Трехходовой кран для манометра принцип работы: Трехходовой кран для манометра: принцип работы

Принцип работы стандартного трехходового крана для манометра

Трехходовой кран представляет собой устройство, позволяющее упростить эксплуатацию манометра на участке подключения к системе. Основные цели, которые можно достичь с помощью стандартного трехходового крана заключаются в следующем:

• 
  Простое подключение прибора к рабочей среде.
• 
  Сброс давления перед манометром на магистрали, а не только отключение.
• 
  Продувка отвода (сифона) для удаления загрязнений.

Функционально трехходовой кран имеет 3 положения (см. рисунок ниже):

1. 
   С помощью крана в полость измерительного элемента манометра подается рабочая среда.
2. 
   Данное положение позволяет «продуть» систему через вспомогательное технологичесое отверстие. В таком положении прибор будет изолирован от измеряемой среды.
3. 
   Повернув рукоять крана в противоположное направление можно полностью отключить прибор от магистрали и снять его.

Исходя из того, как ведет себя стрелка, когда рукоятка оказывается в положении «закрыто» или наоборот, переходит в рабочее состояние, можно судить об исправность крана: если стрелка при отключении манометра опускается стремительно и плавно в положение нуля, а при подключении прибора без промедления и резких скачков занимает рабочее положение на циферблате, то кран работает нормально.

Медленное движение стрелки в обоих направлениях указывает на то, что кран засорился. Чтобы продуть кран, и существует положение сброса.

По типу подключения трехходовые краны изготавливаются по умолчанию с резьбами М20*1,5 и G1/2.

Всегда в наличии в нашем магазине Вы можете приобрести краны следующий типоразмеров:

• 
  Трехходовой кран G1/2-G1/2 (внутр.-внутр.)
• 
  Трехходовой кран G1/2-M20x1,5(внутр.-наруж.)
• 
  Трехходовой кран М20х1,5-М20х1,5 (внутр.-внутр.)
• 
  Трехходовой кран М20х1,5-М20х1,5 (внутр.-наруж.)

По методу производства краны разделяются на цельноточенные из латунного шестигранника, литые и краны изготовленные методом штамповки.

Купить цельноточенные краны.

Купить штампованные краны.

Трехходовой кран для манометра: цели применения, варианты

Для чего нужен 3 х ходовой кран для манометра? Неизменно ли он обязан устанавливаться? В каких вариантах выполнения выпускаются эти устройства? Какие конкретно неисправности свойственны для них? Чем герметизировать резьбовые соединения при установке крана? Попытаемся ответить на эти вопросы.

Цели

Для начала узнаем, для чего по большому счету нужен трехходовой манометрический кран.

Его установка преследует следующие цели:

• Она разрешает совершить поверку измерительного прибора, подключив контрольный манометр.

Уточним: очевидно, в этом случае кран должен иметь не дренажную трубку, а полноценный отвод с резьбой либо трубным фланцем для подключения второго прибора.

• 3х-ходовой кран для манометра позволяет не только отключить прибор от магистрали, но и скинуть давление перед ним. Считается, что это значительно снижает возможность отказа (залипания стрелки).
• Наконец, он разрешает продуть отвод на манометр — скинуть через него некоторое количество рабочей среды. При продувке из отвода удаляются все накопившиеся загрязнения, талантливые оказать влияние на точность измерения давления.

Возможно ли обойтись простым проходным муфтовым вентилем? В промышленных условиях, где постоянный контроль давления нужен для соблюдения разработки производства, в подкачках и на газопроводах — нет. Неверные показания смогут обойтись через чур дорого.

В системе отопления частного дома либо в элеваторном узле многоквартирного манометры в большинстве случаев подключаются как раз к обычному контрольному вентилю. Фактически, в элеваторах манометр довольно часто устанавливается лишь на время снятия контрольных показаний: пока имеется вольный доступ в технические подвалы, неприятность воровства оборудования останется актуальной.

Варианты выполнения

Как возможно устроен трехходовой кран под манометр 1:2 дюйма? Приведем пара описаний наиболее распространенных конструкций.

Пробковый натяжной

Пробковый трехпроходной кран с натяжной герметизацией 11б18бк выпускается в следующих комплектациях:

• Две трубные (ДУ 15) либо метрические (М20х1,5) резьбы и дренажное отверстие.

• Одна трубная и одна метрическая резьба плюс дренажное отверстие.
• То же, но с рукояткой (рычагом либо бабочкой).
• Две резьбы (ДУ 15, М20х1,5 либо их сочетание) и фланец для подключения контрольного манометра.

Вентиль предельно несложен конструктивно, но имеет несколько значительных недочёто

В каких случаях используют такое устройство, как трехходовой кран для манометра: tvin270584 — LiveJournal

Согласно правилам СНиП в системе трубопровода перед манометром должен быть установлен трехходовой кран, позволяющий производить продувку, проверку или отключение манометра. Трехходовые краны для измерительных манометров мастера сантехники используют при монтаже трубопроводов пара, горячей и холодной воды.

Так же их используют на баллонах и трубопроводах с кислородом, азотом, природным газом, двуокисью углерода, маслами и другими нейтральными жидкостями и газами.

Задача манометров в такой конструкции – показывать давление в баллоне или трубопроводе. Вентиль, в свою очередь, должен обеспечивать безопасность и корректность работы манометра.

Для чего нужен манометрический кран

Установка трехходового манометрического клапана преследует следующие цели:

• Возможность проверить прибор, подключив к нему контрольный манометр;
• Возможность сбрасывать давление перед прибором, что защищает его от залипания стрелки;
• Возможность отключить манометр от системы;
• Возможность продувать манометрический отвод с целью удаления загрязнений, негативно влияющих на точность измерительного прибора.

В промышленных целях и на производствах, где необходим постоянный контроль давления на трубопроводах, установка такого прибора обязательна.

Пренебрежение данным правилом может стоить дорого, так как при неправильных показаниях измерительного прибора и отсутствия контроля давления, возможно повреждение трубопровода.

В домашних условиях вместо крана часто используют проходной муфтовый вентиль, так как давление в домашней системе гораздо ниже.

Режимы работы

В зависимости от положения запорного механизма, клапан для манометра может находится в следующих рабочих режимах:

• Направлять рабочую среду из магистрали в манометр;
• Направление на манометр перекрыто. Манометр пребывает без нагрузки, рабочая среда свободно проходит по трубопроводу;
• Производится сброс давления на измерительном устройстве при закрытом трубопроводе;
• При неправильном повороте запорного механизма, кран может соединить магистраль с атмосферой. Однако в этом случае для прохождения рабочей среды останется отверстие в 3 мм, что позволит избежать поломки манометра.

Виды кранов

Исходя из способов крепления и внутренней конструкции, выделяют три основных вида вентилей.

Пробковый натяжной кран

Свое название он получил от способа герметизации и вида запорного механизма.

Трехходовой пробковый клапан с натяжным способом герметизации выпускается в следующих модификациях:

• С обеих сторон проходного отверстия трубные или метрические резьбы. Третий выход – дренажное отверстие;
• С одной стороны – трубная резьба, с другой – метрическая, с третьей – дренажный выход;
• Аналог первого и второго устройства, но с запорной рукоятью в виде рычага или бабочки;
• Резьбы с двух сторон, с третьей – фланец для подключения манометра.

Изготавливаются такие краны из латуни. Конструкция их абсолютно проста, однако имеют место два существенных недостатка:

• Пробковые вентили требуют довольно большого усилия для приведения в действие запорного или переключающего механизма.
• Из-за мягкости металла (латуни) существует большой риск отрыва хвостовика пробки при подтяжке контрольной гайки.

Шаровый кран с дренажом

Она имеет множество преимуществ перед аналогами:

• Простота самой конструкции;
• Высокая степень герметичности;
• Небольшие габариты;
• Простота монтажа и легкость использования;
• Элементарные проточные зоны, не имеющие зон скопления сора;
• Возможность применения в вязких или застойных зонах.

Шаровый кран получил свое название от особенности внутренности запорного механизма. Внутри конструкции находится шар с прорезью в виде буквы «Г» или буквы «Т».

Изготавливается шаровый кран в тех же модификациях что и пробковый, однако первый всегда оснащается запорной рукоятью.

Шаровый кран с муфтовым отводом

В виде трехходового манометрического крана может использоваться, так же, шар

Как работает трехходовой кран для подключения манометра

Кран http://www.termopribor-ltd.ru/index.php?categoryID=284 предназначен для присоединения рабочего манометра к магистрали с рабочей средой и сброса давления при снятии манометра. Устанавливается в котельных, тепловых узлах, паропроводах и т.д.

Трехходовой кран служит: для соединения манометра с котлом; для соединения манометра с атмосферой; для продувки сифонной трубки; для соединения рабочего манометра с контрольным (манометром и для заполнения сифонной трубки водой.
На рисисунке показаны возможные положения трехходового крана.

При первом положении крана манометр соединен с паровым пространством, в котором измеряется давление. Это (Положение крана является рабочим. При втором положении трехходового крана манометр разобщен с паровым пространством и соединен с наружным воздухом. Стрелка манометра в этом случае должна показывать 0. При третьем положении крана манометр отключен, а паровое пространство котла соединено с наружным воздухом. В этом положении трехходового крана происходит продувка сифонной трубки манометра.

Четвертое положение крана используется для установки контрольного манометра. Для продувки манометра нужно поставить трехходовой кран во второе положение; если манометр исправен, то стрелка его должна быстро и плавно опускаться на нуль. Если стрелка опускается плавно, но до нуля не доходит, это показывает, что пружина манометра ослабла. Когда стрелка опускается к нулю, медленно, то это объясняется тем, что засорен трехходовой кран.

При установке трехходового крана из второго в первое положение стрелка манометра должна быстро и плавно занять прежнее место. Медленный подъем стрелки укажет, что в соединительной трубке к манометру или в нижней части трехходового крана имеется засорение. Для продувки соединительной трубки трехходовой кран устанавливается в третье положение, при котором манометр выключается, а подводка к манометру соединяется с наружным воздухом.

При этом положении пар под давлением поступает из крана наружу и продувает соединительную трубку. Для прочистки трехходового крана нужно поставить его во второе положение и снять манометр. После этого каналы крана чистят проволокой, установив его в начале в первое, а затем в четвертое положение.

Если при четвертом положении из каждого канала будет вы ходить сильная струя пара, прочистка считается законченной. Прочистив кран, устанавливают его во второе положение и присоединяют манометр, после чего приводят кран в рабочее положение.

Точную проверку манометра производят контрольным манометром, присоединяемым к фланцу трехходового крана. Установив контрольный манометр, ставят кран в четвертое положение и сверяют показания обоих манометров.

Порядок проверки манометра и положения трёхходового крана при её осуществлении

Инфоурок
›

Другое
›Презентации›Порядок проверки манометра и положения трёхходового крана при её осуществлении

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

ПОРЯДОК ПРОВЕРКИ МАНОМЕТРА И ПОЛОЖЕНИЯ ТРЁХХОДОВОГО КРАНА ПРИ ЕЁ ОСУЩЕСТВЛЕНИИ Выполнил мастер п/о Тир В.В.

2 слайд

Описание слайда:

Трёхходовой кран — это устройство, которое монтируется на трубу перед манометром и выполняет сразу несколько функций.

3 слайд

Описание слайда:

Трёхходовый кран позволяет осуществлять сброс давления перед манометром, что препятствует залипанию стрелки прибора; благодаря такому устройству можно произвести отключение манометра от коммуникации; трёхходовой манометрический вентиль позволяет также продувать отвод. Устранение загрязнений влияет на точность показаний манометра;

4 слайд

Описание слайда:

Трехходовые краны выпускаются в разных конструктивных исполнениях

5 слайд

Описание слайда:

Общий вид манометра с трёхходовым краном

6 слайд

Описание слайда:

Трехходовой кран: 1-фланец для контрольного манометра; 2-штуцер для манометра; 3-пробка крана; 4-риски; 5-ниппель для сифонной трубки; 6-отверстия в пробке; 7-гайка для затяжки пробки; 8-скоба; 9-контрольный манометр; 10-сифонная трубка.

7 слайд

Описание слайда:

Трехходовой кран устанавливается между манометром и сифонной трубкой, которая защищает трубчатую пружину манометра от чрезмерного нагрева при измерении давления пара или горячей воды.

8 слайд

Описание слайда:

На ручке трехходового крана в виде буквы Т нанесены риски, совпадающие с направлениями каналов в пробке. Поворотом ручки, можно поставить кран в следующие положения:

9 слайд

Описание слайда:

Рабочее положение трёхходового крана при проверке манометра 1. Рабочий манометр соединён с измеряемой средой Запомнить показания рабочего манометра

10 слайд

Описание слайда:

Рабочее положение трёхходового крана при «посадке на ноль» 2. Рабочий манометр соединён с атмосферой Стрелка рабочего манометра должна быстро вернуться к нулю

11 слайд

Описание слайда:

Рабочее положение трёхходового крана при проверке контрольным манометром 3. Рабочий и контрольный манометры соединёны с измеряемой средой Сравнить показания манометров

12 слайд

Описание слайда:

Рабочее положение трёхходового крана при продувке сифонной трубки 4. Рабочий манометр отключен, сифонная трубка соединена с атмосферой Стрелка рабочего манометра должна медленно вернуться к нулю

13 слайд

Описание слайда:

Нейтральное положение трёхходового крана Необходимо перед присоединением манометра к измеряемой среде

14 слайд

Описание слайда:

Спасибо за внимание

Курс повышения квалификации

Курс профессиональной переподготовки

Педагог-библиотекарь

Курс профессиональной переподготовки

Библиотекарь

Найдите материал к любому уроку,
указав свой предмет (категорию), класс, учебник и тему:

Выберите категорию:
Все категорииАлгебраАнглийский языкАстрономияБиологияВнеурочная деятельностьВсеобщая историяГеографияГеометрияДиректору, завучуДоп. образованиеДошкольное образованиеЕстествознаниеИЗО, МХКИностранные языкиИнформатикаИстория РоссииКлассному руководителюКоррекционное обучениеЛитератураЛитературное чтениеЛогопедия, ДефектологияМатематикаМузыкаНачальные классыНемецкий языкОБЖОбществознаниеОкружающий мирПриродоведениеРелигиоведениеРодная литератураРодной языкРусский языкСоциальному педагогуТехнологияУкраинский языкФизикаФизическая культураФилософияФранцузский языкХимияЧерчениеШкольному психологуЭкологияДругое

Выберите класс:
Все классыДошкольники1 класс2 класс3 класс4 класс5 класс6 класс7 класс8 класс9 класс10 класс11 класс

Выберите учебник:
Все учебники

Выберите тему:
Все темы

также Вы можете выбрать тип материала:

Общая информация

Номер материала:

ДБ-1630877

Похожие материалы

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Установка манометра: правила и требования: правила, требования, схема

Рабочее давление в любой трубопроводной системе или емкости, требует постоянного контроля со стороны обслуживающего персонала. Для выполнения измерения давления применяют измерительный прибор под названием манометр. С его помощью получают информацию о состоянии технологической системы. Эти измерительные датчики выпускают в двух исполнениях, для измерения высокого и низкого давления. Кроме того, необходимо учесть и то, что по трубопроводным системам может передаваться различная рабочая среда, например, холодная вода, под давлением 2-4 атм. или перегретый пар с рабочей температурой более 130 градусов. Такое положение вещей привело к тому, что на практике применяют разные способы установки манометров в трубопроводные системы или емкости.

Для того, что бы он эффективно выполнял свои функции, он должен быть правильно установлен, какие способы установки существуют, рассмотрим это ниже.

Способы установки манометров

Его установка может быть выполнена только на том объекта, на котором давление стравлено. Прибор должен быть установлен в рабочее положение. Как правило, оно описано в инструкции по его эксплуатации. Там указано, каким образом он должен устанавливаться на трубопроводе и допуски на установки. Установить его можно с использованием гаечного ключа. Момент закручивания не должен превышать 20 Н×м. перегрузка корпуса недопустима.

На практике применяют несколько способов монтажа:

• прямой;
• с использованием трехходового крана;
• с применением импульсной трубки.

Способ установки прямым путем

Их устанавливают в тех местах, которые указаны в проектной документации, например, перед и после задвижек. В том месте, где устанавливается манометр необходимо установить адаптер. Его или вваривают, иногда их вворачивают. Сварка, это самый доступный способ фиксации адаптеров.

Прямой способ применяют для монтажа устройств, которые работают в стабильной среде без каких-либо скачков давления и частых замен измерительного датчика.

Способ установки на трехходовой кран

Если планируется, что при проверке данных придется переводить прибор на атмосферное давление, то для этого, как правило, перед ним устанавливают трехходовой кран. Его и используют для подачи атмосферного воздуха. Кроме того, монтаж манометров с трехходовым краном и трубкой сифоном, допускает выполнение замены устройства без прекращения подачи рабочей среды. Кроме этого наличие такого крана позволяет выполнять разные работы тогда, когда прекращение ее работы не обязательно.

Способ установки с помощью импульсивной трубки

Кроме названных способов монтажа, используют и такой, как монтаж с использованием импульсной трубки. Она необходима для защиты механизма измерительного прибора от перепадов напора.

Для установки измерительного прибора таким способом имеет смысл сначала установить адаптер, затем трубку, трехходовой кран и только после этого можно будет устанавливать сам датчик.

Импульсная трубка используется тогда, когда рабочая среда, например пар, обладает рабочей температурой, превышающей нормативы замеряемых характеристик. Наличие трубки предотвращает контакт между рабочей средой и измерителем напора.

Правила установки и съема

Для обеспечения стабильной работы манометра и снижения риска его поломки соблюдают определенные правила:

1. Монтаж манометров, должен быть выполнен таким образом, что бы было довольно просто снять результаты измерений, выполнять регламентное обслуживание и ремонт.
2. Правила определяют ряд условий, которые определяют предельные размеры расстояний между измерительным прибором и стенами помещения, в котором этот прибор установлен.
3. Если манометр монтируют на высоте от 2 до 3 метров, размер диаметра корпуса должен быть не меньше чем 160 мм. На высоту более чем три метра манометры устанавливать недопустимо. Это определено в требованиях нормативной документации.
4. Для выполнения, предписанных в нормативной документации проверки измерительных приборов и оборудования при использовании приборов в монтажную конструкцию должен быть установлен трехходовой кран. Место его установки должно находиться между манометром и трубой (сосудом).
5. При монтаже в условиях, когда возможно влияние на него сторонних внешних факторов, например, осадки или высокая температура, то необходимо обеспечить его дополнительную защиту. Для этого используют так называемые буферные элементы, сифоны и другие изделия. Эффективность работы смонтированного измерительного оборудования зависит насколько качественно закрыто от внешнего воздействия.
6. Для предотвращения замерзания мерительного прибора, их обеспечивают тепловой изоляцией.
7. При подключении необходимо стравить попавший внутрь системы газ. Для этого, чуть-чуть не докручивают фиксационную гайку на штуцере.
8. Манометры, не прошедшие поверку и не имеющие на корпусе пломбы или соответствующей печати к использованию для работы в сетях не должны допускаться. Если сроки поверки истекли, или в процессе эксплуатации выяснилось, что работа отличается от штатной, то он должен быть снят и отправлен на диагностику и ремонт. На корпусе измерителя отмечено появление повреждений, или на стекле появилась трещина, то такой прибор не может эксплуатироваться и должен быть утилизирован.
9. Поврежденные датчики демонтируют и передают в аттестованную лабораторию для выполнения ремонтных работ. Если такой манометр не подлежит восстановлению, то его утилизируют.

Особенности монтажа

Измеритель напора должен быть смонтирован только в вертикальном положении. Это должно обеспечить нормальное прочтение полученных данных. Шкала измерителя может быть наклонена на угол не более 30°. Датчик должен быть освещен и огражден от воздействия лучей солнца и низких температур.

После того, как устройство установлено и система готова эксплуатации в штатном режиме, то обеспечения сохранности прибора, не целесообразно сразу нагружать установленное измерительное оборудование. Напор целесообразно поднимать постепенно, без каких-либо скачков и, не пересекая пределов установленных границ.

При установке измерителя на место необходимо герметичность соединения измерителя и штуцера, в который его вмонтировали. Для этого применяют различные герметизирующие материалы, например, ФУМ лента или нить. Для повышения надежности можно герметизирующие материалы обработать герметиком. Все используемые материалы должна соответствовать условиям эксплуатации, то есть, если в системе трубопроводом использован перегретый пар (минимальная температура 130 °C), то установка ФУМ ленты, рассчитанной на рабочую температуру 95 °C недопустимо. Кстати, некоторые монтажные организации, по старинке, в качестве изолирующего материала применяют паклю, надо заметить, что это не приветствуется.

Принцип работы приборов для измерения давления

В манометре Бурдона используется принцип, согласно которому сплющенная трубка имеет тенденцию выпрямляться или восстанавливать свою круглую форму в поперечном сечении под давлением.

Хотя это изменение поперечного сечения может быть едва заметным и, следовательно, связано с умеренными напряжениями в пределах диапазона упругости легко обрабатываемых материалов, деформация материала трубки увеличивается за счет придания трубке С-образной формы. или даже спираль, так что вся трубка имеет тенденцию упруго распрямляться или раскручиваться при повышении давления.

На практике плоская тонкостенная трубка с закрытым концом соединяется полым концом с неподвижной трубой, содержащей измеряемое давление жидкости. По мере увеличения давления закрытый конец движется по дуге, и это движение преобразуется во вращение шестерни (сегмента а) с помощью соединительного звена, которое обычно регулируется.

Ведущая шестерня малого диаметра находится на валу указателя, поэтому движение еще больше усиливается передаточным числом. Расположение индикаторной карты за указателем, исходное положение вала указателя, длина рычажного механизма и исходное положение — все это обеспечивает средства для калибровки указателя, чтобы указать желаемый диапазон давления для изменений поведения самой трубки Бурдона.

Перепад давления можно измерить манометрами, содержащими две разные трубки Бурдона с соединительными рычагами.

Механические детали

Стационарные детали:

• A: Блок приемника. Это соединяет впускную трубу с неподвижным концом трубки Бурдона (1) и фиксирует пластину шасси (B). В два отверстия крепятся винты, которыми крепится корпус.
• B: Пластина шасси. К нему прилагается лицевая карта. В нем есть отверстия для подшипников осей.
• C: Вторичная пластина шасси. Он поддерживает внешние концы осей.
• D: Столбы для соединения и разделения двух пластин шасси.

Движущиеся части:

1. Неподвижный конец трубки Бурдона. Он сообщается с входной трубой через приемный блок.
2. Подвижный конец трубки Бурдона. Этот конец запечатан.
3. Поворотный палец и штифт.
4. Соедините шарнирный штифт с рычагом (5) пальцами, чтобы обеспечить вращение шарнира.
5. Рычаг. Это продолжение секторной шестерни (7).
6. Штифт оси шестерни сектора.
7. Сектор шестерни.
8. Стрелка указателя оси. Он имеет прямозубую шестерню, которая входит в зацепление с секторной шестерней (7) и проходит через поверхность, приводя в движение стрелку индикатора. Из-за небольшого расстояния между выступом звена рычага и шарнирного пальца и разницы между эффективным радиусом секторной шестерни и прямозубой шестерни любое движение трубки Бурдона значительно усиливается. Небольшое движение трубки приводит к большому перемещению стрелки индикатора.
9. Волосовая пружина для предварительной нагрузки зубчатой ​​передачи для устранения люфта и гистерезиса зубчатой ​​передачи.

Также прочтите: Принцип работы ротаметров

.Тензорезистор

Принцип работы Инструментальные инструменты

Тензорезистивные датчики или пьезорезистивные датчики

Пьезорезистивный означает «чувствительное к давлению сопротивление» или сопротивление, значение которого изменяется в зависимости от приложенного давления. Тензодатчик — классический пример пьезорезистивного элемента, типичный элемент тензорезистора, показанный здесь на кончике моего пальца:

Чтобы быть практичным, тензодатчик должен быть приклеен (приклеен) к более крупный образец, способный выдержать приложенную силу (напряжение):

По мере того как испытуемый образец растягивается или сжимается под действием силы, проводники тензодатчика деформируются аналогичным образом.Электрическое сопротивление любого проводника пропорционально отношению длины к площади поперечного сечения (R ∝ {l / A}), что означает, что деформация растяжения (растяжение) увеличивает электрическое сопротивление за счет одновременного увеличения длины и уменьшения площади поперечного сечения, в то время как деформация сжатия (сжатие) снижает электрическое сопротивление за счет одновременного уменьшения длины и увеличения площади поперечного сечения.

При прикреплении тензодатчика к диафрагме получается устройство, которое изменяет сопротивление в зависимости от приложенного давления.Давление заставляет диафрагму деформироваться, что, в свою очередь, вызывает изменение сопротивления тензодатчика. Измеряя это изменение сопротивления, мы можем сделать вывод о величине давления, приложенного к диафрагме.

Классическая система тензодатчиков, представленная на предыдущем рисунке, сделана из металла (как испытуемый образец, так и сам тензодатчик). В пределах своей упругости многие металлы обладают хорошими пружинными характеристиками. Металлы, однако, подвержены усталости при повторяющихся циклах деформации (растяжения и сжатия), и они начнут «течь», если будут деформированы за пределами их предела упругости.Это частый источник ошибок в металлических пьезорезистивных приборах давления: при избыточном давлении они имеют тенденцию терять точность из-за повреждения пружины и элементов тензодатчика.

Современные технологии производства сделали возможным создание тензодатчиков из кремния вместо металла. Кремний демонстрирует очень линейные пружинные характеристики в узком диапазоне движения и высокую устойчивость к усталости. Когда силиконовый тензодатчик перенапрягается, он полностью выходит из строя, а не «течет», как в случае с металлическими тензодатчиками.Обычно это считается лучшим результатом, поскольку он ясно указывает на необходимость замены датчика (тогда как металлический датчик деформации может создавать ложное впечатление о продолжении работы после события перенапряжения).

По мере того как диафрагма изгибается наружу под действием приложенного давления жидкости, тензодатчик растягивается на большую длину, вызывая увеличение его сопротивления. Это изменение сопротивления приводит к дисбалансу мостовой схемы, вызывая напряжение (Vout), пропорциональное величине приложенного давления.Таким образом, тензодатчик работает для преобразования приложенного давления в измеряемый сигнал напряжения, который может быть усилен и преобразован в токовый сигнал контура 4-20 мА (или в цифровой сигнал «полевой шины»).

В некоторых конструкциях одиночная кремниевая пластина служит и диафрагмой, и тензодатчиком, чтобы полностью использовать превосходные механические свойства кремния (высокая линейность и низкая усталость). Однако кремний химически несовместим со многими технологическими жидкостями, поэтому давление должно передаваться на силиконовую диафрагму / датчик через нереактивную заполняющую жидкость (обычно жидкость на основе силикона или фторуглерода).Металлическая изолирующая диафрагма передает давление технологической жидкости заполняющей жидкости, которая, в свою очередь, передает давление на силиконовую пластину. На другой упрощенной иллюстрации показано, как это работает:

Изолирующая диафрагма спроектирована так, чтобы быть намного более гибкой (менее жесткой), чем кремниевая диафрагма, поскольку ее цель — беспрепятственно передавать давление жидкости от технологической жидкости к заполняющей жидкости. , чтобы не действовать как пружинный элемент. Таким образом, кремниевый датчик испытывает такое же давление, как если бы он находился в непосредственном контакте с технологической жидкостью, без необходимости контакта с технологической жидкостью.Гибкость металлической изолирующей диафрагмы также означает, что она испытывает гораздо меньшие нагрузки, чем силиконовая чувствительная диафрагма, что позволяет избежать проблем, связанных с усталостью металла, которые возникают при конструкциях преобразователей, использующих металл в качестве чувствительного (пружинного) элемента.

Такое использование заполняющей жидкости для передачи давления от изолирующей диафрагмы к чувствительной диафрагме внутри преобразователя используется в большинстве, если не во всех современных конструкциях преобразователей давления, даже в тех, которые не являются пьезорезистивными.

Кредиты: Тони Р.Kuphaldt — Лицензия Creative Commons Attribution 4.0

.Принцип работы манометра с трубкой Бурдона

Анимация Инструменты

Анимация принципа работы с трубкой Бурдона

Работа манометра с трубкой Бурдона

Манометры с трубкой Бурдона широко используются для местной индикации. Этот тип манометров был впервые разработан Э. Бурдоном в 1849 году. Манометры с трубкой Бурдона могут использоваться для измерения давления в широком диапазоне: от вакуума до давления до нескольких тысяч фунтов на квадратный дюйм. Он в основном состоит из полой трубки С-образной формы, один конец которой закреплен и подсоединен к штуцеру для измерения давления, а другой конец свободен, как показано на рис.Поперечное сечение трубки эллиптическое.

При приложении давления эллиптическая трубка (трубка Бурдона) пытается получить круглое поперечное сечение; в результате возникает напряжение, и трубка пытается выпрямиться. Таким образом, свободный конец трубки перемещается вверх в зависимости от величины давления. К свободному концу прикреплен механизм отклонения и индикации, который вращает указатель и показывает показания давления. В качестве материалов обычно используются фосфорная бронза, латунь и бериллиевая медь.При общем диаметре С-образной трубки 2 дюйма полезный ход свободного конца составляет примерно 1/8 дюйма. Хотя трубки C-типа являются наиболее распространенными, также используются трубки других форм, такие как спиральные, витые или спиральные.

См. Также: Анимация работы датчика приближения

.Вакуумметры

Принцип работы — Инструменты

Вакуумметры

, где показания давления не зависят от типа газа (механические вакуумметры)

Вакуумметры

Вакуумметры Бурдона

Внутренняя часть трубы, изогнутой по дуге окружности (т. называемая трубкой Бурдона) подключается к вакуумной системе. Из-за воздействия внешнего атмосферного давления конец трубки более или менее изгибается в процессе откачки.

Активизирует указатель, прикрепленный к этой точке.Соответствующее давление можно определить по линейной шкале. С помощью манометров Бурдона можно приблизительно определить давление от 10 мбар (7,5 торр) до атмосферного давления.

Капсульный вакуумметр

Этот вакуумметр содержит герметичную вакуумированную тонкостенную капсулу с диафрагмой, которая расположена внутри прибора.

При снижении давления вакуума капсула вздувается. Это движение передается через систему рычагов на указатель и затем может быть считано как давление на линейной шкале.

Мембранный вакуумметр

В случае диафрагменного вакуумметра, который может измерять абсолютное давление, герметичная и откачиваемая вакуумная камера отделена диафрагмой от измеряемого давления вакуума. Он служит эталонным количеством.

При увеличении вакуумирования разница между давлением, которое необходимо измерить, и давлением в эталонной камере становится меньше, что приводит к изгибу диафрагмы. Этот изгиб может быть передан механическими средствами, такими как рычаг, например, на указатель и шкалу, или электрически с помощью тензодатчика или изгиба для преобразования в электрический измерительный сигнал.

Диапазон измерения таких мембранных вакуумметров составляет от 1 мбар (0,75 торр) до более 2000 мбар (1500 торр).

Емкостный вакуумметр

Чувствительная к давлению мембрана этих емкостных датчиков абсолютного давления изготовлена ​​из керамики Al2O3. Термин «емкостное измерение» означает, что пластинчатый конденсатор образован диафрагмой с неподвижным электродом за диафрагмой.

Когда расстояние между двумя пластинами этого конденсатора изменяется, это приводит к изменению емкости.Это изменение, пропорциональное давлению, затем преобразуется в соответствующий электрический измерительный сигнал.

Здесь также откачанная эталонная камера служит эталоном для измерений давления. С помощью емкостных манометров можно точно измерить давление от 10-5 мбар / торр до давления, значительно превышающего атмосферное, при этом придется использовать разные емкостные датчики с диафрагмами разной толщины (и, следовательно, чувствительности).

Вакуумметры

, где показания давления зависят от типа газа

Датчик теплопроводности

(Пирани)

В этом принципе измерения используется теплопроводность газов с целью измерения давления в диапазоне от 10-4 мбар / Торр до атмосферное давление.Нить накала в измерительной головке образует одно плечо моста Уитстона.

Нагревательное напряжение, прикладываемое к мосту, регулируется таким образом, чтобы сопротивление нити и, следовательно, температура нити оставалась постоянной независимо от количества тепла, отдаваемого нитью.

Поскольку передача тепла от нити к газу увеличивается с увеличением давления, напряжение на мосту является мерой давления. Улучшения в отношении температурной компенсации привели к стабильным показаниям давления даже при больших изменениях температуры, особенно при измерении низких давлений.

Вакуумметр для ионизации с холодным катодом (Пеннинг)

Здесь давление измеряется посредством разряда газа внутри измерительной головки, при этом разряд газа воспламеняется за счет приложения высокого напряжения. Результирующий ионный ток выводится как сигнал, пропорциональный преобладающему давлению.

Разряд газа поддерживается также при низких давлениях с помощью магнита. Новые концепции конструкции таких датчиков обеспечивают безопасную и надежную работу этих так называемых датчиков Пеннинга в диапазоне давлений от 10-2 до 1 x 10-9 мбар / торр.

Вакуумметр для ионизации с горячим катодом

В этих датчиках обычно используются три электрода. Горячий катод излучает электроны, которые падают на анод. Таким образом, газ, давление которого необходимо измерить, ионизируется.

Результирующий ток положительных ионов регистрируется третьим электродом — так называемым детектором ионов — и этот ток используется в качестве сигнала, пропорционального давлению. Датчики с горячим катодом, которые в основном используются сегодня, основаны на принципе Баярда-Альперта.

При таком расположении электродов можно проводить измерения в диапазоне давлений от 10-10 до 10-2 мбар / торр. Другое расположение электродов позволяет работать с более высоким диапазоном давлений от 10-1 мбар / торр до 10-10 мбар / торр.

Для измерения давлений ниже 10-10 мбар / торр используются так называемые экстракторные ионизационные датчики фирмы Redhead. В экстракторных ионизационных датчиках созданные ионы фокусируются на очень тонком и коротком ионном детекторе.

Благодаря геометрическому расположению этой системы мешающие влияния, такие как рентгеновские эффекты и десорбция ионов, могут быть почти полностью устранены.Ионизационный манометр экстрактора позволяет измерять давление в диапазоне от 10-4 до 10-12 мбар / торр.

.