Manometry pro měření tlaku plynu: typy, konstrukční vlastnosti a obsluha měřidel

Často je potřeba měřit tlak vytvářený plynem. Například v lahvích, v plynovodech, v různých nádobách a nádobách.Pro ovládání a sledování indikátorů se používají tlakoměry k měření tlaku plynu. Tato zařízení slouží v různých sférách života, od lékařství až po těžký průmysl.

Aby nákup zařízení nebyl zbytečný a zakoupený manometr splňoval požadavky výrobních procesů, stojí za to seznámit se s klasifikací. Seznámíme vás s typy plynoměrů. Promluvme si o jejich konstrukčních prvcích a principech fungování.

Klasifikace podle typu měřeného tlaku

Přístroje používané k získávání údajů o parametrech tlaku plynu v plynojemech, dopravních vedeních atd. plynové lahve a další nádrže, jsou klasifikovány podle několika kritérií. Liší se svou strukturou a principem fungování.

Přístroje používané k měření tlaku jsou rozděleny do tříd podle:

• typ měřeného tlaku;
• účel;
• princip fungování;
• třída přesnosti.

Podle typu měřeného tlaku se přístroje určené ke stanovení přesných ukazatelů dělí na tlakoměry, vakuometry, měřiče tahu, tlakoměry, barometry a další.

V závislosti na stupni ochrany před vlivem vnějšího prostředí se vyrábí následující zařízení:

• Standard;
• chráněno před prachem;
• voděodolný;
• chráněna před agresivním prostředím;
• explozi odolné.

Jeden produkt může kombinovat několik typů ochrany.

Schéma ukazuje rozdělení měřicích zařízení podle principu činnosti, typu tlaku, použití a zobrazení. Kapalné a mrtvé přístroje se k získání údajů o tlaku plynu používají jen zřídka

Tlakoměr je malé zařízení, které se používá k měření tlaku nebo tlakového rozdílu. Princip fungování tohoto nástroje závisí na jeho vnitřní struktuře. V rámci jedné třídy se dále dělí do skupin v závislosti na třídě přesnosti.

Pro měření absolutního tlaku, měřeného od absolutní nuly (vakua), se používají absolutní tlakoměry. Přetlak se zjišťuje pomocí tlakoměru. Obecně se všechny druhy takových zařízení nazývají jedním slovem: „tlakoměr“.

Většina typů tlakoměrů je určena k měření hodnot přetlaku. Jejich zvláštností je, že vykazují tlak, představující rozdíl mezi absolutním a atmosférickým.

Vakuoměry jsou zařízení, která ukazují hodnotu tlaku zředěného plynu. Pomocí tlakoměrů a vakuometrů se měří přetlak a tlak zředěného plynu. Informace se zobrazují na jedné stupnici.

Pomocí tlakoměrů se zjišťují parametry přetlaku s hodnotami do 40 kPa. Trakční měřiče naopak umožňují měřit ředění až do – 40 kPa. Měřiče tahového tlaku měří redukce a přetlak v rozsahu od – 20 do + 20 kPa.

Tlakoměry se používají v celé řadě průmyslových odvětví. Práce s plynem zahrnuje vysoké riziko, proto je důležité sledovat všechny systémové indikátory.Informace o tlaku poskytuje uživatelům informace o aktuálním stavu měřeného objektu

Diferenční tlakoměry lze použít k určení rozdílu tlaků ve dvou libovolných zkoumaných bodech. Mikromanometr je diferenční tlakoměr, který umožňuje měřit tlakové rozdíly do 40 kPa.

Klasifikace podle principu činnosti

Tlakoměry plynu se v závislosti na mechanismu pro odečítání dělí na:

• Deformace;
• Elektrický;
• Závaží pístu;
• Kapalina.

Každý typ má své charakteristické rysy.

Deformační typ tlakoměrů

Princip a základ činnosti zařízení deformační třídy spočívá v tom, že tlak působí na citlivý prvek zařízení, který se deformuje. Úroveň tlaku je dána stupněm deformace.

Deformační tlakoměry jsou vyráběny s trubicovými pružinami, vlnovci nebo membránovými pracovními součástmi s vysokou citlivostí

Snímací prvky v zařízení s trubicovými pružinami jsou trubkové pružiny. Tyto výrobky jsou trubky ohýbané do kruhu s příčným oválným průřezem. Plyn působí na vnitřní povrch trubky. Během této expozice se trubice deformuje a mění svůj tvar, blíží se kulatosti.

Jeden konec trubky je utěsněný a lze s ním pohybovat. Druhý je otevřený a upevněný pomocí držáků. Při ohýbání pružinové trubky jsou ovlivněny i kroužky, které následně pružinu ohýbají. Utěsněný konec pružiny se pohybuje v souladu s přítlačnou silou. Tento pohyb se přenáší na měřící stupnici.

Při měření tlaků do 40 barů se používají kruhové pružiny.Při vyšších tlacích se používají spirálové nebo spirálové pružiny umístěné ve stejné rovině. Chyba odečtů při měření tlaku touto metodou se pohybuje od 1 do 4 %.

Snímací prvky membrány a měchu umožňují efektivně měřit malé hodnoty přetlaku a podtlaku.

Měch je vyroben na principu instalatérské měchové hadice. Jedná se o tenkostěnnou kovovou trubku z pohyblivých příčných kroužků. V závislosti na materiálu a výrobních parametrech může být vlnovec více či méně tuhý.

Vlivem vysoké teploty se časem hromadí plastické deformace, které narušují přesnost odečtů. Navíc při zvýšených teplotách a tlakových pulzacích se změna statických charakteristik zrychluje

Citlivé membránové prvky mají největší rozmanitost. Třída přesnosti takových zařízení nepřesahuje 1,5. Taková zařízení mají ochranný systém. V případě přetížení se membrána opírá o speciální ochranné zařízení.

Membránové boxy jsou často instalovány v zařízeních, která měří tlak a vakuum. Manometry, manometry a tlakoměry s membránovými boxy jsou vyráběny s třídou přesnosti 1,5; 2,5 a mez měření do 25 kPa.

Ploché membrány mají malé posunutí pracovního bodu, proto se nejčastěji používají k přeměně tlaku na sílu. Jsou nestabilní, ale dobře propočítaní.

Vlnité membrány spolu s podobnými krabicemi se používají ke zlepšení statického výkonu. První se pohybují lépe, ale je obtížné je vypočítat. Ty druhé se používají mnohem častěji kvůli jejich snížené tuhosti.

Pro měření malých hodnot tlaku se používají přístroje s ochablou membránou.

Zařízení potřebují ochranu před vysokými teplotami, protože to negativně ovlivňuje elasticitu a citlivost hlavních pracovních prvků.

Mechanické indikační tlakoměry

Mnoho trubkových pružinových měřidel je ve skutečnosti zařízení pro přímou konverzi. To znamená, že tlak se přemění na přemístění snímacího prvku a mechanického zařízení, které je s ním v kontaktu.

Na schématu je armatura umístěna radiálně, ale vyrábí se i tlakoměry s axiální armaturou

Vlivem tlaku se volný konec pružiny pohybuje, pohon působí na ozubený sektor a ozubené kolo a indikační šipka se otáčejí.

Pružinové indikační tlakoměry jsou vyráběny s rozsahem měření od 0,1 do 103 MPa a mají různé třídy přesnosti. Vzorové modely jsou vyráběny s třídami přesnosti 0,15; 0,25; 0,4. Měřiče pracovní kategorie se zvýšenou přesností - 1 a 0,6. Všeobecní techničtí pracovníci - s třídami přesnosti 1,5; 2,5; 4.

Elektrické kontaktní tlakoměry

Konstrukčně se jedná o úpravu indikačního tlakoměru. Podstatou práce je, že když šipka dosáhne prahové hodnoty tlaku, síť se uzavře.

Konstrukce indikačního tlakoměru má navíc zabudované šipky s lisovanými elektrickými kontakty, které jsou umístěny naproti signalizovaným hodnotám

Elektrický obvod se uzavře a poplach se spustí, když indikační šipka dosáhne jedné ze šipek s kontakty. Třída přesnosti takových tlakoměrů je 1,5. Rozsah měření odpovídá standardním hodnotám.

Pro zajištění signalizace nebo pro účely polohové regulace slouží tlakový spínač s označením RD. Měří tlaky v rozsahu od 12 do 1600 kPa. Relé je nastaveno na horní a dolní aktivační meze podle údajů na ovládacím zařízení a má vypínací výkon 10W.

Záznamové modely tlakoměrů

Průmysl vyrábí tlakoměry s vestavěným systémem čtení indikátorů, který zaznamenává hodnoty na diskový graf, aby bylo možné sledovat dynamiku indikátorů. Jedna otáčka může být dokončena za 8, 12, 24 hodin. K pohybu dochází díky elektromotoru nebo hodinovému mechanismu.

Činnost tlakoměru je založena na přenosu signálu trubkovou pružinou velkého průměru, která má tažnou sílu. Přenáší pohyb ze snímacího prvku na zobrazovací systém. Přístroje označené MTS zaznamenávají hodnoty přetlaku.

Taková zařízení vyžadují ovládání operátora a mají třídu přesnosti 1; 1,5; 2.5.

Vlnovcové citlivé prvky se používají u samočinných diferenčních tlakoměrů, které mohou být navíc vybaveny poplašným zařízením a pneumatickým převodníkem. Taková zařízení měří tlak v rozsahu od 6,3 kPa do 0,16 MPa a mají třídy přesnosti 1; 1.5.

Tlakoměry se závažím

Takové tlakoměry se často používají jako standard při kalibraci jiných měřicích přístrojů. Rozsah jejich měření je velmi široký. V závislosti na konstrukci zařízení může začínat vážnými hodnotami vakua a končit redundancí až 2500 MPa. Třída přesnosti dosahuje maximálních hodnot až 0,0015.

Pokaždé, když je měřicí zařízení vystaveno zatížení přesahujícímu jeho normální limity, ztrácí svou životnost a přesnost měření.

Princip činnosti spočívá v držení válce v pístu v určitém stavu, přičemž na jedné straně jsou aplikována kalibrační závaží a na druhé straně měřený tlak. V závislosti na hmotnosti břemen se posuzuje velikost vytvořeného tlaku.

Hlavním pracovním prvkem zařízení je měřicí kolona. V závislosti na kvalitě jeho výroby, přesnosti a čistotě sloučenin se mění i velikost chyby.

PMG pracující na plyn mají nejmenší chybu měření. Taková zařízení však stojí mnohonásobně více kvůli jejich konstrukčním vlastnostem a nutnosti filtrovat plyn od cizích částic

Funkčně se manometr vlastní hmotnosti skládá ze zařízení pro vytváření tlaku, měřicího systému a závaží. Zařízení je vybaveno otočným mechanismem pro zvýšení a snížení tlaku a také přetlakovým ventilem.

Široce se používají tlakoměry s neutěsněným pístem. Mají mezeru mezi pístem a válcem. Nádoba pod pístem je naplněna olejem, který se pod tlakem nalévá do mezery a maže třecí plochy.

Elektrický plynoměr

Takové tlakoměry se používají k přeměně přímého nebo nepřímého tlaku plynu na elektrický parametr. Nejběžnější tlakoměry tohoto typu jsou: tenzometr, kapacitní a odporová zařízení. Tlak se měří v rozsahu od 100 Pa do 1000 MPa. Přístroje jsou vyráběny s třídami přesnosti od 0,1 do 2,5.

Činnost tlakoměrů pracujících na základě tenzoresistivního efektu spočívá ve změně hodnoty odporu vodiče v důsledku deformace. Změřte tlak v rozsahu od 60 do 10⁸ Pa s minimální chybou.

Přírubová montáž snímače a speciální konstrukce zařízení umožňuje odečítat údaje o tlaku ve zvláště agresivním prostředí s teplotami do 300 °C. Používá se k měření tlaku v systémech s rychle plynulými procesy.

Pracovní schéma odporových tlakoměrů vychází ze závislosti odporu vodiče na tlaku. Typicky se tento typ zařízení používá k měření zvláště vysokých úrovní tlaku nad 100 MPa

Citlivým prvkem v takovém zařízení je manganinový drát, jehož odpor se snadno měří vyváženým můstkem.

Činnost kapacitních tlakoměrů je založena na působení tlaku na membránu, která je pohyblivou elektrodou. Při pohybu membrány následuje změna kapacity převodníku. Vyznačuje se výraznými teplotními chybami.

U kapacitních tlakoměrů je průhyb membrány určován elektrickým obvodem. Taková zařízení se používají v systémech s rychlými změnami tlaku.

Přístroje na měření kapalin

Tlak je těmito zařízeními určován vyrovnáváním zjištěného tlaku s tlakem vytvářeným sloupcem kapaliny. Tímto způsobem můžete měřit malý přetlak, atmosférický tlak, úroveň vakua, tlakový rozdíl.

Tuto skupinu představují tlakoměry ve tvaru U, které se skládají z propojených nádob a tlak je určován hladinami kapalin; kompenzační mikromanometry; hrnkové tlakoměry, které místo druhé trubice používají zásobník; plovákový, zvonkový a prstencový diferenční tlakoměr.

Dvoutrubkové tlakoměry umožňují měřit tlakové rozdíly. V tomto případě jsou tlaky, které je třeba měřit, aplikovány na každou z trubek

V přístrojích pro měření kapalin je pracovní tekutina analogem citlivého prvku.

Diferenční tlakoměry bývají vybaveny alarmy, průtokoměry, regulátory a záznamovými zařízeními. Rozsah měření od 10 do 10⁵ Pa. Mezní hodnota měření se mění v závislosti na kapalinách plnících zařízení.

Rozdělení podle funkčního účelu

Podle zamýšleného účelu se rozlišují následující typy tlakoměrů používaných k měření tlaku plynu:

• obecné technické;
• odkaz;
• speciální.

Podívejme se na vlastnosti jednotlivých typů.

Tlakoměry pro všeobecné technické účely

Tento typ tlakoměrů se vyrábí pro účely měření hodnot vakua a přetlaku pro všeobecné technické účely. Různé modifikace zařízení umožňují jejich použití v nejrůznějších prostředích. Používají se k měření tlaku ve výrobě přímo při technologických procesech.

Tlak v takových zařízeních působí na trubku zevnitř a způsobuje pohyb volného konce. Spolupracuje s ním mechanismus, který pohybuje šipkou

Tyto tlakoměry dokážou měřit tlak plynných médií neagresivních vůči slitinám mědi při provozních teplotách do 150 °C.Obvykle je tělo výrobku vyrobeno z oceli a části mechanismu jsou vyrobeny z mosazné slitiny.

Všeobecně technické tlakoměry pro nízkotlaký nebo vysokotlaký plyn jsou vyráběny tak, aby byly odolné vůči vibracím s frekvencí v rozsahu od 10 do 55 Hz a také s amplitudou posuvu maximálně 0,15 milimetru. Mají několik tříd přesnosti od 1 do 2,5.

Digitální tlakoměry jsou malých rozměrů, vyznačují se vysokou přesností měření a dlouhou životností. Navíc mohou být taková zařízení kalibrována

Na oblibě si získávají měřiče tlaku plynu pro všeobecné technické účely s elektronickou deskou, na které se zobrazují naměřená data. Často jsou vybaveny konvertory, které automatizují technologické procesy. Hodnoty tlaku se zobrazují na elektronickém číselníku.

Skupina speciálních tlakoměrů

Taková zařízení jsou vyráběna pro konkrétní typ plynu a prostředí, které vytváří. Pro systémy se zvýšeným tlakem se vyrábějí tlakoměry pro vysokotlaký plyn. Některé plyny jsou agresivní vůči určitým slitinám, proto je nutné při práci s nimi používat odolné materiály.

Speciální tlakoměry jsou lakovány v různých barvách podle druhu plynu.

Tlakoměry na propan jsou natřeny červenou barvou, mají ocelové tělo a mají vlastnosti obecných technických tlakoměrů. Provozní tlak takových zařízení je od 0 do 0,6 MPa. Toto je standardní tlak propanu. Provoz je možný v rozsahu teplot od – 50 do + 60 °C. Teplota pracovního prostředí do + 150 °C. Často součástí balonových reduktorů.

Tlakoměry čpavku v lahvích a jiných nádobách jsou zbarveny žlutě.Jednotky s vícestupňovou kompresí jsou vybaveny teplotní stupnicí. Komponenty tlakoměru jsou vyrobeny z materiálů odolných vůči parám čpavku.

V případě vážného dynamického zatížení jsou tlakoměry naplněny glycerinem nebo silikonem

Tlakoměr acetylenu je natřen bílou barvou. Vyrábí se jako tlakoměr pro bezpečnostní systémy z beztukových materiálů. Používá se k měření přetlaku v různých distribučních a výrobních systémech acetylenu. Tělo je vyrobeno z oceli, vnitřní komponenty jsou vyrobeny z mosazné slitiny. Přípustný teplotní rozsah je od – 40 do + 70 °C.

Tlakoměr vodíku se změní na tmavě zelenou. Tlakoměr pro ostatní hořlavé plyny je natřen červeně. Měřící zařízení pro nehořlavé směsi je lakováno černou barvou. Tlakoměr kyslíku má modrou barvu.

Referenční zařízení pro měření tlaku

Tento typ tlakoměru je určen k testování, kalibraci a seřizování dalších přístrojů tak, aby byla zajištěna nejvyšší možná přesnost měření. Taková zařízení se vyznačují vyšší třídou přesnosti ve srovnání s obecně technickými. Pracovní normy jsou rozděleny do tří kategorií.

Kontrolní tlakoměry, používané ke sledování spolehlivosti odečtů měřicích přístrojů v místě instalace, se také nazývají vysoce přesné tlakoměry. Provozní rozsah měření je od 0-0,6 do 0-1600 bar pro plynná média.

Tlakoměry pro konvenční a kompozitní plynové lahve musí podstoupit ověřovací proceduru alespoň jednou ročně, pokud nejsou v dokladech k zařízení uvedeny jiné lhůty. Ověřování provádějí akreditované metrologické organizace, které mají postavení právnických osob.Po ověření je vydán certifikát a umístěno razítko.

Zařízení musí být vyjmuto z tlakové láhve a předáno do metrologické služby. Tam budou ověřovatelé a kalibrátoři pomocí sady standardů a pomocných přístrojů provádět ověřování po dobu asi 10 dnů

Převodové mechanismy v referenčních manometrech jsou opracovány na vyšší frekvenci převodů. Vyznačují se minimálním třením v mechanismu ukazatele a také vysokou citlivostí vnitřních prvků.

Standardní tlakoměry s třídou přesnosti 0,4 mají stupnici 250 jednotek, s třídou přesnosti 0,15 nebo 0,25 mají stupnici 400 jednotek s hodnotou dílku 1 jednotka. Provoz zařízení je možný při různých teplotách v závislosti na výplni pouzdra. Ideální provozní teplota je 20 °C.

Seznámí vás se specifiky doplňování plynových lahví další článek. Všichni vlastníci venkovského majetku, který není připojen k centralizovanému zásobování plynem, by si jej měli přečíst.

Závěry a užitečné video k tématu

Princip činnosti pružinového tlakoměru:

Vlastnosti a rozsah použití tlakoměru:

Pro řešení různých problémů se vyrábí tlakoměry. Nejoblíbenější jsou obecné technické typy používané v malých průmyslových odvětvích a různými společnostmi při práci s plynovými zařízeními a systémy. Elektrické kontaktní tlakoměry jsou zařízení, která signalizují dosažení kritické hodnoty.

Pro kontrolu a seřízení tlakoměrů se používají standardní tlakoměry. Pro měření tlaku konkrétního plynného média se vyrábí speciální tlakoměry.Mezi nimi jsou velmi oblíbené tlakoměry na propan, které se často instalují kompletní s reduktorem na plynové lahve.

Chcete se podělit o užitečné informace k tématu článku, zeptat se nebo zveřejnit fotku? Zanechte prosím komentáře ve formuláři níže. Sdílejte užitečné informace a doporučení, která mohou být užitečná pro návštěvníky webu.