Полезная информация о манометрах

В тексте используется термин «манометр», название манометр – обобщающее. Под этим понятием подразумеваются также вакуумметры и мановакуумметры. Данный материал не имеет отношения к цифровым приборам.
Манометры – приборы, которые широко применяются в промышленности и жилищно-комунальном хозяйстве. На предприятиях в производственном процессе возникает необходимость контроля давления жидкостей, пара и газа. В зависимости от специализации предприятия возникает потребность в измерении различных сред. Для этой цели разработаны манометры разного назначения. Отличие приборов обусловлено измеряемой средой и условиями в которых производится измерение. Манометры отличаются конструкцией, размером, резьбой присоединения, единицами измерения и возможным диапазоном измерения, классом точности, а также материалом изготовления, от которого зависит возможность использования прибора в условиях агрессивных сред. Выбор прибора, который не соответствует выполняемым задачам, влечет за собой выход из строя прибора ранее предполагаемого срока эксплуатации, погрешностям результатов измерения, или переплате за неиспользуемые функции прибора.

Классификация манометров в зависимости от критериев

В зависимости от области применения.

Технические манометры стандартного исполнения – применяют для определения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных, некристаллизующихся сред: жидкостей, пара и газа.

Технические специальные – этот вид манометров применяют для измерения конкретных сред (например, агрессивных) или в особых условиях (повышенной вибрации или температуры и пр.).

Специальные приборы:

Аммиачные, также как и коррозионностойкие манометры в своей конструкции имеют детали и механизмы из нержавеющей стали и сплавов, которые устойчивы к агрессивным средам, в результате чего данный вид приборов можно использовать для работы, где предусмотрено взаимодействие с агрессивной средой.

Виброустойчивые манометры можно использовать в условиях воздействия вибрации превышающей в 4-5 раз частоту вибрации, допустимой для работы обычного манометра.
Главная отличительная черта виброустойчивых манометров – наличие специального демпфирующего устройства, которое находится перед манометром. Данный аппарат способствует сокращению пульсации давления.
Некоторые виды виброустойчивых манометров могут заполняться демпфирующей жидкостью. Устойчивость к вибрации достигается благодаря вибропоглощающему веществу, в качестве которого выступает глицерин.

Манометры точных измерений используют в сферах гос. мертологического контроля, в теплоснабжении, водоснабжении, энергетике, машиностроении и др. Кроме того их применяют в качестве эталона при поверке и калибровке приборов для измерения давления с соблюдением требований соответствия классов точности прибора, используемого в качестве образца, и поверяемого прибора.

Железнодорожные манометры используют для измерения избыточного вакуумметрического давления сред, неагрессивных по отношению к медным сплавам в системах и установках подвижного ж/д состава и для измерения давления хладонов в холодильных машинах в вагонах-рефрижераторах.
Корпуса манометров в зависимости от области применения окрашивают в соответствующие цвета. Аммиачные – в желтый, для водорода в темно-зеленый, для горючих легковоспламеняющихся газов – в красный, для кислорода – голубой, для негорючих газов – черный.

Электроконтактные манометры. Особенность электроконтактных манометров в том, что это приборы с электроконтактной группой. Предназначены для измерения давления неагрессивных, некристаллизующихся сред (пара, газа, в том числе кислорода), а также замыкания и размыкания электрических цепей при достижении определенного предела давления. Электороконтактный механизм позволяет осуществлять регулировку изменяемой среды.
Возможные варианты исполнения контактных групп электроконтактных манометров, согласно ГОСТ 2405-88:
III – два размыкающих контакта: левый указатель синего цвета (min), правый красного цвет (max);
IV – два замыкающих контакта: левый указатель красного цвета (min), правый синего цвета (max);
V – левый контакт размыкающий (min); правый замыкающий контакт (max) – цвет указателей — синие;
VI – левый контакт замыкающий (min); правый контакт размыкающий (max) – цвет указателей — красные.
Вариант V в основном на предприятиях принимают в качестве стандартного. Если не указан тип исполнения – как правило, это будет вариант V. В любом случае можно идентифицировать тип контактной группы в зависимости от цвета указателей.
В зависимости от назначения и области применения электроконтактные (сигнализирующие) манометры бывают общепромышленные и взрывозащищенные.
Вид взрывозащищенного прибора (его уровень взрывозащиты) должен соответствовать условиям повышенной опасности объекта.

Единицы измерения давления. Градуировка шкал манометров.

Шкалы манометров градуируются в одной из следующих единиц: кгс/см2, бар, кПа, МПа, при условии что прибор имеет одну шкалу. У манометров с двойной шкалой, первая проградуирована в вышеназванных единицах измерения, вторая – в psi – фунт-силах на квадратный дюйм. Psi – внесистемная единица, применяемая в USA.
В табл. 1 показано соотношение единиц измерения относительно друг друга.

Табл. 1. Соотношение единиц давления.

	Па	кПа	МПа	кгс/см2	бар
Па	1	10-3	10-6	10,197*10-6	10-5
кПа	103	1	10-3	10,197*10-3	10-2
Мпа	106	103	1	10,1972	10
кгс/см2	98066,5	98,0665	0,980665	1	0,980665
бар	105	100	0,1	1,0197	1
psi	6894,76	6,8948	6,8948*10−3	70,3069*10−3	68,9476*10−3

Тип манометров со шкалой в единицах кПа – это приборы, предназначенные для измерения низких давлений веществ в газообразном состоянии. В их конструкции в качестве чувствительного элемента служит мембранная коробка. В отличие от них манометры для измерения высокого давления имеют чувствительный элемент — изогнутую или спиральную трубку.

Диапазон измеряемых давлений.

Различают следующие виды давления: абсолютное, барометрическое, избыточное, вакуум.
Абсолютное – величина давления, измеренная относительно абсолютного вакуума. Показатель не может быть отрицательным.
Барометрическое – атмосферное давление. На него влияет высота над уровнем моря, влажность и температура воздуха. На нулевой отметке высоты над уровнем моря показатель барометрического давления принят равным 760 мм ртутного столба.
Для технических манометров эта величина принята равной нулю. Это значит, что результаты измерения не зависят от показателя барометрического давления.
Избыточное давление – величина показывающая разность между абсолютным и барометрическим давлением. Это актуально в условиях превышения абсолютного давления по отношению к барометрическому.
Вакуум — величина показывающая разность между абсолютным и барометрическим давлением, в условиях превышения барометрического давления по отношению к абсолютному. Следовательно, вакуумметрическое давление не может быть выше барометрического.
Исходя из вышесказанного, становится очевидным, что вакуумметры измеряют разряжение. Мановакуумметры перекрывают область вакуума и избыточного давления.
Функция манометров – определяют избыточное давление.
В результате стандартизации диапазонов измеряемых давлений принято их соответствие определенному ряду значений (табл. 2).
Табл. 2. Стандартный ряд значений для градуировки шкал.

Тип прибора	Диапазоны измеряемых давлений, кгс/см2
Вакуумметры	-1…0
Мановакуумметры	-1…0,6; 1,5; 3; 5; 9; 15; 24
Манометры	0…0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600; 1000; 1600
Манометры сверхвысоких давлений	0…2500; 4000; 6000; 10000

Класс точности манометров.

Под классом точности прибора подразумевают допустимую погрешность, которая выражается в процентах от максимально значения шкалы манометра. Точность прибора тем выше, чем ниже погрешность. Класс точности указан на шкале прибора. Манометры одного типа могут быть с разным классом точности.

Диаметр корпуса манометра.

Наиболее распространенные диаметры корпусов манометров — 40, 50, 60, 63, 100, 150, 160, 250 мм. Но встречаются приборы и с другими размерами корпуса. Например, виброустойчивые манометры производства «УАМ» типа Д8008-В-У2 — аналог ДА8008-Вуф производства «Физтех», имеют диаметр 110 мм.

Конструкция манометров.

Для присоединения прибора к системе служит штуцер. Расположение штуцера может быть двух видов – радиальное (нижнее) и осевое (тыльное). Расположение осевого штуцера бывает центральным или смещенным относительно центра. Конструкция многих типов манометров предусматривает исключительно радиальный штуцер. Например, электроконтактные манометры.
Размер резьбы штуцера соответствует диаметру корпуса. Манометры с диаметрами — 40, 50, 60, 63 мм имеют резьбу М10х1,0-6g, М12х1,5-8g, G1/8-B, R1/8, G1/4-В, R1/4. Манометры с диаметром большего размера изготавливаются с резьбой М20х1,5-8g или G1/2-В. Европейские стандарты применяют кроме вышеназванных типов резьбы, конические – 1/8 NPT, 1/4 NPT, 1/2 NPT. В промышленных условиях в зависимости от задач и типов измеряемых сред применяют специфические присоединения. Для манометров, работающих с высоким и сверхвысоким уровнем давления, характерна внутренняя коническая резьбы или вариант цилиндрической резьбы.
В зависимости от типа аппаратуры, следует, заказывая прибор указать необходимый тип резьбы. Это поможет избежать дополнительных непредусмотренных расходов, которые повлечет за собой замена установочной арматуры.
Конструкция корпуса манометра также подбирается соответственно способу и месту установки. Для открытых магистралей конструкция приборов не предусматривает дополнительных креплений. Для приборов, устанавливаемых в шкафах или в панелях управления необходимо наличие переднего и заднего фланца.

В зависимости от исполнения выделяют следующие виды:

с радиальным штуцером без фланца;
с радиальным штуцером с задним фланцем;
с осевым штуцером с передним фланцем;
с осевым штуцером, фланец отсутствует.

Степень защиты манометров стандартного исполнения – IP40. Специальные манометры соответственно с условиями их использования изготавливают со степенью защиты IP50, IP53, IP54 и IP65.
С целью предотвращения несанкционированного вскрытия манометра, прибор должен пломбироваться. Для этого на корпусе делают проушину, укомплектованную винтом с отверстием в головке для установления пломбы.

Защита от высоких температур и перепадов давления.
Погрешность показателей измерения манометра зависит от влияния температуры окружающей среды и температуры измеряемой среды.
Для большинства приборов температурный диапазон измерения не более +60оС, максимум +80оС. Приборы некоторых производителей имеют возможность измерения давления в условиях высоких температур измеряемой среды до +150оС, или даже 300оС.
Для манометров стандартного исполнения работа в таких условиях возможна только при наличии сифонного отвода (охладителя) через который манометр подключается к системе.
Это специальная трубка, особой формы, на концах которой резьба для присоединения к магистрали и подключения манометра. Сифонный отвод создает ответвление, в котором не циркулирует измеряемая среда. Благодаря этому температура в месте подключения прибора намного ниже, чем в основной магистрали.

Кроме того, на долговечность манометра влияют резкие перепады измеряемого давления и гидроудары. С целью уменьшения влияния этих факторов применяют демпферные устройства. Демпфер устанавливается перед прибором в качестве отдельного устройства, или монтируется в канале держателя манометра.
Если нет необходимости постоянного контроля давления в системе, можно установить манометр через кнопочный кран. Это позволяет подключать прибор к магистрали лишь на время нажатия кнопки крана. Это защитит прибор без необходимости использовать демпферное устройство.