Come scegliere un manometro

Manometro portatile OMEGA

Una prima distinzione che possiamo fare è tra manometri portatili e fissi. La scelta, relativamente semplice, dipenderà essenzialmente dall’uso specifico che intendiamo fare del manometro che intendiamo acquistare.

I manometri portatili, per lo più elettronici, trovano impiego nelle misurazioni e nei controlli su campione, sia nei laboratori che in ambito industriale. 

I manometri fissi, invece, che possono essere sia meccanici che elettronici, sono utilizzati per il monitoraggio continuo della pressione nei processi industriali.

Manometro digitale WIKA

I manometri possono essere suddivisi anche in analogici e digitali.

Manometri analogici
Anche se i manometri a colonna liquida sono ancora utilizzati per alcune applicazioni, la grande maggioranza dei manometri usati oggi consiste in un sistema meccanico che segnala la pressione rilevata grazie al movimento di una lancetta su un quadrante.

Vantaggi:

• Poiché non usano energia elettrica, possono funzionare in maniera continuativa, senza che ci sia bisogno sostituire le batterie o di un collegamento alla rete elettrica.
• Hanno una struttura resistente, in grado di sopportare urti e vibrazioni. Di conseguenza, possono essere utilizzati in molti settori industriali, anche in condizioni di uso severe.
• Permettono una lettura rapida della pressione.

Svantaggi:

• La lettura dei valori di misurazione è meno precisa e soggetta ad errori, per esempio ad errori di parallasse.
• Il risultato della misurazione non può essere sfruttato da un sistema di controllo di processo.

Manometri digitali

I manometri digitali convertono la pressione in un segnale elettrico e mostrano il risultato della misurazione su un display digitale. Essendo dispositivi elettrici, devono essere alimentati elettricamente.

Vantaggi:

• Il display digitale offre una lettura facile e precisa dei valori di misurazione.
• Oltre a quelle appena descritte, i manometri digitali possono avere altre funzionalità, come la scelta dell’unità di misura, la memorizzazione dei valori minimi e massimi, ecc.
• Alcuni modelli hanno un’uscita che permette a un sistema di controllo di processo di utilizzare i valori di misurazione.

Svantaggi:

• Funzionano esclusivamente previa installazione di una o più batterie o se collegati alla rete elettrica.

La scelta del manometro che fa al caso nostro dipenderà, in particolare, dal tipo di pressione che desideriamo misurare. La pressione può essere infatti assoluta, relativa o differenziale.

La maggior parte dei manometri e dei sensori di pressione misura la deformazione di una superficie (ad esempio di una membrana o di un diaframma) sottoposta all’azione della pressione. Più precisamente, la deformazione di questa superficie risulta dalla differenza tra le pressioni esercitate sui due lati: da un lato la pressione da misurare e, dall’altro, una pressione di riferimento. È questa pressione di riferimento che permette di definire il tipo di pressione.

Pressione assoluta: la pressione di riferimento è il vuoto (pressione vicina allo zero). La pressione assoluta, di conseguenza, corrisponde esattamente al valore della pressione misurata. 

Pressione relativa: la pressione di riferimento in questo caso è la pressione atmosferica. Il valore della misurazione di conseguenza corrisponde alla differenza tra la pressione atmosferica e la pressione che vogliamo misurare.

Pressione differenziale: la pressione di riferimento è il valore della pressione in un secondo punto del processo. Per questa ragione i manometri a pressione differenziale hanno due ingressi e il risultato della misurazione corrisponde alla differenza di pressione misurata in due punti diversi.

Manometro Bourdon LANSO

I manometri possono essere classificati in base al tipo di elemento che si deforma per effetto della pressione.

Manometri Bourdon: l’elemento sensibile è un tubo a C o a spirale di sezione ovale. Quando la pressione del fluido aumenta all’interno del tubo, la sezione trasversale tende a diventare circolare e il tubo inizia a srotolarsi. Il movimento del tubo è trasmesso attraverso un ingranaggio alla lancetta del manometro, la quale va ad indicare il valore misurato su un quadrante

I manometri Bourdon sono utilizzati per misurare pressioni comprese tra 0,6 e 4.000 bar e hanno una bassa resistenza alla sovrapressione. Attenzione: per lavorare con fluidi aggressivi sarà necessario utilizzare un manometro il cui tubo Bourdon sia realizzato in un materiale adatto.

Manometri a diaframma: il fluido esercita una pressione su un lato di un diaframma sottile e ondulato. La deformazione del diaframma viene trasmessa alla lancetta del manometro, la quale indica il valore misurato. 

I manometri a diaframma misurano pressioni comprese tra 16 mbar e 40 bar, e possono sopportare sovrapressioni molto elevate. Si tratta di dispositivi più facili da proteggere contro l’azione dei fluidi aggressivi. Il loro diaframma può essere dotato di un rivestimento di protezione o può fungere da guarnizione e impedire così al fluido di entrare a contatto con il meccanismo interno.

Manometri a capsula: due diaframmi saldati lungo la loro circonferenza formano una capsula che si espande proporzionalmente alla pressione esercitata dal fluido all’interno della capsula stessa. La deformazione della capsula, a sua volta, viene trasmessa all’ago del manometro, che indica il valore della misurazione.

I manometri a capsula sono utilizzati per misurare le basse pressioni, per lo più comprese tra 2,5 e 600 mbar, e hanno una resistenza limitata alla sovrapressione.

Manometri a soffietto: il soffietto cilindrico si espande e si contrae in base alla pressione applicata all’interno in direzione dell’asse. Tale movimento viene trasmesso alla lancetta del manometro, che indica il valore di pressione misurato.

I manometri a soffietto trovano impiego nella misurazione delle basse pressioni, per lo più comprese tra 60 e 1000 mbar.

Manometro a liquido BENE INOX

I manometri analogici sono sensibili sia alle vibrazioni che agli improvvisi aumenti e diminuzioni di pressione, che possono danneggiare il meccanismo che converte la deformazione dell’elemento sensore nel movimento della lancetta. Per superare questo problema sono stati creati dei manometri in cui un apposito liquido smorza urti e vibrazioni. La scelta tra un manometro a secco e a liquido dipenderà principalmente dall’uso che intendiamo farne.

Manometri a secco: come lo dice il nome, non contengono alcun liquido.

Vantaggi:

• I manometri a secco sono più economici di quelli a liquido.

Svantaggi:

• Non hanno nessuna protezione contro le vibrazioni e le variazioni improvvise di pressione. Questi fenomeni, di conseguenza, possono danneggiare in maniera irreversibile il meccanismo.
• Non devono essere usati in ambienti freddi e umidi, in quanto l’umidità presente nell’aria all’interno del manometro può congelarsi, nel qual caso il meccanismo cesserà di funzionare.

Applicazioni:

Essendo più economici, i manometri a secco vengono scelti soprattutto per applicazioni semplici e in cui le vibrazioni non rappresentano un problema. Sono ampiamente utilizzati, per esempio, nei compressori d’aria.

Manometri a liquido, o manometri a riempimento di liquido: la scatola di questi manometri viene riempita con un liquido (solitamente della glicerina o una miscela di acqua e glicerina) che attutisce le vibrazioni e le variazioni improvvise di pressione. Vengono chiamati anche manometri a glicerina.

Vantaggi:

• Sono più resistenti alle vibrazioni e alle variazioni improvvise di pressione.
• Sono ermetici, in quanto il liquido al loro interno impedisce all’umidità di entrare nella scatola del dispositivo e che ciò porti a un cattivo funzionamento del dispositivo.
• Possono funzionare anche a temperature ambientali inferiori a 0°C.
• Non danneggiano l’ambiente in quanto la glicerina è biodegrabile e non inquinante.

Applicazioni:

I manometri a riempimento di liquido sono la soluzione ideale per un uso in ambienti umidi e freddi o in cui le vibrazioni sono significative.

I manometri a glicerina pura possono funzionare a temperature fino a -5°C. Al di sotto di questa temperatura la glicerina diventa troppo viscosa e blocca il meccanismo del manometro.

Con temperature più basse sarà opportuno utilizzare manometri contenenti una miscela di glicerina e acqua, che sono in grado di funzionare fino a una temperatura di -46°C.

Oltre ai criteri di scelta che abbiamo già trattato, vi sono altre caratteristiche che è opportuno tenere in considerazione nella scelta di un manometro.

• Campo di misurazione: la scelta dipenderà dal ventaglio di pressioni che prevediamo di dover misurare. Nel caso specifico dei manometri analogici, la pressione di esercizio deve essere compresa tra 1/3 e 2/3 della scala.
• Sovrapressione: i manometri hanno una resistenza limitata alla sovrapressione (pressione superiore al valore massimo della scala). Pertanto, nello scegliere un manometro sarà opportuno assicurarsi che questo possa resistere a un’eventuale sovrapressione. La maggior parte dei manometri può sopportare pressioni da 1,15 a 1,3 volte il loro limite massimo di misurazione. Nel caso in cui possano verificarsi sovrapressioni maggiori, sarà opportuno tenerne conto. In questo caso opteremo per un manometro speciale oppure installeremo un regolatore di pressione a monte del manometro.
• Classe di precisione: è espressa in percentuale del campo di misura. Più bassa è la classe, maggiore è la precisione del manometro.
• Diametro del display: un quadrante più grande permette di visualizzare una scala più dettagliata, che rende la misurazione più accurata e più facile da leggere. Tuttavia, a uno schermo più grande corrisponderà generalemente un dispositivo di maggiori dimensioni e quindi più ingombrante.
• Compatibilità dei materiali: i materiali che entrano a contatto con il fluido devono essere compatibili con il fluido in questione. I manometri più comuni hanno elementi in rame o in lega di rame e sono compatibili con i fluidi più comuni, come acqua, aria, olio, ecc. Per misurare la pressione di fluidi più aggressivi, si usano invece manometri con elementi in acciaio inossidabile. Nel caso di fluidi molto aggressivi, viscosi, pastosi o ad alta temperatura, si opterà invece per un diaframma che, poiché trasmette la pressione senza lasciar passare il fluido, protegge il manometro.
• Temperatura del fluido: i manometri con elementi in rame sono utilizzati per fluidi con temperature fino a 65°C. I modelli con elementi in acciaio, invece, vengono usati qualora il fluido rischi di raggiungere temperature più elevate (fino a un massimo di 150°C).
• Condizioni ambientali: i materiali esterni, più precisamente quelli che compongono la scatola del manometro, devono essere resistenti alle condizioni ambientali in cui il dispositivo verranno utilizzati. In ambienti aggressivi e corrosivi, in particolare, si consiglia di utilizzare manometri in acciaio inossidabile con scatola a tenuta stagna.