Корисна інформація про манометри

У тексті використовується термін “манометр”, назва манометр – узагальнюючa. Під цим поняттям маються на увазі також вакуумметри та мановакуумметри. Цей матеріал не має відношення до цифрових приладів.
Манометри – прилади, які широко застосовуються у промисловості та житлово-комунальному господарстві. На підприємствах у виробничому процесі виникає необхідність контролю тиску рідин, пари та газу. Залежно від спеціалізації підприємства виникає потреба у вимірі різних середовищ. Для цього розроблені манометри різного призначення. Відмінність приладів обумовлено вимірюваним середовищем та умовами, в яких проводиться вимірювання. Манометри відрізняються конструкцією, розміром, різьбленням приєднання, одиницями виміру та можливим діапазоном виміру, класом точності, а також матеріалом виготовлення, від якого залежить можливість використання приладу в умовах агресивних середовищ. Вибір приладу, який не відповідає виконуваним завданням, тягне за собою вихід з ладу приладу раніше передбачуваного терміну експлуатації, похибок результатів вимірювання, або переплати за функції приладу, що не використовуються.

Класифікація манометрів залежно від критеріїв
В залежності від області застосування.

Технічні манометри стандартного виконання – застосовують для визначення надлишкового та вакуумметричного тиску неагресивних, некристаллизующихся середовищ: рідин, пари та газу.

Технічні спеціальні – цей вид манометрів застосовують для вимірювання конкретних середовищ (наприклад, агресивних) або в особливих умовах (підвищеної вібрації чи температури тощо).

Спеціальні прилади:

аміачні манометри;
корозійностійкі манометри для агресивних середовищ;
вібростійкі манометри – мідний метал;
вібростійкі манометри – нержавіюча сталь;
манометри точних вимірів;
залізничні.

Аміачні, також як і корозійностійкі манометри у своїй конструкції мають деталі та механізми з нержавіючої сталі та сплавів, які стійкі до агресивних середовищ, в результаті чого даний вид приладів можна використовувати для роботи, де передбачена взаємодія з агресивним середовищем.

Вібростійкі манометри можна використовувати в умовах впливу вібрації частоти вібрації, що перевищує в 4-5 разів, допустимої для роботи звичайного манометра.
Головна відмінна риса вібростійких манометрів – наявність спеціального пристрою, що демпфує, який знаходиться перед манометром. Цей апарат сприяє скороченню пульсації тиску.
Деякі види вібростійких манометрів можуть заповнюватися рідиною, що демпфує. Стійкість до вібрації досягається завдяки вібропоглинаючій речовині, якою виступає гліцерин.

Манометри точних вимірів застосовують у сферах держ. мертологічного контролю, в теплопостачанні, водопостачанні, енергетиці, машинобудуванні та ін. Крім того їх застосовують як зразок при повірці та калібруванні приладів для вимірювання тиску з дотриманням вимог відповідності класів точності приладу, що використовується як зразок, і приладу, що повіряється.

Залізничні манометри використовують для вимірювання надлишкового вакуумметричного тиску середовищ, неагресивних по відношенню до мідних сплавів у системах та установках рухомого залізничного складу та для вимірювання тиску хладонів у холодильних машинах у вагонах-рефрижераторах.
Корпуси манометрів залежно від сфери застосування забарвлюють у відповідні кольори. Аміачні – у жовтий, для водню у темно-зелений, для горючих легкозаймистих газів – у червоний, для кисню – блакитний, для негорючих газів – чорний.

Електроконтактні манометри. Особливість електроконтактних манометрів у тому, що це прилади з електроконтактною групою. Призначені для вимірювання тиску неагресивних, некристаллизующихся середовищ (пара, газу, у тому числі кисню), а також замикання та розмикання електричних ланцюгів при досягненні певної межі тиску. Електороконтактний механізм дозволяє здійснювати регулювання змінного середовища.
Можливі варіанти виконання контактних груп електроконтактних манометрів згідно з ГОСТ 2405-88:
III – два контакти, що розмикають: лівий покажчик синього кольору (min), правий червоний колір (max);
IV – два замикаючі контакти: лівий покажчик червоного кольору (min), правий синього кольору (max);
V – лівий контакт розмикаючий (min); правий замикаючий контакт (max) – колір покажчиків – сині;
VI – лівий контакт, що замикає (min); правий контакт розмикаючий (max) – колір покажчиків – червоні.
Варіант V в основному на підприємствах приймають як стандартний. Якщо не вказано тип виконання – зазвичай це буде варіант V. У будь-якому випадку можна ідентифікувати тип контактної групи в залежності від кольору покажчиків.
Залежно від призначення та сфери застосування електроконтактні (сигналізуючі) манометри бувають загальнопромислові та вибухозахищені.
Вигляд вибухозахищеного приладу (його рівень вибухозахисту) має відповідати умовам підвищеної небезпеки об’єкта.

ОДИНИЦІ ВИМІРЮВАННЯ ТИСКУ. ГРАДУЮВАННЯ ШКАЛ МАНОМЕТРІВ.

Шкали манометрів градуюються в одній з наступних одиниць: кгс/см2, бар, кПа, МПа, за умови, що прилад має одну шкалу. У манометрів з подвійною шкалою, перша проградуйована у вищезгаданих одиницях виміру, друга – у psi – фунт-силах на квадратний дюйм. Psi – позасистемна одиниця, що використовується в США.
У табл. 1 показано співвідношення одиниць виміру щодо один одного.

Табл. 1. Співвідношення одиниць тиску.

	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 манометрів із шкалою в одиницях кПа – це прилади, призначені для вимірювання низьких тисків речовин у газоподібному стані. У їх конструкції як чутливий елемент служить мембранна коробка. На відміну від них манометри для вимірювання високого тиску мають чутливий елемент – вигнуту або спіральну трубку.

ДІАПАЗОН ВИМІРЮВАНИХ ТИСКІВ.

Розрізняють такі види тиску: абсолютний, барометричний, надлишковий, вакуум.
Абсолютне – величина тиску, виміряна щодо абсолютного вакууму. Показник може бути негативним.
Барометричний – атмосферний тиск. На нього впливає висота над рівнем моря, вологість та температура повітря. На нульовій відмітці висоти над рівнем моря показник барометричного тиску прийнято рівним 760 мм ртутного стовпа.
Для технічних манометрів ця величина прийнята рівною нулю. Це означає, що результати виміру залежать від показника барометричного тиску.
Надлишковий тиск – величина, що показує різницю між абсолютним і барометричним тиском. Це актуально в умовах перевищення абсолютного тиску щодо барометричного.
Вакуум – величина, що показує різницю між абсолютним і барометричним тиском, в умовах перевищення барометричного тиску по відношенню до абсолютного. Отже, вакуумметричний тиск не може бути вищим за барометричний.
Виходячи з вищесказаного, стає очевидним, що вакуумметри вимірюють розрядження. Мановакуумметри перекривають область вакууму та надлишкового тиску.
Функція манометрів – визначають надлишковий тиск.
В результаті стандартизації діапазонів вимірюваних тисків прийнято їхню відповідність певному ряду значень (табл. 2).

Табл. 2. Стандартний ряд значень градуювання шкал.

Тип прилада	Діапазони вимірюваних тисків, кгс/см2
Вакуумметри	-1…0
Мановакуумметри	-1…0,6; 1,5; 3; 5; 9; 15; 24
Манометри	0…0,6; 1; 1,6; 2,5; 4; 6; 10; 16; 25; 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600; 1000; 1600
Манометри надвисоких тиску	0…2500; 4000; 6000; 10000

КЛАС ТОЧНОСТІ МАНОМЕТРІВ.

Під класом точності приладу мають на увазі допустиму похибку, яка виражається у відсотках від максимального значення шкали манометра. Точність приладу тим вища, що нижча похибка. Клас точності вказано на шкалі приладу. Манометри одного типу можуть бути різним класом точності.

ДІАМЕТР КОРПУСУ МАНОМЕТРА.

Найбільш поширені діаметри корпусів манометрів – 40, 50, 60, 63, 100, 150, 160, 250 мм. Але зустрічаються прилади з іншими розмірами корпусу. Наприклад, вібростійкі манометри виробництва «УАМ» типу Д8008-В-У2 – аналог ДА8008-Вуф виробництва «Фізтех», мають діаметр 110 мм.

КОНСТРУКЦІЯ МАНОМЕТРІВ.

Для приєднання пристрою до системи служить штуцер. Розташування штуцера може бути двох видів – радіальне (нижнє) та осьове (тильне). Розташування осьового штуцера буває центральним або зміщеним щодо центру. Конструкція багатьох типів манометрів передбачає винятково радіальний штуцер. Наприклад, електроконтактні манометри.
Розмір різьблення штуцера відповідає діаметру корпусу. Манометри з діаметрами – 40, 50, 60, 63 мм мають різьблення М10х1,0-6g, М12х1,5-8g, G1/8-B, R1/8, G1/4-В, R1/4. Манометри з більшим діаметром виготовляються з різьбленням М20х1,5-8g або G1/2-В. Європейські стандарти застосовують крім вищезгаданих типів різьблення, конічні – 1/8 NPT, 1/4 NPT, 1/2 NPT. У промислових умовах залежно від завдань та типів вимірюваних середовищ застосовують специфічні приєднання. Для манометрів, що працюють з високим і надвисоким рівнем тиску, характерна внутрішня конічна різьблення або варіант циліндричного різьблення.
Залежно від типу апаратури, слід замовляючи прилад вказати необхідний тип різьблення. Це допоможе уникнути додаткових непередбачених витрат, що спричинить заміну настановної арматури.
Конструкція корпусу манометра також підбирається відповідно до способу і місця установки. Для відкритих магістралей конструкція приладів не передбачає додаткових кріплень. Для приладів, що встановлюються в шафах або панелях управління необхідна наявність переднього і заднього фланця.

Залежно від виконання виділяють такі види:

з радіальним штуцером без фланця;
з радіальним штуцером із заднім фланцем;
з осьовим штуцером із переднім фланцем;
з осьовим штуцером, фланець відсутня.

Ступінь захисту манометрів стандартного виконання – IP40. Спеціальні манометри відповідно до умов їх використання виготовляють зі ступенем захисту IP50, IP53, IP54 та IP65.
З метою запобігання несанкціонованому розтину манометра, прилад повинен пломбуватися. Для цього на корпусі роблять вушко, укомплектовану гвинтом з отвором у головці для встановлення пломби.

Захист від високих температур та перепадів тиску.
Похибка показників вимірювання манометра залежить від впливу температури навколишнього середовища та температури вимірюваного середовища.
Для більшості приладів температурний діапазон вимірювання не більший за +60оС, максимум +80оС. Прилади деяких виробників мають можливість вимірювання тиску в умовах високих температур середовища до +150оС, або навіть 300оС.
Для манометрів стандартного виконання робота в таких умовах можлива лише за наявності сифонного відводу (охолоджувача), через який манометр підключається до системи.
Це спеціальна трубка, особливої форми, на кінцях якої різьблення для приєднання до магістралі та підключення манометра. Сифонне відведення створює відгалуження, в якому не циркулює вимірюване середовище. Завдяки цьому температура в місці підключення приладу набагато нижча, ніж у основній магістралі.

Крім того, на довговічність манометра впливають різкі перепади вимірюваного тиску та гідроудари. З метою зменшення впливу цих факторів застосовують демпферні пристрої. Демпфер встановлюється перед приладом як окремий пристрій, або монтується в каналі тримача манометра.
Якщо не потрібно постійного контролю тиску в системі, можна встановити манометр через кнопковий кран. Це дозволяє підключати пристрій до магістралі лише на час натискання кнопки крана. Це захистить пристрій без необхідності використовувати демпферний пристрій.