Otwórz aplikację manometru cieczy. Manometry cieczy i manometry różnicowe. Budowa, zasada działania, rodzaje i rodzaje manometrów

Do pomiaru ciśnienia służą manometry i barometry. Barometry służą do pomiaru ciśnienia atmosferycznego. Do pozostałych pomiarów wykorzystuje się manometry. Od słowa „ciśnieniomierz” pochodzi dwa Greckie słowa: manos – luzem, metreo – miarowy.

Manometr rurkowy metalowy

Tam są różne typy manometry. Przyjrzyjmy się bliżej dwóm z nich. Poniższy rysunek przedstawia manometr w kształcie rurki metalowej.

Został wynaleziony w 1848 roku przez Francuza E. Bourdona. Poniższy rysunek przedstawia jego konstrukcję.

Głównymi elementami są: pusta rura wygięta w łuk (1), strzałka (2), koła zębate (3), kran (4), dźwignia (5).

Zasada działania manometru rurkowego

Jeden koniec rurki jest uszczelniony. Na drugim końcu rurki za pomocą kranu łączymy ją z naczyniem, w którym chcemy zmierzyć ciśnienie. Jeśli ciśnienie zacznie rosnąć, rura się rozkręci, działając w ten sposób na dźwignię. Dźwignia jest połączona ze strzałką poprzez przekładnię, zatem wraz ze wzrostem ciśnienia strzałka będzie się odchylać, wskazując ciśnienie.

Jeśli ciśnienie spadnie, rurka wygnie się, a strzałka przesunie się w przeciwnym kierunku.

Manometr cieczy

Przyjrzyjmy się teraz innemu rodzajowi manometru. Poniższe zdjęcie przedstawia manometr ciśnienia cieczy. Ma kształt litery U.

Składa się ze szklanej rurki w kształcie litery U. Do tej rurki wlewa się ciecz. Jeden z końców rurki łączy się za pomocą gumowej rurki z okrągłą płaską skrzynką, która jest pokryta gumową folią.

Zasada działania manometru cieczy

W pozycji początkowej woda w rurkach będzie na tym samym poziomie. Jeśli na folię gumową zostanie przyłożony nacisk, poziom cieczy w jednym kolanku manometru spadnie, a zatem wzrośnie w drugim.

Pokazano to na powyższym obrazku. Naciskamy na folię palcem.

Kiedy dociskamy folię, ciśnienie powietrza w pudełku wzrasta. Ciśnienie przekazywane jest przez rurkę i dociera do cieczy, wypierając ją. W miarę zmniejszania się poziomu płynu w tym kolanku, poziom płynu w drugim kolanie rurki będzie się zwiększał.

Na podstawie różnicy poziomów cieczy będzie można ocenić różnicę między ciśnieniem atmosferycznym a ciśnieniem wywieranym na folię.

Poniższy rysunek pokazuje, jak używać manometru do pomiaru ciśnienia cieczy na różnych głębokościach.

Przy projektowaniu i obsłudze systemów grzewczych najważniejszym wskaźnikiem i parametrem jest ciśnienie płynu chłodzącego. Na normalne ciśnienie, znajdujący się w harmonogramie hydraulicznym, pracownik proces jest w toku bez zakłóceń chłodziwo dociera do najbardziej odległych punktów systemu grzewczego. Jeżeli ciśnienie przekroczy punkt krytyczny, istnieje niebezpieczeństwo pęknięcia rurociągu. Gdy ciśnienie spadnie poniżej dopuszczalnego poziomu, istnieje zagrożenie kawitacją – powstawaniem pęcherzyków powietrza, prowadzących do korozji i zniszczenia rurociągów. Aby utrzymać poziom ciśnienia na wymaganym poziomie, należy go stale monitorować. Właśnie do tego służą manometry – urządzenia mierzące właśnie to ciśnienie.

Ciśnienie to stosunek siły działającej prostopadle do powierzchni do powierzchni tej powierzchni. Ciśnienie w dużej mierze determinuje skok proces technologiczny, stan urządzeń technologicznych i tryby ich pracy.

RODZAJE CIŚNIENIA:

• Ciśnienie atmosferyczne (barometryczne) to ciśnienie wytwarzane przez masę słupa powietrza atmosfery ziemskiej.
• Ciśnienie bezwzględne to ciśnienie całkowite uwzględniające ciśnienie atmosferyczne, mierzone od zera absolutnego.
• Nadciśnienie to różnica pomiędzy ciśnieniem bezwzględnym i barometrycznym.
• Próżnia (rozrzedzenie) to różnica między ciśnieniem barometrycznym i absolutnym.
• Różnica ciśnień to różnica pomiędzy dwoma zmierzonymi ciśnieniami, z których żadne nie jest ciśnieniem otoczenia.

Ze względu na rodzaj mierzonego ciśnienia manometry dzielą się na:

• manometry nadciśnienia,
• manometry ciśnienia bezwzględnego,
• barometry,
• próżniomierze,
• manometry i podciśnienie – do pomiaru nadciśnienia i podciśnienia;
• manometry – manometry do niskich nadciśnień (do 40 kPa);
• mierniki ciągu – podciśnieniomierze z górną granicą pomiaru do 40 kPa;
• manometry różnicowe – środki pomiaru różnicy ciśnień.

Ogólna zasada działania manometrów opiera się na równoważeniu mierzonego ciśnienia jakąś znaną siłą. Zgodnie z zasadą działania manometry dzielą się na:

• manometry cieczy;
• manometry sprężynowe;
• manometry membranowe;
• elektryczne manometry kontaktowe (ECM);
• manometry różnicowe.

W manometrach cieczy zmierzone ciśnienie lub różnica ciśnień jest równoważona ciśnienie hydrostatyczne kolumna cieczy. Urządzenia wykorzystują zasadę naczyń połączonych, w której poziomy płynu roboczego pokrywają się, gdy ciśnienia nad nimi są równe, a gdy ciśnienia nad nimi są nierówne, zajmują pozycję, w której nadciśnienie w jednym z naczyń się równoważy przez ciśnienie hydrostatyczne kolumny nadmiaru cieczy w drugiej. Większość manometrów cieczy posiada widoczny poziom cieczy roboczej, od którego położenia zależy wartość mierzonego ciśnienia. Urządzenia te znajdują zastosowanie w praktyce laboratoryjnej oraz w niektórych gałęziach przemysłu.

Istnieje grupa manometrów różnicy ciśnień cieczy, w których nie obserwuje się bezpośrednio poziomu cieczy roboczej. Zmiana tego ostatniego powoduje ruch pływaka lub zmianę charakterystyki innego urządzenia, zapewniając albo bezpośrednie wskazanie wartości mierzonej za pomocą urządzenia odczytującego, albo przeliczenie i transmisję jej wartości na odległość.

Bardzo szerokie zastosowanie Wśród przyrządów do pomiaru ciśnienia znalazły się manometry sprężynowe. Ich zaletą jest to, że są proste w konstrukcji, niezawodne i nadają się do pomiaru średniego ciśnienia w szerokim zakresie od 0,01 do 400 MPa (0,1 do 4000 bar).

Elementy elastyczne manometrów wrażliwych na odkształcenia:

a - sprężyny rurowe;

b - miechy;

c, d - membrany płaskie i faliste;

d - skrzynki membranowe;

e - wiotkie membrany z twardym środkiem

Czułym elementem manometru sprężynowego jest wydrążona, zakrzywiona rurka o przekroju elipsoidalnym lub owalnym, która odkształca się pod wpływem nacisku. Jeden koniec rurki jest uszczelniony, a drugi jest podłączony do złączki, przez którą jest ona połączona z medium, w którym mierzone jest ciśnienie. Zamknięty koniec rurki połączony jest z mechanizmem przekładniowym zamontowanym na stojaku, który składa się z zabieraka, sektora przekładni, przekładni z osią i wskazówki manometru. Aby wyeliminować luz między zębami sektora a kołem zębatym, stosuje się sprężynę spiralną. Skala jest wyskalowana w jednostkach ciśnienia (pascal lub bar), a strzałka pokazuje bezpośrednią wartość nadciśnienia mierzonego medium. Mechanizm manometru umieszczony jest w obudowie. Zmierzone ciśnienie wpływa do rurki, która pod wpływem tego ciśnienia ma tendencję do prostowania, ponieważ powierzchnia zewnętrzna więcej obszaru powierzchnia wewnętrzna. Ruch wolnego końca rury przenoszony jest przez mechanizm przekładni na strzałkę, która obraca się pod pewnym kątem. Istnieje liniowa zależność pomiędzy zmierzonym ciśnieniem a odkształceniem rurki, a strzałka odchylona względem skali manometru pokazuje wartość ciśnienia.

Zasada działania manometru membranowego opiera się na kompensacji pneumatycznej, w której siła wytworzona przez zmierzone ciśnienie jest równoważona przez siłę sprężystości skrzynki membranowej.

Element czuły urządzenia składa się z dwóch zespawanych ze sobą membran tworzących skrzynkę membranową 1. Zmierzone ciśnienie podawane jest poprzez złączkę do wewnętrznej wnęki skrzynki. Pod wpływem różnicy ciśnienia atmosferycznego i mierzonego pudełko zmienia swoją objętość, co powoduje ruch sztywnego środka górnej membrany, który przesuwa igłę urządzenia 4 przez smycz 2 i dźwignię 3.

Elektryczne manometry kontaktowe (ECM) są stosowane w systemach automatycznego sterowania, regulacji i alarmów. Dwie specjalne strzałki, ustawione na minimalne i maksymalne ciśnienie w skali, zawierają styki obwodu elektrycznego. Gdy poruszająca się strzałka dotrze do jednego ze styków, obwód zostanie zamknięty, co powoduje wysłanie sygnału lub odpowiednią reakcję układu, do którego podłączony jest manometr.

1 — strzałka wskazująca; 2 i 3 - ustawienia styków elektrycznych; 4 i 5 - odpowiednio strefy zamkniętych i otwartych styków; 6 i 7 - obiekty wpływu.

Wersja 1 - jednostykowa na zwarcie;

Wersja 2 - otwieranie jednostykowe;

Wersja 3 - dwustykowa typu otwarty-otwarty;

Wersja 4 - dwustykowa na zwarcie;

Wersja 5 - dwustykowa rozwarto-zwarta;

Wersja 6 - dwustykowa dla obwodu zwarciowo-rozwartego.

Elektryczny manometr posiada standardowy schemat funkcjonowanie, co można zilustrować na rys. a). Gdy ciśnienie wzrośnie i osiągnie określoną wartość, strzałka wskaźnika 1 ze stykiem elektrycznym wchodzi do strefy 4 i zamyka się za pomocą styku podstawowego 2 obwód elektryczny urządzenie. Zamknięcie obwodu prowadzi z kolei do uruchomienia obiektu uderzeniowego 6.

Rodzaje ECM:

• Elektryczne manometry kontaktowe na mikroprzełącznikach: odporne na wibracje (wypełnione cieczą), przemysłowe, w obudowie ze stali nierdzewnej, odporne na korozję z membraną płaską lub sprężyną rurkową.
• Elektryczne manometry kontaktowe ze stykami magnetomechanicznymi: odporne na korozję z membraną płaską lub rurową, przemysłowe.
• Elektryczne manometry kontaktowe w wykonaniu przeciwwybuchowym: z obudową przeciwwybuchową wykonaną z stal nierdzewna lub stopu aluminium, a także stosowane przy niskich ciśnieniach.
• Manometry różnicowo-membranowe służą do pomiaru spadków ciśnienia w filtrach gazu lub w urządzeniach ograniczających przepływomierze.

W większości manometrów technologia określania i obliczania danych opiera się na procesach odkształcenia w specjalnych jednostkach pomiarowych, na przykład w zespole mieszkowym. Element ten pełni rolę wskaźnika wykrywającego zmiany ciśnienia. Blok staje się także konwerterem różnic we wskaźnikach ciśnienia - użytkownik otrzymuje informację w postaci przesuwania strzałki wskaźnika na urządzeniu. Dodatkowo dane mogą być prezentowane w paskalach, obejmując całe spektrum pomiarowe. Taki sposób wyświetlania informacji zapewnia np. manometr różnicowy Testo 510, który podczas pomiaru eliminuje konieczność trzymania go w dłoni przez użytkownika, gdyż tylna strona Urządzenie posiada specjalne magnesy.

Manometr różnicowy mieszkowy typu DS:

a - schemat bloku mieszkowego; B - wygląd; 1 - miechy robocze; 2 - krzemowa ciecz organiczna; 3 - wewnętrzna wnęka mieszka; 4 - pręt; 5 - sprężyny; 6 - szkło stałe; 7 - dźwignia; 8 - rozdarty; 9 - oś; 10 - gumowe pierścienie; 11 - pofałdowania; 12, 13 - zawory odcinające i wyrównawcze

W urządzeniach mechanicznych głównym wskaźnikiem jest położenie strzałki kontrolowanej za pomocą układu dźwigni. Wskaźnik porusza się do momentu, aż zmiany w systemie przestaną mieć wpływ pewna siła. Klasycznym przykładem tego systemu jest manometr różnicowy serii DM 3538M, który zapewnia proporcjonalną konwersję delta (różnicy ciśnień) i przekazuje wynik operatorowi w postaci ujednoliconego sygnału.

W manometrach cieczy lub manometrach różnicowych zmierzone ciśnienie lub różnica ciśnień jest równoważona ciśnieniem słupa cieczy. Pomiar ciśnienia za pomocą manometrów cieczy polega na zmianie wysokości kolumny (poziomu) cieczy roboczej w szklanej rurce pomiarowej w zależności od przyłożonego ciśnienia. Najczęściej stosowanymi płynami manometrycznymi (roboczymi) są alkohol etylowy, woda destylowana i rtęć. Stosowanie tych substancji jest związane z ich stabilnością właściwości fizyczne, niska lepkość, nie zwilżający ścianek.

Proces pomiaru ciśnienia można przeprowadzić z dużą dokładnością. Prostota urządzenia i łatwość pomiaru są powodem powszechnego stosowania manometrów cieczy.

Urządzenia tego typu obejmują dwururowe (U-oróżny, Rysunek 6.1 A) i miseczkę jednorurową (ryc. 6.1 B) manometry i mikromanometry.

a) b)

Rysunek 6.1 - Schemat w kształcie litery U ( A) i jednorurkowy manometr przyssawki ( B)

Manometr dwururowy przeznaczony jest do pomiaru nadciśnienia lub różnicy ciśnień. Skala instrumentu jest zwykle ruchoma. Przed rozpoczęciem pomiarów należy sprawdzić zero podłączając oba kolanka manometru w kształcie litery U do atmosfery. W tym przypadku poziomy płynu roboczego są ustawione na tym samym poziomie ok. Przesuwając skalę instrumentu, zrównaj znak zerowy skali z ustalonym poziomem cieczy. Kiedy jedno zagięcie rurki jest podłączone do pojemnika, w którym należy zmierzyć ciśnienie, ciecz przemieszcza się do momentu, aż zmierzone ciśnienie zrównoważy się z ciśnieniem słupa cieczy o wysokości H. Ponieważ poziom cieczy w jednej rurze wzrasta, a w drugiej maleje, wysokość kolumny H określa się jako różnicę dwóch odczytów. Ta wada manometrów w kształcie litery U jest częściowo wyeliminowana w manometrze kubkowym składającym się z naczyń różne średnice. Zmierzone ciśnienie doprowadza się do dodatniego (szerokiego) naczynia, a różnicę poziomów określa się, dokonując jednego odczytu wzdłuż ujemnej cienkiej rurki.

Dla sekcji a-b(Rysunek 6.1 A) prawdziwa jest następująca równość sił:

Gdzie R a i R B - ciśnienie bezwzględne i atmosferyczne, Pa; f jest powierzchnią otworu rury pomiarowej, m2; H jest wysokością słupa cieczy, m; - gęstość cieczy roboczej, kg/m 3 ; G - przyspieszenie swobodnego spadania, m/s 2.

Przekształcając wyrażenie (6.2) otrzymujemy:

Oczywiste jest, że przy pomiarze nadciśnienia wysokość wzrostu płynu roboczego nie zależy od pola przekroju poprzecznego rur. Biorąc pod uwagę warunki wygody pracy z urządzeniem (w celu ograniczenia wysokości rurek manometru), przy pomiarze nadciśnienia 0,15–0,2 MPa zaleca się stosowanie rtęci jako płynu roboczego przy niższych ciśnieniach, wody lub alkohol.

Manometrów kubkowych i w kształcie litery U nie można używać do pomiaru małych nadciśnień i podciśnień, ponieważ błąd pomiaru staje się zbyt duży. W takich przypadkach stosuje się specjalne manometry kubkowe z nachyloną rurką (mikromanometry).

Rysunek 6.2 – Schemat mikromanometru z nachyloną rurką

Zastosowanie nachylonej rury (rysunek 6.2) umożliwia zmniejszenie kąta , na tej samej wysokości wznoszenia się słupa cieczy H zwiększyć jego długość, co przekracza dokładność liczenia. Pomiar długości i wysokości słupa cieczy jest powiązany zależnością H = l grzech. Stąd
. Zmiana kąta rury , możesz zmienić limity pomiarowe urządzenia. Minimalny kąt nachylenie rury 8-10°. Błąd przyrządu nie przekracza ±0,5% końcowej wartości skali.

W manometrach cieczy lub manometrach różnicowych zmierzone ciśnienie lub różnica ciśnień jest równoważona ciśnieniem słupa cieczy. Pomiar ciśnienia za pomocą manometrów cieczy polega na zmianie wysokości kolumny (poziomu) cieczy roboczej w szklanej rurce pomiarowej w zależności od przyłożonego ciśnienia. Najczęściej stosowanymi płynami manometrycznymi (roboczymi) są alkohol etylowy, woda destylowana i rtęć. Stosowanie tych substancji wiąże się ze stabilnością ich właściwości fizycznych, niską lepkością oraz brakiem zwilżania ścian.

Proces pomiaru ciśnienia można przeprowadzić za pomocą wysoki stopień dokładność. Prostota urządzenia i łatwość pomiaru są powodem powszechnego stosowania manometrów cieczy.

Urządzenia tego typu obejmują dwururowe ( U-w kształcie, ryc. 15.1) i jednorurowe (kubek, rys. 15.2) manometry oraz mikromanometry.

U ok

Ryż. 15.1. Manometr dwururowy ( U-w kształcie)

Ryż. 15.2. Manometr jednorurowy (kubek)

Manometr dwururowy (GOST 9933-75) przeznaczony jest do pomiaru nadciśnienia lub różnicy ciśnień. Skala instrumentu jest zwykle ruchoma. Przed rozpoczęciem pomiarów należy sprawdzić zero podłączając oba kolanka do atmosfery U manometr w kształcie. W tym przypadku poziomy płynu roboczego są ustawione na tym samym poziomie ok. Przesuwając skalę instrumentu, zrównaj znak zerowy skali z ustalonym poziomem cieczy.

Po podłączeniu jednego zagięcia rurki do pojemnika, w którym należy zmierzyć ciśnienie, ciecz przemieszcza się do momentu, aż zmierzone ciśnienie zrównoważy się z ciśnieniem wysokości słupa cieczy N. Ponieważ poziom cieczy w jednej probówce wzrasta, a w drugiej maleje, wysokość kolumny N definiuje się jako różnicę między dwoma odczytami. Ta wada U Manometry kształtowe są częściowo wyeliminowane w manometrach kubkowych, składających się z naczyń o różnych średnicach. Zmierzone ciśnienie wprowadza się do dodatniego (szerokiego) naczynia, a różnicę poziomów określa się, dokonując jednego odczytu wzdłuż ujemnej cienkiej rurki.

Dla sekcji 1-1 (ryc. 15.1) prawdziwa jest następująca równość sił:

Gdzie P A I r b - ciśnienie bezwzględne i atmosferyczne, Pa;

F - powierzchnia otworu rurki pomiarowej, m 2 ;

N - wysokość wzniesienia słupa cieczy, m;

R - gęstość cieczy roboczej, kg/m 3 ;

G - przyspieszenie swobodnego spadania, m/s 2.

Przekształcając wyrażenie (15.2) otrzymujemy:

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

Oczywiste jest, że przy pomiarze nadciśnienia wysokość wzrostu płynu roboczego nie zależy od pola przekroju poprzecznego rurek. Opierając się na warunkach łatwości użytkowania urządzenia (w celu ograniczenia wysokości rurki manometru), przy pomiarze nadciśnienia zaleca się stosować jako płyn roboczy rtęć 0,15-0,2 MPa, przy niższych ciśnieniach - wodę lub alkohol.

Puchar i U Manometrów kształtowych nie można używać do pomiaru małych nadciśnień i podciśnień, ponieważ błąd pomiaru staje się zbyt duży. W takich przypadkach stosuje się specjalne manometry kubkowe z nachyloną rurką (mikromanometry). Zastosowanie nachylonej rurki (rys. 15.3) pozwala, zmniejszając kąt φ, przy tej samej wysokości wznoszenia się słupa cieczy h, na zwiększenie jej długości, co zwiększa dokładność zliczeń. Pomiar długości i wysokości słupa cieczy jest powiązany zależnością. Stąd Zmiana kąta rury φ , możesz zmienić limity pomiarowe urządzenia. Minimalny kąt nachylenia rury wynosi 8-10°. Błąd przyrządu nie przekracza ±0,5% końcowej wartości skali.

Zasada działania

Zasada działania manometru polega na równoważeniu mierzonego ciśnienia siłą odkształcenia sprężystego sprężyny rurowej lub bardziej wrażliwej membrany dwupłytkowej, której jeden koniec jest uszczelniony w uchwycie, a drugi jest połączony poprzez pręt do mechanizmu trójdzielnego, który przekształca ruch liniowy elastycznego elementu czujnikowego w ruch okrężny strzałki wskazującej.

Odmiany

Do grupy przyrządów do pomiaru nadciśnienia zalicza się:

Manometry - przyrządy o pomiarach od 0,06 do 1000 MPa (Pomiar nadciśnienia - dodatnia różnica pomiędzy ciśnieniem absolutnym i barometrycznym)

Wakuometry to urządzenia mierzące podciśnienie (ciśnienie poniżej atmosferycznego) (do minus 100 kPa).

Manometry i podciśnienie to manometry mierzące zarówno nadciśnienie (od 60 do 240 000 kPa), jak i podciśnienie (do minus 100 kPa).

Ciśnieniomierze - manometry do małych nadciśnień do 40 kPa

Mierniki trakcji - wakuometry z granicą do minus 40 kPa

Manometry ciśnienia i podciśnienia o skrajnych granicach nieprzekraczających ±20 kPa

Dane podano zgodnie z GOST 2405-88

Większość manometrów krajowych i importowanych jest produkowana zgodnie z ogólnie przyjętymi normami, dlatego manometry różne marki zastąpić się nawzajem. Wybierając manometr, musisz znać: granicę pomiaru, średnicę korpusu, klasę dokładności urządzenia. Ważna jest także lokalizacja i gwint złączki. Dane te są takie same dla wszystkich urządzeń produkowanych w naszym kraju i Europie.

Istnieją również manometry mierzące ciśnienie bezwzględne, czyli nadciśnienie + atmosferyczne

Urządzenie mierzące ciśnienie atmosferyczne nazywa się barometrem.

Rodzaje manometrów

W zależności od konstrukcji i czułości elementu wyróżnia się manometry cieczy, ciężaru własnego i odkształcenia (ze sprężyną rurową lub membraną). Manometry dzielą się na klasy dokładności: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0 (im niższa liczba, tym dokładniejsze urządzenie).

Rodzaje manometrów

Ze względu na cel manometry można podzielić na techniczne - ogólnotechniczne, kontaktowe elektryczne, specjalne, samorejestrujące, kolejowe, odporne na wibracje (wypełnione gliceryną), okrętowe i referencyjne (model).

Ogólnotechniczny: przeznaczony do pomiaru cieczy, gazów i par, które nie są agresywne w stosunku do stopów miedzi.

Styk elektryczny: posiada możliwość regulacji mierzonego medium, dzięki obecności mechanizmu styku elektrycznego. Szczególnie popularnym urządzeniem w tej grupie można nazwać EKM 1U, chociaż już dawno zostało ono wycofane z produkcji.

Specjalne: tlen - należy odtłuścić, ponieważ czasami nawet niewielkie zanieczyszczenie mechanizmu w kontakcie z czystym tlenem może doprowadzić do wybuchu. Często dostępne w etui kolor niebieski z oznaczeniem na tarczy O2 (tlen); acetylen - stopy miedzi nie są dozwolone w produkcji mechanizmu pomiarowego, ponieważ w kontakcie z acetylenem istnieje niebezpieczeństwo powstania wybuchowej miedzi acetylenowej; amoniak - musi być odporny na korozję.

Odniesienie: mieć więcej wysoka klasa dokładność (0,15;0,25;0,4) urządzenia te służą do sprawdzania innych manometrów. W większości przypadków takie urządzenia są instalowane na manometrach tłokowych z ciężarem własnym lub innych instalacjach zdolnych do wytworzenia wymaganego ciśnienia.

Manometry okrętowe przeznaczone są do stosowania we flotach rzecznych i morskich.

Kolej: przeznaczona do stosowania w transporcie kolejowym.

Samorejestrujące: manometry w obudowie, z mechanizmem pozwalającym odtworzyć na papierze wykresowym wykres pracy manometru.

Przewodność cieplna

Wskaźniki przewodności cieplnej opierają się na spadku przewodności cieplnej gazu pod ciśnieniem. Manometry te mają wbudowany żarnik, który nagrzewa się pod wpływem przepływu prądu. Do pomiaru temperatury żarnika można zastosować termoparę lub rezystancyjny czujnik temperatury (DOTS). Temperatura ta zależy od szybkości, z jaką włókno przekazuje ciepło do otaczającego gazu, a tym samym od przewodności cieplnej. Często używany jest miernik Piraniego, który wykorzystuje jednocześnie pojedyncze włókno platynowe element grzejny i jak DOTS. Manometry te dają dokładne odczyty w zakresie od 10 do 10-3 mmHg. Sztuka., ale są na to dość wrażliwe skład chemiczny mierzone gazy.

[edytuj]Dwa włókna

Jedna cewka drutowa służy jako grzejnik, a druga służy do pomiaru temperatury poprzez konwekcję.

Manometr Pirani (jeden gwint)

Manometr Pirani składa się z metalowego drutu wystawionego na mierzone ciśnienie. Drut jest podgrzewany przez przepływający przez niego prąd i chłodzony otaczającym gazem. Wraz ze spadkiem ciśnienia gazu zmniejsza się również efekt chłodzenia i wzrasta temperatura równowagi drutu. Rezystancja drutu jest funkcją temperatury: mierząc napięcie na drucie i przepływający przez niego prąd, można określić rezystancję (a tym samym ciśnienie gazu). Ten typ manometru został po raz pierwszy zaprojektowany przez Marcello Piraniego.

Wskaźniki termopary i termistora działają w podobny sposób. Różnica polega na tym, że do pomiaru temperatury żarnika używa się termopary i termistora.

Zakres pomiarowy: 10−3 - 10 mmHg. Sztuka. (około 10-1 - 1000 Pa)

Manometr jonizacji

Manometry jonizacyjne są najbardziej czułe przyrządy pomiarowe dla bardzo niskich ciśnień. Mierzą ciśnienie pośrednio, mierząc jony wytwarzane podczas bombardowania gazu elektronami. Im niższa gęstość gazu, tym mniej jonów powstanie. Kalibracja manometru jonowego jest niestabilna i zależy od charakteru mierzonych gazów, co nie zawsze jest znane. Można je skalibrować poprzez porównanie z odczytami manometru McLeoda, które są znacznie stabilniejsze i niezależne od chemii.

Elektrony termojonowe zderzają się z atomami gazu i wytwarzają jony. Jony są przyciągane do elektrody pod odpowiednim napięciem, zwanym kolektorem. Prąd kolektora jest proporcjonalny do szybkości jonizacji, która jest funkcją ciśnienia w układzie. Zatem pomiar prądu kolektora pozwala określić ciśnienie gazu. Istnieje kilka podtypów manometrów jonizacyjnych.

Zakres pomiarowy: 10−10 - 10−3 mmHg. Sztuka. (około 10-8 - 10-1 Pa)

Większość mierników jonowych występuje w dwóch typach: z gorącą katodą i zimną katodą. Trzeci typ – manometr z obracającym się wirnikiem – jest bardziej czuły i kosztowny niż dwa pierwsze i nie jest tutaj omawiany. W przypadku gorącej katody powstaje elektrycznie nagrzane włókno wiązka elektronów. Elektrony przechodzą przez manometr i jonizują otaczające je cząsteczki gazu. Powstałe jony gromadzą się na ujemnie naładowanej elektrodzie. Prąd zależy od liczby jonów, która z kolei zależy od ciśnienia gazu. Manometry z gorącą katodą dokładnie mierzą ciśnienie w zakresie 10−3 mmHg. Sztuka. do 10−10 mm Hg. Sztuka. Zasada działania manometru z zimną katodą jest taka sama, z tą różnicą, że elektrony powstają w wyniku wyładowania powstałego w wyniku wyładowania elektrycznego o wysokim napięciu. Manometry z zimną katodą dokładnie mierzą ciśnienie w zakresie 10−2 mmHg. Sztuka. do 10−9 mm Hg. Sztuka. Kalibracja manometrów jonizacyjnych jest bardzo wrażliwa na geometrię konstrukcji, skład chemiczny mierzonych gazów, korozję i osady powierzchniowe. Ich kalibracja może stać się bezużyteczna, jeśli zostaną włączone przy ciśnieniu atmosferycznym i przy bardzo niskim ciśnieniu. Skład próżni przy niskich ciśnieniach jest zwykle nieprzewidywalny, dlatego w celu uzyskania dokładnych pomiarów należy używać spektrometru mas w połączeniu z manometrem jonizacyjnym.

Gorąca katoda

Manometr jonizacji z gorącą katodą Bayarda-Alperta składa się zazwyczaj z trzech elektrod pracujących w trybie triody, gdzie katoda jest włóknem. Trzy elektrody to kolektor, włókno i siatka. Prąd kolektora mierzony jest w pikoamperach za pomocą elektrometru. Różnica potencjałów między żarnikiem a masą wynosi zazwyczaj 30 woltów, podczas gdy napięcie sieci przy stałym napięciu wynosi 180–210 woltów, chyba że istnieje opcjonalne bombardowanie elektroniczne poprzez ogrzewanie siatki, która może mieć wysoki potencjał około 565 woltów. Najpopularniejszym miernikiem jonów jest gorąca katoda Bayarda-Alperta z małym kolektorem jonów wewnątrz siatki. Elektrody można otaczać szklaną obudową z otworem do podciśnienia, jednak zazwyczaj nie jest ona stosowana i manometr montowany jest bezpośrednio w urządzeniu podciśnieniowym, a styki poprowadzone są przez płytkę ceramiczną w ściance urządzenia podciśnieniowego. Wskaźniki jonizacji z gorącą katodą mogą zostać uszkodzone lub utracić kalibrację, jeśli zostaną włączone ciśnienie atmosferyczne lub nawet przy niskiej próżni. Pomiary manometrów z gorącą katodą są zawsze logarytmiczne.

Elektrony emitowane przez włókno poruszają się kilka razy w przód i w tył wokół siatki, aż w nią uderzą. Podczas tych ruchów część elektronów zderza się z cząsteczkami gazu i tworzy pary elektron-jon (jonizacja elektronowa). Liczba takich jonów jest proporcjonalna do gęstości cząsteczek gazu pomnożonej przez prąd termionowy, a jony te wlatują do kolektora, tworząc prąd jonowy. Ponieważ gęstość cząsteczek gazu jest proporcjonalna do ciśnienia, ciśnienie szacuje się poprzez pomiar prądu jonowego.

Wrażliwość na niskie ciśnienie Manometry z gorącą katodą są ograniczone efektem fotoelektrycznym. Elektrony uderzające w siatkę wytwarzają promieniowanie rentgenowskie, które wytwarza szum fotoelektryczny w kolektorze jonów. Ogranicza to zakres starszych mierników z gorącą katodą do 10–8 mmHg. Sztuka. i Bayarda-Alperta do około 10–10 mm Hg. Sztuka. Dodatkowe przewody na potencjale katody w linii wzroku pomiędzy kolektorem jonów a siatką zapobiegają temu efektowi. W typie ekstrakcji jony są przyciągane nie przez drut, ale przez otwarty stożek. Ponieważ jony nie mogą zdecydować, w którą część stożka uderzyć, przechodzą przez otwór i tworzą wiązkę jonów. Ta wiązka jonów może być przekazywana do kubka Faradaya.