahomery, tlakomery, barometre a iné.

V závislosti od stupňa ochrany pred vplyvom vonkajšieho prostredia sa vyrábajú tieto zariadenia:

• štandardné;
• chránené pred prachom;
• vodeodolný;
• chránené pred agresívnym prostredím;
• odolný proti výbuchu.

Jeden produkt môže kombinovať niekoľko typov ochrany.

Diagram znázorňuje rozdelenie meracích prístrojov podľa princípu činnosti, typu tlaku, aplikácie a zobrazenia. Na získanie údajov o tlaku plynu sa len zriedka používajú prístroje s kvapalinou a vlastnou váhou

Tlakomer je malé zariadenie, ktoré sa používa na meranie tlaku alebo tlakového rozdielu. Princíp fungovania tohto nástroja závisí od jeho vnútornej štruktúry. V rámci jednej triedy sa ďalej delia do skupín v závislosti od triedy presnosti.

Na meranie absolútneho tlaku, meraného od absolútnej nuly (vákuum), sa používajú manometre absolútneho tlaku. Pretlak sa zisťuje pomocou tlakomeru. Vo všeobecnosti sa všetky druhy takýchto zariadení nazývajú jedným slovom: „tlakomer“.

Väčšina typov tlakomerov je určená na meranie hodnôt nadmerného tlaku. Ich zvláštnosťou je, že vykazujú tlak, predstavujúci rozdiel medzi absolútnym a atmosférickým.

Vákuomery sú zariadenia, ktoré ukazujú hodnotu tlaku riedeného plynu. Pomocou tlakomerov a vákuových manometrov sa meria pretlak a tlak riedeného plynu. Informácie sa zobrazujú na jednej stupnici.

Pomocou tlakomerov sa zisťujú parametre pretlaku s hodnotami do 40 kPa. Trakčné merače naopak umožňujú merať riedenie až do – 40 kPa. Tlakomery merajú riedenie a pretlak v rozsahu od – 20 do + 20 kPa.

Tlakomery sa používajú v širokej škále priemyselných odvetví. Práca s plynom zahŕňa vysoké riziko, preto je dôležité sledovať všetky systémové indikátory.Informácie o tlaku poskytujú používateľom informácie o aktuálnom stave meraného objektu

Na určenie tlakového rozdielu v dvoch ľubovoľných bodoch, ktoré sa majú študovať, je možné použiť diferenčné tlakomery. Mikromanometer je diferenčný tlakomer, ktorý umožňuje merať tlakové rozdiely v rozmedzí 40 kPa.

Klasifikácia podľa princípu činnosti

Tlakomery plynu sa v závislosti od mechanizmu čítania delia na:

• Deformácia;
• Elektrické;
• Piest s vlastnou hmotnosťou;
• Kvapalina.

Každý typ má svoje charakteristické črty.

Deformačný typ tlakomerov

Princíp a základ fungovania zariadení triedy deformácie spočíva v tom, že tlak pôsobí na citlivý prvok zariadenia, ktorý sa deformuje. Úroveň tlaku je určená stupňom deformácie.

Deformačné tlakomery sa vyrábajú s rúrkovými pružinami, vlnovcami alebo membránovými pracovnými komponentmi s vysokou citlivosťou

Snímacími prvkami v zariadeniach s rúrkovými pružinami sú rúrkové pružiny. Tieto výrobky sú rúrky ohýbané do kruhu s priečnym oválnym prierezom. Plyn ovplyvňuje vnútorný povrch trubice. Počas tejto expozície sa trubica deformuje a mení svoj tvar, blíži sa k zaobleniu.

Jeden koniec trubice je utesnený a môže sa pohybovať. Druhý je otvorený a upevnený pomocou držiakov. Pri ohýbaní pružinovej rúrky sú ovplyvnené aj krúžky, ktoré potom pružinu ohýbajú. Utesnený koniec pružiny sa pohybuje v súlade s prítlačnou silou. Tento pohyb sa prenáša na meraciu stupnicu.

Pri meraní tlakov do 40 barov sa používajú kruhové pružiny.Pri vyšších tlakoch sa používajú špirálové alebo špirálové pružiny umiestnené v rovnakej rovine. Chyba odčítania pri meraní tlaku pomocou tejto metódy sa pohybuje od 1 do 4%.

Membránové a vlnovcové snímacie prvky umožňujú efektívne merať malé hodnoty pretlaku a podtlaku.

Vlnovec je vyrobený podľa princípu vodovodnej vlnovcovej hadice. Ide o tenkostennú kovovú rúrku z pohyblivých priečnych krúžkov. V závislosti od materiálu a výrobných parametrov môže byť vlnovec viac alebo menej tuhý.

Vplyvom vysokej teploty sa časom nahromadia plastické deformácie, čo narúša presnosť odčítania. Navyše pri zvýšených teplotách a tlakových pulzáciách sa zrýchľuje zmena statických charakteristík

Najväčšiu rozmanitosť majú citlivé membránové prvky. Trieda presnosti takýchto zariadení nepresahuje 1,5. Takéto zariadenia majú ochranný systém. V prípade preťaženia sa membrána opiera o špeciálne ochranné zariadenie.

Membránové boxy sú často inštalované v zariadeniach, ktoré merajú tlak a vákuum. Tlakomery, tlakomery a tlakomery s membránovými boxmi sa vyrábajú v triede presnosti 1,5; 2,5 a limit merania do 25 kPa.

Ploché membrány majú malý posun pracovného bodu, preto sa najčastejšie používajú na premenu tlaku na silu. Sú nestabilné, ale dobre vypočítané.

Vlnité membrány spolu s podobnými krabicami sa používajú na zlepšenie statického výkonu. Prvé sa pohybujú lepšie, ale je ťažké ich vypočítať. Posledné menované sa používajú oveľa častejšie kvôli ich zníženej tuhosti.

Na meranie malých hodnôt tlaku sa používajú zariadenia s ochabnutými membránami.

Zariadenia potrebujú ochranu pred vysokými teplotami, pretože negatívne ovplyvňujú elasticitu a citlivosť hlavných pracovných prvkov.

Mechanické indikačné tlakomery

Mnohé trubicové pružinové meradlá sú v skutočnosti zariadenia na priamu konverziu. To znamená, že tlak sa premení na posunutie snímacieho prvku a mechanického zariadenia, ktoré je s ním v kontakte.

Na schéme je armatúra umiestnená radiálne, ale vyrábajú sa aj tlakomery s axiálnou armatúrou

Vplyvom tlaku sa voľný koniec pružiny pohybuje, pohon pôsobí na ozubený sektor a ozubené koleso a indikačná šípka sa otáčajú.

Pružinové indikačné tlakomery sa vyrábajú s rozsahom merania od 0,1 do 103 MPa a majú rôzne triedy presnosti. Vzorové modely sa vyrábajú s triedami presnosti 0,15; 0,25; 0,4. Merače pracovnej kategórie so zvýšenou presnosťou - 1 a 0,6. Všeobecní technickí pracovníci - s triedami presnosti 1,5; 2,5; 4.

Elektrické kontaktné tlakomery

Konštrukčne ide o úpravu indikačného tlakomera. Podstatou práce je, že keď šípka dosiahne prahovú hodnotu tlaku, sieť sa uzavrie.

Konštrukcia indikačného tlakomera má navyše zabudované šípky s lisovanými elektrickými kontaktmi, ktoré sú umiestnené oproti signalizovaným hodnotám

Elektrický obvod sa uzavrie a alarm sa spustí, keď indikačná šípka dosiahne jednu zo šípok s kontaktmi. Trieda presnosti takýchto tlakomerov je 1,5. Rozsah merania zodpovedá štandardným hodnotám.

Na zabezpečenie signalizácie alebo na účely polohového riadenia slúži tlakový spínač s označením RD. Meria tlaky v rozsahu od 12 do 1600 kPa. Relé je nastavené na hornú a dolnú hranicu aktivácie podľa údajov ovládacieho zariadenia a má vypínací výkon 10 W.

Záznamové modely tlakomerov

Priemysel vyrába tlakomery so zabudovaným systémom čítania indikátorov, ktorý zaznamenáva hodnoty na diskový graf, aby bolo možné následne sledovať dynamiku indikátorov. Jedna otáčka môže byť dokončená za 8, 12, 24 hodín. Pohyb nastáva v dôsledku elektrického motora alebo hodinového mechanizmu.

Činnosť zapisovača tlakomeru je založená na prenose signálu pomocou rúrkovej pružiny s veľkým priemerom, ktorá má ťažnú silu. Prenáša pohyb zo snímacieho prvku na zobrazovací systém. Zariadenia označené MTS zaznamenávajú hodnoty nadmerného tlaku.

Takéto zariadenia vyžadujú obsluhu operátora a majú triedu presnosti 1; 1,5; 2.5.

Vlnovcové citlivé prvky sa používajú v samočinných diferenčných tlakomeroch, ktoré môžu byť dodatočne vybavené poplašným zariadením a pneumatickým prevodníkom. Takéto zariadenia merajú tlak v rozsahu od 6,3 kPa do 0,16 MPa a majú triedy presnosti 1; 1.5.

Tlakomery typu s vlastnou hmotnosťou

Takéto tlakomery sa často používajú ako štandard pri kalibrácii iných meracích prístrojov. Rozsah ich meraní je veľmi široký. V závislosti od konštrukcie zariadenia môže začínať vážnymi hodnotami vákua a končiť redundanciou až 2500 MPa. Trieda presnosti dosahuje maximálne hodnoty do 0,0015.

Zakaždým, keď je meracie zariadenie vystavené zaťaženiu nad rámec jeho normálnych limitov, stráca svoju životnosť a presnosť merania.

Princíp činnosti spočíva v držaní valca v pieste v špecifickom stave, pričom na jednej strane sú aplikované kalibračné závažia a na druhej strane meraný tlak. V závislosti od hmotnosti bremien sa posudzuje veľkosť vytvoreného tlaku.

Hlavným pracovným prvkom zariadenia je meracia kolóna. V závislosti od kvality jeho výroby, presnosti a čistoty zlúčenín sa mení aj veľkosť chyby.

PMG pracujúce na plyne majú najmenšiu chybu merania. Takéto zariadenia však stoja mnohonásobne viac kvôli ich konštrukčným vlastnostiam a potrebe filtrovať plyn od cudzích častíc

Funkčne pozostáva tlakomer vlastnej hmotnosti zo zariadenia na vytváranie tlaku, meracieho systému a závaží. Zariadenie je vybavené otočným mechanizmom na zvyšovanie a znižovanie tlaku, ako aj pretlakovým ventilom.

Vo veľkej miere sa používajú tlakomery s neutesneným piestom. Majú medzeru medzi piestom a valcom. Nádoba pod piestom je naplnená olejom, ktorý sa pod tlakom naleje do medzery a maže trecie plochy.

Elektrický plynomer

Takéto tlakomery sa používajú na premenu priameho alebo nepriameho tlaku plynu na elektrický parameter. Najbežnejšie tlakomery tohto typu sú: tenzometre, kapacitné a odporové zariadenia. Tlak sa meria v rozsahu od 100 Pa do 1000 MPa. Zariadenia sa vyrábajú s triedami presnosti od 0,1 do 2,5.

Činnosť tlakomerov pracujúcich na základe tenzorezistívneho efektu má zmeniť hodnotu odporu vodiča v dôsledku deformácie. Merajte tlak v rozsahu od 60 do 10⁸ Pa s minimálnou chybou.

Prírubová montáž snímača a špeciálna konštrukcia prístroja umožňuje odčítať údaje o tlaku v obzvlášť agresívnom prostredí s teplotami do 300 °C. Používa sa na meranie tlaku v systémoch s rýchlo plynulými procesmi.

Pracovná schéma odporových tlakomerov vychádza zo závislosti odporu vodiča od tlaku. Typicky sa tento typ zariadenia používa na meranie obzvlášť vysokých úrovní tlaku nad 100 MPa

Citlivým prvkom v takomto zariadení je manganínový drôt, ktorého odpor sa ľahko meria vyváženým mostíkom.

Činnosť kapacitných tlakomerov je založená na pôsobení tlaku na membránu, ktorá je pohyblivou elektródou. Pri pohybe membrány nasleduje zmena kapacity prevodníka. Charakterizované výraznými teplotnými chybami.

V kapacitných tlakomeroch je priehyb membrány určený elektrickým obvodom. Takéto zariadenia sa používajú v systémoch s rýchlymi zmenami tlaku.

Prístroje na meranie tekutín

Tlak je určený týmito zariadeniami vyrovnávaním zisteného tlaku s tlakom vytvoreným v stĺpci kvapaliny. Týmto spôsobom môžete merať malý pretlak, atmosférický tlak, úroveň vákua, tlakový rozdiel.

Túto skupinu predstavujú tlakomery v tvare U, ktoré pozostávajú z prepojených nádob a tlak je určený hladinami kvapaliny; kompenzačné mikromanometre; pohárové tlakomery, ktoré používajú zásobník namiesto druhej trubice; plavákové, zvonové a prstencové diferenčné tlakomery.

Dvojrúrkové tlakomery umožňujú merať tlakové rozdiely. V tomto prípade sa na každú z rúrok aplikujú tlaky, ktoré je potrebné merať

V prístrojoch na meranie tekutín je pracovná tekutina analógom citlivého prvku.

Diferenčné tlakomery sú zvyčajne vybavené alarmmi, prietokomermi, regulátormi a záznamovými zariadeniami. Rozsah merania od 10 do 10⁵ Pa. V závislosti od kvapalín, ktoré plnia zariadenie, sa limit merania mení.

Rozdelenie podľa funkčného účelu

Podľa účelu určenia sa rozlišujú tieto typy tlakomerov používaných na meranie tlaku plynu:

• všeobecné technické;
• referencia;
• špeciálne.

Pozrime sa na vlastnosti každého typu.

Tlakomery na všeobecné technické účely

Tento typ tlakomerov sa vyrába na účely merania hodnôt podtlaku a pretlaku na všeobecné technické účely. Rôzne modifikácie zariadení umožňujú ich použitie v najrôznejších prostrediach. Používajú sa na meranie tlaku vo výrobe priamo počas technologických procesov.

Tlak v takýchto zariadeniach pôsobí na rúrku zvnútra a spôsobuje pohyb voľného konca. Spolupracuje s ním mechanizmus, ktorý posúva šípku

Takéto tlakomery dokážu merať tlak plynných médií, ktoré sú neagresívne voči zliatinám medi pri prevádzkových teplotách do 150 °C.Telo výrobku je zvyčajne vyrobené z ocele a časti mechanizmu sú vyrobené z mosadznej zliatiny.

Všeobecné technické tlakomery na plyn s nízkym alebo vysokým tlakom sú vyrábané tak, aby boli odolné voči vibráciám s frekvenciou v rozsahu od 10 do 55 Hz, ako aj s amplitúdou posuvu maximálne 0,15 milimetra. Majú niekoľko tried presnosti od 1 do 2,5.

Digitálne tlakomery sú malých rozmerov, vyznačujú sa vysokou presnosťou merania a dlhou životnosťou. Okrem toho je možné takéto zariadenia kalibrovať

Obľubu si získavajú tlakomery plynu na všeobecné technické účely s elektronickou doskou, na ktorej sa zobrazujú namerané údaje. Často sú vybavené meničmi, ktoré automatizujú technologické procesy. Hodnoty tlaku sa zobrazujú na elektronickom číselníku.

Skupina špeciálnych tlakomerov

Takéto zariadenia sa vyrábajú pre konkrétny typ plynu a prostredie, ktoré vytvára. Pre systémy so zvýšeným tlakom sa vyrábajú tlakomery na vysokotlakový plyn. Niektoré plyny sú agresívne voči určitým zliatinám, preto je potrebné pri práci s nimi používať odolné materiály.

Špeciálne tlakomery sú lakované rôznymi farbami v závislosti od druhu plynu.

Propánové tlakomery sú natreté červenou farbou, majú oceľové telo a majú vlastnosti všeobecných technických tlakomerov. Prevádzkový tlak takýchto zariadení je od 0 do 0,6 MPa. Toto je štandardný tlak propánu. Prevádzka je možná v rozsahu teplôt od – 50 do + 60 °C. Teplota pracovného prostredia do + 150 °C. Často súčasťou balenia balónových redukcií.

Tlakomery amoniaku vo fľašiach a iných nádobách sú zafarbené do žlta.Jednotky s viacstupňovou kompresiou sú vybavené teplotnou stupnicou. Komponenty tlakomeru sú vyrobené z materiálov odolných voči parám čpavku.

V prípade vážneho dynamického zaťaženia sú tlakomery naplnené glycerínom alebo silikónom

Tlakomer acetylénu je natretý bielou farbou. Vyrába sa ako tlakomer pre bezpečnostné systémy z beztukových materiálov. Používa sa na meranie nadmerného tlaku v rôznych distribučných a výrobných systémoch acetylénu. Telo je vyrobené z ocele, vnútorné komponenty sú vyrobené z mosadznej zliatiny. Prípustný teplotný rozsah je od – 40 do + 70 °C.

Tlakomer vodíka sa zmení na tmavozelený. Tlakomer pre ostatné horľavé plyny je natretý červenou farbou. Merací prístroj pre nehorľavé zmesi je lakovaný čiernou farbou. Tlakomer kyslíka je natretý modrou farbou.

Referenčné zariadenia na meranie tlaku

Tento typ tlakomeru je určený na testovanie, kalibráciu a nastavovanie iných prístrojov, aby sa zabezpečila čo najvyššia presnosť merania. Takéto zariadenia sa vyznačujú vyššou triedou presnosti v porovnaní so všeobecnými technickými zariadeniami. Pracovné normy sú rozdelené do troch kategórií.

Kontrolné tlakomery, používané na monitorovanie spoľahlivosti odčítania meracích prístrojov na mieste inštalácie, sa nazývajú aj vysoko presné tlakomery. Prevádzkový rozsah merania je od 0-0,6 do 0-1600 bar pre plynné médiá.

Tlakomery pre konvenčné a kompozitné plynové fľaše musí prejsť overovacím postupom aspoň raz ročne, pokiaľ v dokumentoch k zariadeniu nie sú uvedené iné lehoty. Overovanie vykonávajú akreditované metrologické organizácie, ktoré majú postavenie právnických osôb.Po overení sa vydá certifikát a umiestni sa pečiatka.

Zariadenie musí byť vybraté z valca a odovzdané metrologickej službe. Verifikátory a kalibrátory tam pomocou súboru štandardov a pomocných nástrojov budú vykonávať overovanie asi 10 dní

Prevodové mechanizmy v referenčných tlakomeroch sú opracované pri vyššej frekvencii prevodov. Vyznačujú sa minimálnym trením v mechanizme ukazovateľa, ako aj vysokou citlivosťou vnútorných prvkov.

Štandardné tlakomery s triedou presnosti 0,4 majú stupnicu 250 jednotiek, s triedou presnosti 0,15 alebo 0,25 majú stupnicu 400 jednotiek s hodnotou delenia 1 jednotka. Prevádzka zariadenia je možná pri rôznych teplotách v závislosti od výplne krytu. Ideálna prevádzková teplota je 20 °C.

Oboznámi vás so špecifikami dopĺňania plynových fliaš ďalší článok. Všetci vlastníci vidieckeho majetku, ktorý nie je pripojený k centralizovanému zásobovaniu plynom, by si ho mali prečítať.

Závery a užitočné video na túto tému

Princíp činnosti pružinového tlakomeru:

Vlastnosti a rozsah použitia tlakomeru:

Na riešenie rôznych problémov sa vyrábajú tlakomery. Najpopulárnejšie sú všeobecné technické typy používané v malých priemyselných odvetviach a rôznymi spoločnosťami pri práci s plynovými zariadeniami a systémami. Elektrické kontaktné tlakomery sú zariadenia, ktoré signalizujú dosiahnutie kritickej hodnoty.

Na kontrolu a nastavenie tlakomerov sa používajú štandardné tlakomery. Na meranie tlaku konkrétneho plynného média sa vyrábajú špeciálne tlakomery.Medzi nimi sú veľmi obľúbené tlakomery na propán, ktoré sa často inštalujú spolu s redukciou na plynové fľaše.

Chcete sa podeliť o užitočné informácie k téme článku, položiť otázku alebo zverejniť fotografiu? Zanechajte komentáre vo formulári nižšie. Zdieľajte užitočné informácie a odporúčania, ktoré môžu byť užitočné pre návštevníkov stránok.