Как работают жидкостные манометры и как ими пользоваться?

Жидкостные манометры – профессиональные приборы, решающие проблему высокоточного измерения жидкостной среды. В статье мы рассмотрим их внешний вид, схему работы, разновидности, расскажем об их использовании.

Функционирование жидкостного манометра базируется на принципе сообщающихся сосудов. Фиксируемое давление уравновешивается массой жидкостного наполнителя. Его уровень передвигается на высоту, которая пропорциональна прилагаемой нагрузке. Схема прибора проста.

Измерительная система выглядит как стеклянная трубка с парой колен, наполненная рабочей средой. Учитывая, что на ее поверхности образуется лишь атмосферное давление, вещество останавливается на одинаковом уровне. Значения измерений указывают в единицах раствора (дюймах, см, мм жидкости, ртутного столба).

Такие устройства снабжаются ртутоуловителями. Они применяются на практике как образцовые приборы для градуировок шкал.

Уровни рабочей среды совпадают в случае равенства давлений над ними. Если они не равны, то принимают положение, при котором избыток давления в первом сосуде уравновешивается давлением избытка жидкостного столба во втором. У многих изделий уровень рабочей среды видимый. По его показателю определяются значения проведенных замеров.

Приборы не только точны, но и отличаются стабильностью показаний. У них минимальная погрешность, оптимальная скорость установки и пуска. Они взрывобезопасны, однако характеризуются недостаточной механической прочностью стеклянных трубок. Их минусами являются незначительность пределов измерений, а также невозможность передачи в дистанционном формате, автоматической фиксации показаний.

В промышленном использовании и лабораторных условиях применяют разные модификации жидкостных манометров. Чаще других востребованы несколько вариантов устройств. Они просты и надежны, поэтому отличаются широким спектром применения. Сегодня их используют для определения разницы давления, его избыточности, разрежения, замера атмосферной нагрузки.

В основе данных приборов сообщающиеся сосуды с конкретным давлением по одному либо нескольким уровням жидкости. Первый конец трубки соединен с системой для проведения замеров. Второй герметично спаянный либо свободно сообщается с атмосферой. Стороны устройства имеют одинаковую длину.

Для выполнения замеров избытка давления в один конец поступает среда при свободном втором. Так же измеряется и вакуумметрическое давление. У прибора симметричная разметка на шкале. Жидким веществом может быть вода, ртуть или спирт. Двухтрубные устройства применяются в сферах медицины, метеорологии, промышленности, трубопроводах.

Однотрубный жидкостный манометр работает так же, как и традиционные U-образные аналоги. Однако в сравнении с ними у него нет второй трубки. Вместо нее в конструкции предусмотрена емкость, площадь которой гораздо больше площади сечения базовой трубки. По сути, устройство состоит из чашки с отверстием внизу, к которому подсоединена открытая трубка.

В отличие от предыдущего прибора здесь применяется только жидкостный столб, нет потребности в вычислении суммарных колебаний уровней жидкости. Рабочей жидкостью может быть вода либо ртуть. Ее заливают в сосуд до нулевой отметки шкалы. Приборы используют для тарировки, а также поверки рабочих приборов, реже они являются рабочими устройствами.

Кольцевые модификации, именуемые кольцевыми весами, высокоточны. Их жидкостный столб расположен в кольцевом канале. Разность давлений приводит к перетеканию жидкости. Когда измеряется давление, центр тяжести перемещается, сдвигая стрелку указателя. При измерении устройством фиксируется наклонный угол оси кольцевого канала.

Прибор имеет вид металлической трубки, изогнутой в кольцо и закрепленной на призме. В нижнюю часть кольца подается жидкость, в верхней есть перегородка. Равномерность шкалы обеспечивается особым лекальным устройством. Манометры такого типа используют для измерения давления и его перепада, определения вакуума. Они надежны и просты в исполнении.

Измерительная система данных приборов содержит в качестве одного из элементов жидкость. Однако работают устройства по-другому. В ходе проведения измерений происходит вытеснение напором стороннего штока и уравновешивание его уровня посредством калиброванных грузов.

Давление в данном случае вычисляется противовесовой массой, геометрическими значениями устройства, углом поворота корпуса. У корпуса есть 2 измерительные камеры, необходимые для подачи давления по имеющимся шлангам. Сфера применения устройств аналогична.

Пользоваться манометром несложно. Измеряемое давление напрямую связывается с плотностью рабочей среды, которая применяется в приборе. Прежде чем приступить к использованию, нужно уточнить, какой тип жидкости является рабочей средой (вода, спирт, ртуть).

Кроме того, имеет значение определение вида давления. Если трубки классического U-образного прибора открыты, жидкость будет подвергаться атмосферному давлению. Бывает, что они закрыты и присоединены к источнику давления. Когда концы трубок открыты, одинаковый уровень жидкости объясняется идентичным давлением, оказываемым на них.

Однако при проведении такого измерения нужно помнить о смещении показателей высоты в обеих трубках.

Зачастую шкала прибора имеет специальное устройство, позволяющее регулировать положение самой шкалы. Прежде чем приступить к проведению измерений, нужно удостовериться в совпадении уровня жидкости в обеих трубках. После этого нужно проследить за тем, чтобы оба уровня совпали с отметкой на шкале. Данное обнуление способствует получению более точных данных, исправной работе прибора, говорит о чистоте используемой жидкости.

U-образные устройства с используемой водой применяются как напоромеры, тягонапоромеры и тягомеры при диагностировании воздушного напора, а также неагрессивных газов. Диапазон определений жидкостных манометров задается показателем высоты в трубке (размерами самого прибора и плотности используемого вещества).

Устройства применяют для градуировки манометров иных разновидностей, которые предназначены для измерения небольшого атмосферного давления, вакуума и разности давлений.

Чашечные (одно- и двухчашечные) модификации применяются для замера разницы давлений до 3 МПа. Их именуют микроманометрами с наклонной трубкой. Они безынерционные, относятся к усилительным звеньям. При увеличении чувствительности приборов автоматически уменьшается диапазон измерений микроманометров.

Условия их эксплуатации задаются температурой и ускорением падения в месте проведения замеров. Из-за воздействия температуры происходит изменение плотности, используемой для уравновешивания давления. Кроме того, изменяется длина шкалы. Погрешности измерений объясняются неточностями шкал, ошибками при отсчетах высот жидкостных столбов.