какое давление измеряет дифманометр

01.01.202413.09.2022 admin 0 Comments

Дифференциальный манометр

В работе множества устройств, систем постоянно возникает необходимость в измерении давления рабочей среды (жидкости, газ, пара), подаваемой в трубопроводной системе. Особенно важны эти показатели на предприятиях, где применяют непрерывные технологические процессы, например, на предприятиях по переработке углеводородов.

Для точного измерения применяют дифференциальный манометр.

Дифференциальный манометр – это устройство, которое применяют для выполнения замера перепада давления. С его помощью можно замерить уровень жидкости, находящейся в ёмкостях с повышенным напором. Манометр этого класса может быть использован для определения расхода жидкости или газа. У дифманометра есть другое название – датчик разности давлений.

Как пример можно рассмотреть манометр дифференциальный цифровой ДМЦ 01м. Это изделие применяют для замера напора в рабочей среде. Его довольно часто устанавливают в системы приточно-вытяжной вентиляции. Манометр обеспечивает расчет параметров потока газа, в том числе скорость и расход.

Это изделие способно рассчитывать параметры потоков газа, отводимые от источника загрязнения. В зависимости от измеряемого параметра различают следующие типы изделий:

Дифференциальные манометры широко используют в технологических процессах для выполнения замеров, контроля, фиксации и настройки перепада напора, расхода рабочей жидкости и ее уровня.

Расходомер – это изделие, которое применяют для замера расхода рабочей жидкости (жидкости, газов, пара), используя принцип перепада давления на сужающей диафрагме или сопла. Расходомер показывает результаты измерений в л/час, м 3 /час и пр.

Перепадомер применяют для измерения разности давления рабочей среды по двум точкам измерения технологического процесса. Он показывает результаты измерения в Па, бар и пр.

Уровнемер используют для замера уровня рабочей жидкости по размеру ее столба. Это изделие, показывает результаты измерений в мерах длины – см, мм, м.

Кроме того, что они могут просто показывать, некоторые модификации могут подавать соответствующие сигналы и могут быть оснащены устройством дистанционной передачи информации УДПИ.

Ключевое отличие этих устройство заключено в том, он в состоянии зафиксировать сразу два значения. Разность между ними и отображается на панели манометра. Но, реальная характеристика не всегда играет важную роль. Достаточно установить пороговое значение при его достижении, манометр сформирует управляющий сигнал и направит его по назначению.

Методы получения параметров зависят от вида манометра, в частности, от того, какой чувствительный элемент применяют для получения информации. Существует и разница в методе отображения полученной информации.

Принципы работы манометров сводятся к деформационным процессам, происходящим в измерительных блоках, например, в сильфоне. Эта деталь и есть индикатор давления, который воспринимает скачки давления. Блок же исполняет роль преобразователя давления. Пользователь этого средства измерения получает данные о результате замеров в виде перемещения стрелки на панели индикации. Как правило, результат замеров показывается в Па.

Основные классификации

Большая часть диффманометров содержат в своем составе набор узлов и деталей. При их содействии поддерживаются коммуникационные связи между средами. В состав устройства в обязательном порядке должны входить камеры, которые отделены друг от друга приспособлением, с помощью них проводят замеры. То есть эти устройства играют роль чувствительного компонента, который и фиксирует разницу давлений.

Изменение характеристик рабочей среды приводит к активации механизма индикации. Кроме этого, средства индикации у манометра этого класса могут различаться.

Для изготовления корпуса применяют полимеры или металл с антикоррозийным покрытием. Корпус оснащают специальными компонентами, которые применяют для транспортировки и закрепления устройств на рабочем месте.

Во-первых, надо разделить небольшие конструктивные отличия между разными манометрами. В практической деятельности используют стационарные и переносные устройства. Первые фиксируют непосредственно на месте выполнения замера. Вторые применяют при обследовании того или иного технологического процесса.

По способу подачи данных можно выделить следующие модификации устройства.

Стрелочный

Это классическое представление аналоговых измерительных изделий. Полученное значение показывает стрелка, перемещающаяся по установленной шкале. Такие модели отличаются высокой надежностью, но по части показателей точности, аналоговые манометры значительно уступают цифровым.

Цифровой манометр

Это устройство выводит результаты замера на установленный монитор. На такие изделия может быть уставлен микрочип, которые используют для формирования команд, направляемых на исполнительный механизм. Манометры этого класса устанавливают непосредственно в технологические линии. Управление исполнительными механизмами осуществляются с помощью электрических сигнал от 4 до 20 мА.

Мембранный дифманометр

В основании дифференциального манометра этого типа лежит пластина, выполненная из металла или из другого упругого материала. Иногда, для повышения эффективности мембран их делают гофрированными.

В состав дифференциального мембранного устройства входят две емкости, предназначенные для замера параметров рабочей жидкости. Емкости связаны между собой блоком, оснащенные импульсными трубками.Разница давлений может закрепляться при помощи штока. Он связан с органом измерения. При предельных колебаниях шток вызывает изменения сигнала на выходе из прибора. Это и гарантирует отображение получаемых параметров.

Сильфонный дифманометр

Дифференциальный манометр этого класса часто называют показывающим. Конструктивно оно состоит из показывающей и сильфонной частей. Отображающая часть представляет собой корпус круглой формы. Внутри него устанавливают индикаторный механизм стрелочного типа. Цена деления такого устройства составлять 1 мбар. Сильфонные манометры нашли свое применение в системах отопления, водоснабжения. Кроме этого их устанавливают в комплексах газоснабжения, по которым транспортируют нейтральные газы.

В рабочей части дифференциального манометра установлены элементы упругой механики, они состоят из сильфонов, пружин и пр. то есть, активная среда оказывает воздействие на демпфирующую систему, та в свою очередь передает сигналы на систему индикации. Устройства этого класса отличаются высокой точностью замера, так как механика не восприимчива к воздействию температуры и влаги

Ртутный дифманометр

Он отличается сложностью конструкции. Работа этого изделия основана на определении гидростатических характеристик по ртутному столбику. Применяя взаимодействующие сосуды, прибор фиксирует разницу давлений методом оценки и сравнивания избыточных уровней в столбах жидкостей.

Особенность устройств этого типа заключается в плотности рабочей жидкости. Это сводит к минимуму воздействие капиллярных сил.

Ртутные дифференциальные приборы отличает высокая чувствительность к температурам. Поэтому для ликвидации температурного воздействия на них устанавливают приборы настройки.

Особенности дифференциальных микроманометров

Это мобильные приборы для замера разности давления до 3 кПа. Конструктивно эти приборы состоят из одной трубы, в которой устанавливают средства регулировки. Самая широко применяемая схема, представляет собой наклонную трубку. В полевых условиях традиционно применяют карманный дифманометр, которые отличает простота использования, но доработанная конструкция негативно сказывается на точности измерения.

Дифманометры монтируют в системы контроля технических систем и их безопасности. Они занимают место как обособленный прибор, так как составная часть технологической цепочки плотно взаимодействуя с управляющими приборами.

Между тем современные изделия, например, уже упоминавшийся дифференциальный манометр ДМЦ-01М обеспечивает ведение статистического материала по измеряемым параметрам. Это прибор может быть поставлен вместе с интерфейсом RS-232, это позволяет выполнить соединение дифманометра с персональным компьютером. В результате появляется возможность построения на основании относительно небольшого прибора станцию автоматического контроля с определенным набором функций диспетчеризации.

Но следует отметить, что цена такого изделия довольно высока, она может достигать суммы в 35 тысяч рублей. Приборы, обладающие меньшим функционалом, будут стоить, разумеется, дешевле, но и при этом их возможности останутся на месте.

Модели от компании Testo

Фирма является одним из ведущих проектировщиков и изготовителем различного рода измерительных систем. Дифференциальные манометры представлены модельными рядами, которые устанавливают в системах вентиляции, газопроводных систем, тепловых сетях и пр. Один из самых популярных представителей приборов от этой компании по праву считают Testo 510.

Он способен работать в диапазоне рабочих давлений от 0 до 100 гПа. Этот аппарат прост в использовании и обслуживании. На корпусе установлены магниты, которые обеспечивают его плотную установку.

Поверка манометров

Дифференциальные манометры, как и все измерительные приборы, должны проходить обязательную поверку в аттестованных лабораториях Росстандарта.

Источник

2.4.3. Дифманометры

Малые величины дифференциального давления могут измеряться приборами на основе упругих и вялых мембран, сильфонов, а также комбинированных с другими упругими элементами конструкциями. Конструкций достаточное количество, однако они имеют свои особенности.

Одной из наиболее простых, универсальных и получивших широкое применение являются дифнапоромеры (дифманометры) с конструкциями на основе мембран и мембранных коробок/2-18/. В одном из вариантов (рис. 2.73) мембранная коробка 1, внутрь которой через подводящий штуцер держателя 2 поступает «плюсовое» давление, является чувствительным элементом дифманометра. Под воздействием этого давления смещается подвижный центр мембранной коробки.

Рис. 2.73. Показывающий дифференциальный манометр на основе мембранной коробки:

1 – мембранная коробка; 2 – держатель «плюсового» давления; 3 – держатель «минусового» давления; 4 – корпус; 5 – передаточный механизм; 6 – стрелка; 7 – циферблат

«Минусовое» давление через подводящий штуцер держателя 3 подается внутрь герметичного корпуса 4 прибора и воздействует на мембранную коробку снаружи, создавая противодействие перемещению ее подвижного центра. Таким образом «плюсовое» и «минусовое» давления уравновешивают друг друга, а перемещение подвижного центра мембранной коробки свидетельствует о величине разностного – дифференциального давления. Этот сдвиг через передаточный механизм передается на указательную стрелку 6, которая на шкале циферблата 7 показывает измеряемое дифференциальное давление.

Диапазон измеряемого давления определяется свойствами мембран и ограничивается, как правило, в пределах от 0 до 0,4…40 кПа. При этом класс точности составляет, как правило, 2,5 или 1,5.

Обязательная конструктивная герметичность корпуса определяет высокую защищенность от внешних воздействий и определяется в основном уровнем IP 66.

В качестве материала для чувствительных элементов приборов используется бериллиевая и другие бронзы, а также нержавеющая сталь; для штуцеров, передаточных механизмов – медные сплавы, коррозионно-стойкие сплавы, включая нержавеющую сталь различных марок.

К недостаткам дифманометров (дифнапоромеров) на основе мембранной коробки следует отнести высокие требования к герметичности корпуса и небольшие рабочие избыточные давления, ограниченные прочностью корпуса.

Дифманометр с вертикальной мембраной (рис. 2.74) состоит из «плюсовой» 1 и «минусовой» 2 рабочих камер, разделенных чувствительной гофрированной мембраной 3. Под воздействием давления мембрана деформируется, в результате чего перемещается ее центр вместе с закрепленным на нем передающим штоком 4. Линейное смещение штока в передаточном механизме 5 преобразуется в осевое вращение трибки, и соответственно указательной стрелки, отсчитывающей на шкале прибора измеряемое давление.

Рис. 2.74. Мембранные показывающие дифференциальные манометры с вертикальной мембраной: 1 – «плюсовая» камера; 2 – «минусовая» камера; 3 – чувствительная гофрированная мембрана; 4 – передающий шток; 5 – передаточный механизм; 6 – предохранительный клапан

Для сохранения работоспособности чувствительной гофрированной мембраны при превышении максимального допустимого статического давления предусмотрен открывающийся предохранительный клапан 6. Причем конструкции этих клапанов могут быть различны. Соответственно такие приборы не могут использоваться, когда не допускается контакт сред из «плюсовой» и «минусовой» камер.

Высокая стоимость защитных фланцев мембраны, а также сложность вывода за пределы зоны давления механического перемещения центра этой мембраны приводят к относительно высокой стоимости изделия и, соответственно, не широкому его использованию.

В конструкции показывающего дифференциального манометра с горизонтальной мембраной (рис. 2.75) линейное перемещение центра мембраны вынесено за пределы измерительной области с помощью металлических сильфонов.

Рис.2.75. Мембранный показывающий дифференциальный манометр с горизонтальной мембраной:

Конструкция входного блока предусматривает возможность промывки или продувки «плюсовой» и «минусовой» камер и обеспечивает применение таких приборов для работы даже в условиях загрязненных рабочих сред.

В конструкции дифманометра с горизонтальной мембраной дополнительная установка двух металлических сильфонов повышает надежность конструкции, но существенно снижает ее метрологические характеристики.

В последующем перемещение конца коромысла 5 на указательную стрелку передается с помощью трибко-секторного механизма.

Плюсовое давление подается на вход 7, минусовое – на вход 8.

Рис. 2.76. Схема мембранного дифманометра с эластичным уплотнением выхода: 1 – мембрана; 2 – фланец нижний; 3 – фланец верхний; 4 – толкатель; 5 – коромысло; 6 – эластичный уплотнитель; 7 – плюсовой вход; 8 – минусовой вход.

В конструкции мембранного дифманометра с эластичным уплотнением выхода максимальное рабочее избыточное давление определяется свойствами уплотнения коромысла. Чем выше механические свойства такого уплотнения, тем больше величина рабочего избыточного давления, но хуже метрологические характеристики.

Двухкамерная система измерения дифференциального давления применена в конструкции прибора, показанного на рис. 2.77. Измеряемые потоки среды направляются в «плюсовую» 1 и «минусовую» 2 рабочие камеры, основными функциональными элементами которых являются автономные чувствительные мембраны. Преобладание одного давления над другим приводит к линейному перемещению передающего штока 3, которое через коромысло 6 передается соответственно на сектор 4, трибку 5 и систему стрелочной индикации измеряемого параметра.

Дифманометры с двухкамерной системой измерения используются для измерения малых дифференциальных давлений при не очень высоких статических нагрузках, вязких сред и сред с твердыми вкраплениями.

Магнитомеханический принцип преобразования дифференциального давления в систему отсчета показаний по круговой шкале и организации системы контроля из-за удобства и простоты конструкции, относительно низкой стоимости и высокой надежности получил активное применение в современных измерительных приборах.

Рис.2.77. Мембранный двухкамерный показывающий дифманометр:

1 – «плюсовая» камера; 2 – «минусовая» камера; 3 – передающий шток; 4 – сектор; 5 – трибка; 6 – коромысло

Рис. 2.78. Схема дифманометра с магнитомеханическим преобразователем: 1 – поворотный магнит; 2 – стрелка; 3 – корпус; 4 – механический поршень с закрепленным на нем магнитом; 5 – фторопластовый сальник; 6 – рабочий канал; 7 – пробка; 8 – диапазонная пружина; 9 – блок электрических контактов.

Среда «плюсового» давления через соответствующий подводящий штуцер воздействует на механический поршень и перемещает его вместе с пробкой 7 по каналу 6 до уравновешивания такого смещения противодействующими силами – «минусовым» давлением и диапазонной пружиной. Перемещение механического поршня 4 с закрепленным на нем магнитом приводит к связанному с ним магнитным взаимодействием угловому перемещению поворотного магнита 1 и, соответственно, указательной стрелки 2. Таким образом измеряемая разность давлений преобразовывается в угловое перемещение указательной стрелки.

Согласование диапазона шкалы с угловым перемещением указательной стрелки достигается подбором упругих характеристик диапазонной пружины 8.

В ряде конструкций фторопластовый сальник 5 заменяется на эластичную мембрану, что повышает надежностные характеристики прибора.

В дифманометре с магнитомеханическим преобразователем предусмотрен блок 9, замыкающий или размыкающий соответствующие электрические контакты при прохождении вблизи его механического поршня с магнитом. Принцип работы таких контактов более подробно описан в разделе 3.1.

Одной из основных конструктивных проблем дифманометров, работающих при больших избыточных давлениях, является возможность передачи линейного перемещения чувствительного элемента или его части через защитную оболочку прибора. При измерении малых перепадов давления чувствительные элементы – это, как правило, мембраны, развивают очень малые переустановочные усилия, что конструктивно затрудняет передачу их линейных перемещений через защитную оболочку прибора.

Приборы с магнитомеханической системой преобразования линейного перемещения поршня в осевое вращение трибки и установленной на ней показывающей стрелки обеспечивают передачу линейного перемещения поршня через защитную оболочку прибора путем взаимодействия магнитных полей и последующего преобразования в механическое перемещение вне этой оболочки.

Повышение чувствительности приборов с магнитомеханической системой преобразования достигается увеличением площади элемента, разделяющего «плюсовое« и «минусовое» давления. Таким элементом, являющимся разделителем разных давлений и одновременно первичным преобразователем, может служить мембрана, как в конструкции, представленной на рис.2.79. Основные элементы системы идентичны представленным на рис.2.78. Отличие состоит в мембране 10, которая разделяет «плюсовое» и «минусовое» давления. Перемещение центра этой мембраны через толкатель 11 передается на поршень с закрепленным на нем магнитом.

Рис.2.79. Схема дифманометра с магнитомеханическим преобразователем для измерения малых перепадов давления:

10 – мембрана; 11 – толкатель; 12 – пробка.

Пробка 12 служит для сервисного обслуживания прибора, монтажа или смены диапазонной пружины.

Варьированием используемых в конструкции приборов материалов обеспечивает применяемость таких приборов для различных газов, включая горючие типа пропан-бутан, разных по агрессивности сред.

Модели приборов с магнитомеханической системой в корпусах 63, 80, 100, 150 мм обеспечивают функционирование индикации (отображение на цифровой шкале с определенной погрешностью) измеряемого перепада давления, а также могут дополняться блоками электрических контактов в различных исполнениях. Более детально конструкции сигнализирующих групп приборов с магнитомеханическими системами описаны в разделе 3.1.

Как пример на рис.2.80 показан вид дифференциального манометра ДП в корпусе 63 мм (ДП63).

Рис.2.80. Вид дифференциального показывающего манометра с магнитомеханическим

Активно дифференциальные манометры с магнитомеханическим преобразователем применяются для контроля засорения фильтров на проточных линиях, появления дополнительных гидро- и аэродинамических сопротивлений на работающем оборудовании, включая расходомеры, запорные устройства и др.

Уважаемый пользователь. Уведомляем Вас о том, что персональные данные, которые Вы можете оставить на сайте, обрабатываются в целях его функционирования. Если Вы с этим не согласны, то пожалуйста покиньте сайт. В противном случае это будет считаться согласием на обработку Ваших персональных данных.
Политика конфиденциальности

Источник

Дифманометр принцип работы

Дифференциальный манометр: виды, принцип работы

Потребность в точном замере давления возникает в разных областях. Наиболее требовательны к точности замеряемых показателей производственные предприятия, на которых обслуживаются сложные технологические процессы. Комплексно определять перепады давления в таких условиях позволяет дифференциальный манометр (дифманометр), который имеет разные технико-конструкционные и функциональные исполнения.

Принцип работы прибора

Главным отличием дифференциальных моделей манометра является фиксация сразу двух значений, разность между которыми и отражается в качестве целевого показателя.

Устройство дифференциального манометра

Большинство моделей содержат в конструкции целый комплекс манометрических деталей, функциональных компонентов и трубок для коммуникации между средами. Обязательным является и наличие нескольких измерительных камер, которые отделяются друг от друга именно манометрическими приспособлениями. В типовой схеме работы эти устройства и выполняют функции чувствительного элемента, фиксирующего разность давлений. Изменение состояния с колебанием той или иной характеристики в одной из сред дает сигнал и активируется механизм индикации. Опять же, средства выражения данных у дифференциального манометра различаются, как и реакции на изменения в системе в принципе. Корпус прибора выполняется из защищенных материалов – высокопрочного пластика или металла с антикоррозийным покрытием. Также корпус может иметь специальные элементы для установки, переноса или расположения в вязких и агрессивных средах. Особенно наличие таких дополнений важно для моделей прибора, которые используются в химической промышленности.

Основные классификации

В первую очередь стоит выделить конструкционные отличия между разными дифманометрами. Например, существуют стационарные и карманные устройства – соответственно, первые один раз устанавливаются в точке измерения и больше не меняют положения, а вторые используются непродолжительное время при обследовании той или иной технологической среды. По способу представления информации можно выделить три разновидности прибора:

Мембранный дифманометры

В основе рабочей группы мембранного измерителя разности давлений находится чувствительная металлическая пластина или другой упругий, но в то же время восприимчивый к колебаниям элемент. К слову, в целях повышения чувствительности мембраны иногда делают гофрированными. Устройство также включает две герметичные камеры для измерения давления, которые соединяются между собой вентильным блоком с импульсными трубками. Разность давлений в дифференциальном манометре мембранного типа фиксируется штоком сердечника, который напрямую связан с чувствительным элементом. При пороговых колебаниях шток вызывает пропорциональные изменения выходного сигнала, что и обеспечивает эффект индикации.

Сильфонный дифманометр

Также этот вариант прибора называют показывающим. Конструкция сильфонных манометров основывается на двух частях – показывающей и сильфонной. Что касается первой части, то ее, как правило, представляет круглый корпус средним диаметром 150-200 мм, внутри которого заключен стрелочный трибко-секторный механизм. Цена деления обычно составляет 1 мбар, что оптимально для измерения технологических показателей давления. Дифференциальный манометр с сильфоном, в частности, используется в системах тепло-энергетики и газоснабжения, обслуживающих не агрессивные среды наподобие азота, аргона, воздуха и т. д.

Рабочая же часть устройства формируется средствами деформации упругой механики, состоящей из сильфонов, пружин и торсионной трубки. Собственно, активная среда воздействует на демпферную систему, которая передает физические сигналы элементам показывающей системы. Причем точность сильфонных устройств довольно высокая, поскольку механика не воспринимает помехи от температурно-влажностных негативных факторов.

Ртутный дифманометр

Входит в обширную группу жидкостных манометров, имея при этом одно из самых технически сложных конструкционных исполнений. Принцип действия прибора основывается на определении гидростатических показателей давления по столбу жидкости – в данном случае ртути. Используя также систему взаимодействия сообщающихся сосудов, устройство определяет разность давлений путем фиксации и сравнения избыточных уровней в жидкостных столбах. К особенностям ртутных дифференциальных манометров можно отнести высокую плотность рабочей среды, что минимизирует негативное влияние капиллярных сил.

Кроме того, для защиты рабочего процесса от внешнего воздействия при статическом давлении до 5 МПа могут задействоваться и дополнительные элементы контроля начального положения обслуживаемого столба жидкости. К тому же ртутные дифманометры отличаются чувствительностью к температурам, поэтому для устранения эффекта теплового влияния устройства иногда снабжаются средствами регулировки нулевого уровня чувствительной среды.