Общетехнические манометры, предназначенные для измерения давления газа как низкого, так и высокого, изготавливаются с учетом устойчивости к вибрациям в диапазоне частот от 10 до 55 Гц и с амплитудой смещения, не превышающей 0,15 миллиметра. Эти манометры имеют разные классы точности, варьирующие от 1 до 2,5.
Манометры для измерения давления газа: типы, особенности конструкции и действия измерителей
Часто возникает необходимость контролировать давление газа в различных технических устройствах, таких как баллоны, газопроводы и различные резервуары. Для этого используются манометры, которые представляют собой важные инструменты для мониторинга и контроля давления. Эти устройства находят широкое применение в самых различных областях, начиная от медицины и заканчивая тяжелой промышленностью, ведь правильные показатели давления критически важны для безопасной и эффективной работы оборудования.
Прежде чем принимать решение о покупке манометра, важно ознакомиться с наиболее распространенными типами и классами этих приборов, а также понять схему их классификации. Здесь мы подробнее рассмотрим разновидности манометров для измерения давления газа, их конструктивные особенности и принцип работы.
Классификация по типу измеряемого давления
Приборы, предназначенные для замеров параметров давления газа в газгольдерах, транспортных магистралях, газовых баллонах и прочих сосудах, делятся на несколько категорий в зависимости от конструктивных особенностей и принципа действия.
Манометры классифицируются по следующим признакам:
- виду измеряемого давления;
- назначению;
- принципу работы;
- классу точности.
По виду измеряемого давления существует ряд категорий, в которые входят манометры, вакуумметры, тягомеры, напоромеры, барометры и другие устройства. Каждый из этих приборов ориентирован на определенные области применения и условия измерения.
Манометры также различаются по степени защиты от воздействия окружающей среды:
- стандартные, без защиты;
- защищенные от загрязнений, таких как пыль;
- водонепроницаемые;
- с защитой от агрессивных химических составляющих;
- взрывозащищенные.
Некоторые модели могут сочетать несколько защитных функций одновременно.
На иллюстрации отражены различные классификации измерительных приборов: их деление по принципу работы, виду давления, предназначению и методу отображения данных. Следует отметить, что жидкостные и грузопоршневые устройства для измерения давления газа в сегодняшних условиях используются крайне редко.
Манометр в своем базовом виде является компактным прибором для измерения давления или разности давлений. Однако принцип его работы сильно зависит от структурных компонентов, из которых он изготовлен. В рамках одного класса такие приборы также могут быть разделены на подгруппы в зависимости от точности измерения.
Для определения абсолютного давления, показатели которого отсчитываются от абсолютного нуля (вакуумного состояния), используются абсолютные манометры. Для измерения избыточного давления предназначены манометры избыточного давления. В общем, все эти устройства обычно объединяются под общим термином «манометры».
Большинство типов манометров предназначены в первую очередь для измерения избыточного давления. Эти приборы дают значения, представляющие собой разность между абсолютным давлением и атмосферным давлением.
Вакуумметры предназначены для измерения давления разреженных газов. Мановакуумметры могут одновременно измерять как избыточное давление, так и давление в разрежении, отображая результаты на одном и том же измерительном приборе.
Напоромеры используются для определения параметров избыточного давления в пределах до 40 кПа, в то время как тягомеры измеряют давление разреженного газа до – 40 кПа. Существует также комбинация — тягонапоромеры, которые способны измерять как разрежение, так и избыточное давление в диапазоне от – 20 до + 20 кПа.
Манометры применяются в самых различных индустриях. Поскольку работа с газом влечет за собой высокую степень риска, мониторинг показателей давления является важной задачей для обеспечения безопасности. Правильные данные о давлении позволяют пользователям получать информацию о текущем состоянии системы.
С помощью дифференциальных манометров можно точно определить разность давления между двумя выбранными точками. Микроманометры представляют собой тип дифференциальных манометров, которые могут измерять разность давления в диапазоне до 40 кПа.
Описание манометра
Описание манометра включает в себя детали о его конструкции, принципе работы и области использования. Внешний вид прибора может варьироваться в зависимости от его типа и назначения, но в большинстве случаев он выполнен в виде круглого металлического корпуса, внутри которого располагаются указатель, шкала и механизм для подключения к измеряемой системе.
Указатель на манометре — это либо стрелка, которая перемещается по шкале, либо цифровой дисплей, показывающий давление. Манометры могут отображать показатели в барах или атмосферах, и многие из них дополнительно имеют другие единицы измерения, такие как фунты на квадратный дюйм, миллиметры ртутного столба или сантиметры водяного столба.
Манометр подключается к трубопроводу или системе при помощи различных видов соединений, таких как резьба или штуцеры. Принцип работы этого устройства основан на законе Паскаля, который гласит, что давление, оказываемое на жидкость или газ, равномерно распределяется во все направления. Манометр определяет давление, измеряя силу, которую газ или жидкость оказывает на свой измерительный элемент. Чтобы правильно интерпретировать показания, необходимо учитывать единицы измерения, указанных на манометре.
К содержанию ↑
Основные виды манометров
Существует несколько типов манометров, каждый из которых работает по своим принципам и используется в различных условиях. Основные виды манометров классифицируются в зависимости от измеряемого давления, назначения, принципа работы и метода подключения.
По типу измеряемого давления:
- Манометры для контроля давления, используемые в системах, работающих под давлением, таких как трубопроводы и резервуары, позволяют осуществлять контроль и поддержание необходимого уровня давления.
- Термоманометры, которые одновременно измеряют как давление, так и температуру, востребованы в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности, где важно параллельное наблюдение за этими двумя параметрами.
- Вакуумметры, предназначенные для измерения давления в вакууме, используются в системах, в которых давление ниже атмосферного.
- Мановакуумметры могут измерять как вакуумное, так и манометрическое давление, обеспечивая большую универсальность в измерениях.
- Тягомеры используются преимущественно в газовой промышленности для контроля расхода и качества газа, позволяя измерять давление газа в трубопроводах. Они могут быть как механическими, так и электронными.
- Барометры служат для измерения атмосферного давления и часто применяются в метеорологических исследованиях для прогнозирования погоды.
- Дифференциальные манометры позволяют измерять разность давлений между двумя точками для оценки расхода жидкостей или газов и также могут быть как механическими, так и электронными.
По принципу работы:
- Жидкостные манометры, работающие на основе измерения давления по высоте столба жидкости, достаточно традиционны и часто используются в практике.
- Пружинные манометры функционируют на основе деформации пружины, что позволяет им эффективно измерять давление.
- Мембранные манометры определяют давление, основываясь на деформации мембраны, что обеспечивает точность измерений.
- Электроконтактные манометры используют изменение сопротивления электрической цепи для определения давления, что позволяет автоматизировать процессы контроля.
- Дифференциальные манометры применяют два или более измерительных элемента для вычисления разности давлений.
По назначению:
- Образцовые манометры, предназначенные для калибровки и проверки других манометров, используются для точного измерения давления в научных исследованиях.
- Технические манометры, как правило, применяются для контроля давления в производственных условиях, обеспечивая необходимые параметры для безопасной работы оборудования.
- Общетехнические манометры находят применение в различных отраслях промышленности, таких как энергетика, нефтегазовая отрасль, пищевая промышленность и водоснабжение.
- Электроконтактные манометры обеспечивают автоматическую регистрацию изменения давления, что делает их незаменимыми в процессах с автоматизированным управлением.
- Виброустойчивые manометры созданы для работы в условиях высокой вибрации и механических ударов, например, в транспортной отрасли или в горнодобывающей промышленности.
- Взрывозащищенные манометры используются в потенциально взрывоопасных зонах, таких как нефтеперерабатывающие предприятия или химические заводы, что гарантирует безопасность во время работы.
- Самопишущие манометры автоматизируют процесс регистрации изменений давления на бумажных носителях, позволяя осуществлять мониторинг на протяжении определенного времени.
- Судовые манометры необходимы для контроля давления на судах и морских объектах, обеспечивая их безопасную эксплуатацию.
- Железнодорожные манометры контролируют давление в системах торможения и сцепления железнодорожного транспорта.
По способу подключения
Манометры могут подключаться к системам разными способами. Выделяют три основных типа подключения манометров: аксиальный, радиальный с осевым патрубком и радиальный с радиальным патрубком.
Приборы для измерения давления
Измерение избыточного давления или разрежения осуществляется с помощью специальных приборов, таких как манометры, напоромеры и тягонапоромеры. Точность данных определяется погрешностью – отклонением результата от истинного значения измеряемой величины. Класс точности прибора показывает максимально допустимую погрешность – наибольшее отклонение, при котором прибор будет признан работоспособным. У показывающих пружинных манометров имеются классы точности: 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5 и 4. Чем меньше значение класса, тем выше точность измерений.
Рис. 4 Класс точности манометра
Отметка класса точности показывающего механического манометра располагается на циферблате. Например, у манометра с классом точности 1,5 максимальная ошибка измерения не должна превышать 1,5% от истинного значения (рис.4).
Предел измерения указывает максимально допустимое давление, которое может измерить прибор. Например, у манометра, изображенного на рисунке 4, предел измерения составляет 1,0 МПа.
Жидкостные манометры
Жидкостные U-образные манометры обычно применяются для измерения небольших значений давления, в частности, давления газа до 500 даПа, а также давления воздуха, который подается на горение в горелках с принудительной подачей.
Рис.5 Жидкостной манометр
Жидкостной манометр представляет собой U-образную трубку, изготовленную из стекла или прозрачного пластика, которая крепится к деревянной или пластиковостной панели. Существуют также манометры, выполненные из металла (рис.5). На панели монтажируют шкалу, деленную на единицы давления в паскалях (Па).
Рис.6 Жидкостной манометр
Функция данного устройства основана на законе сообщающихся сосудов и была известна еще в XVII веке. В качестве затворной жидкости часто применяется вода, однако при отрицательных температурах заполняют конструкцию керосином или тосолом. В этом случае следует учитывать, что плотность этих жидкостей отлична от плотности воды, и исправлять результаты измерений с помощью поправочного коэффициента. Например, для керосина данный коэффициент равен 0,8.
При выполнении замеров одну из трубок манометра подключают с помощью гибкого шланга к газопроводу. Под действием газа жидкость в трубке поднимается на высоту, соответствующую его давлению. Чтобы завершить измерение, необходимо сложить высоту столба жидкости, начиная с нуля в обеих направлениях: вертикально вверх – 150 даПа и вниз на 150 даПа (рис.6). Суммировав эти два значения, получаем 300 даПа, что является величиной измеренного давления. Если используется керосин в качестве жидкости, результат умножается на поправочный коэффициент: 300 х 0,8 = 240 даПа.
Несмотря на простоту конструкции, жидкостные манометры в настоящее время имеют ограниченное применение из-за больших размеров и хрупкости стеклянных элементов. Более надежными считаются устройства с силиконовой трубкой, установленной на металлической основе.
Надежная работа измерителя зависит от правильного выбора устройства. Критерии выборки должны учитывать условия установки и эксплуатации. Физико-химические свойства среды, а также предполагаемые параметры давления являются важными факторами. Например, для работы в агрессивной среде необходимо использовать специальные модели, изготовленные из высокопрочных материалов. При установке устройства на расстоянии 2-3 м важно учесть размер стекла, а для упрощения считывания величин предпочтительно использовать экраны диаметром 10 или 16 см.
Цвета корпусов манометров, предназначенных для измерения различных сред, могут быть следующими:
- красный – для горючих газов;
- черный – для негорючих газов;
- желтый – для аммиака;
- голубой – для кислорода.
Примечание: перед началом работы прибор необходимо визуально проверить. На корпусе и стекле не должно быть деформаций или трещин, поскольку даже малозначительные повреждения могут негативно сказаться на точности показаний.
Какое давление в газовой трубе
На различных участках газопровода поддерживаются разные уровни давления. Стандартные значения следующие:
- Магистральный газ: в магистралях 1 класса давление поддерживается в диапазоне от 2,5 до 11,8 МПа, в трубопроводах 2 класса – от 1 до 2,5 МПа.
- Автономная система: давление газа в газопроводе частного дома должно находиться в пределах от 3 до 6 бар. Манометр устанавливается на газгольдере для оценки уровня подачи газа. Если давление падает ниже 1,5 бара, необходимо вызвать газовоз для заправки. После редуктора часто устанавливают дополнительный манометр с стандартными показателями в пределах 37–39 мбар, что также требует постоянного мониторинга. Манометр на цокольном входе системы, который представляет собой третью контрольную точку, должен показывать те же значения, что и прибор у редуктора – 37–38 мбар.
- В квартире и частном доме: стандартным является давление в диапазоне от 0,3 до 0,6 МПа. В последнее время подключают сети среднего давления, находящиеся в диапазоне от 0,6 до 1,2 МПа, что объясняется широкой установкой газовых котлов для отопления.
Манометр позволяет следить за давлением во внутридомовой сети и своевременно реагировать на проблемы с оборудованием или утечками газа.
Причины низкого давления
Поддержание давления в газопроводе осуществляется с помощью специализированных компрессионных станций. Однако сама система распределения газа подразумевает снижение давления по мере его прохождения, поэтому пользователи не встречаются с высокими показателями.
Низкое давление в газопроводе обычно связано с текущими работами на самом газопроводе, такими как врезка нового потребителя, замена старых труб или установкой нового оборудования. В целом, система газопроводов является надежной, и необходимость в ремонтах возникает довольно редко. Однако во время ремонта отдельных участков могут быть отключены, что тоже приводит к снижению показателя давления. Влиять на данный процесс со стороны жильцов невозможно.
В случае, если в частном жилом помещении установлено автономное газоснабжение, низкое давление может быть вызвано несколькими факторами. Например, одной из наиболее распространенных причин является опустошение газгольдера. Когда уровень газа в резервуаре опускается ниже 20%, он подается с недостаточным давлением. С теми же симптомами можно столкнуться при засорении труб, полный конденсатосборник или замерзании редуктора. Если ваш уровень показывает 20–25%, следует вызвать газовоз для запаса газа.
Во всех остальных случаях целесообразно обратиться к квалифицированным специалистам, поскольку только они вправе производить проверки и усовершенствования системы газоснабжения.
