Как правильно выбрать манометр

Переносной манометр производителя OMEGA

Существуют как переносные, так и стационарные манометры — выбор того или иного типа будет в основном зависеть от сферы применения.

Переносные манометры, часто электронные, позволяют проводить измерения и выборочные проверки в промышленности или в лабораториях. 

Стационарные манометры (механические или электронные) позволяют непрерывно контролировать давление в промышленных процессах.

Цифровой манометр производителя WIKA

Манометры можно разделить на две основные группы: манометры с аналоговым индикатором и манометры с цифровым дисплеем.

Аналоговые манометры
Несмотря на то что для некоторых применений еще можно найти манометры, в которых столб жидкости является чувствительным элементом, аналоговые манометры обычно используют механический способ перемещения указателя на циферблате под воздействием давления.

Преимущества:

• Они не зависят от электроэнергии, поэтому могут работать непрерывно, не требуя замены батарей или установки блока питания.
• Их прочная конструкция противостоит ударам и вибрациям, поэтому они могут использоваться во многих отраслях промышленности, в том числе в суровых условиях.
• Они позволяют быстрое считывание давления. 

Недостатки:

• Их показания менее точны и подвержены ошибкам (например, ошибкам от параллакса).
• Они не адаптированы для систем управления процессом.

Цифровые манометры

Цифровые манометры преобразуют давление в электрический сигнал и отображают измерение на экране; они включают в себя электронную схему, которая требует источника питания.

Преимущества:

• Они обеспечивает легкое и точное считывание значений благодаря цифровому дисплею.
• Благодаря своей электронной конструкции они предлагают больше функций, таких как выбор единиц измерения, сохранение максимальных значений и т.п.
• Они могут быть оснащены выходом, который подходит для систем управления процессом.

Недостаток:

• Они требуют наличия аккумулятора или источника питания.

При измерении давления встает вопрос о том, какое давление измеряется. Существует три вида давления, каждое из которых измеряется манометрами с разными конструкциями: абсолютное, относительное или дифференциальное давление.

Манометры и датчики обычно измеряют давление, преобразуя деформацию поверхности (мембраны или других упругих элементов) в перемещение указателя по шкале прибора или в соответствующий электрический сигнал. Но эта поверхность фактически деформируется под действием разницы давлений между ее сторонами: с одной стороны измеряемое давление, с другой — исходное (эталонное) давление. В зависимости от этого исходного давления определяется тип давления и тип используемого манометра.

Абсолютное давление: исходное давление представляет собой вакуум (давление близко к нулю), поэтому абсолютное давление в точности соответствует измеряемому давлению. 

Относительное давление: исходным давлением является атмосферное давление (для упрощения скажем, что другая сторона поверхности находится на открытом воздухе), то есть полученное измерение будет соответствовать разнице между атмосферным давлением и давлением, которое необходимо измерить.

Дифференциальное давление: исходное давление является второй точкой измерения; таким образом, дифференциальные манометры имеют два входа, а измеренное значение является разницей давления между двумя точками.

Манометр с трубкой Бурдона производителя LANSO

Манометры могут функционировать с различными типами чувствительных элементов, которые деформируются определенным образом под действием давления.

Манометры с трубкой Бурдона: трубка Бурдона, также известная как манометрическая трубка, представляет собой изогнутую трубку с овальным сечением. Трубка заполнена жидкостью, на которую оказывается давление: при повышении давления трубка выпрямляется. Передаточный механизм усиливает движения трубки и преобразует их во вращательное движение стрелки.

Манометры с трубкой Бурдона используются для измерения давления в диапазоне от 0,6 до 4000 бар; они чувствительны к избыточному давлению. Материал трубки Бурдона должен быть адаптирован в случае использования с агрессивными жидкостями.

Мембранные манометры: жидкость оказывает давление на одну из сторон тонкой гофрированной мембраны. Передаточный механизм преобразует деформацию мембраны во вращательное движение стрелки. 

Мембранные манометры измеряют давление от 16 мбар до 40 бар; они выдерживают очень высокое избыточное давление. Мембрану легче защитить от агрессивных сред: на нее можно нанести защитное покрытие или поместить промежуточную пленку.

Капсульные манометры: капсула состоит из двух мембран, соединенных по окружности и герметично уплотненных; жидкость оказывает давление на внутреннюю сторону капсулы, которая расширяется по мере изменения давления. Передаточный механизм преобразует деформацию капсулы во вращательное движение стрелки.

Капсульные манометры используются при низких давлениях от 2,5 до 600 мбар и имеют ограниченную устойчивость к избыточному давлению.

Сильфонные манометры: жидкость оказывает давление на внутреннюю сторону сильфона (тонкостенный гофрированный цилиндр). Передаточный механизм преобразует изменение длины сильфона во вращательное движение стрелки.

Сильфонные манометры используются при низких давлениях от 60 до 1000 мбар.

Гидрозаполненный манометр производителя BENE INOX

Из-за механизма, преобразующего деформацию чувствительного элемента во вращательное движение стрелки, манометры с циферблатом чувствительны к вибрациям и перепадам давления (внезапное повышение/понижение давления). Эту проблему можно разрешить путем заполнения корпуса жидкостью. Поэтому при выборе манометра следует задаться вопросом, нужен ли вам сухой или гидрозаполненный манометр.

Сухие манометры: это манометры, не содержащие жидкости.

Преимущества:

• Сухие манометры дешевле, чем гидрозаполненные.

Недостатки:

• Они не защищены от вибраций и перепадов давления, которые могут вывести механизм из строя.
• Они не адаптированы для холодных и влажных условий, так как влажный воздух внутри корпуса манометра может замерзнуть и привести к поломке механизма.

Применение:

Более экономичные, сухие манометры предпочтительны для простых областей применения, где вибрации не представляют проблемы. Они часто используются, например, на воздушных компрессорах.

Гидрозаполненные манометры: это манометры, корпус которых полностью заполнен жидкостью (обычно чистым глицерином или смесью воды и глицерина), которая действует как гаситель вибраций и перепадов давления.

Преимущества:

• Гидрозаполненные манометры более устойчивы к вибрациям и перепадам давления.
• Они герметичны, так как наличие жидкости предотвращает попадание влаги в корпус и блокировку механизма.
• Данные манометры могут функционировать при отрицательных температурах.
• Они экологичны, так как жидкость (глицерин) нетоксична и разлагается.

Применение:

Гидрозаполненные манометры используются во влажной и холодной среде или при сильных вибрациях.

Манометр, заполненный чистым глицерином, может работать при температуре до -5°C. При температуре ниже 17°C глицерин становится вязким (что замедляет работу механизма), а при -5°C функционирование устройства прекращается.

При низких температурах используется смесь глицерина с водой, которая позволяет достигать -46°C.

После того, как были определены предыдущие параметры, выбор манометра будет также зависеть от следующих критериев:

• Измеряемое давление: манометр выбирается в зависимости от диапазона измерения; для аналоговых манометров с циферблатом рабочее давление должно находиться в пределах от 1/3 до 2/3 шкалы.
• Избыточное давление: манометры имеют ограниченное сопротивление избыточному давлению (давлению, превышающему предельное значение шкалы), поэтому необходимо убедиться, что манометр способен выдержать избыточное давление, которое может возникнуть в контуре. Обычные манометры могут выдерживать давление, в 1,15-1,3 раза превышающее их максимальное давление; в противном случае вам потребуется приобрести специальный манометр или установить регулятор давления (редуктор).
• Класс точности: выражается в процентах предельного значения шкалы; чем меньше число, тем точнее манометр.
• Диаметр циферблата: чем больше циферблат, тем точнее будут показания давления, однако необходимо учитывать имеющееся пространство в месте проведения измерения.
• Совместимость материалов: материалы, контактирующие с жидкостью, должны быть совместимы с ней. Стандартные манометры изготавливаются с чувствительными элементами из меди или медных сплавов и совместимы с обычными жидкостями (вода, воздух, масла и т.д.); для более агрессивных жидкостей используются чувствительные элементы из нержавеющей стали. Для очень агрессивных и вязких жидкостей, а также для пастообразных или очень горячих веществ используется мембранный разделитель: таким образом, манометр изолирован от жидкости, однако получает показания давления.
• Температура жидкости: манометры с чувствительным элементом из меди используются при температуре до 65°C; при температуре выше 65°C и до 150°C используется нержавеющая сталь.
• Рабочая среда: корпус манометра должен быть устойчив к воздействию измеряемой среды. Для агрессивных или коррозионных сред стоит отдавать предпочтение манометрам из нержавеющей стали с герметичным корпусом.