Влаштування манометра для вимірювання тиску газу. Манометри

При проектуванні та експлуатації систем опалення найбільше важливим показникомта параметром є тиск теплоносія. При нормальному тиску, що знаходиться в межах гідравлічного графіка, робочий процес ідебез порушень, теплоносій доходить до найвіддаленіших точок системи опалення. При перевищенні тиску вище критичної точки виникає небезпека розриву трубопроводів. При зниженні тиску нижче допустимого виникає загроза кавітації - утворення бульбашок повітря, що призводять до корозії та руйнування трубопроводів. Для того щоб утримувати показники тиску на необхідному рівні, потрібно постійно за ними спостерігати. Саме для цього і застосовуються манометри – прилади, які цей тиск вимірюють.

Основна класифікація манометрів ведеться за критерієм принципу вимірювання тиску. Застосування якогось конкретного з видів манометрів обумовлюється особливостями технологічного процесу, сферою використання, а також можливістю застосування в тих чи інших умовах. Усього є п'ять видівданих приладів:
— рідинні манометри;
— пружинні манометри;
— мембранні манометри;
— ;
— диференціальні манометри.

З усіх наведених вище видів приладів для вимірювання тиску найпростішими є рідинні манометри . Вони є U-подібну скляну трубку, Заповнену до половини рідиною і з шкалою зазвичай в міліметрах і паскалях. Рівень рідини в трубці обов'язково повинен бути навпроти нульової позначки шкали. Якщо один кінець трубки з'єднати з місцем вимірювання тиску газу, а другий кінець трубки залишити відкритим, рідина в першій трубці опуститься, а в другій - підніметься. Різниця рівнів рідин щодо нуля буде величиною, що визначає тиск у міліметрах стовпа рідини. Причому площа перерізу трубки жодним чином не впливатиме на показання приладу. Рідинні U-подібні манометризастосовуються для виміру низького тискуз діапазонами показань 100, 160, 250, 400, 600 та 1000 міліметрівстовп рідини. При заповненні трубки водою відлік ведеться у міліметрах водяного стовпа ( мм ст.ст.), ртуттю – у міліметрах ртутного стовпа (мм рт.ст.). При заповненні рідинних U-подібних ртутних манометрів необхідно поверх ртуті налити в обидві трубки. 8-10 ммводи або технічної олії, щоб уникнути попадання парів ртуті до приміщення.

Найбільш широке застосуваннясеред приладів для вимірювання тиску знайшли пружинні манометри . Їх переваги в тому, що вони прості за конструкцією, надійні та придатні для вимірювання тиску середовища в широкому діапазоні від 0,01 до 400 МПа (від 0,1 до 4000 бар).

Чутливим елементом пружинного манометра є порожня вигнута трубка еліпсоїдного або овального перерізу, що деформується під дією тиску Один кінець трубки запаяний, а другий з'єднаний з штуцеромчерез який з'єднується з середовищем, в якому вимірюється тиск. Закритий кінець трубки з'єднаний з передатним механізмом, змонтованим на стійці, що складається з повідець, зубчастого сектора, шестерні з віссю та стрілки манометра. Для усунення мертвого ходу між зубцями сектора та шестерні служить спіральна пружина. Шкала проградуйована в одиницях тиску (паскаль або бар) і стрілка показує безпосередню величину надлишкового тиску вимірюваного середовища. Механізм манометра поміщений у корпус. Вимірюваний тиск надходить усередину трубки, яка під дією цього тиску прагне розпрямитися, так як площа зовнішньої поверхні більша за площу поверхні внутрішньої. Переміщення вільного кінця трубки через передавальний механізм передається стрілці, яка повертається певний кут. Між тиском, що вимірюється, і деформацією трубки існує прямолінійна залежність і стрілка, відхиляючись щодо шкали манометра, показує величину тиску.

Як чутливий елемент в мембранних манометрів виступає хвиляста металева мембранна камера, яка затиснута між двома фланцями. Під впливом тиску мембрана вигинається нагору і за допомогою передавального механізму повертає стрілку. Величина згинання мембрани і, отже, повороту стрілки залежить від тиску. Мембранні манометри менш чутливі та точніші, ніж пружинні.

Застосовують у системах автоматичного контролю, регулювання та сигналізації. У дві спеціальні стрілки, що встановлюються на мінімальний та максимальний тиск у межах шкали, вмонтовані контакти електричного ланцюга. При досягненні рухомої стрілки однієї з контактів ланцюг замикається, що викликає подачу сигналу чи відповідну дію системи, у якому підключений манометр.

Диференціальні мембранні манометри застосовуються для вимірювання перепаду тиску газові фільтриабо в пристроях, що звужують витратомірів.

Для вимірювання будь-якого тиску робочого середовищау процесі технологічного процесу використовується манометр для вимірювання тиску. Як робоче середовище виступають рідини, гази, повітряне середовище і навіть пара. Використовуються різні манометри, конструкція яких залежить від способу зняття показань. Прилади застосовуються у всіх галузях промисловості, будівництві та медицині.

Типи визначуваних тисків

Зі шкільного курсу фізики відомо, що для розрахунків користуються трьома видами тисків. Серед них такі:

• Атмосферне. Воно давно розраховане і постійне для певної точки земної поверхні. Атмосферний тиск впливає на всі навколишні предмети у тому числі і на людину. Але здорова людинайого не відчуває через врівноваження внутрішнього тиску.
• Надмірне. Створюється у вигляді нагнітальних установок за умови замкнутого простору. Підвищений тиск в основному використовується для приведення силових механізмів в рух від слабкого двигуна.
• Знижений (вакуумічний). Використання вакуумного тиску обумовлено технологічними умовами. Створене розрядження допомагає втягувати робоче середовище в ємність.

Під час навчання в інституті з'являється додаткове поняття- Абсолютний тиск. Це сума атмосферного та підвищеного тисків.

Для зняття показань слід вибирати відповідний тип приладу.

Типи вимірювальних приладів

Манометри - компактні прилади, призначені для вимірювання надлишкового тиску робочого середовища. З їх допомогою здійснюється візуальний контроль за технологічним процесом. Технологічне обладнанняможе зруйнуватися зі збільшенням максимального значення.

Для багатьох постає проблема, які бувають манометри та для чого. Залежно від типу середовища, способу зняття показань та місця встановлення розрізняють такі види:

Пружинний прилад призначений для вимірювання показників підвищеного навантаження рідини або газу. Технологія виміру полягає в можливості деформування під впливом навантаження. До пружини закріплено вказівну стрілку. Перед стрілкою розташовується панель із розкресленою шкалою.

В іншому варіанті такого пристрою виступає трубка Бурдона. Вона має форму півсфери та, з одного боку, глуха. Навантаження, що подається, розгинає трубку, а одновиткова пружинка з індикаторною стрілкою повертається навколо осі на кут розправлення.

Мембранні вимірювачі відрізняються від пружинних приладівпринципом виміру. Працюють за рахунок пневматичної компенсації. Прогинання мембрани залежить від прикладеного навантаження.

Варіантів вимірювальних механізмів безліч:

• мембрана плоска гофрована;
• Сильфонна мембрана.

Серед безлічі вимірювачів найбільшою популярністю користуються пристрої із пружиною Бурдона. Діапазон вимірювань доступний у діапазоні від 0,6 кгс/см2 до 1600 кгс/см2.

Рідинні манометрипрацюють за образом сполучених судин. У них два стовпи рідини врівноважуються. Можна сказати, що у такий спосіб вимірюється гідростатичний тиск. На одній із трубок знаходиться шкала. Прилади мають малий діапазон виміру 10-100 Па і тому використовуються у лабораторіях.

Електроконтактні вимірювачі використовуються визначення значень розрядження (вакууму). До них відносяться вакуумметри та мановакуумметри. Працюють з нейтральними рідинами та газами, тому що виготовляються зі сталі та латуні.

за зовнішньому виглядуелектроконтактні манометри нагадують пружинні, але мають значно більший корпус. У ньому знаходиться контактна група. Основним призначенням таких приладів є аварійна сигналізація.

Зразкові манометри, власне, є стандартами, з яких відбувається перевірка справності робочих манометрів. Вони мають високу точність завдяки зубчастій передачі передавального механізму.

Спеціальні манометри названо так, тому що призначені для вимірювання тиску газів одного типу. Наприклад, ацетилену, аміаку, кисню та інших. На передній частині приладу вказується призначення, яке корпус забарвлюється в певний колір:

• чорний – вуглекислота;
• синій – кисень;
• червоний – пропан;
• жовтий – аміак.

Вібростійкі прилади призначаються для відстеження високого стрибкоподібного тиску або середовищ, що викликають сильні вібрації.

Самописні прилади виробляють виміри і відразу ж роблять запис результатів у вигляді діаграми.

Судновими манометрами проводиться вимірювання води та пари в котлах, олії та дизельного паливадля силової установки. При роботі в умовах підвищеної вологостівони повинні бути волого- та вібростійкими.

Залізничні, як видно з назви, використовуються у локомотивах та рухомих складах залізничного транспорту. Їх особливістю є перетворення отриманих результатів на електронний та інший вид.

Диференціальні прилади належать до категорії складного обладнання. Робота вимірювача заснована на деформуванні кількох блоків, що входять стежить механізм. Визначення показань відбувається після врівноваження блоків, коли стрілка перестає переміщатися.

Кожен прилад має похибку вимірів та манометри не виняток. Вони поділяються на кілька точних класів:

1. 0,15;
2. 0,25;

Влаштування приладу

Серед безлічі пристроїв розглядати пристрій та принцип роботи слід на найпоширенішій моделі. Пристрій манометра для вимірювання тиску такий:

Корпус манометра виготовляється із сталі, та його образ нагадує циліндр, який заглушений з одного боку. У ньому закріплюється важільно-пружинний механізм із трубкою Бурдона. Для показу показань встановлюється шкала. А індикаторна стрілка, що має жорстке кріплення до механізму, показує зусилля. Скло захищає від зовнішнього впливу.

Монтаж на водопровід проводиться через порожнистий штуцер. Рідина, проходячи через штуцер, потрапляє у трубку, яку намагається розігнути.

Галузь застосування

Практично всі галузі промисловості використовують у механізмах манометри. Найпоширеніші це:

• машинобудування;
• автомобілебудування (компресори);
• сільське господарство;
• газобалонне обладнання;
• житлово-експлуатаційне господарство (котлове обладнання, водопровід);
• домашнє господарство (опалювальний котел, автоклав);
• металургія.

Газовий манометр

Газові манометри мають маркування КМ. Призначені для використання сухих середовищ, таких як повітря, кисень та інші. Щоб встановити манометр низького тиску на трубопровід, використовується різьблення М12х1,5.

Перед придбанням потрібно знати в чому вимірюється тиск газу. Найпоширенішими системами вимірювання у побуті є атмосфера та Bar. У промисловості використовуються кгс/см2 та МПа.

Правила підбору

Різні галузі використовують різні вимірювальні прилади. Щоб підібрати потрібний манометр потрібно знати такі вимоги:

Виміряти з гарантованою точністю можна після калібрування та випробування приладу. У разі потреби проводиться його налаштування.

Вимірювання тиску провадиться за допомогою чутливого елемента - трубки Бурдона, діафрагми, стовпа рідини, тензодатчика і т.д. Найбільш поширені такі прилади вимірювання тиску:

• U-подібна трубка
• Пружинний манометр на основі трубки Бурдона
• Діафрагмовий манометр
• Діафрагмовий датчик тиску
• Тензометричний датчик тиску
• Сильфонний датчик тиску
• П'єзо-електричний датчик тиску

Розглянемо принцип дії манометрів різних типів.

Як працює пружинний манометр?

Чутливим елементом пружинних манометрів є трубка Бурдона - порожниста латунна трубка еліптичного або овального перерізу, зігнуту по дузі та запаяна з одного кінця. Інший кінець трубки з'єднується зі штуцером манометра, таким чином внутрішня порожнина трубки повідомляється з областю, де вимірюється тиск.

Тиск діє внутрішню поверхню трубки Бурдона. Через різницю площ, на які впливає тиск середовища, трубка прагнутиме розпрямитися. Виходить, що зі збільшенням тиску латунна трубка розгинається, а при зменшенні - згинається. Це призводить до переміщення запаяного кінця трубки, який через тягу з'єднаний із зубчастим сектором, що впливає на шестірню зі стрілкою. Положення стрілки за допомогою нанесеної на прилад шкали інтерпретується величину показань надлишкового тиску.

Манометри на основі трубки Бурдона здатні вимірювати тиск до сотень МПа і широко застосовуються в гідроприводі, пневмоприводах, системах опалення водопостачання.

Навіщо манометр заповнюють гліцерином?

Для зниження вібрацій і коливань, за наявності пульсацій, стрибкоподібних змін тиску, манометр заповнюють демпфуючою рідиною - гліцерином, а тиск до чутливого елемента підводиться через .

Що таке зразковий манометр

Зразковий манометр- прилад для вимірювання тиску з високою точністю, він призначений для випробувань, тарування, повірки, калібрування інших манометрів або датчиків тиску, для вимірювання точного вимірювання тиску, наприклад при проведенні науково-дослідних експериментів, здійснення тарування, повірки інших манометрів.

Зразкові манометри зазвичай мають пристрої додаткового налаштування та коригування, наприклад, може бути передбачена можливість температурного коригування. До механізмів зразкових манометрів пред'являються високі вимогивони виготовляються із високою точністю.

Зразкові манометри показують тиск з високою точністю, а діаметр шкали у цих манометрів більший, ніж у звичайних приладів. Діаметр зразкових манометрів з 0,4 становить 160 мм, і з класом точності 0,15 чи 0,25 - 250 мм.

Як влаштований діафрагмовий манометр?

В якості чутливого елемента в діафрагмовому манометрі використовується мембрана, яка впливає на механізм, з'єднаний зі стрілкою. Вимірюваний тиск, що підводиться до манометра, деформує мембрану, яка в свою чергу змушує переміщатися стрілку.

Діапазон вимірювання діафрагмового манометра залежить від жорсткості та площі мембрани.

Діафрагмові манометри придатні для роботи з агресивними середовищами, їх використовують для вимірювання тиску:

• Цементні та бетонні насоси.
• Система транспортування стічних вод
• На коксовому виробництві

Параметри манометрів

При виборі манометрів слід враховувати такі параметри:

• Середовище, в якому вимірюється тиск
• Галузь застосування
• Клас точності манометра
• Діаметр, згідно з ГОСТ 2405-88. "Манометри, вакуумметри, мановакуумметри" випускаються манометри діаметром 40, 50, 63, 100, 160, 250 міліметрів
• Межа вимірів
• - МПа, Бар, Кгс/см 2
• Матеріал корпуса
• Наявність фланця
• Приєднувальне різьблення штуцера
• Розташування штуцера - радіальне або осьове

На манометрі може бути нанесено кілька шкал для вимірювання тиску в різних одиницях.

На представленому манометрі нанесені шкали для вимірювання тиску МПа і psi. Прилад показує тиск 250 бар або 3500 psi.

Умовне позначення манометрів

У позначенні приладу вказується:

1. Функціональне призначення приладу
   • ДМ – манометр;
   • ДВ – вакуумметр;
   • ТАК – мановакуумметр;
   • ДП - тягомір;
   • ДН – напоромір;
   • ДГ - тягонапоромір.
2. Серійний чи порядковий номер манометра
3. Величина вимірюваного тиску
4. Одиниці виміру
5. Клас точності

Наприклад, для манометра з порядковим номером 0001, межею 100, одиницею вимірювання МПа, класом точності 1, позначення виглядатиме:

Виробники манометрів можуть встановлювати свої правила маркування, проте принцип позначення та основні параметри, що вказуються в шифрі, залишаються аналогічними тим, що показані в прикладі.

Характеристикою тиску є сила, яка поступово впливає на одиницю площі поверхні тіла. Ця сила впливає різні технологічні процеси. Тиск вимірюється у паскалях. Один паскаль дорівнює тиску сили в один ньютон на площу поверхні 1 м 2 . Застосовують прилади вимірювання тиску.

Види тиску

• Атмосфернетиск утворюється атмосферою Землі.
• Вакуумметричнетиск - це тиск, що не досягає величини атмосферного тиску.
• Надмірнетиск - це величина тиску, що перевищує значення атмосферного тиску.
• Абсолютнетиск визначається від величини абсолютного нуля (вакуум).

Види та робота

Прилади, які вимірюють тиск, називаються манометрами. У техніці найчастіше доводиться визначати надлишковий тиск. Значний інтервал вимірюваних величин тиску, особливі умовивимірювання їх у всіляких технологічних процесах обумовлює різноманітність видів манометрів, які мають свої відмінності щодо конструктивним особливостямта за принципом роботи. Розглянемо основні із застосовуваних видів.

Барометри

Барометром називають прилад, який вимірює тиск повітря в атмосфері. Існує кілька видів барометрів.

Ртутнийбарометр діє з урахуванням переміщення ртуті в трубці за певною шкалою.

Рідиннийбарометр працює за принципом урівноваження рідини тиском атмосфери.

Барометр-анероїд працює на зміні розмірів металевої герметичної коробки з вакуумом усередині під дією тиску атмосфери.

Електронний барометр є сучаснішим приладом. Він перетворює параметри звичайного анероїду на цифровий сигнал, що відображається на рідкокристалічному дисплеї.

Рідинні манометри

У цих моделях приладів тиск визначається заввишки стовпа рідини, яке вирівнює цей тиск. Рідинні прилади для вимірювання тиску найчастіше виконують у вигляді 2-х скляних судин, з'єднаних між собою, в які залита рідина (вода, ртуть, спирт)

Один кінець ємності з'єднаний з вимірюваним середовищем, а другий відкритий. Під тиском середовища рідина перетікає з однієї судини в іншу до вирівнювання тиску. Різниця рівнів рідини визначає надлишковий тиск. Такими приладами заміряють різницю тисків та розрідження.

На малюнку 1а зображено 2-х трубний манометр, що вимірює вакуум, надлишкове та атмосферний тиск. Недоліком є ​​значна похибка вимірювання тиску, що має пульсацію. Для таких випадків застосовують 1-трубні манометри (рисунок 1б). У них один край судини більшого розміру. Чашка з'єднана з вимірюваною порожниною, тиск якої пересуває рідину у вузьку частину судини.

При вимірі береться до уваги лише висота рідини у вузькому коліні, оскільки рідина змінює свій рівень у чашці незначно, і цим нехтують. Щоб зробити виміри малих надлишкових тисківвикористовують 1-трубні мікроманометри з трубкою, нахиленою під кутом (рисунок 1в). Чим більше нахил трубки, тим точніше показання приладу внаслідок збільшення довжини рівня рідини.

Особливою групою вважаються прилади для вимірювання тиску, в яких рух рідини в ємності діє на чутливий елемент - поплавець (1) на малюнку 2а, кільце (3) (рисунок 2в) або дзвін (2) (рисунок 2б), які пов'язані зі стрілкою, є вказівником тиску.

Перевагами таких приладів є дистанційна передача та їх реєстрація значень.

Деформаційні манометри

У технічній галузі набули популярності деформаційні прилади для вимірювання тиску. Їх принцип роботи полягає у деформації чутливого елемента. Ця деформація виникає під впливом тиску. Пружний компонент пов'язаний з пристроєм, що зчитує, що має шкалу з градуюванням одиницями тиску. Деформаційні манометри поділяються на:

• Пружинні.
• Сільфон.
• Мембранні.

Пружинні манометри

У цих приладах чутливим елементомє пружина, з'єднана зі стрілкою передавальним механізмом. Тиск впливає всередині трубки, перетин намагається набути круглої форми, пружина (1) намагається розкручуватися, в результаті стрілка пересувається за шкалою (рисунок 3а).

Мембранні манометри

У цих приладах пружним компонентом мембрана (2). Вона прогинається під тиском і впливає на стрілку за допомогою передавального механізму. Мембрану виготовляють типу коробки (3). Це збільшує точність та чутливість приладу через більший прогин при рівному тиску (рисунок 3б).

Сильфонні манометри

У приладах сильфонного типу (рисунок 3в) пружним елементом є сильфон (4), який виконаний у вигляді тонкостінної гофрованої трубки. У цю трубку впливає тиск. При цьому сильфон збільшується в довжину та за допомогою механізму передачі пересуває стрілку манометра.

Сильфонні та мембранні види манометрів використовують для вимірів незначних надлишкових тисків та вакууму, оскільки пружний компонент має невелику жорсткість. При застосуванні таких приладів для вимірювання вакууму вони отримали назву тягомірів. Прилад, що вимірює надлишковий тиск, є напороміром , для вимірювання надлишкового тиску та вакууму служать тягонапороміри .

Прилади для вимірювання тиску деформаційного типу мають перевагу, порівняно з рідинними моделями. Вони дозволяють робити передачу показань дистанційно та записувати їх у автоматичному режимі.

Це відбувається внаслідок перетворення деформації пружного компонента у вихідний сигнал. електричного струму. Сигнал фіксується приладами вимірювань, які мають градуювання за одиницями тиску. Такі пристрої мають назву деформаційно-електричних манометрів. Широке використання знайшли тензометричні, диференціально-трансформаторні та магнітомодуляційні перетворювачі.

Диференційно-трансформаторний перетворювач

p align="justify"> Принципом роботи такого перетворювача є зміна сили струму індукції в залежності від величини тиску.

Прилади з наявністю такого перетворювача мають трубчасту пружину (1), яка пересуває сталевий сердечник (2) трансформатора, а не стрілку. У результаті змінюється сила індукційного струму, що подається через підсилювач (4) вимірювальний прилад (3).

Магнітомодуляційні прилади для вимірювання тиску

У таких приладах зусилля перетворюється на сигнал електричного струму внаслідок пересування магніту, пов'язаного з пружним компонентом. Під час руху магніт впливає на магнитомодуляционный перетворювач.

Електричний сигнал посилюється в напівпровідниковому підсилювачі та надходить на вторинні електровимірювальні пристрої.

Тензометричні манометри

Перетворювачі на основі тензометричного датчика працюють на основі залежності електричного опору тензорезистора від величини деформації.

Тензодатчики (1) (рис. 5) фіксуються на пружному елементі приладу. Електричний сигнал на виході виникає внаслідок зміни опору тензорезистора і фіксується вторинними пристроями вимірювання.

Електроконтактні манометри

Пружним компонентом у приладі виступає трубчаста одновиткова пружина. Контакти (1) та (2) виконуються для будь-яких позначок шкали приладу, обертаючи гвинт у головці (3), що знаходиться на зовнішній стороніскло.

При зменшенні тиску та досягненні його нижньої межі, стрілка (4) за допомогою контакту (5) увімкне ланцюг лампи відповідного кольору. При зростанні тиску до верхньої межі, яка задана контактом (2), стрілка замикає ланцюг червоної лампи контактом (5).

Класи точності

Вимірювальні манометри поділяють на два класи:

1. Зразкові.
2. Робітники.

Зразкові прилади визначають похибку показань робочих приладів, що у технології виробництва продукції.

Клас точності взаємопов'язаний із допустимою похибкою, яка є величиною відхилення манометра від дійсних величин. Точність приладу визначається відсотковим співвідношенням максимально допустимої похибки до номінального значення. Чим більше відсотоктим менше точність приладу.

Зразкові манометри мають точність набагато вище за робочі моделі, оскільки вони служать для оцінки відповідності показань робочих моделей приладів. Зразкові манометри застосовуються в основному в умовах лабораторії, тому вони виготовляються без додаткового захисту від довкілля.

Пружинні манометри мають 3 класи точності: 0,16, 0,25 та 0,4. Робочі моделі манометрів мають такі класи точності від 05 до 4.

Застосування манометрів

Прилади для вимірювання тиску найбільш популярні прилади різних галузяхпромисловості під час роботи з рідкою чи газоподібною сировиною.

Перерахуємо основні місця використання прилади для вимірювання тиску:

• Газо- та нафтовидобувної промисловості.
• Теплотехніці для контролю тиску енергоносія у трубопроводах.
• Авіаційної галузі промисловості, автомобілебудування, сервісне обслуговуваннялітаків та автомобілів.
• Машинобудівної галузі при застосуванні гідромеханічних та гідродинамічних вузлів.
• Медичні пристрої та прилади.
• Залізничне обладнання та транспорт.
• Хімічної галузі промисловості визначення тиску речовин у технологічних процесах.
• Місцях із застосуванням пневматичних механізмів та агрегатів.

У ГРП для контролю роботи обладнання та вимірювання параметрів газу застосовують такі КВП:

• термометри для вимірювання температури газу;
• манометри, що показують і реєструють (самопишучі) для виміру тиску газу;
• прилади для реєстрації перепаду тиску на швидкісних витратомірах;
• прилади обліку витрати газу (газові лічильники чи витратоміри).

Усі КВП повинні піддаватися державній або відомчій періодичній перевірці та бути у постійній готовності до виконання вимірювань. Готовність забезпечується метрологічним наглядом. Метрологічний нагляд полягає у здійсненні постійного спостереження за станом, умовами роботи та правильністю показань приладів, здійсненні їх періодичної перевірки, вилучення з експлуатації приладів, що прийшли в непридатність і не пройшли перевірки. КВП повинні встановлюватися безпосередньо біля місця виміру або на спеціальному приладовому щитку. Якщо КВП монтують на приладовому щитку, використовують один прилад з перемикачами для виміру показань в декількох точках.

КВП приєднують до газопроводів сталевими трубами. Імпульсні трубки з'єднують зварюванням або різьбовими муфтами. Всі КВП повинні мати клейма або пломби органів Росстандарту.

КВП з електричним приводом, а також телефонні апарати повинні бути в вибухозахищене виконання, інакше їх ставлять у приміщенні, ізольованому від ГРП.

До найпоширеніших видів КВП в ГРП відносяться прилади, що розглядаються далі в цьому розділі.

Прилади для вимірювання тиску газу поділяються:

• на рідинні прилади, в яких вимірюваний тиск визначається величиною стовпа рідини, що врівноважує;
• пружинні прилади, в яких вимірюваний тиск визначається величиною деформації пружних елементів ( трубчасті пружини, Сільфони, мембрани).

Рідинні манометри використовують для вимірювання надлишкових тисків у межах до 0,1 МПа. Для тиску до 10 МПа манометри заповнюють водою або гасом (при негативних температурах), а при вимірі більш високих тисків - ртуттю. До рідинних манометрів належать і диференціальні манометри (дифманометри). Їх застосовують для вимірювання перепаду тиску.

Диференціальний манометр ДТ-50(Малюнок нижче), Товстостінні скляні трубки міцно закріплюють у верхній та нижній сталевих колодках. Вгорі трубки приєднують до камер-пасток, що оберігають трубки від викиду ртуті у разі підвищення максимального тиску. Там розташовані голчасті вентилі, за допомогою яких можна відключати скляні трубки від вимірюваного середовища, продувати сполучні лінії, а також вимикати і включати дифманометр. Між трубками розташовані вимірювальна шкала та два покажчики, які можна встановлювати на верхній та нижній рівні ртуті у трубках.

Диференціальний манометр ДТ-50

а – конструкція; б – схема розташування каналів; 1 - вентилі високого тиску; 2, 6 – колодки; 3 - камери-пастки; 4 – вимірювальна шкала; 5 – скляні трубки; 7 - покажчик

Дифманометри можна використовувати і як звичайні манометри для виміру надлишкових тисків газу, якщо одну трубку вивести в атмосферу, а іншу - в середовище, що вимірюється.

Манометр з одновитковою трубчастою пружиною(Рисунок нижче). Вигнута пустотіла трубка, закріплена нижнім нерухомим кінцем до штуцера, за допомогою якого приєднують манометр до газопроводу. Другий кінець трубки запаяний і шарнірно пов'язаний із тягою. Тиск газу через штуцер передається на трубку, вільний кінець якої через тягу викликає переміщення сектора, зубчастого колеса та осі. Пружинний волосок забезпечує зчеплення зубчастого колеса та сектора та плавність ходу стрілки. Перед манометром встановлюють кран, що дозволяє при необхідності зняти манометр і замінити його. Манометри в процесі експлуатації повинні проходити державну перевірку раз на рік. Робочий тиск, що вимірюється манометром, має знаходитися в межах від 1/3 до 2/3 їх шкали.

Манометр з одновитковою трубчастою пружиною

1 – шкала; 2 – стрілка; 3 – вісь; 4 – зубчасте колесо; 5 – сектор; 6 – трубка; 7 – тяга; 8 - пружинна волосинка; 9 – штуцер

Самописний манометр з багатовитковою пружиною (рисунок нижче). Пружина виконана у вигляді сплюснутого кола діаметром 30 мм з шістьма витками. Внаслідок великої довжинипружини її вільний кінець може переміщатися на 15 мм (у одновиткових манометрів - лише на 5-7 мм), кут розкручування пружини досягає 50-60 °. Таке конструктивне виконання дозволяє застосовувати найпростіші важільні передавальні механізми та здійснювати автоматичний записпоказань із дистанційною передачею. При підключенні манометра до вимірюваного середовища вільний кінець пружини важеля повертатиме вісь, при цьому переміщення важелів і тяги буде передаватися осі. На осі закріплений місток, який з'єднаний зі стрілкою. Зміна тиску та переміщення пружини через важільний механізм передаються стрілці, на кінці якої встановлено перо для запису вимірюваної величини тиску. Діаграма обертається за допомогою годинникового механізму.

Схема самописного манометра з багатовитковою пружиною пружиною

1 - багатовиткова пружина; 2, 4, 7 – важелі; 3, 6 – осі; 5 – тяга; 8 - місток; 9 – стрілка з пером; 10 - картограма

Поплавкові диференціальні манометри.

Широке поширення в газовому господарствізнайшли поплавкові дифманометри (малюнок нижче) і пристрої, що звужують. Звужувальні пристрої (діафрагми) служать створення перепаду тиску. Вони працюють в комплекті з дифманометрами, що вимірюють перепад тиску, що створюється. При витраті газу повна енергія потоку газу складається з потенційної енергії (статичного тиску) і кінетичної енергії, тобто енергії швидкості.

До діафрагми потік газу має початкову швидкість 1 у вузькому перерізі ця швидкість зростає до 2 , після проходження діафрагми лоток розширюється і поступово відновлює колишню швидкість.

При зростанні швидкості потоку збільшується його кінетична енергія і зменшується потенційна енергія, тобто статичний тиск.

За рахунок різниці тиску Δp = p ст1 - p ст2 ртуть, що знаходиться в дифманометрі, переміщається з камери поплавця в склянку. Внаслідок цього розташований у камері поплавця поплавок опускається і переміщає вісь, з якою пов'язані стрілки приладу, що показує витрата газу. Таким чином, перепад тиску в дросельному пристрої, Виміряний за допомогою диференціального манометра, може служити мірою витрати газу.

Поплавковий диференціальний манометр

а – конструктивна схема; б - кінематична схема; в – графік зміни параметрів газу; 1 - поплавець; 2 - запірні вентилі; 3 – діафрагма; 4 – склянка; 5 - камера поплавця; 6 – вісь; 7 – імпульсні трубки; 8 – кільцева камера; 9 - шкала покажчика; 10 – осі; 11 – важелі; 12 - місток пера; 13 – перо; 14 – діаграма; 15 – годинний механізм; 16 - стрілка

Залежність між перепадом тиску та витратою газу виражається формулою

де V - обсяг газу, м3; Δp - перепад тиску, Па; К - коефіцієнт, постійний даної діафрагми.

Значення коефіцієнта залежить від співвідношення діаметрів отвору діафрагми і газопроводу, щільності і в'язкості газу.

При установці газопроводу центр отвору діафрагми повинен збігатися з центром газопроводу. Отвір діафрагми з боку входу газу виконують циліндричної форми з конічним розширенням виходу потоку. Діаметр вхідного отвору диска визначається розрахунковим шляхом. Вхідна кромка отвору диска має бути гострою.

Нормальні діафрагми можуть застосовуватися для газопроводів діаметром від 50 до 1200 мм за умови 0,05< m < 0,7. Тогда m = d 2 /D 2 где m - отношение площади отверстия диафрагмы к поперечному сечению газопровода; d и D - диаметры отверстия диафрагмы и газопровода.

Нормальні діафрагми можуть бути двох видів: камерні та дискові. Для відбору точніших імпульсів тиску діафрагма розміщується між кільцевими камерами.

Плюсову судину приєднують до імпульсної трубки, що відбирає тиск діафрагми; до мінусової судини підводять тиск, що відбирається після діафрагми.

За наявності витрати газу та перепаду тиску частина ртуті з камери вичавлюється у склянку (рисунок вище). Це викликає переміщення поплавця і відповідно стрілки, що вказує витрату газу, і пера, що відзначає діаграмі величину перепаду тиску. Діаграма рухається від годинникового механізму і робить один оборот на добу. Шкала діаграми, розділена на 24 частини, дозволяє визначити витрату газу за 1 год. Під поплавком міститься запобіжний клапан, який роз'єднує судини 4 та 5 у разі різкого перепадутиску і тим самим запобігає раптовому викиду ртуті з приладу.

Судини повідомляються з імпульсними трубкамидіафрагми через запірні вентилі та зрівняльний вентиль, який у робочому положенні має бути закритий.

Силфонні дифманометри(Рисунок нижче) призначені для безперервного вимірювання витрати газу. Дія приладу заснована на принципі врівноваження перепаду тиску силами пружних деформацій двох сильфонів, торсійної трубки та гвинтових циліндричних пружин. Пружини – змінні, їх встановлюють залежно від вимірюваного перепаду тисків. Основні частини дифманометра - сильфонний блок і частина, що показує.

Принципова схема сильфонного дифманометра

1 – сильфонний блок; 2 – плюсовий сильфон; 3 – важіль; 4 – вісь; 5 – дросель; 6 – мінусовий сильфон; 7 – змінні пружини; 8 - шток

Сильфонний блок складається з сполучених між собою сильфонів, внутрішні порожнини яких заповнені рідиною. Рідина складається з 67% води та 33% гліцерину. Сильфони пов'язані між собою штоком 8. У сильфон 2 підводиться імпульс до діафрагми, а сильфон 6 - після діафрагми.

Під впливом вищого тиску лівий сильфон стискається, унаслідок чого рідина, що у ньому, через дросель перетікає в правий сильфон. Шток, що жорстко з'єднує денця сильфонів, переміщається вправо і через важіль обертає вісь, кінематично пов'язану зі стрілкою і пером приладу, що реєструє і показує.

Дросель регулює швидкість перетікання рідини і тим самим знижує вплив пульсації тиску роботу приладу.

Для відповідної межі виміру застосовують змінні пружини.

Лічильники газу.Як лічильники можуть використовуватися ротаційні або турбінні лічильники.

У зв'язку з масовою газифікацією промислових підприємстві котелень, збільшенням видів обладнання виникла потреба в вимірювальних приладахз великою пропускною здатністю та значним діапазоном вимірювань при невеликих габаритних розмірів. Цим умовам більшою мірою задовольняють ротаційні лічильники, в яких як перетворювальний елемент застосовуються 8-подібні ротори.

Об'ємний вимір у цих лічильниках здійснюється внаслідок обертання двох роторів за рахунок різниці тисків газу на вході та на виході, Необхідний для обертання роторів перепад тиску в лічильнику становить до 300 Па, що дозволяє використовувати ці лічильники навіть на низькому тиску. Вітчизняна промисловість випускає лічильники РГ-40-1, РГ-100-1, РГ-250-1, РГ-400-1, РГ-600-1 та РГ-1000-1 на номінальні витрати газу від 40 до 1000 м 3 / год і тиск трохи більше 0,1 МПа (у системі одиниць СІ витрата 1 м 3 /год = 2,78*10 -4 м 3 /с). За потреби можна застосовувати паралельну установкулічильників.

Ротаційний лічильник РГ(Рисунок нижче) складається з корпусу, двох профільованих роторів, коробки зубчастих коліс, редуктора, рахунок ного механізму та диференціального манометра. Газ через вхідний патрубок надходить у робочу камеру. У просторі робочої камери розміщені ротори, які під дією тиску газу, що протікає, приводяться в обертання.

Схема ротаційного лічильника типу РГ

1 - корпус лічильника; 2 – ротори; 3 – диференціальний манометр; 4 - покажчик лічильного механізму

При обертанні роторів між одним із них та стінкою камери утворюється замкнутий простір, який заповнений газом. Повертаючись, ротор виштовхує газ у газопровід. Кожен поворот ротора передається через коробку зубчастих коліс та редуктор лічильному механізму. Таким чином, враховується кількість газу, що проходить через лічильник.

Ротор готують до роботи наступним чином:

• знімають верхній та нижній фланці, потім ротори промивають м'яким пензлем, змоченим у бензині, повертаючи їх дерев'яною паличкою, щоб не пошкодити шліфовану поверхню;
• потім промивають обидві коробки зубчастих коліс та редуктор. Для цього заливають бензин (через верхній корок), провертають ротори кілька разів і зливають бензин через нижню пробку;
• закінчивши промивання, заливають масло в коробки зубчастих коліс, редуктор і лічильний механізм, заливають відповідну рідину в лічильник манометр, з'єднують фланці і перевіряють лічильник шляхом пропускання через нього газу, після чого заміряють перепад тиску;
• далі прослуховують роботу роторів (мають обертатися безшумно) і перевіряють роботу лічильного механізму.

При технічному огляді стежать за рівнем олії в коробках зубчастих коліс, редукторі та лічильному механізмі, заміряють перепад тиску, перевіряють на щільність з'єднання лічильників. Лічильники встановлюють на вертикальних ділянках газопроводів так, щоб потік газу прямував через них зверху донизу.

Турбінні лічильники

У цих лічильниках колесо турбіни під впливом потоку газу приводиться у обертання; число оборотів колеса прямо пропорційно протікає обсяг газу. При цьому число оборотів турбіни через знижувальний редуктор і магнітну муфту передається на лічильний механізм, що знаходиться поза газовою порожниною, що показує сумарний обсяг газу, що пройшов через прилад при робочих умовах.