Manómetros para medir la presión del gas: tipos, características de diseño y operación de medidores

A menudo existe la necesidad de medir la presión creada por el gas. Por ejemplo, en cilindros, en tuberías de gas, en varios contenedores y recipientes. Para controlar y monitorear los indicadores, se utilizan manómetros para medir la presión del gas. Estos dispositivos sirven en diversas esferas de la vida, desde la medicina hasta la industria pesada.

Para que la adquisición del dispositivo no sea en vano y el manómetro comprado para cumplir con los requisitos de los procesos de producción, vale la pena familiarizarse con la clasificación. Le presentaremos las variedades de medidores de presión de gas. Hablaremos sobre sus características de diseño y principios de acción.

Clasificación por tipo de presión medida

Dispositivos que sirven para obtener datos sobre los parámetros de presión de gas en soportes de gas, líneas de transporte, en botellas de gas y otros tanques se clasifican según varios criterios. Difieren en su estructura y principio de funcionamiento.

Los dispositivos que miden la presión se dividen en clases por:

• tipo de presión medida;
• cita
• principio de acción;
• clase de precisión

Por el tipo de presión medida, los dispositivos diseñados para determinar indicadores precisos se dividen en manómetros, manómetros de vacío, gravímetros, manómetros, barómetros y otros.

Dependiendo del grado de protección contra la influencia del entorno externo, se producen los siguientes dispositivos:

• estándar
• protegido del polvo;
• a prueba de agua
• protegido de ambientes agresivos;
• A prueba de explosión.

Un producto puede combinar varios tipos de protección.

El diagrama muestra la separación de los dispositivos de medición por el principio de acción, por tipo de presión, por aplicación y por pantalla.Los dispositivos líquidos y de peso muerto rara vez se usan para obtener datos sobre la presión del gas

Un medidor de presión es un dispositivo de tamaño pequeño con el que se mide una presión o diferencia de presión. El principio de funcionamiento de este instrumento depende de su estructura interna. Dentro de la misma clase, todavía se dividen en grupos según la clase de precisión.

Para medir la presión absoluta, cuyos indicadores se cuentan desde cero absoluto (vacío), se utilizan manómetros de presión absoluta. La sobrepresión está determinada por la sobrepresión del manómetro. En el caso general, todas las variedades de tales dispositivos se denominan en una palabra: "manómetro".

La mayoría de los tipos de manómetros están diseñados para medir la sobrepresión. Su peculiaridad es que muestran una presión que representa la diferencia entre absoluto y atmosférico.

Los medidores de vacío son dispositivos que muestran el valor de la presión de un gas enrarecido. Usando manovacuómetros, mida el exceso de presión y la presión del gas enrarecido. La información se muestra en una sola escala.

Usando medidores de cabeza, los parámetros de sobrepresión se determinan con valores de hasta 40 kPa. Los tractómetros, por otro lado, permiten medir la escasez de hasta - 40 kPa. Los medidores de presión miden rarefacción y sobrepresión en el rango de - 20 a + 20 kPa.

Los manómetros se utilizan en una amplia variedad de industrias. Trabajar con gas implica un alto riesgo, por lo que es importante monitorear todos los indicadores del sistema. La información de presión proporciona a los usuarios información sobre el estado actual del objeto medido.

Los medidores de presión diferencial pueden determinar la diferencia de presión en dos puntos arbitrarios para ser estudiados. Un micromanómetro es un medidor de presión diferencial que le permite medir la diferencia de presión dentro de 40 kPa.

Clasificación funcional

Los manómetros de gas, dependiendo del mecanismo de lectura, se dividen en:

• Deformación;
• Electrico;
• Pistón de carga;
• Líquido

Cada tipo tiene sus propias características.

Vista de deformación de manómetros

El principio y la base para el funcionamiento de los dispositivos de clase de deformación es que la presión actúa sobre el elemento sensible del dispositivo, que se deforma. El nivel de presión está determinado por el grado de deformación.

Los manómetros de deformación se producen con resortes tubulares, fuelles o componentes de trabajo de membrana con alta sensibilidad.

Los elementos sensores en los dispositivos de resorte tubular son resortes tubulares. Estos productos son tubos curvados redondos con una sección transversal ovalada transversal. El gas tiene un efecto en la superficie interna del tubo. Durante esta acción, el tubo se deforma y cambia de forma, acercándose a uno redondeado.

Un extremo del tubo está sellado y puede moverse. El segundo está abierto y bloqueado por los titulares. Cuando el tubo de resorte se dobla, el anillo también actúa, lo que luego dobla el resorte. El extremo sellado del resorte se mueve de acuerdo con la fuerza de presión. Este movimiento se transmite a la escala de medición.

Al medir presiones de hasta 40 bar, se utilizan resortes circulares. A presiones más altas, se utilizan resortes helicoidales o espirales que están en el mismo plano. El error en las lecturas al medir la presión por este método es del 1 al 4%.

Los elementos sensibles al diafragma y al fuelle le permiten medir de manera efectiva pequeños valores de exceso y presión de vacío.

Los fuelles se fabrican según el principio de una manguera de fuelle de fontanería. Es un tubo de metal de pared delgada hecho de anillos transversales móviles. Dependiendo del material y los parámetros de fabricación, el fuelle puede ser más o menos rígido.

Bajo la influencia de altas temperaturas, las deformaciones plásticas se acumulan con el tiempo, lo que viola la precisión de las lecturas. Además, a temperaturas elevadas y pulsaciones de presión, el cambio en la característica estática se acelera

Los elementos de membrana sensibles tienen la mayor variedad. La clase de precisión de tales dispositivos no excede 1.5. En tales dispositivos se proporciona un sistema de protección. En caso de sobrecarga, la membrana se apoya contra un dispositivo de protección especial.

Las cajas de membrana a menudo se instalan en instrumentos que miden presión y presión. Los medidores de cabeza, medidores de tiro y medidores de peso con cajas de membrana se producen con clases de precisión de 1.5; 2.5 y un límite de medición de hasta 25 kPa.

Las membranas planas tienen un ligero desplazamiento del punto de trabajo, por lo que se utilizan con mayor frecuencia para convertir la presión en fuerza. Son inestables, pero están bien calculados.

Las membranas corrugadas junto con cajas similares se utilizan para mejorar el rendimiento estático. Los primeros se mueven mejor, pero son difíciles de calcular. Estos últimos se usan con mucha más frecuencia debido a su rigidez reducida.

Para medir valores de presión pequeños, se utilizan dispositivos con membranas flácidas.

Los dispositivos necesitan protección contra la exposición a altas temperaturas, ya que afecta negativamente la elasticidad y la sensibilidad de los principales elementos de trabajo.

Manómetros Mecánicos

Muchos medidores de presión de resorte de tubo son en realidad dispositivos de conversión directa. Esto significa que la presión se convierte en un desplazamiento del elemento sensor y el dispositivo mecánico en contacto con él.

En el diagrama, la boquilla se coloca radialmente, sin embargo, también se producen manómetros con ubicación axial de la boquilla.

Bajo la influencia de la presión, el extremo libre del resorte se mueve, la correa actúa sobre el sector del engranaje, el engranaje gira y se muestran las flechas.

Los medidores de presión con resorte se producen con un rango de medición de 0.1 a 103 MPa y tienen diferentes clases de precisión. Los modelos de modelos se producen con clases de precisión de 0.15; 0,25; 0.4 Instrumentos de medida de la categoría de trabajo de mayor precisión - 1 y 0.6. Trabajadores técnicos generales - con clases de precisión 1.5; 2.5; 4)

Manómetros de contacto

Estructuralmente, es un refinamiento del manómetro indicador. La esencia del trabajo es que cuando la flecha alcanza el valor de presión umbral, la red se cierra.

En el diseño del manómetro indicador, las flechas se integran adicionalmente con contactos eléctricos precargados, que son opuestos a los valores de señal

El circuito eléctrico se cierra y se dispara una alarma cuando la flecha indicadora alcanza una de las flechas con contactos. La clase de precisión de tales manómetros es 1.5. El rango de medición corresponde a los valores estándar.

Para proporcionar una alarma o para fines de regulación posicional, se utiliza un interruptor de presión con la marca de RD. Miden presiones en el rango de 12 a 1600 kPa. El relé se establece en los límites de activación superior e inferior de acuerdo con el testimonio del dispositivo de control, y tiene una capacidad de corte de 10 vatios.

Grabación de modelos de manómetros

La industria produce medidores de presión con un sistema integrado de lectura de indicadores, que captura los valores en un gráfico de disco para que luego pueda seguir la dinámica de los indicadores. Una revolución puede tener lugar en 8, 12, 24 horas. El movimiento se debe al motor eléctrico o al mecanismo de relojería.

El trabajo del registrador manométrico se basa en la transmisión de una señal por un resorte tubular de gran diámetro, que tiene una fuerza de tracción. Transmite el movimiento desde el sensor al sistema de visualización. Dispositivos marcados con sobrepresión de registro MTS.

Dichos dispositivos requieren control por parte del operador y tienen clases de precisión de 1; 1,5; 2.5.

Los elementos sensores de tipo fuelle se usan en manómetros de presión diferencial autograbados, que además pueden equiparse con un dispositivo de alarma y un transductor neumático. Dichos dispositivos miden la presión en el rango de 6.3 kPa a 0.16 MPa y tienen clases de precisión 1; 1,5.

Manómetros tipo pistón

Tales medidores de presión se utilizan a menudo como referencia al calibrar otros instrumentos de medición. Su rango de medición es muy amplio. Dependiendo del diseño del dispositivo, puede comenzar con valores de rarefacción graves y terminar con una redundancia de hasta 2500 MPa. La clase de precisión alcanza valores máximos de hasta 0.0015.

Cada vez que el dispositivo de medición se expone a una carga que excede la norma prescrita, pierde en la duración de su vida útil y en la precisión de las mediciones.

El principio de operación es mantener el cilindro en el pistón en un estado específico mientras los pesos de calibración actúan en un lado y la presión medida en el otro. Dependiendo del peso de los bienes, se juzga la magnitud de la presión creada.

El principal elemento de trabajo del dispositivo es una columna de medición. Dependiendo de la calidad de su producción, la precisión y la pureza de los compuestos, la magnitud del error también cambia.

El error de medición más pequeño son las máquinas de gas alimentadas por gas. Sin embargo, estos dispositivos cuestan varias veces más debido a las peculiaridades de su diseño y la necesidad de filtrar el gas de partículas extrañas.

Funcionalmente, el probador de peso muerto consiste en un dispositivo para crear presión, un sistema de medición y pesas. El dispositivo está equipado con un mecanismo giratorio para aumentar y disminuir la presión, así como una válvula de alivio de presión.

Manómetros ampliamente utilizados con un pistón suelto. Hay un espacio entre el pistón y el cilindro. El recipiente debajo del pistón está lleno de aceite, que fluye bajo presión hacia el espacio y lubrica las superficies de fricción.

Medidor de gas eléctrico

Tales manómetros se utilizan para convertir la presión de gas directa o indirecta en un parámetro eléctrico. Los medidores de presión más comunes de este tipo son: galgas extensométricas, dispositivos capacitivos y de resistencia. La presión se mide en el rango de 100 Pa a 1000 MPa. Los dispositivos se fabrican con clases de precisión de 0.1 a 2.5.

El trabajo de los manómetros que actúan sobre la base del efecto de resistencia a la tensión consiste en cambiar el valor de la resistencia del conductor debido a la deformación. Mida la presión en el rango de 60 a 10⁸ Pa con un mínimo error.

El montaje de brida del sensor y el diseño especial del dispositivo permiten leer datos de presión en entornos particularmente agresivos con temperaturas de hasta 300 ° C. Se utilizan para medir la presión en sistemas con procesos rápidos.

El diagrama de funcionamiento de los medidores de resistencia se basa en la dependencia de la resistencia del conductor con la presión. Típicamente, este tipo de dispositivo se usa para medir niveles de presión particularmente altos por encima de 100 MPa.

Un cable de manganina, cuya resistencia se mide fácilmente mediante un puente equilibrado, actúa como un elemento sensible en dicho dispositivo.

El funcionamiento de los medidores de presión capacitivos se basa en el efecto de la presión sobre la membrana, que es un electrodo móvil. Cuando la membrana se mueve, se produce un cambio en la capacitancia del transductor. Caracterizado por errores significativos de temperatura.

En manómetros capacitivos, la deflexión de la membrana está determinada por el circuito eléctrico. Dichos dispositivos se utilizan en sistemas con caídas de presión rápidas.

Instrumentos de medición de líquidos

La determinación de la presión por estos dispositivos ocurre equilibrando la presión determinada con la presión formada por la columna de líquido. De esta manera, puede medir una ligera sobrepresión, presión atmosférica, el nivel de vacío, la diferencia de presión.

Este grupo está representado por medidores de presión en forma de U, que consisten en vasos comunicantes, y la presión está determinada por los niveles de líquido; micromanómetros de compensación; manómetros de copa en los que se usa un depósito en lugar del segundo tubo; medidores de presión diferencial de flotador, campana y anillo.

Los medidores de presión de dos tubos le permiten medir las diferencias de presión. En este caso, la presión que debe medirse se aplica a cada uno de los tubos.

En los instrumentos de medición de líquidos, el fluido de trabajo es un análogo del elemento sensor.

Los difmanómetros generalmente están equipados con dispositivos de señalización, medidores de flujo, reguladores y dispositivos de grabación. Rango de medida de 10 a 10⁵ Pa Dependiendo de los líquidos que llenan el dispositivo, el límite de medición cambia.

División funcional

De acuerdo con el propósito, se distinguen los siguientes tipos de manómetros utilizados para medir la presión del gas:

• tecnica general;
• referencia
• especial

Considere las características de cada tipo.

Manómetros de uso general

Este tipo de manómetros se produce para medir los valores de vacío y presión manométrica para fines técnicos generales. Varias modificaciones del dispositivo permiten su uso en una amplia variedad de entornos. Se utilizan para medir la presión en la producción directamente durante los procesos tecnológicos.

La presión en tales dispositivos afecta el tubo desde el interior y provoca un desplazamiento del extremo suelto. Un mecanismo interactúa con él, que mueve la flecha.

Tales manómetros pueden medir la presión de los medios gaseosos que no son agresivos con respecto a las aleaciones de cobre a temperaturas de funcionamiento de hasta 150 ° C. Típicamente, el cuerpo del producto está hecho de acero, y las partes del mecanismo están hechas de aleación de latón.

Los manómetros técnicos generales para gas de baja o alta presión se producen resistentes a las vibraciones con una frecuencia en el rango de 10 a 55 Hz, así como una amplitud de desplazamiento de un máximo de 0,15 milímetros. Tienen varias clases de precisión de 1 a 2.5.

Los medidores de presión digitales son pequeños, caracterizados por una alta precisión de medición y una larga vida útil. Sin embargo, tales dispositivos pueden calibrarse

Los manómetros de gas de uso general con una placa electrónica en la que se muestran los datos de las mediciones están ganando popularidad. A menudo están equipados con convertidores, que automatizan los procesos tecnológicos. Los valores de presión se muestran en el dial electrónico.

Grupo de manómetros especiales

Dichos dispositivos se fabrican para un tipo específico de gas y el entorno que crea. Para sistemas con alta presión, se fabrican manómetros para gas a alta presión. Algunos gases son agresivos con respecto a ciertas aleaciones, por lo tanto, se requieren materiales estables para trabajar con ellos.

Los medidores de presión especiales están pintados con pinturas de varios colores según el tipo de gas.

Los manómetros de propano están pintados de rojo, tienen un cuerpo de acero y las características de los manómetros técnicos generales. La presión de funcionamiento de tales dispositivos es de 0 a 0.6 MPa. Esta es la presión estándar de propano. Es posible la operación en el rango de temperatura de - 50 a + 60 ° C. Temperatura ambiente de trabajo hasta + 150 ° С. A menudo se incluye con cajas de cambios de globos.

Los medidores de presión de amoníaco en cilindros y otros tanques están pintados de amarillo. Las unidades de compresión de etapas múltiples están equipadas con una escala de temperatura. Los componentes del medidor de presión están hechos de materiales resistentes a los vapores de amoníaco.

En presencia de cargas dinámicas graves, los manómetros están llenos de glicerina o silicona.

El manómetro de acetileno está pintado de blanco. Está hecho como un manómetro de sistemas de seguridad de materiales sin grasa. Se utiliza para medir la sobrepresión en varios sistemas de distribución y generación de acetileno.El cuerpo está hecho de acero, los componentes internos están hechos de aleación de latón. El rango de temperaturas permitidas es de - 40 a + 70 ° C.

El medidor de presión de hidrógeno se vuelve verde oscuro. El manómetro para otros gases inflamables está pintado de rojo. El dispositivo de medición para mezclas no combustibles está pintado de negro. El medidor de oxígeno está pintado de azul.

Dispositivos de referencia para medir presión

Este tipo de manómetro está diseñado para verificar, calibrar y ajustar otros instrumentos para garantizar la mayor precisión de medición posible. Dichos dispositivos se caracterizan por una clase de mayor precisión en comparación con los técnicos generales. Los estándares de trabajo se dividen en tres categorías.

Los medidores de prueba utilizados para controlar la precisión de las lecturas de los dispositivos de medición en el sitio de instalación también se denominan medidores de alta precisión. Rango de medición de 0-0.6 a 0-1600 bar para medios gaseosos.

Manómetros para convencionales y cilindros de gas compuesto debe someterse a un procedimiento de verificación al menos una vez al año, a menos que se especifique lo contrario en los documentos del dispositivo. La verificación se lleva a cabo por organizaciones metrológicas acreditadas con el estatus de personas jurídicas. Después de la verificación, se emite un certificado y se coloca una marca.

El dispositivo debe retirarse del cilindro y llevarse al servicio de metrología. Allí, los calibradores y calibradores utilizarán un conjunto de estándares e instrumentos auxiliares durante aproximadamente 10 días para verificar

Los engranajes en los manómetros de referencia se procesan con una mayor frecuencia de engranajes. Se caracterizan por una fricción mínima en el mecanismo del interruptor, así como una alta sensibilidad de los elementos internos.

Los medidores de presión ejemplares, con una clase de precisión de 0.4, tienen una escala de 250 unidades, con una clase de precisión de 0.15 o 0.25, tienen una escala de 400 unidades con un precio de división de 1 unidad. El funcionamiento del dispositivo es posible a diferentes temperaturas, dependiendo del cuerpo de relleno. La temperatura de funcionamiento ideal es de 20 ° C.

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Conclusiones y video útil sobre el tema.

El principio de funcionamiento del manómetro de resorte:

Características y aplicaciones del manómetro:

Los manómetros se producen para resolver varios problemas. Los más populares son los tipos técnicos generales utilizados en pequeñas industrias por varias compañías cuando trabajan con equipos y sistemas de gas. Los manómetros de contacto son dispositivos que indican que se ha alcanzado un valor crítico.

Para la calibración y el ajuste de manómetros, se utilizan manómetros de referencia. Se producen manómetros especiales para medir la presión de un medio gaseoso particular. Entre ellos se encuentran los manómetros de propano muy populares, que a menudo se instalan completos con una caja de engranajes en cilindros de gas.

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