Painemittarit kaasun paineen mittaamiseen: mittarien tyypit, suunnitteluominaisuudet ja toiminta

Usein on tarpeen mitata kaasun synnyttämä paine. Esimerkiksi sylintereissä, kaasuputkissa, erilaisissa säiliöissä ja astioissa.Ilmaisimien ohjaamiseen ja valvontaan käytetään painemittareita kaasunpaineen mittaamiseen. Nämä laitteet toimivat eri elämänaloilla lääketieteestä raskaaseen teollisuuteen.

Jotta laitteen osto ei ole turhaa ja että ostettu painemittari täyttää tuotantoprosessien vaatimukset, kannattaa tutustua luokitukseen. Esittelemme sinulle kaasupainemittarien tyypit. Puhutaanpa niiden suunnitteluominaisuuksista ja toimintaperiaatteista.

Luokittelu mitatun painetyypin mukaan

Laitteet, joilla saadaan tietoa kaasun paineparametreista kaasusäiliöissä, kuljetuslinjoissa jne. kaasupullot ja muut säiliöt luokitellaan useiden kriteerien mukaan. Ne eroavat rakenteeltaan ja toimintaperiaatteeltaan.

Paineen mittaamiseen käytettävät laitteet on jaettu luokkiin:

• mitattavan paineen tyyppi;
• tarkoitus;
• toimintaperiaate;
• tarkkuusluokka.

Mitattavan paineen tyypin perusteella tarkkojen indikaattoreiden määrittämiseen tarkoitetut laitteet jaetaan painemittareihin, alipainemittareihin, vetomittareihin, painemittareihin, barometreihin ja muihin.

Riippuen suojausasteesta ulkoisen ympäristön vaikutuksilta, valmistetaan seuraavat laitteet:

• standardi;
• suojattu pölyltä;
• vedenkestävä;
• suojattu aggressiivisilta ympäristöiltä;
• räjähdyssuojattu.

Yhdessä tuotteessa voidaan yhdistää useita suojatyyppejä.

Kaaviossa on esitetty mittauslaitteiden jako toimintaperiaatteen, painetyypin, sovelluksen ja näytön mukaan. Neste- ja nollapainoinstrumentteja käytetään harvoin kaasunpainetietojen saamiseksi

Painemittari on pieni laite, jota käytetään paineen tai paine-eron mittaamiseen. Tämän instrumentin toimintaperiaate riippuu sen sisäisestä rakenteesta. Yhden luokan sisällä ne jaetaan edelleen ryhmiin tarkkuusluokasta riippuen.

Absoluuttisen paineen mittaamiseen, mitattuna absoluuttisesta nollasta (tyhjiö), käytetään absoluuttisia painemittareita. Ylipaine määritetään ylipainemittarilla. Yleensä kaikkia tällaisten laitteiden lajikkeita kutsutaan yhdellä sanalla: "painemittari".

Useimmat painemittarit on suunniteltu mittaamaan ylipainearvoja. Niiden erikoisuus on, että ne osoittavat painetta, joka edustaa eroa absoluuttisen ja ilmakehän välillä.

Tyhjiömittarit ovat laitteita, jotka osoittavat harvinaisen kaasun painearvon. Paine- ja alipainemittareilla mitataan ylipainetta ja harvennetun kaasun painetta. Tiedot näytetään yhdellä asteikolla.

Painemittareiden avulla ylipaineparametrit määritetään arvoilla jopa 40 kPa. Vetomittarit sitä vastoin mahdollistavat harventumisen mittaamisen –40 kPa:iin asti. Työntöpainemittarit mittaavat harventumista ja ylipainetta alueella –20 - +20 kPa.

Painemittareita käytetään useilla eri aloilla. Kaasun kanssa työskentelemiseen liittyy suuri riski, joten on tärkeää seurata kaikkia järjestelmän ilmaisimia.Painetiedot antavat käyttäjille tietoa mitattavan kohteen nykyisestä tilasta

Paine-eromittareita voidaan käyttää paine-eron määrittämiseen kahdessa mielivaltaisessa tutkittavassa pisteessä. Mikromanometri on paine-eromittari, jonka avulla voit mitata paine-erot 40 kPa:n sisällä.

Luokittelu toimintaperiaatteen mukaan

Kaasun painemittarit on jaettu lukemien lukemismekanismista riippuen:

• Muodonmuutos;
• Sähköiset;
• Deadweight mäntä;
• Nestemäinen.

Jokaisella tyypillä on omat ominaispiirteensä.

Painemittarien muodonmuutostyyppi

Muodonmuutosluokan laitteiden periaate ja toimintaperiaate on, että paine vaikuttaa laitteen herkkään elementtiin, joka on vääntynyt. Paineen taso määräytyy muodonmuutosasteen mukaan.

Deformaatiopainemittarit valmistetaan putkimaisista jousi-, palke- tai kalvotyöskentelykomponenteista, joilla on korkea herkkyys

Putkimaisten jousilaitteiden anturielementit ovat putkimaisia ​​jousia. Nämä tuotteet ovat ympyrään taivutettuja putkia, joiden poikkileikkaus on soikea. Kaasu vaikuttaa putken sisäpintaan. Tämän altistuksen aikana putki vääntyy ja muuttaa muotoaan lähestyen pyöreyttä.

Putken toinen pää on tiivis ja sitä voidaan siirtää. Toinen on avoin ja kiinnitetty pidikkeillä. Kun jousiputki taivutetaan, vaikuttaa myös renkaisiin, jotka sitten irrottavat jousen. Jousen tiivistetty pää liikkuu painevoiman mukaan. Tämä liike välittyy mitta-asteikolle.

Mittattaessa paineita 40 bariin asti käytetään pyöreitä jousia.Korkeammissa paineissa käytetään kierre- tai kierrejousia, jotka sijaitsevat samassa tasossa. Lukemien virhe mitattaessa painetta tällä menetelmällä vaihtelee 1 - 4 %.

Kalvo- ja palkeiden anturielementtien avulla voit mitata tehokkaasti pieniä yli- ja tyhjiöpaineen arvoja.

Palje on valmistettu putkistopaljeletkun periaatteella. Se on ohutseinämäinen metalliputki, joka on valmistettu liikkuvista poikittaisista renkaista. Materiaalista ja valmistusparametreista riippuen palkeet voivat olla enemmän tai vähemmän jäykkiä.

Korkean lämpötilan vaikutuksesta plastisia muodonmuutoksia kertyy ajan myötä, mikä häiritsee lukemien tarkkuutta. Lisäksi staattisten ominaisuuksien muutos kiihtyy korkeissa lämpötiloissa ja paineen pulsaatioissa

Herkillä kalvoelementeillä on suurin valikoima. Tällaisten laitteiden tarkkuusluokka ei ylitä 1,5. Tällaisissa laitteissa on suojajärjestelmä. Ylikuormituksen sattuessa kalvo lepää erityistä suojalaitetta vasten.

Kalvolaatikot asennetaan usein laitteisiin, jotka mittaavat painetta ja tyhjiötä. Painemittarit, syvyysmittarit ja kalvokotelolliset painemittarit valmistetaan tarkkuusluokilla 1,5; 2,5 ja mittausraja 25 kPa asti.

Litteillä kalvoilla on pieni toimintapisteen siirtymä, joten niitä käytetään useimmiten paineen muuntamiseen voimaksi. Ne ovat epävakaita, mutta hyvin laskettuja.

Aallotettuja kalvoja yhdessä vastaavien laatikoiden kanssa käytetään parantamaan staattista suorituskykyä. Edellinen liikkuu paremmin, mutta niitä on vaikea laskea. Jälkimmäisiä käytetään paljon useammin niiden heikentyneen jäykkyyden vuoksi.

Pienten painearvojen mittaamiseen käytetään laitteita, joissa on velttokalvo.

Laitteet tarvitsevat suojaa korkeilta lämpötiloilta, koska se vaikuttaa negatiivisesti päätyöelementtien joustavuuteen ja herkkyyteen.

Mekaaniset painemittarit

Monet putkijousimittarit ovat itse asiassa suoria muunnoslaitteita. Tämä tarkoittaa, että paine muuttuu anturielementin ja sen kanssa kosketuksissa olevan mekaanisen laitteen siirtymäksi.

Kaaviossa liitin on sijoitettu radiaalisesti, mutta valmistetaan myös aksiaaliliitoksella varustettuja painemittareita

Paineen vaikutuksesta jousen vapaa pää liikkuu, voimanlähde vaikuttaa vaihdesektoriin ja hammaspyörä ja ilmaisinnuoli pyörivät.

Jousia osoittavia painemittareita valmistetaan mittausalueella 0,1 - 103 MPa ja niillä on erilaisia ​​tarkkuusluokkia. Esimerkillisiä malleja valmistetaan tarkkuusluokilla 0,15; 0,25; 0.4. Parannetun tarkkuuden työluokan metrit - 1 ja 0,6. Yleiset tekniset työntekijät - tarkkuusluokilla 1,5; 2,5; 4.

Sähköiset kosketuspainemittarit

Rakenteellisesti se on muunnos osoittavasta painemittarista. Työn ydin on, että kun nuoli saavuttaa paineen kynnysarvon, verkko sulkeutuu.

Osoittavan painemittarin suunnittelussa on lisäksi sisäänrakennetut nuolet painetuilla sähkökoskettimilla, jotka sijaitsevat vastapäätä signaloituja arvoja

Sähköpiiri sulkeutuu ja hälytys laukeaa, kun ilmaisinnuoli saavuttaa jonkin koskettimilla varustetun nuolen. Tällaisten painemittarien tarkkuusluokka on 1,5. Mittausalue vastaa standardiarvoja.

Signalointiin tai asennonsäätöön käytetään painekytkintä, jossa on merkintä RD. Ne mittaavat paineita alueella 12-1600 kPa. Rele on säädetty ylä- ja alarajalle ohjauslaitteen lukemien mukaan ja sen katkaisuteho on 10 W.

Painemittarien mallien tallennus

Teollisuus tuottaa painemittareita, joissa on sisäänrakennettu indikaattorinlukujärjestelmä, joka tallentaa arvot levykaavioon, jotta indikaattoreiden dynamiikkaa voidaan seurata. Yksi kierros voidaan suorittaa 8, 12, 24 tunnissa. Liike tapahtuu sähkömoottorin tai kellomekanismin ansiosta.

Painemittaritallentimen toiminta perustuu signaalin välittämiseen suurihalkaisijaisella putkimaisella jousella, jolla on vetovoima. Se välittää liikkeen anturielementistä näyttöjärjestelmään. MTS-merkityt laitteet tallentavat ylipainearvoja.

Tällaiset laitteet vaativat käyttäjän ohjausta ja niillä on tarkkuusluokka 1; 1,5; 2.5.

Paljeherkkiä elementtejä käytetään itserekisteröitävissä paine-eromittareissa, jotka voidaan lisäksi varustaa hälytyslaitteella ja pneumaattisella anturilla. Tällaiset laitteet mittaavat painetta alueella 6,3 kPa - 0,16 MPa ja niillä on tarkkuusluokka 1; 1.5.

Nollapainotyyppiset painemittarit

Tällaisia ​​painemittareita käytetään usein vakiona muiden mittauslaitteiden kalibroinnissa. Niiden mittausalue on erittäin laaja. Laitteen suunnittelusta riippuen se voi alkaa vakavista tyhjiöarvoista ja päättyä jopa 2500 MPa:n redundanssiin. Tarkkuusluokka saavuttaa maksimiarvot 0,0015 asti.

Joka kerta kun mittauslaite altistetaan normaalirajat ylittävälle kuormitukselle, se menettää käyttöikänsä ja mittaustarkkuutensa.

Toimintaperiaate on pitää sylinteri männässä tietyssä tilassa, kun kalibrointipainot asetetaan toiselle puolelle ja mitattu paine kohdistetaan toiselle. Kuormien painosta riippuen syntyvän paineen määrä arvioidaan.

Laitteen päätyöelementti on mittapylväs. Riippuen sen valmistuksen laadusta, yhdisteiden tarkkuudesta ja puhtaudesta, myös virheen suuruus muuttuu.

Kaasulla toimivilla PMG:illä on pienin mittausvirhe. Tällaiset laitteet maksavat kuitenkin monta kertaa enemmän niiden suunnitteluominaisuuksien ja tarpeesta suodattaa kaasua vieraista hiukkasista johtuen

Toiminnallisesti omapainopainemittari koostuu paineenmuodostuslaitteesta, mittausjärjestelmästä ja painoista. Laite on varustettu pyörivällä mekanismilla paineen nostamista ja vähentämistä varten sekä paineenalennusventtiilillä.

Painemittareita, joissa on tiivistämätön mäntä, käytetään laajalti. Niissä on rako männän ja sylinterin välissä. Männän alla oleva säiliö on täytetty öljyllä, joka kaadetaan rakoon paineen alaisena ja voitelee hankauspinnat.

Sähköinen kaasumittari

Tällaisia ​​painemittareita käytetään muuntamaan suora tai epäsuora kaasun paine sähköiseksi parametriksi. Yleisimmät tämän tyyppiset painemittarit ovat: venymämittari, kapasitanssi- ja vastuslaitteet. Paine mitataan alueella 100 Pa - 1000 MPa. Laitteet valmistetaan tarkkuusluokilla 0,1-2,5.

Tensoresistiivisen vaikutuksen perusteella toimivien painemittarien toiminta on muuttaa johtimen resistanssiarvoa muodonmuutoksen vuoksi. Mittaa paine alueella 60-10⁸ Pa minimaalisella virheellä.

Anturin laippakiinnitys ja laitteen erityinen muotoilu mahdollistavat painetietojen lukemisen erityisen aggressiivisissa ympäristöissä jopa 300 °C:n lämpötiloissa. Käytetään paineen mittaamiseen järjestelmissä, joissa on nopeasti virtaavia prosesseja.

Vastuspainemittarien toimintakaavio perustuu johtimen resistanssin riippuvuuteen paineesta. Tyypillisesti tämäntyyppisiä laitteita käytetään erityisen korkeiden yli 100 MPa:n painetasojen mittaamiseen

Herkkä elementti tällaisessa laitteessa on manganiinilanka, jonka resistanssi on helppo mitata tasapainotetulla sillalla.

Kapasitiivisten painemittarien toiminta perustuu paineen vaikutukseen kalvoon, joka on liikkuva elektrodi. Kun kalvo liikkuu, tapahtuu muutos anturin kapasitanssissa. Merkittävä lämpötilavirhe.

Kapasitiivisissa painemittareissa kalvon taipuma määräytyy sähköpiirin avulla. Tällaisia ​​laitteita käytetään järjestelmissä, joissa paine muuttuu nopeasti.

Nesteiden mittauslaitteet

Nämä laitteet määrittävät paineen tasapainottamalla havaittu paine nestepatsaan muodostaman paineen kanssa. Tällä tavalla voit mitata pientä ylipainetta, ilmanpainetta, alipainetasoa, paine-eroa.

Tätä ryhmää edustavat U-muotoiset painemittarit, jotka koostuvat toisiinsa yhteydessä olevista astioista ja paineen määrää nestetasot; korvaus mikromanometrit; kuppipainemittarit, joissa käytetään säiliötä toisen putken sijasta; kellu-, kello- ja rengaspaine-eromittarit.

Kaksiputkisten painemittarien avulla voit mitata paine-eroja. Tässä tapauksessa jokaiseen putkeen kohdistetaan paineita, jotka on mitattava

Nesteen mittauslaitteissa käyttöneste on herkän elementin analogi.

Paine-eromittarit on yleensä varustettu hälyttimillä, virtausmittareilla, säätimillä ja tallennuslaitteilla. Mittausalue 10-10⁵ Pa. Mittausraja muuttuu laitteen täyttävien nesteiden mukaan.

Jako toiminnallisen tarkoituksen mukaan

Käyttötarkoituksensa mukaan erotetaan seuraavat kaasupaineen mittaamiseen käytettävät painemittarit:

• yleinen tekninen;
• viite;
• erityistä.

Katsotaanpa kunkin tyypin ominaisuuksia.

Painemittarit yleisiin teknisiin tarkoituksiin

Tämäntyyppiset painemittarit valmistetaan tyhjiö- ja ylipainearvojen mittaamiseen yleisiin teknisiin tarkoituksiin. Laitteiden erilaiset modifikaatiot mahdollistavat niiden käytön monenlaisissa ympäristöissä. Niitä käytetään tuotannon paineen mittaamiseen suoraan teknisten prosessien aikana.

Tällaisten laitteiden paine vaikuttaa putkeen sisäpuolelta ja saa sen irtonaisen pään liikkumaan. Sen kanssa on vuorovaikutuksessa mekanismi, joka liikuttaa nuolta

Tällaiset painemittarit voivat mitata kuparilejeeringeille ei-aggressiivisten kaasumaisten väliaineiden painetta käyttölämpötiloissa 150 °C asti.Tyypillisesti tuotteen runko on valmistettu teräksestä ja mekanismiosat messingiseoksesta.

Matala- tai korkeapainekaasujen yleistekniset painemittarit valmistetaan kestämään tärinää, jonka taajuus on 10-55 Hz ja jonka siirtymäamplitudi on enintään 0,15 millimetriä. Niillä on useita tarkkuusluokkia 1-2,5.

Digitaaliset painemittarit ovat kooltaan pieniä, ja niille on ominaista korkea mittaustarkkuus ja pitkä käyttöikä. Lisäksi tällaiset laitteet voidaan kalibroida

Yleisiin teknisiin tarkoituksiin tarkoitetut kaasunpainemittarit, joissa on elektroninen taulu, jolle mittaustiedot näkyvät, ovat yleistymässä. Ne on usein varustettu muuntimilla, jotka automatisoivat teknologisia prosesseja. Painearvot näkyvät elektronisella valitsimella.

Ryhmä erityisiä painemittareita

Tällaiset laitteet valmistetaan tietyntyyppiselle kaasulle ja sen luomalle ympäristölle. Järjestelmiin, joissa on korotettu paine, painemittarit valmistetaan korkeapainekaasulle. Jotkut kaasut ovat aggressiivisia tiettyjä seoksia kohtaan, joten niiden kanssa työskennellessä on käytettävä kestäviä materiaaleja.

Erikoispainemittarit on maalattu eri väreillä kaasutyypistä riippuen.

Propaanipainemittarit on maalattu punaiseksi, niissä on teräsrunko ja yleisten teknisten painemittarien ominaisuudet. Tällaisten laitteiden käyttöpaine on 0 - 0,6 MPa. Tämä on tavallinen propaanipaine. Käyttö on mahdollista lämpötila-alueella –50 - +60 °C. Työympäristön lämpötila + 150 °C asti. Usein mukana ilmapallon supistimet.

Sylintereissä ja muissa säiliöissä olevat ammoniakin painemittarit ovat keltaisia.Yksiköt, joissa on monivaiheinen puristus, on varustettu lämpötila-asteikolla. Painemittarin osat on valmistettu ammoniakkihöyryjä kestävistä materiaaleista.

Vakavien dynaamisten kuormien läsnä ollessa painemittarit täytetään glyseriinillä tai silikonilla

Asetyleenipainemittari on maalattu valkoiseksi. Valmistettu turvajärjestelmien painemittariksi rasvattomista materiaaleista. Käytetään ylipaineen mittaamiseen erilaisissa asetyleenin jakelu- ja tuotantojärjestelmissä. Runko on valmistettu teräksestä, sisäosat messingiseoksesta. Sallittu lämpötila-alue on -40 - +70 °C.

Vedyn painemittari muuttuu tummanvihreäksi. Muiden syttyvien kaasujen painemittari on maalattu punaiseksi. Palamattomien seosten mittauslaite on maalattu mustaksi. Happipainemittari on maalattu siniseksi.

Referenssilaitteet paineen mittaamiseen

Tämäntyyppinen painemittari on suunniteltu testaamaan, kalibroimaan ja säätämään muita laitteita parhaan mahdollisen mittaustarkkuuden varmistamiseksi. Tällaiset laitteet erottuvat korkeammasta tarkkuusluokasta verrattuna yleisiin teknisiin laitteisiin. Työstandardit on jaettu kolmeen luokkaan.

Ohjauspainemittareita, joita käytetään mittauslaitteiden lukemien luotettavuuden seuraamiseen asennuspaikalla, kutsutaan myös korkean tarkkuuden painemittariksi. Käyttömittausalue on 0-0,6 - 0-1600 bar kaasumaisille väliaineille.

Painemittarit tavanomaisille ja komposiittikaasupullot on suoritettava tarkastusmenettely vähintään kerran vuodessa, ellei laitteen asiakirjoissa ole mainittu muita ajanjaksoja. Tarkastuksen suorittavat akkreditoidut metrologiset organisaatiot, joilla on oikeushenkilön asema.Tarkastuksen jälkeen myönnetään todistus ja asetetaan leima.

Laite on poistettava sylinteristä ja toimitettava metrologiseen huoltoon. Siellä todentajat ja kalibraattorit suorittavat varmennusta noin 10 päivän ajan käyttämällä standardeja ja apulaitteita.

Vertailupainemittarien voimansiirtomekanismit on koneistettu korkeammalla vaihteistotaajuudella. Niille on ominaista minimaalinen kitka osoitinmekanismissa sekä sisäisten elementtien korkea herkkyys.

Vakiopainemittareiden, joiden tarkkuusluokka on 0,4, asteikko on 250 yksikköä, tarkkuusluokilla 0,15 tai 0,25 niiden asteikolla on 400 yksikköä jakoarvolla 1 yksikkö. Laitteen käyttö on mahdollista eri lämpötiloissa kotelon täyteaineesta riippuen. Ihanteellinen käyttölämpötila on 20 °C.

Tutustuu kaasupullojen täytön yksityiskohtiin seuraava artikkeli. Kaikkien maatilakiinteistöjen omistajien, joita ei ole kytketty keskitettyyn kaasunsyöttöön, tulee lukea se.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Jousipainemittarin toimintaperiaate:

Painemittarin ominaisuudet ja käyttöalue:

Painemittareita valmistetaan erilaisten ongelmien ratkaisemiseksi. Suosituimpia ovat yleistekniset tyypit, joita käytetään pienteollisuudessa ja eri yritysten kaasulaitteiden ja -järjestelmien kanssa työskennellessään. Sähköiset kosketuspainemittarit ovat laitteita, jotka ilmoittavat, kun kriittinen arvo on saavutettu.

Painemittareiden tarkistamiseen ja säätämiseen käytetään tavallisia painemittareita. Erikoispainemittareita valmistetaan mittaamaan tietyn kaasumaisen väliaineen painetta.Niiden joukossa propaanipainemittarit ovat erittäin suosittuja, jotka asennetaan usein täydellisenä vähennysventtiilillä kaasusylintereihin.

Haluatko jakaa hyödyllistä tietoa artikkelin aiheesta, esittää kysymyksen tai lähettää valokuvan? Jätä kommentit alla olevaan lomakkeeseen. Jaa hyödyllistä tietoa ja suosituksia, joista voi olla hyötyä sivuston vierailijoille.