Жидкостный манометр: Жидкостные манометры и дифманометры, принцип действия, применение

Жидкостные манометры и дифманометры, принцип действия, применение

Жидкостные (трубные) манометры функционируют по принципу сообщающихся сосудов – за счет уравновешивания фиксируемого давления весом жидкости-наполнителя: столб жидкости сдвигается на высоту, которая пропорциональна приложенной нагрузке. Измерения на основе гидростатического метода привлекают сочетанием простоты, надежности, экономичности и высокой точности. Манометр с жидкостью внутри оптимально подходит для измерения перепадов давления в пределах 7 кПа (в специальных вариантах исполнения – до 500 кПа).

Виды и типы приборов

Для лабораторных измерений или промышленного применения используются различные варианты манометров с трубной конструкцией. Наиболее востребованы такие виды приборов:

• U-образные. Основа конструкции – сообщающиеся сосуды, в которых определение давления осуществляется по одному или сразу нескольким уровням жидкости. Одна часть трубки соединяется с трубопроводной системой для проведения измерения. В то же время другой конец может быть герметически запаян или иметь свободное сообщение с атмосферой.
• Чашечные. Однотрубный жидкостный манометр во многом напоминает конструкцию классических U-образных приборов, но вместо второй трубки здесь применяется широкий резервуар, площадь которого в 500-700 раз больше площади сечения основной трубки.
• Кольцевые. В устройствах данного типа столб жидкости заключен в кольцевом канале. При изменении давления происходит перемещение центра тяжести, что в свою очередь приводит к перемещению стрелки указателя. Таким образом, прибор для измерения давления фиксирует угол наклона оси кольцевого канала. Эти манометры привлекают высокой точностью результатов, которые не зависят от плотности жидкости и газовой среды на ней. В то же время сфера применения таких изделий ограничивается их высокой стоимостью и сложностью обслуживания.
• Жидкостно-поршневые. Измеряемое давление вытесняет сторонний шток и уравновешивает его положение калиброванными грузами. Подобрав оптимальные параметры массы штока с грузами, удается обеспечить его выталкивание на величину, пропорциональную к измеряемому давлению, а, следовательно, удобную для контроля.

Применение жидкостного манометра

Простота и надежность измерений на основе гидростатического метода объясняют широкое применение прибора с жидкостным наполнителем. Такие манометры незаменимы при проведении лабораторных исследований или решении различных технических задач. В частности, приборы используются для таких типов измерений:

• Небольшие избыточные давления.
• Разность давлений.
• Атмосферное давление.
• Разрежение.

Важное направление применения трубных манометров с жидким наполнителем – поверка контрольно-измерительных приборов: тягомеров, напоромеров, вакуумметров барометров, дифманометров и некоторых типов манометров.

Манометр жидкостный: принцип действия

Самый распространенный вариант конструкции приборов – U-образная трубка. Принцип действия манометра показан на рисунке:

Схема U-образного жидкостного манометра

Один конец трубки имеет сообщение с атмосферой – на него воздействует атмосферное давление Pатм. Другой конец трубки с помощью подводящих устройств подключается к целевому трубопроводу – на него воздействует давление измеряемой среды Рабс. Если показатель Рабс выше Pатм, то жидкость вытесняется в трубку, сообщающуюся с атмосферой.

Инструкция по расчету

Разница высоты между уровнями жидкости рассчитывается по формуле:

h = (Рабс – Ратм)/((rж – rатм )g)
где:
Рабс – абсолютное измеряемое давление.
Ратм – атмосферное давление.
rж – плотность рабочей жидкости.
rатм – плотность окружающей атмосферы.
g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2)
Показатель высоты рабочей жидкости H складывается из 2-ух составляющих:
1. h2 – понижение столба по сравнению с исходным значением.
2. h3 – повышение столба в другой части трубки в сравнении с исходным уровнем.
Показатель rатм в расчетах часто не учитывают, поскольку rж >> rатм. Таким образом, зависимость можно представить как:
h = Ризб/(rж g)
где:
Ризб – избыточное давление измеряемой среды.
На основе приведенной формулы, Ризб = hrж g.

Если необходимо измерить давление разряженных газов, применяются измерительные приборы, в которых один из концов герметически запаян, а к другому с помощью подводящих устройств подключают вакуумметрическое давление. Конструкция показана на схеме:

Схема жидкостного вакуумметра абсолютного давления

Для таких приборов применяется формула:
h = (Ратм – Рабс)/(rж g).

Давление в запаянном торце трубки равно нулю. При наличии в нем воздуха расчеты вакуумметрического избыточного давления выполняются как:
Ратм – Рабс = Ризб – hrж g.

Если воздух в запаянном конце откачан, и давление противодействия Ратм = 0, то:
Рабс= hrж g.

Конструкции, в которых воздух в запаянном конце откачивается и перед заполнением вакууммируется, подходят для применения в качестве барометров. Фиксация разницы высоты столба в запаянной части позволяет произвести точные расчеты барометрического давления.

Преимущества и недостатки

Жидкостные манометры имеют как сильные, так и слабые стороны. При их использовании удается оптимизировать капитальные и эксплуатационные издержки на контрольно-измерительные мероприятия. В то же время следует помнить о возможных рисках и уязвимых местах таких конструкций.

Среди ключевых преимуществ измерительных приборов с жидкостным наполнением следует отметить:

• Высокая точность измерений. Приборы с низким уровнем погрешности могут использоваться в качестве образцовых для поверки различного контрольно-измерительного оборудования.
• Простота использования. Инструкция по использованию прибора является предельно простой и не содержит каких-либо сложных или специфических действий.
• Невысокая стоимость. Цена жидкостных манометров значительно ниже по сравнению с другими типами оборудования.
• Быстрый монтаж. Подключение к целевым трубопроводам производится с помощью подводящих устройств. Осуществление монтажа/демонтажа не требует специального оборудования.

При использовании манометрических устройств с жидкостным наполнением следует учитывать и некоторые слабые стороны таких конструкций:

• Резкий скачок давления может привести к выбросу рабочей жидкости.
• Возможность автоматической фиксации и передачи результатов измерений не предусмотрена.
• Внутреннее устройство жидкостных манометров определяет их повышенную хрупкость
• Приборы характеризуются достаточно узким диапазоном измерений.
• Корректность измерений может быть нарушена некачественной очисткой внутренних поверхностей трубок.

Инструкция для жидкостного манометра

Для гидростатических измерений в манометрах могут использоваться различные рабочие жидкости: дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт, жидкость Туле и другие наполнители. При их использовании важно помнить о возможных рисках. В частности, вода приводит к коррозии железосодержащих сплавов, ртуть несет угрозу здоровью человека, а ацетилен и некоторые другие виды наполнителей являются психотропными веществами.

Жидкостные манометры

В таких приборах измеряемое давление (разрежение) либо разность давлений уравновешивается давлением столба манометрической жидкости, заполняющей прибор. Диапазон измерения — 10 — 105 Па.

Рисунок 1 — Жидкостные манометры

 

Жидкостные манометры применяют в основном при определении давления в лаб. условиях и при поверке других манометры Погрешность измерения U-образных и чашечных манометры (0,5-1,0%) определяется погрешностью самого прибора, ошибкой отсчета показаний и несоответствием действительного и расчетного значений плотности манометрической жидкости. Двухчашечные (компенсационные) микроманометры с верхними пределами измерения до 2,5-103 Па имеют погрешность 0,02-0,05%. При малых пределах измерения (до 104 Па) манометры заполняют легкими жидкостями (водой, спиртом, толуолом, силиконовым маслом), при увеличении пределов измерения до 105 Па — ртутью.

В поплавковых, колокольных и кольцевых дифманометрах мера измеряемого давления (перепада) — не высота столба жидкости, а определяемое им положение подвижного элемента прибора. Манометрической жидкостью в поплавковых дифманометрах обычно служит ртуть или силиконовое масло. Пределы измерения серийных приборов (от 4-103 Па до 0,16 MПа) обеспечиваются изменением высоты и диаметра одного из сосудов дифманометра. Погрешность не более 2,5% от верхнего предела измерения. Колокольные дифманометры (манометрическая жидкость — вода или масло) используют для измерения малых давлений и перепадов давлений от 25 до 400 Па. Погрешность 1,5 и 2,5% от диапазона измерения.

В кольцевых дифманометрах (кольцевых весах) замкнутый сосуд с непроницаемой перегородкой в верхней части установлен на призматическую опору, которая расположена в центре тяжести сосуда.

Под действием разности давлений по обе стороны перегородки манометрическая жидкость перемещается внутри кольца в сторону полости с меньшим давлением. 4 Па, погрешность 1,0 и 1,5% от предела шкалы. Поплавковые, колокольные и кольцевые дифманометры — показывающие или записывающие приборы, которые манометры б. снабжены счетчиками расхода, регуляторами, сигнализаторами, а также устройствами для получения унифицированных пневматических или электрических сигналов дистанционной передачи.

 

Наиболее распространенным и самым простым по устройству является U-образный прибор показаный на рисунке 2.

Рисунок 2 — U-образный жидкостной манометр

 

Он состоит из изогнутой в виде буквы U стеклянной трубки 4, примерно до половины заполненной рабочей жидкостью 3. С помощью скобок 1 трубка прикреплена к доске 2, между ветвями трубки размещена шкала 5. Когда давления Р1 и Р2 равны, уровни жидкости в левой и правой ветвях U-образной трубки находятся против нулевой отметки шкалы. При неравенстве давлений, например, Р1>Р2, уровень в левой ветви опустится, а в правой — поднимется. Отсчет нужно производить дважды: от нуля вниз до уровня в левой ветви и от нуля вверх до уровня в правой ветви; полученные значения отсчетов (их сумма равна h) надо сложить.

Это рекомендуется делать, поскольку трубки обеих ветвей прибора могут немного отличаться по диаметру. В этом случае жидкость будет опускаться (в левой) и подниматься (в правой) ветвях на неодинаковое количество делений. Значение измеряемой величины (разность давлений Р1 и Р2) определяется по шкале прибора:
P1-P2=hpg
р — плотность рабочей жидкости;
g – ускорение силы тяжести

 

Объяснение урока: Жидкостный манометр

В этом объяснении мы научимся описывать процесс давления измерение по высоте столба жидкости в U-образной трубке.

Жидкостный манометр представляет собой U-образную трубку, заполненную жидкостью, которая используется для измерить разность давлений газов по обе стороны от него. Манометр открыт в атмосферу, заполненную водой, показано ниже.

Уровень воды одинаков с обеих сторон трубы. В связи с этим давление на левая сторона, 𝑃L, равна давлению на правой стороне, 𝑃R (т.

е. когда высота воды на обоих левая и правая стороны равны, поэтому и давление): 𝑃=𝑃LR когда ℎ=ℎ.LR

Если одна сторона трубки подключена к давлению, отличному от атмосферного, тогда высота жидкости может измениться, как показано на диаграмме ниже.

Неизвестный газ и атмосфера оказывают давление на жидкость, но теперь давление другое, поэтому высота воды по бокам трубка имеет разницу, Δℎ.

Если ℎR больше, чем ℎL, то это означает на воду давит меньше; таким образом, 𝑃R есть менее 𝑃L: 𝑃>𝑃LR когда ℎℎLR наоборот.

Давайте рассмотрим несколько примеров.

Пример 1. Сравнение жидкостного манометра с неизвестным газом

На схеме показан жидкостный манометр, подключенный одним концом к газовый резервуар и на противоположном конце в атмосферу. Что из следующего правильно относится к давлению газа и атмосферного давления, 𝑃газ и 𝑃атм?

1. 𝑃>𝑃газатм
2. 𝑃𝑃газатм
3. 𝑃=𝑃газатм

Ответ

𝑃газ давление с правой стороны, поступающее из газового резервуара. 𝑃атм это давление на левая сторона, исходящая из атмосферы.

Если 𝑃gas больше, чем 𝑃атм, то высота жидкости в манометр будет смещен вверх влево. Если 𝑃атм вместо этого было больше, чем 𝑃атм, то это было бы подтолкнул вверх вправо.

Так как высота одинаковая, значит и давление с обеих сторон одинаковое. Правильный ответ C, 𝑃=𝑃газатм.

Пример 2: Неравномерное сравнение жидкостного столбового манометра с неизвестным газом

На схеме показан жидкостный манометр, подключенный одним концом к газовый резервуар и на противоположном конце в атмосферу. Какое из следующих утверждений правильно относится к давлению газа и давление атмосферы, 𝑃газ и 𝑃атм? ответ из газового резервуара. 𝑃атм — давление на левая сторона, исходящая из атмосферы.

Поскольку высота столба жидкости в трубке различна, мы знаем, что 𝑃gas не может быть равно 𝑃атм. Они разные, поэтому один должен быть больше чем другой.

Если бы 𝑃атм было больше, то жидкость в колонке толкнули бы вверх вправо, но жидкости там нет выше; это ниже. Следовательно, 𝑃gas должно быть больше, чем 𝑃атм.

Таким образом, правильный ответ B, 𝑃>𝑃gasatm.

Пропорция, на которую отличается давление, связана с высотой разница. Большая разница в высоте означает большую разницу в давлении. Мы можем использовать модифицированную версию уравнения для давления в колонне, чтобы выразить это.

Уравнение: изменение давления жидкостного манометра

Уравнение, используемое для связи изменения давления с изменением высоты в манометре есть Δ𝑃=𝜌𝑔Δℎ, где Δ𝑃 — разница давлений, 𝜌 — плотность жидкости, 𝑔 — сила из-за гравитации (9,81 м/с ² для Земля), а Δℎ — разница высот.

Из этого уравнения видно, что Δ𝑃 пропорционально Δℎ. Двойное изменение высоты означает двойное изменение под давлением.

Давайте решим задачу, использующую это отношение. Жидкостный манометр содержит воду, плотность которой примем за 997 кг/м ³ . Левая сторона соединена с газом неизвестного давления, а правая сторона открыта в атмосферу на уровне моря, которую мы примем за 101,3 кПа. Мы также можем принять гравитацию как 9,81 м/с ² .

Ищем неизвестное давление газа с левой стороны. Давайте возьмем посмотрите на уравнение изменения давления в столбе: Δ𝑃=𝜌𝑔Δℎ.

Важно отметить, что нас интересует только величина изменения высоты, так что это не может быть отрицательным.

Точно так же разница в давлении также является величиной. Выраженная сама собой, это может выглядеть Δ𝑃=|𝑃−𝑃|RL или же Δ𝑃=|𝑃−𝑃|.LR

Мы знаем, что из-за меньшей высоты жидкости, 𝑃>𝑃LR. Это означает что мы можем принять вторую форму без абсолютного значения, так как знаем, что это будь позитивным.

Это делает уравнение похожим на 𝑃−𝑃=𝜌𝑔Δℎ.LR

Нам нужен 𝑃L с одной стороны, поэтому давайте добавим 𝑃R к обеим сторонам, чтобы изолировать его: 𝑃−𝑃+𝑃=𝜌𝑔Δℎ+𝑃𝑃=𝜌𝑔Δℎ+𝑃.LRRRLR

𝑃R — атмосфера на уровне моря, 101,3 кПа. Другой значения 𝜌 как 997 кг/м ³ , 𝑔 as 9,81 м/с ² , и Δℎ как 10 см. Перед тем, как вставить Δℎ, переведем в метры, помня что в нем 100 см метр: 11001100×10=0,1.мкммсмсм

Итак, 10 см это 0,1 м. Ввод их в уравнение дает 𝑃=997/9,81/(0,1)+(101,3).LkgmmsmkPa

В правой части счетчики частично компенсируют друг друга, чтобы стать 1/м ³ указано по плотности. Подстановка цифр дает 𝑃=978×+(101.3).LkgmskPa

Нам нужно, чтобы единицы справа совпадали, прежде чем мы сможем их добавить вместе. Напомним, что паскали ньютонов на квадратный метр /Нм и что Ньютоны килограмм-метр в секунду в квадрате ⋅/кгм. Мы можем преобразовать единицы, которые у нас есть, в ньютоны на квадратный метр следующим образом: кгmskgmsmkgmsmNm×=×1×1=, составим наше уравнение 𝑃=978+(101.3).LPakPa

Сделаем единицы измерения паскалей одинаковыми. Есть 1‎ ‎000 Па в 1 кПа: 11000,11000×978=0,978.kPaPakPaPaPakPa

Сложение их вместе дает 𝑃=0,978+(101,3)𝑃=(102,278).LLPakPakPa

Округляя, неизвестное давление с левой стороны равно 102,3 кПа, а небольшая разница. Иногда для наблюдения используются более плотные жидкости. более резкие изменения давления.

Давайте рассмотрим пример.

Пример 3: Жидкостный манометр Расчет давления газа

На схеме показан жидкостный манометр, подключенный одним концом к газовому резервуару а на противоположном конце в атмосферу. U-образная трубка содержит ртуть, плотностью 13‎ ‎595 кг/м ³ . Верх ртутного столба в контакте с атмосферой находится вертикально ниже вершины ртутного столба в контакте с газовым резервуаром. Расстояние по вертикали между вершинами колонн ℎ=25см. Найдите давление газа в резервуаре. Используйте значение 𝑃=101,3кПа для атмосферного давление.

1. 33 кПа
2. 68 кПа
3. 101 кПа
4. 105 кПа
5. 135 кПа

изменение высоты к изменению давления между резервуаром и сторона, открытая в атмосферу.

Рассмотрим изменение давления в уравнении столба жидкости: Δ𝑃=𝜌𝑔Δℎ.

Мы должны найти давление газового резервуара, в дальнейшем 𝑃, а мы уже знаем 𝑃. Глядя на жидкие высоты, тот, что открыт в атмосферу, ниже, поэтому 𝑃>𝑃. Таким образом, изменение давления будет иметь вид Δ𝑃=𝑃−𝑃.

Возвращая это к уравнению, 𝑃−𝑃=𝜌𝑔Δℎ.

Нам нужно 𝑃 с одной стороны, поэтому добавим его к обеим сторонам: 𝑃−𝑃+𝑃=𝜌𝑔Δℎ+𝑃𝑃=𝜌𝑔Δℎ+𝑃.

Затем мы можем вычесть 𝜌𝑔Δℎ с обеих сторон, чтобы изолировать 𝑃: 𝑃−𝜌𝑔Δℎ=𝜌𝑔Δℎ+𝑃−𝜌𝑔Δℎ𝑃−𝜌𝑔Δℎ=𝑃. 

Плотность известна, 13‎ ‎595 кг/м ³ , сила тяжести, 9,81 м/с ² , и Δℎ, 25 см. Давайте сначала конвертируем сантиметров до метров, поэтому все единицы одинаковы: 1100×25=0,25 мкм см

Затем мы можем подставить наши известные значения в уравнение: 𝑃−13595/9,81/(0,25)=𝑃.kgmmsm

Умножение вместе дает 𝑃−(33341)×=𝑃.kgms

Единицы для этого недавнего расчета преобразуются в паскалей () ньютонов на квадратный метр, или Па (Н/м ² ), следующим образом: кгmskgmsmkgmsmNm×=×1×1=, составление уравнения 𝑃−(33341)=𝑃.Па

Давление для левой стороны, 𝑃, было задано в килопаскаль, поэтому давайте также преобразуем значение справа в это: 11000×33341=33,3 кПаПаПакПа

𝑃 дается как 101,3 кПа. Ставим это и решить, чтобы получить 101,3−(33,3)=68,kPakPakPa

Таким образом, давление в газовом резервуаре равно B, 68 кПа.

Иногда необходимо найти не неизвестное давление, а неизвестное высота. Если даны давления, мы можем найти высоту.

Глядя только на уравнение Δ𝑃=𝜌𝑔Δℎ.

Мы можем изолировать Δℎ, разделив обе части на 𝜌𝑔: Δ𝑃𝜌𝑔=𝜌𝑔Δℎ𝜌𝑔, отменив правую сторону дать Δ𝑃𝜌𝑔=Δℎ.

Точно так же, как изменение давления, нам нужно определить, как упорядочить высоты чтобы не было негативных изменений. Например, на приведенной ниже диаграмме можно ясно видно, что ℎR больше, чем ℎL.

Таким образом, изменение высоты будет выглядеть как Δℎ=ℎ−ℎ,RL хотя обычно требуется только изменение высоты.

Давайте рассмотрим пример.

Пример 4: Расчет разницы высот жидкостного манометра

На схеме показан жидкостный манометр, соединенный противоположными концами с двумя газовыми водохранилища. Давление в газовых резервуарах 𝑃=123,3кПа и 𝑃=110,1кПа. В U-образной трубке находится масло плотностью 1‎ ‎080 кг/м ³ . Каково вертикальное расстояние ℎ между вершинами масляных столбов? Дайте ответ с точностью до двух знаков после запятой.

1. 22,05 м
2. 12,22 м
3. 11,65 м
4. 1,25 м
5. 0,62 м

90 Δℎ: Δ𝑃=𝜌𝑔Δℎ.

Мы можем получить Δℎ само по себе, разделив обе части на 𝜌𝑔: Δ𝑃𝜌𝑔=𝜌𝑔Δℎ𝜌𝑔, который становится Δ𝑃𝜌𝑔=Δℎ.

Значение Δ𝑃 представляет собой разницу между давлениями 𝑃 и 𝑃. Мы хотим, чтобы он был положительным, поэтому, поскольку 𝑃>𝑃, изменение давления выглядит как Δ𝑃=𝑃−𝑃.

𝑃 составляет 123,3 кПа и 𝑃 составляет 110,1 кПа, означает, что изменение давления равно 123,3−110,1=13,2.kPakPakPa

Поскольку мы получим окончательный ответ в метрах, мы хотим килопаскаль, кПа, чтобы быть в паскаль, Па. 1‎ ‎000 Па в килопаскаль: 1000110001×13,2=13200.PakPaPakPakPaPa

Теперь у нас есть все переменные, необходимые для определения изменения высоты. Плотность 1‎ ‎080 кг/м ³ а 𝑔 равно 9,81 м/с ² . Таким образом, уравнение выглядит как 13200(1080/)(9.81/)=Δℎ.Пакгмм

Нам нужно связать единицы паскаль к килограммы, метров и секунды. Единицы паскаля ньютонов на квадратный метр /Нм, а ньютоны килограмм-метров в секунду в квадрате. Вместе преобразование выглядит так Nmkgmsmkgmsmkgms=×1×1=×.

Объединение всех этих единиц дает 13200(1080)(9.81)××××=Δℎ.kgmsmskgm

Сокращением единиц в числителе с единицами в знаменатель, единицы значительно упрощаются до метров: 13200(1080)(9,81)=Δℎ.м

Затем мы упрощаем, чтобы дать Δℎ=1,2458.m

Учитывая два десятичных знака, ответ, таким образом, D, 1,25 м.

Давайте подытожим то, что мы узнали из этого объяснения.

Ключевые моменты

• Уравнение, используемое для связи изменения давления и изменения высоты жидкостный манометр Δ𝑃=𝜌𝑔Δℎ. где Δ𝑃 — разница давлений, 𝜌 — плотность жидкости, 𝑔 — сила тяжести, а Δℎ — разница в высоте.
• В жидкостном манометре коэффициент изменения высоты равен коэффициент изменения давления.

Описание манометра

| Принцип работы манометра

Что такое манометр? В этой статье мы собираемся познакомить вас с манометром, который является одним из старейших приборов для измерения давления, который используется до сих пор.

Манометр — один из самых точных приборов для измерения давления в нижних диапазонах.

Поскольку манометры очень точны, их часто используют в качестве калибровочных эталонов.

Применение манометров

Некоторые типичные применения промышленных манометров включают:

– Измерение расхода жидкости

– Техническое обслуживание систем отопления, вентиляции и кондиционирования

– Измерение давления газового клапана в жилых или коммерческих печах

Основы манометра

Итак… приступим. Все манометры работают по тому принципу, что изменения давления заставляют жидкость подниматься или опускаться в трубке.

Существует несколько различных типов манометров, и мы обсудим многие из них в этой статье.

Как упоминалось ранее, все манометры работают по принципу, согласно которому изменение давления вызывает подъем или опускание жидкости в трубке.

Типы манометров

1) U-образный манометр

Давайте рассмотрим U-образный манометр , так как это, вероятно, самый распространенный манометр, используемый сегодня. Мы обсудим, как он используется для измерения давления.

Типы жидкостей

Как мы уже говорили ранее, манометр заполнен жидкостью. Типичными жидкостями для манометров являются ртуть, вода и легкие масла.

Здесь стоит сказать, что в прошлом ртуть была обычной жидкостью для манометров, но ее в значительной степени заменили из-за ее опасности для окружающей среды и здоровья.

Довольно часто жидкость окрашивается, чтобы облегчить обнаружение движения жидкости.

Измерение давления

Трубка заполняется примерно до половины с обеих сторон. Когда давления равны, столбы жидкости с каждой стороны будут на одной высоте. Это обычно отмечается как ноль на шкале.

Когда обе стороны манометра открыты в атмосферу, уровень жидкости на одной стороне будет таким же, как и на другой стороне, поскольку P1 равен P2.

Хорошо… Теперь предположим, что один конец U-образного манометра подключен к неизвестному давлению P1, значение которого необходимо определить. Другой конец остается открытым для атмосферного давления, P2.

Разница высоты жидкости по обеим сторонам трубки является перепадом давления .

В этом случае манометр обеспечивает измерение манометрического давления, поскольку он привязан к атмосфере.

OK… Таким образом, общая разница в высоте жидкости составляет 4 единицы. И вот здесь измерение давления становится интересным! Что представляет собой разница в 4 единицы?

Предположим, наш U-образный манометр заполнен водой. Это означает, что наш перепад давления составляет 4 дюйма водяного столба.

Из нашей предыдущей статьи «Тестирование и повторная калибровка датчика расхода DP » вы знаете, что дюймов водяного столба — это единица измерения давления. Используя таблицы преобразования, мы могли легко преобразовать 4 дюйма водяного столба в 0,144 фунта на квадратный дюйм (изб.).

Как вы понимаете, U-образный манометр, наполненный водой, способен измерять только очень небольшое давление. Для иллюстрации подадим давление 5 фунтов на квадратный дюйм на сторону P1 U-образного манометра. Ой… мы не хотим, чтобы это произошло!

Повышение точности измерения

Что, если мы хотим точно измерить значения очень низкого давления?

Если мы заменим воду жидкостью Meriam Red Oil, мы получим большую разницу в уровнях жидкости. Почему это?

Вода имеет удельный вес или относительную плотность 1,0, в то время как жидкость Meriam представляет собой масло и имеет удельный вес 0,83.

С жидкостью Meriam мы получим гораздо большую разницу в уровне жидкости, что приведет к более точному измерению давления.

В некоторых случаях поставщики предоставляют манометр с U-образной трубкой, шкала которого измеряется непосредственно в единицах измерения давления, таких как килопаскали (кПа).

Ошибка мениска

Пользователи манометров должны знать об ошибке мениска.

Мениск возникает, когда частицы жидкости прилипают к стенкам стеклянной трубки. В зависимости от направления приложенного давления мениск может быть вогнутым или выпуклым. В любом случае может возникнуть ошибка чтения.

Давайте посмотрим на пару других типов манометров. Одним из распространенных типов манометров является барометр, используемый для прогнозирования погодных условий путем измерения атмосферного давления.

2) Барометр

Барометр состоит из стеклянной трубки с запаянным концом. Открытый конец вакуумной трубки погружен в открытый сосуд с ртутью.

Давление столба ртути уравновешивается давлением атмосферы. Стеклянная трубка откалибрована в единицах давления.

В барометре может использоваться любая жидкость, но ртуть используется из-за ее высокого удельного веса.

Ртутный барометр должен быть не менее 30 дюймов в высоту. Заполненный водой барометр должен быть более 33 футов в высоту!

3) Наклонный манометр

Наклонный манометр обеспечивает даже лучшую точность, чем U-образный манометр.

Этот манометр имеет лунку с жидкостью и прозрачную колонку.

Колонна установлена ​​под углом.

Давление определяется высотой подъема или опускания жидкости в колонне по вертикали. Из-за наклона небольшое изменение давления вызовет большее движение жидкости в колонне.

Резюме

– Манометр – один из самых точных приборов для измерения давления в нижних диапазонах.

– Типичные области применения манометров включают измерение расхода жидкости в трубопроводе, давления в системе HVAC и давления газа.

– Все манометры работают по принципу, согласно которому изменения давления вызывают подъем или опускание жидкости в трубке

– Типичными жидкостями для манометров являются ртуть, вода и легкие масла.

– Один конец U-образного манометра подключен к неизвестному давлению, а другой конец остается открытым для атмосферного давления. Разница в высоте жидкости по обеим сторонам трубки и есть перепад давления.