פתח יישום מד לחץ נוזלי. מדי לחץ נוזלים ומדדי לחץ דיפרנציאליים. עיצוב, עקרון הפעולה, סוגי וסוגי מדי לחץ

מדי לחץ וברומטר משמשים למדידת לחץ. ברומטרים משמשים למדידת לחץ אטמוספרי. עבור מדידות אחרות, מדי לחץ משמשים. מקור המילה מד לחץשתיים מילים ביוונית: manos - רופף, מטראו - מדידה.

מד לחץ מתכתי צינורי

קיימים סוגים שוניםמדי לחץ. בואו נסתכל מקרוב על שניים מהם. התמונה הבאה מציגה מד לחץ מתכתי צינורי.

הוא הומצא בשנת 1848 על ידי הצרפתי E. Bourdon. האיור הבא מציג את העיצוב שלו.

המרכיבים העיקריים הם: צינור חלול מכופף לקשת (1), חץ (2), גלגלי שיניים (3), ברז (4), מנוף (5).

עקרון הפעולה של מד לחץ צינורי

קצה אחד של הצינור אטום. בקצה השני של הצינור, באמצעות ברז, הוא מחובר לכלי שבו צריך למדוד את הלחץ. אם הלחץ מתחיל לעלות, הצינור יתכופף, ובכך יפעל על הידית. הידית מחוברת לחץ דרך הילוך, כך שככל שהלחץ עולה, החץ יסטה, שמעיד על הלחץ.

אם הלחץ יורד, הצינור יתכופף והחץ ינוע בכיוון ההפוך.

מד לחץ נוזלים

עכשיו בואו נסתכל על סוג אחר של מד לחץ. התמונה הבאה מציגה מד לחץ נוזלי. הוא מעוצב כמו U.

הוא מורכב מצינור זכוכית בצורת האות U. לצינור זה יוצקים נוזל. אחד מקצוות הצינור מחובר באמצעות צינור גומי לקופסה שטוחה עגולה, המכוסה בניילון גומי.

עקרון הפעולה של מד לחץ נוזלי

במצב ההתחלתי, המים בצינורות יהיו באותה רמה. אם מופעל לחץ על סרט הגומי, מפלס הנוזל במרפק אחד של מד הלחץ תקטן, ובשני, לכן, היא תגדל.

זה מוצג בתמונה למעלה. אנחנו לוחצים על הסרט עם האצבע.

כאשר אנו לוחצים על הסרט, לחץ האוויר בקופסה עולה. הלחץ מועבר דרך הצינור ומגיע אל הנוזל, מחליף אותו. ככל שהרמה במרפק זה יורדת, רמת הנוזלים במרפק השני של הצינור תגדל.

לפי ההבדל ברמות הנוזל, ניתן יהיה לשפוט את ההבדל בין לחץ אטמוספרי ללחץ המופעל על הסרט.

האיור הבא מראה כיצד להשתמש במד לחץ נוזל כדי למדוד את הלחץ בנוזל בעומקים שונים.

בעת תכנון והפעלת מערכות חימום, האינדיקטור והפרמטר החשובים ביותר הוא לחץ נוזל קירור. בְּ לחץ רגיל, הממוקם בתוך לוח הזמנים ההידראולי, העובד התהליך בעיצומוללא הפרעה, נוזל הקירור מגיע לנקודות המרוחקות ביותר של מערכת החימום. אם הלחץ עולה על הנקודה הקריטית, קיימת סכנה לקרע בצנרת. כאשר הלחץ יורד מתחת לרמה המותרת, קיים איום של קוויטציה - היווצרות בועות אוויר, המובילות לקורוזיה והרס של צינורות. על מנת לשמור על רמות הלחץ ברמה הנדרשת, עליך לפקח עליהם כל הזמן. בדיוק לשם כך משמשים מדי לחץ - מכשירים שמודדים את הלחץ הזה.

לחץ הוא היחס בין הכוח הפועל בניצב למשטח לשטח של אותו משטח. הלחץ קובע במידה רבה את השבץ תהליך טכנולוגי, מצב המכשירים הטכנולוגיים ואופני הפעולה שלהם.

סוגי לחץ:

• לחץ אטמוספרי (ברומטרי) הוא הלחץ שנוצר על ידי מסת עמוד האוויר של האטמוספירה של כדור הארץ.
• לחץ מוחלט הוא הלחץ הכולל תוך התחשבות בלחץ אטמוספרי, הנמדד מאפס מוחלט.
• לחץ עודף הוא ההבדל בין לחץ מוחלט לברומטרי.
• ואקום (נדירות) הוא ההבדל בין לחץ ברומטרי ללחץ מוחלט.
• לחץ דיפרנציאלי הוא ההבדל בין שני לחצים שנמדדו, שאף אחד מהם אינו לחץ סביבתי.

בהתבסס על סוג הלחץ הנמדד, מדי הלחץ מחולקים ל:

• מדי לחץ יתר,
• מדי לחץ מוחלט,
• ברומטרים,
• מדי ואקום,
• מדי לחץ ואקום - למדידת לחץ עודף ווואקום;
• מדי לחץ – מדי לחץ ללחצים עודפים נמוכים (עד 40 kPa);
• מדי טיוטה - מדי ואקום עם גבול מדידה עליון של עד 40 kPa;
• מדי לחץ הפרש - אמצעי למדידת הפרש לחץ.

עקרון הפעולה הכללי של מדי לחץ מבוסס על איזון הלחץ הנמדד על ידי כוח ידוע כלשהו. על פי עקרון הפעולה, מדי לחץ מחולקים ל:

• מדי לחץ נוזלי;
• מדי לחץ קפיץ;
• מדי לחץ ממברנה;
• מדי לחץ מגע חשמלי (ECM);
• מדי לחץ דיפרנציאליים.

במדדי לחץ נוזלים, הלחץ או הפרש הלחץ הנמדדים מאוזנים לחץ הידרוסטטיטור של נוזל. המכשירים משתמשים בעיקרון של כלי תקשורת, שבו רמות נוזל העבודה תואמות כאשר הלחצים מעליהם שווים, וכאשר הלחצים מעליהם אינם שווים, הם תופסים עמדה שבה הלחץ העודף באחד הכלים מאוזן על ידי הלחץ ההידרוסטטי של עמודת הנוזל העודפת בעמוד השני. לרוב מדי לחץ הנוזל יש רמה גלויה של נוזל עבודה, מיקומו קובע את ערך הלחץ הנמדד. מכשירים אלה משמשים במעבדה ובתעשיות מסוימות.

ישנה קבוצה של מדי לחץ דיפרנציאל נוזלי שבהם לא נצפית ישירות ברמת נוזל העבודה. שינוי האחרון גורם לצוף לזוז או לשינוי המאפיינים של מכשיר אחר, המספק אינדיקציה ישירה של הערך הנמדד באמצעות מכשיר קריאה, או המרה ושידור של ערכו לאורך מרחק.

רוב יישום רחבבין המכשירים למדידת לחץ נמצאו מדי לחץ קפיצים. היתרונות שלהם הם שהם פשוטים בעיצובם, אמינים ומתאימים למדידת לחץ בינוני בטווח רחב מ-0.01 עד 400 MPa (0.1 עד 4000 בר).

אלמנטים רגישים אלסטיים של מדי לחץ דפורמציה:

a - קפיצים צינוריים;

ב - מפוח;

c, d - ממברנות שטוחות וגליות;

d - קופסאות ממברנה;

e - ממברנות רפויות עם מרכז קשיח

האלמנט הרגיש של מד לחץ קפיץ הוא צינור חלול ומעוקל בחתך אליפסואידי או סגלגל, שמתעוות בלחץ. קצה אחד של הצינור אטום, והשני מחובר לפרזל, שדרכו הוא מחובר לתווך שבו נמדד הלחץ. הקצה הסגור של הצינור מחובר למנגנון הילוכים המותקן על מעמד, המורכב מנהג, מגזר הילוכים, גיר עם ציר ומצביע מד לחץ. כדי לחסל את החזרה בין שיני הגזרה לציוד, נעשה שימוש בקפיץ ספירלי. הסולם מדורג ביחידות לחץ (פסקל או בר) והחץ מציג את הערך הישיר של הלחץ העודף של המדיום הנמדד. מנגנון מד הלחץ נמצא במארז. הלחץ הנמדד נכנס לצינור, אשר, בהשפעת לחץ זה, נוטה להתיישר, מכיוון ששטח הפנים החיצוני יותר שטחמשטח פנימי. תנועת הקצה החופשי של הצינור מועברת באמצעות מנגנון שידור אל החץ, המסתובב בזווית מסוימת. קיים קשר ליניארי בין הלחץ הנמדד לעיוות הצינור, והחץ, הסוטה ביחס לסולם מד הלחץ, מציג את ערך הלחץ.

עקרון הפעולה של מד לחץ ממברנה מבוסס על פיצוי פנאומטי, כאשר הכוח שפותח על ידי הלחץ הנמדד מאוזן על ידי הכוח האלסטי של קופסת הממברנה.

האלמנט הרגיש של המכשיר מורכב משתי ממברנות מרותכות זו לזו, ויוצרות קופסת ממברנה 1. הלחץ הנמדד מסופק דרך אביזר לחלל הפנימי של הקופסה. בהשפעת ההבדל בין לחץ אטמוספרי למדוד, הקופסה משנה את נפחה, מה שגורם לנוע למרכז הקשיח של הממברנה העליונה, המעביר את מחט המכשיר 4 דרך הרצועה 2 והמנוף 3.

מדי לחץ מגע חשמלי (ECM) משמשים במערכות בקרה, ויסות ואזעקה אוטומטיות. שני חצים מיוחדים, המוגדרים ללחץ המינימלי והמקסימלי בתוך הסולם, כוללים מגעי מעגל חשמלי מובנים בתוכם. כאשר החץ הנע מגיע לאחד מהמגעים, המעגל נסגר, מה שגורם לשליחת אות או לפעולה מתאימה של המערכת שאליה מחובר מד הלחץ.

1 - חץ אינדקס; 2 ו-3 - הגדרות מגע חשמלי; 4 ו -5 - אזורים של מגעים סגורים ופתוחים, בהתאמה; 6 ו-7 - אובייקטים של השפעה.

גרסה 1 - מגע יחיד לקצר חשמלי;

גרסה 2 - פתיחה במגע אחד;

גרסה 3 - שני מגע פתוח-פתוח;

גרסה 4 - שני מגעים לקצר חשמלי;

גרסה 5 - שני מגע פתוח-קצר;

גרסה 6 - שני מגעים לקצר חשמלי.

יש מד לחץ חשמלי דיאגרמה סטנדרטיתתפקוד, שניתן להמחיש באיור א). כאשר הלחץ עולה ומגיע לערך מסוים, חץ מחוון 1 עם מגע חשמלי נכנס לאזור 4 ונסגר באמצעות מגע בסיס 2 מעגל חשמליהתקן. סגירת המעגל, בתורה, מובילה להזמנת אובייקט פגיעה 6.

סוגי ECM:

• מדי לחץ מגע חשמלי במיקרו-מתגים: עמידים בפני רעידות (במילוי נוזלים), תעשייתיים, במארז נירוסטה, עמיד בפני קורוזיה עם ממברנה שטוחה או קפיץ צינורי.
• מדי לחץ מגע חשמלי עם מגעים מגנטו-מכאניים: עמיד בפני קורוזיה עם קרום שטוח או צינורי, תעשייתי.
• מדי לחץ מגע חשמלי חסיני פיצוץ: עם מעטפת חסינת פיצוץ עשויה של נירוסטהאו סגסוגת אלומיניום, ומשמשת גם ללחצים נמוכים.
• מדי לחץ דיאפרגמה דיפרנציאלית משמשים למדידת ירידת לחץ במסנני גז או בהתקני הגבלת מדי זרימה.

ברוב מדי הלחץ, הטכנולוגיה לקביעת וחישוב נתונים מבוססת על תהליכי דפורמציה ביחידות מדידה מיוחדות, למשל ביחידת מפוח. אלמנט זה פועל כאינדיקטור החש בשינויי לחץ. הבלוק הופך גם לממיר הבדלים במחווני לחץ - המשתמש מקבל מידע בצורה של הזזת חץ המצביע על המכשיר. בנוסף, ניתן להציג נתונים בפסקל, המכסים את כל ספקטרום המדידה. שיטת הצגת מידע זו, למשל, מסופקת על ידי מד לחץ הפרש Testo 510, אשר במהלך תהליך המדידה מייתר את הצורך של המשתמש להחזיק אותו בידו, שכן הצד האחורילמכשיר מגנטים מיוחדים.

מד לחץ דיפרנציאל מפוח מסוג DS:

a - תרשים של בלוק המפוח; ב - מראה חיצוני; 1 - מפוח עבודה; 2 - נוזל אורגני סיליקון; 3 - חלל פנימי של המפוח; 4 - מוט; 5 - קפיצים; 6 - זכוכית קבועה; 7 - מנוף; 8 - קרוע; 9 - ציר; 10 - טבעות גומי; 11 - גלי; 12, 13 - שסתומי סגירה ואיזון

במכשירים מכניים, המחוון העיקרי הוא מיקום החץ, הנשלט על ידי מערכת מנוף. המצביע נע עד שהשינויים במערכת מפסיקים להשפיע חוזק מסוים. דוגמה קלאסית למערכת זו היא מד הלחץ ההפרש מסדרת DM 3538M, המספק המרת דלתא (הפרש לחץ) פרופורציונלית ומספק את התוצאה למפעיל בצורה של אות מאוחד.

במדדי לחץ נוזלים, או מדי לחץ דיפרנציאליים, הלחץ או הפרש הלחץ הנמדדים מאוזנים על ידי הלחץ של עמודת נוזל. מדידת לחץ באמצעות מדי לחץ נוזלים מבוססת על השינוי בגובה העמודה (מפלס) של נוזל העבודה בצינור מדידה מזכוכית בהתאם ללחץ המופעל. הנוזלים המנומטריים (העבודה) הנפוצים ביותר הם אלכוהול אתילי, מים מזוקקים וכספית. השימוש בחומרים אלו קשור ליציבותם תכונות גשמיות, צמיגות נמוכה, אי הרטבה של הקירות.

תהליך מדידת הלחץ יכול להתבצע ברמת דיוק גבוהה. פשטות המכשיר וקלות המדידה הם הסיבה לשימוש הנרחב במדדי לחץ נוזלים.

מכשירים מסוג זה כוללים שני צינורות (U-על אודותשונה,איור 6.1 א) וכוס צינור יחיד (איור 6.1 ב) מדי לחץ, כמו גם מיקרו-מנומטרים.

א) ב)

איור 6.1 - תרשים בצורת U ( א) ומד לחץ עם כוס אחת ( ב)

מד לחץ דו-צינורי נועד למדוד לחץ עודף או הפרש לחץ. סולם המכשיר בדרך כלל ניתן להזזה. לפני תחילת המדידות, בדוק את האפס על ידי חיבור שני המרפקים של מד הלחץ בצורת U לאטמוספירה. במקרה זה, רמות נוזל העבודה נקבעות על אותו אופקי אב. על ידי הזזת סולם המכשיר, יישר את סימן האפס של הסולם עם מפלס הנוזל שנקבע. כאשר עיקול אחד של צינור מחובר למיכל בו יש למדוד לחץ, הנוזל נע עד שהלחץ הנמדד מתאזן בלחץ של עמודת נוזל בגובה H. מאחר ומפלס הנוזל בצינור אחד עולה ובשני. יורד, גובה העמודה H נקבע כהפרש של שתי קריאות. החיסרון הזה של מדי לחץ בצורת U בוטל חלקית במד לחץ הכוס המורכב מכלי קטרים ​​שונים. הלחץ הנמדד מסופק לכלי החיובי (הרחב), והפרש הרמות נקבע על ידי קריאה אחת לאורך הצינור הדק השלילי.

לסעיף א-ב(איור 6.1 א) שוויון הכוחות הבא נכון:

איפה רא ו ר ב - לחץ מוחלט ואטמוספרי, Pa; f הוא שטח פתח צינור המדידה, m2; H הוא גובה עמודת הנוזל, m; - צפיפות נוזל העבודה, ק"ג/מ"ר; ז - האצת נפילה חופשית, m/s 2.

על ידי שינוי ביטוי (6.2) נקבל:

ברור כי בעת מדידת לחץ עודף, גובה עליית נוזל העבודה אינו תלוי בשטח החתך של הצינורות. בהתבסס על תנאי הנוחות של העבודה עם המכשיר (כדי להגביל את גובה צינורות מד הלחץ), בעת מדידת לחץ עודף של 0.15–0.2 MPa, מומלץ להשתמש בכספית כנוזל העבודה; בלחצים נמוכים יותר, מים או כּוֹהֶל.

לא ניתן להשתמש במדדי לחץ בצורת גביע ובצורת U בעת מדידת לחצים עודפים קטנים ושואבים, שכן טעות המדידה הופכת לגדולה מדי. במקרים אלו משתמשים במדדי לחץ מיוחדים עם צינור משופע (מיקרו-מטרים).

איור 6.2 - תרשים של מיקרומנומטר עם צינור משופע

שימוש בצינור משופע (איור 6.2) מאפשר, על ידי הקטנת הזווית , באותו גובה עלייה של עמוד הנוזל ח להגדיל את אורכו, אשר עולה על דיוק הספירה. מדידת האורך והגובה של עמודת נוזל קשורה בקשר ח = ל חטא. מכאן
. שינוי זווית הצינור , ניתן לשנות את גבולות המדידה של המכשיר. זווית מינימליתהטיית צינור 8-10°. שגיאת המכשיר אינה עולה על ±0.5% מערך הסולם הסופי.

במדדי לחץ נוזלים, או מדי לחץ דיפרנציאליים, הלחץ או הפרש הלחץ הנמדדים מאוזנים על ידי הלחץ של עמודת נוזל. מדידת לחץ באמצעות מדי לחץ נוזלים מבוססת על השינוי בגובה העמודה (מפלס) של נוזל העבודה בצינור מדידה מזכוכית בהתאם ללחץ המופעל. הנוזלים המנומטריים (העבודה) הנפוצים ביותר הם אלכוהול אתילי, מים מזוקקים וכספית. השימוש בחומרים אלו קשור ליציבות התכונות הפיזיקליות שלהם, לצמיגות נמוכה ואי הרטבה של הקירות.

ניתן לבצע את תהליך מדידת הלחץ עם מעלות גבוהותדיוק. פשטות המכשיר וקלות המדידה הם הסיבה לשימוש הנרחב במדדי לחץ נוזלים.

מכשירים מסוג זה כוללים שני צינורות ( U-בצורת, תאנה. 15.1) ומדדי לחץ חד-צינוריים (כוס, איור 15.2), כמו גם מיקרו-מנומטרים.

U אב

אורז. 15.1. מד לחץ צינור כפול ( U-מְעוּצָב)

אורז. 15.2. מד לחץ עם צינור בודד (כוס)

מד הלחץ הדו-צינורי (GOST 9933-75) מיועד למדידת לחץ עודף או הפרש לחץ. סולם המכשיר בדרך כלל ניתן להזזה. לפני תחילת המדידות, בדוק את האפס על ידי חיבור שני המרפקים לאטמוספירה U-מד לחץ בצורת. במקרה זה, רמות נוזל העבודה נקבעות על אותו אופקי אב. על ידי הזזת סולם המכשיר, יישר את סימן האפס של הסולם עם מפלס הנוזל שנקבע.

כאשר עיקול אחד של הצינור מחובר למיכל שבו צריך למדוד את הלחץ, הנוזל נע עד שהלחץ הנמדד מאוזן בלחץ של גובה עמודת נוזל נ. מכיוון שרמת הנוזל בצינור אחד עולה ובשנייה יורדת, גובה העמוד נמוגדר כהבדל בין שתי קריאות. החיסרון הזה Uמדי לחץ בצורת בוטלו חלקית במד לחץ הכוס, המורכב מכלי בקטרים ​​שונים. הלחץ הנמדד מוזן לכלי החיובי (הרחב), והפרש הרמות נקבע על ידי קריאה אחת לאורך הצינור הדק השלילי.

עבור סעיף 1-1 (איור 15.1), שוויון הכוחות הבא נכון:

איפה ע או ר ב - לחץ מוחלט ואטמוספרי, Pa;

ו - שטח חור של צינור המדידה, m 2;

נ - גובה העלייה של עמוד הנוזל, מ';

ר - צפיפות נוזל העבודה, ק"ג/מ"ר;

ז - האצת נפילה חופשית, m/s 2.

על ידי שינוי ביטוי (15.2) נקבל:

P g =P a -P b =Hpg. (15.3)

ברור כי בעת מדידת לחץ עודף, גובה עליית נוזל העבודה אינו תלוי בשטח החתך של הצינורות. בהתבסס על תנאי נוחות השימוש במכשיר (כדי להגביל את גובה הצינורות). צינורות מד הלחץ), בעת מדידת לחץ עודף, מומלץ 0.15-0.2 MPa כנוזל עבודה להשתמש בכספית, בלחצים נמוכים יותר - מים או אלכוהול.

גביע ו Uלא ניתן להשתמש במדדי לחץ בצורתם בעת מדידת לחצים עודפים קטנים ושואבים, מכיוון ששגיאת המדידה הופכת לגדולה מדי. במקרים אלו משתמשים במדדי לחץ מיוחדים עם צינור משופע (מיקרו-מטרים). השימוש בצינור משופע (איור 15.3) מאפשר, על ידי הקטנת הזווית φ, באותו גובה העלייה של עמוד הנוזל h, להגדיל את אורכו, מה שמגביר את דיוק הספירה. מדידת האורך והגובה של עמודת נוזל קשורה בקשר. מכאן שינוי זווית הצינור φ , ניתן לשנות את גבולות המדידה של המכשיר. זווית הנטייה המינימלית של הצינור היא 8-10 מעלות. שגיאת המכשיר אינה עולה על ±0.5% מערך הסולם הסופי.

עקרון הפעולה

עקרון הפעולה של מד הלחץ מבוסס על איזון הלחץ הנמדד על ידי כוח העיוות האלסטי של קפיץ צינורי או קרום רגיש יותר דו-לוחית, שקצהו האחד אטום במחזיק, והשני מחובר באמצעות מוט למנגנון של מגזר טריבי הממיר את התנועה הליניארית של אלמנט החישה האלסטי לתנועה מעגלית של החץ המצביע.

זנים

קבוצת המכשירים המודדים לחץ עודף כוללת:

מדי לחץ - מכשירים עם מדידות בין 0.06 ל-1000 MPa (מדוד לחץ עודף - ההבדל החיובי בין לחץ מוחלט לברומטרי)

מדי ואקום הם מכשירים המודדים ואקום (לחץ מתחת לאטמוספירה) (עד מינוס 100 kPa).

מדי לחץ ואקום הם מדי לחץ המודדים גם לחץ עודף (מ-60 עד 240,000 kPa) וגם ואקום (עד מינוס 100 kPa).

מדי לחץ - מדי לחץ ללחצים עודפים קטנים עד 40 kPa

מדי משיכה - מדי ואקום עם הגבלה של עד מינוס 40 kPa

מדי לחץ דחף ואקום עם גבולות קיצוניים שאינם עולים על ±20 kPa

הנתונים ניתנים בהתאם ל- GOST 2405-88

רוב מדי הלחץ המקומיים והמיובאים מיוצרים בהתאם לתקנים המקובלים; לכן, מדי לחץ מותגים שוניםלהחליף אחד את השני. בעת בחירת מד לחץ, אתה צריך לדעת: מגבלת המדידה, קוטר הגוף, דרגת הדיוק של המכשיר. גם המיקום והחוט של האביזר חשובים. נתונים אלו זהים עבור כל המכשירים המיוצרים בארצנו ובאירופה.

ישנם גם מדי לחץ המודדים לחץ מוחלט, כלומר לחץ עודף + אטמוספרי

מכשיר שמודד לחץ אטמוספרי נקרא ברומטר.

סוגי מדי לחץ

בהתאם לעיצוב ולרגישות של האלמנט, ישנם מדי לחץ נוזלים, משקל מת ועיוותים (עם קפיץ צינורי או קרום). מדי לחץ מחולקים לדרגות דיוק: 0.15; 0.25; 0.4; 0.6; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0 (ככל שהמספר נמוך יותר, המכשיר מדויק יותר).

סוגי מדי לחץ

לפי מטרה, ניתן לחלק מדי לחץ לטכני - טכני כללי, מגע חשמלי, מיוחד, רישום עצמי, רכבת, עמיד בפני רעידות (ממולא בגליצרין), ספינה והתייחסות (דגם).

טכני כללי: מיועד למדידת נוזלים, גזים ואדים שאינם אגרסיביים לסגסוגות נחושת.

מגע חשמלי: בעל יכולת להתאים את המדיום הנמדד, עקב נוכחות מנגנון מגע חשמלי. מכשיר פופולרי במיוחד בקבוצה זו יכול להיקרא EKM 1U, למרות שהוא הופסק מזמן.

מיוחד: חמצן - יש להסיר שומנים, שכן לפעמים אפילו זיהום קל של המנגנון במגע עם חמצן טהור עלול להוביל לפיצוץ. זמין לעתים קרובות במקרים צבע כחולעם ייעוד על החוגה O2 (חמצן); אצטילן - סגסוגות נחושת אינן מותרות בייצור מנגנון המדידה, שכן במגע עם אצטילן קיימת סכנה להיווצרות של נחושת אצטילן נפיץ; אמוניה - חייבת להיות עמידה בפני קורוזיה.

התייחסות: יש יותר ברמה גבוההדיוק (0.15;0.25;0.4) מכשירים אלה משמשים לבדיקת מדי לחץ אחרים. ברוב המקרים, מכשירים כאלה מותקנים על מדי לחץ בוכנה בעלי משקל מת או מתקנים אחרים המסוגלים לפתח את הלחץ הנדרש.

מדי לחץ אוניות מיועדים לשימוש בציי נהרות וימיים.

רכבת: מיועד לשימוש בהובלת רכבת.

רישום עצמי: מדי לחץ במארז, עם מנגנון המאפשר לשחזר את גרף הפעולה של מד הלחץ על נייר טבלה.

מוליכות תרמית

מדי מוליכות תרמית מבוססים על הירידה במוליכות התרמית של גז עם לחץ. למדדי לחץ אלו נימה מובנית שמתחממת כאשר מועבר דרכו זרם. ניתן להשתמש בצמד תרמי או חיישן טמפרטורה התנגדות (DOTS) למדידת הטמפרטורה של החוט. טמפרטורה זו תלויה בקצב שבו החוט מעביר חום לגז שמסביב ובכך במוליכות התרמית. לעתים קרובות נעשה שימוש במד Pirani, המשתמש בחוט פלטינה בודד בו-זמנית גוף חימוםוכמו DOTS. מדי לחץ אלו נותנים קריאות מדויקות בין 10 ל-10-3 מ"מ כספית. אמנות, אבל הם די רגישים תרכובת כימיתגזים נמדדים.

[עריכה]שני חוטים

סליל תיל אחד משמש כמחמם, בעוד השני משמש למדידת טמפרטורה באמצעות הסעה.

מד לחץ פיראני (חוט אחד)

מד הלחץ של פיראני מורכב מחוט מתכת החשוף ללחץ הנמדד. החוט מחומם על ידי הזרם הזורם דרכו ומתקרר על ידי הגז שמסביב. ככל שלחץ הגז יורד, גם אפקט הקירור פוחת וטמפרטורת שיווי המשקל של החוט עולה. ההתנגדות של חוט היא פונקציה של טמפרטורה: על ידי מדידת המתח על החוט והזרם הזורם דרכו, ניתן לקבוע את ההתנגדות (וכך את לחץ הגז). סוג זה של מד לחץ תוכנן לראשונה על ידי מרצ'לו פיראני.

מדי צמד תרמי ותרמיסטורים פועלים בצורה דומה. ההבדל הוא שצמד תרמי ותרמיסטור משמשים למדידת הטמפרטורה של החוט.

טווח מדידה: 10−3 - 10 מ"מ כספית. אומנות. (בערך 10−1 - 1000 פאה)

מד לחץ יינון

מדי לחץ יינון הם הרגישים ביותר כלי מדידהעבור לחצים נמוכים מאוד. הם מודדים לחץ בעקיפין על ידי מדידת היונים הנוצרים כאשר הגז מופגז באלקטרונים. ככל שצפיפות הגז נמוכה יותר, כך יווצרו פחות יונים. כיול של מד לחץ יונים אינו יציב ותלוי באופי הגזים הנמדדים, שלא תמיד ידוע. ניתן לכייל אותם בהשוואה לקריאת מד הלחץ של מקלאוד, שהם הרבה יותר יציבים ובלתי תלויים בכימיה.

אלקטרונים תרמיונים מתנגשים באטומי גז ויוצרים יונים. היונים נמשכים אל האלקטרודה במתח מתאים, המכונה אספן. זרם האספן הוא פרופורציונלי לקצב היינון, שהוא פונקציה של לחץ המערכת. לפיכך, מדידת זרם האספן מאפשרת לקבוע את לחץ הגז. ישנם מספר תתי סוגים של מדי לחץ יינון.

טווח מדידה: 10-10 - 10-3 מ"מ כספית. אומנות. (בערך 10-8 - 10-1 פאה)

רוב מדדי היונים מגיעים בשני סוגים: קתודה חמה וקתודה קרה. הסוג השלישי - מד לחץ עם רוטור מסתובב - רגיש ויקר יותר מהשניים הראשונים ולא נדון כאן. במקרה של קתודה חמה, נימה מחוממת חשמלית יוצרת קרן אלקטרונים. האלקטרונים עוברים דרך מד הלחץ ומייננים את מולקולות הגז שסביבם. היונים שנוצרו נאספים על האלקטרודה הטעונה שלילי. הזרם תלוי במספר היונים, אשר בתורו תלוי בלחץ הגז. מדי לחץ קתודה חמה מודדים במדויק לחץ בטווח של 10-3 מ"מ כספית. אומנות. עד 10-10 מ"מ כספית. אומנות. העיקרון של מד לחץ קתודה קרה זהה, אלא שהאלקטרונים מיוצרים בפריקה שנוצרת על ידי פריקה חשמלית במתח גבוה. מדי לחץ קתודה קרה מודדים במדויק לחץ בטווח של 10-2 מ"מ כספית. אומנות. עד 10-9 מ"מ כספית. אומנות. כיול של מדי לחץ יינון רגיש מאוד לגיאומטריה מבנית, להרכב הכימי של הגזים הנמדדים, לקורוזיה ולמשקעי פני השטח. הכיול שלהם עלול להפוך לבלתי שמיש כאשר הוא מופעל בלחץ אטמוספרי ונמוך מאוד. הרכב הוואקום בלחצים נמוכים בדרך כלל בלתי צפוי, ולכן יש להשתמש בספקטרומטר מסה בשילוב עם מד לחץ יינון למדידות מדויקות.

קתודה חמה

מד יינון קתודה חמה של Bayard-Alpert מורכב בדרך כלל משלוש אלקטרודות הפועלות במצב טריודה, כשהלהט הוא הקתודה. שלוש האלקטרודות הן הקולט, הנימה והרשת. זרם האספן נמדד בפיקואמפ על ידי אלקטרומטר. הפרש הפוטנציאל בין החוט לאדמה הוא בדרך כלל 30 וולט, בעוד שמתח הרשת במתח קבוע הוא 180-210 וולט אלא אם כן יש הפצצה אלקטרונית אופציונלית באמצעות חימום הרשת, שיכולה להיות בעלת פוטנציאל גבוה של כ-565 וולט. מד היונים הנפוץ ביותר הוא קתודה חמה של Bayard-Alpert עם אוסף יונים קטן בתוך הרשת. מעטפת זכוכית עם חור לוואקום יכולה להקיף את האלקטרודות, אך לרוב לא נעשה בה שימוש ומד הלחץ נבנה ישירות במכשיר הוואקום והמגעים מנותבים דרך פלטה קרמית בדופן מכשיר הוואקום. מדי יינון קתודה חמים עלולים להינזק או לאבד את הכיול אם הם מופעלים מתי לחץ אטמוספריאו אפילו בוואקום נמוך. המדידות של מדי לחץ יינון קתודה חמים הן תמיד לוגריתמיות.

האלקטרונים הנפלטים מהלהט נעים מספר פעמים בכיוונים קדימה ואחורה סביב הרשת עד שהם פוגעים בה. במהלך תנועות אלו, חלק מהאלקטרונים מתנגשים במולקולות גז ויוצרים זוגות אלקטרונים-יון (יינון אלקטרונים). מספרם של יונים כאלה הוא פרופורציונלי לצפיפות מולקולות הגז כפול הזרם התרמיוני, ויונים אלה עפים אל הקולט ויוצרים זרם יונים. מכיוון שצפיפות מולקולות הגז פרופורציונלית ללחץ, הלחץ מוערך על ידי מדידת זרם היונים.

רגישות ל לחץ נמוךמדי לחץ קתודה חמים מוגבלים על ידי האפקט הפוטואלקטרי. אלקטרונים הפוגעים ברשת מייצרים קרני רנטגן, אשר מייצרות רעש פוטואלקטרי בקולט היונים. זה מגביל את טווח מדדי הקתודה החמה הישנים יותר ל-10-8 מ"מ כספית. אומנות. ובאיארד-אלפרט ל-10–10 מ"מ כספית בקירוב. אומנות. חוטים נוספים בפוטנציאל קתודה בקו הראייה בין קולט היונים לרשת מונעים השפעה זו. בסוג המיצוי, היונים נמשכים לא על ידי חוט, אלא על ידי חרוט פתוח. מכיוון שהיונים לא יכולים להחליט באיזה חלק של החרוט לפגוע, הם עוברים דרך החור ויוצרים קרן יונים. ניתן להעביר את קרן היונים הזו לכוס פאראדיי.