Đồng hồ đo áp suất và phong vũ biểu được sử dụng để đo áp suất. Áp kế được sử dụng để đo áp suất khí quyển. Đối với các phép đo khác, đồng hồ đo áp suất được sử dụng. Từ đồng hồ đo áp suất xuất phát từ hai từ Hy Lạp: manos - lỏng lẻo, méto - đo lường.
Đồng hồ đo áp suất kim loại dạng ống
Hiện hữu Nhiều loại khác nhauđồng hồ đo áp suất. Chúng ta hãy xem xét kỹ hơn về hai trong số họ. Hình ảnh sau đây cho thấy một đồng hồ đo áp suất kim loại hình ống.
Nó được phát minh vào năm 1848 bởi người Pháp E. Bourdon. Hình dưới đây cho thấy thiết kế của nó.
Các bộ phận chính gồm: một ống rỗng uốn thành hình vòng cung (1), mũi tên (2), bánh răng (3), vòi (4), đòn bẩy (5).
Nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo áp suất dạng ống
Một đầu của ống được bịt kín. Ở đầu kia của ống, sử dụng một vòi, nó được nối với bình cần đo áp suất. Nếu áp suất bắt đầu tăng, ống sẽ không uốn cong được, do đó tác dụng lên đòn bẩy. Cần gạt được nối với mũi tên thông qua một bánh răng nên khi áp suất tăng, mũi tên sẽ lệch, biểu thị áp suất.
Nếu áp suất giảm, ống sẽ uốn cong và mũi tên sẽ di chuyển theo hướng ngược lại.
Đồng hồ đo áp suất chất lỏng
Bây giờ chúng ta hãy xem xét một loại đồng hồ đo áp suất khác. Hình ảnh sau đây cho thấy một đồng hồ đo áp suất chất lỏng. Nó có hình chữ U.
Nó bao gồm một ống thủy tinh có hình chữ U. Chất lỏng được đổ vào ống này. Một đầu của ống được nối bằng ống cao su với một hộp tròn dẹt, được bọc bằng màng cao su.
Nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo áp suất chất lỏng
Ở vị trí ban đầu, nước trong các ống sẽ ở mức như nhau. Nếu áp suất tác dụng lên màng cao su, mức chất lỏng ở một khuỷu của đồng hồ đo áp suất sẽ giảm và do đó, mức chất lỏng ở khuỷu kia sẽ tăng lên.
Điều này được thể hiện trong hình trên. Chúng tôi dùng ngón tay ấn vào phim.
Khi chúng ta ấn vào màng, áp suất không khí trong hộp tăng lên. Áp suất được truyền qua ống và chạm tới chất lỏng, dịch chuyển nó. Khi mức chất lỏng ở khuỷu tay này giảm đi thì mức chất lỏng ở khuỷu tay kia của ống sẽ tăng lên.
Dựa vào sự khác biệt về mức chất lỏng, có thể đánh giá sự khác biệt giữa áp suất khí quyển và áp suất tác dụng lên màng.
Hình dưới đây cho thấy cách sử dụng máy đo áp suất chất lỏng để đo áp suất trong chất lỏng ở các độ sâu khác nhau.
Khi thiết kế và vận hành hệ thống sưởi, chỉ số và thông số quan trọng nhất là áp suất chất làm mát. Tại áp suất bình thường, nằm trong lịch trình thủy lực, công nhân quá trình đang diễn ra không bị xáo trộn, chất làm mát đến được những điểm xa nhất của hệ thống sưởi. Nếu áp suất vượt quá điểm tới hạn sẽ có nguy cơ vỡ đường ống. Khi áp suất giảm xuống dưới mức cho phép sẽ xuất hiện nguy cơ tạo bọt khí - hình thành bọt khí, dẫn đến ăn mòn và phá hủy đường ống. Để giữ mức áp suất ở mức cần thiết, bạn cần liên tục theo dõi chúng. Đây chính xác là mục đích sử dụng của đồng hồ đo áp suất - thiết bị đo chính áp suất này.
Áp suất là tỉ số giữa lực tác dụng vuông góc với một bề mặt và diện tích của bề mặt đó. Áp lực quyết định phần lớn đột quỵ Quy trình công nghệ, trạng thái của các thiết bị công nghệ và chế độ hoạt động của chúng.
LOẠI ÁP SUẤT:
- Áp suất khí quyển (khí áp) là áp suất được tạo ra bởi khối lượng cột không khí của khí quyển trái đất.
- Áp suất tuyệt đối là áp suất tổng cộng có tính đến áp suất khí quyển, được đo từ độ không tuyệt đối.
- Áp suất dư thừa là sự chênh lệch giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển.
- Chân không (hiếm) là sự khác biệt giữa áp suất khí quyển và áp suất tuyệt đối.
- Áp suất chênh lệch là sự chênh lệch giữa hai áp suất đo được, cả hai đều không phải là áp suất xung quanh.
Dựa vào loại áp suất đo được, đồng hồ đo áp suất được chia thành:
- đồng hồ đo quá áp,
- đồng hồ đo áp suất tuyệt đối,
- phong vũ biểu,
- máy đo chân không,
- đồng hồ đo áp suất và chân không - để đo áp suất dư thừa và chân không;
- đồng hồ đo áp suất - đồng hồ đo áp suất cho áp suất vượt quá thấp (lên đến 40 kPa);
- máy đo lực hút - máy đo chân không có giới hạn đo trên lên tới 40 kPa;
- Đồng hồ đo chênh lệch áp suất - phương tiện đo chênh lệch áp suất.
Nguyên lý hoạt động chung của đồng hồ đo áp suất dựa trên việc cân bằng áp suất đo được với một số lực đã biết. Theo nguyên lý hoạt động, đồng hồ đo áp suất được chia thành:
- đồng hồ đo áp suất chất lỏng;
- đồng hồ đo áp suất lò xo;
- đồng hồ đo áp suất màng;
- đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện (ECM);
- đồng hồ đo chênh lệch áp suất.
Trong đồng hồ đo áp suất chất lỏng, áp suất đo được hoặc chênh lệch áp suất được cân bằng áp lực nước cột chất lỏng. Các thiết bị sử dụng nguyên lý mạch giao tiếp, trong đó mức chất lỏng làm việc trùng khớp khi áp suất phía trên chúng bằng nhau và khi áp suất phía trên chúng không bằng nhau, chúng chiếm một vị trí mà áp suất dư thừa ở một trong các bình được cân bằng. bởi áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng dư ở cột kia. Hầu hết các đồng hồ đo áp suất chất lỏng đều có mức chất lỏng làm việc có thể nhìn thấy được, vị trí của nó xác định giá trị của áp suất đo được. Những thiết bị này được sử dụng trong thực hành trong phòng thí nghiệm và trong một số ngành công nghiệp.
Có một nhóm đồng hồ đo chênh lệch áp suất chất lỏng trong đó mức chất lỏng làm việc không được quan sát trực tiếp. Việc thay đổi giá trị sau làm cho phao di chuyển hoặc thay đổi các đặc tính của thiết bị khác, cung cấp chỉ báo trực tiếp về giá trị đo được bằng thiết bị đọc hoặc chuyển đổi và truyền giá trị của nó qua một khoảng cách.
Hầu hết ứng dụng rộng rãi Trong số các dụng cụ đo áp suất, người ta đã tìm thấy đồng hồ đo áp suất lò xo. Ưu điểm của chúng là thiết kế đơn giản, đáng tin cậy và phù hợp để đo áp suất trung bình trong phạm vi rộng từ 0,01 đến 400 MPa (0,1 đến 4000 bar).
Các bộ phận nhạy cảm đàn hồi của đồng hồ đo áp suất biến dạng:
a - lò xo hình ống;
b - ống thổi;
c, d - màng phẳng và sóng;
d - hộp màng;
e - màng mềm với tâm cứng
Bộ phận nhạy cảm của đồng hồ đo áp suất lò xo là một ống rỗng, cong có tiết diện hình elip hoặc hình bầu dục, bị biến dạng dưới áp suất. Một đầu của ống được bịt kín, còn đầu kia được nối với một khớp nối, qua đó nó được nối với môi trường đo áp suất. Đầu kín của ống được nối với một cơ cấu truyền động gắn trên giá đỡ, bao gồm bộ dẫn động, bộ phận bánh răng, bánh răng có trục và đồng hồ đo áp suất. Để loại bỏ phản ứng dữ dội giữa các răng của khu vực và bánh răng, một lò xo xoắn ốc được sử dụng. Thang đo được chia độ theo đơn vị áp suất (pascal hoặc bar) và mũi tên hiển thị giá trị trực tiếp của áp suất vượt quá của môi trường đo. Cơ chế đo áp suất được đặt trong vỏ. Áp suất đo được đi vào ống, dưới tác động của áp suất này, ống có xu hướng thẳng lên vì diện tích bề mặt bên ngoài nhiều diện tích hơn bề mặt bên trong. Chuyển động của đầu tự do của ống được truyền qua cơ cấu truyền tới mũi tên, mũi tên này quay một góc nhất định. Có một mối quan hệ tuyến tính giữa áp suất đo được và biến dạng của ống, và mũi tên lệch so với thang đo áp suất, hiển thị giá trị áp suất.
Nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo áp suất màng dựa trên sự bù khí nén, trong đó lực tạo ra bởi áp suất đo được cân bằng bởi lực đàn hồi của hộp màng.
Bộ phận nhạy cảm của thiết bị bao gồm hai màng được hàn lại với nhau, tạo thành hộp màng 1. Áp suất đo được được cung cấp thông qua khớp nối vào khoang bên trong của hộp. Dưới tác động của sự chênh lệch giữa áp suất khí quyển và áp suất đo được, thể tích của hộp thay đổi, khiến tâm cứng của màng trên chuyển động, làm di chuyển kim của thiết bị 4 qua dây xích 2 và đòn bẩy 3.
Đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện (ECM) được sử dụng trong các hệ thống điều khiển, điều chỉnh và báo động tự động. Hai mũi tên đặc biệt, được đặt ở áp suất tối thiểu và tối đa trong thang đo, chứa các tiếp điểm mạch điện. Khi mũi tên di chuyển đến một trong các tiếp điểm, mạch sẽ đóng lại, điều này khiến tín hiệu được gửi đi hoặc hành động tương ứng của hệ thống mà đồng hồ đo áp suất được kết nối.
1 — mũi tên chỉ mục; 2 và 3 - cài đặt tiếp điểm điện; 4 và 5 - vùng tiếp điểm đóng và mở tương ứng; 6 và 7 - đối tượng ảnh hưởng.
Phiên bản 1 - một tiếp điểm để đoản mạch;
Phiên bản 2 - mở một tiếp điểm;
Phiên bản 3 - mở-mở hai tiếp điểm;
Phiên bản 4 - hai tiếp điểm để đoản mạch;
Phiên bản 5 - hai tiếp điểm mở-ngắn mạch;
Phiên bản 6 - hai tiếp điểm để đoản mạch.
Đồng hồ đo áp suất điện có sơ đồ chuẩn hoạt động, có thể được minh họa trong hình a). Khi áp suất tăng và đạt đến một giá trị nhất định, mũi tên chỉ báo 1 có tiếp điểm điện đi vào vùng 4 và đóng lại bằng tiếp điểm cơ sở 2 mạch điện thiết bị. Ngược lại, việc đóng mạch sẽ dẫn đến việc vận hành đối tượng tác động 6.
Các loại ECM:
- Đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện trên công tắc vi mô: chống rung (chứa chất lỏng), công nghiệp, vỏ thép không gỉ, chống ăn mòn với màng phẳng hoặc lò xo hình ống.
- Đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện với tiếp điểm cơ từ: chống ăn mòn với màng phẳng hoặc dạng ống, công nghiệp.
- Đồng hồ đo áp suất tiếp xúc điện chống cháy nổ: có vỏ chống cháy nổ làm bằng bằng thép không gỉ hoặc hợp kim nhôm, và cũng được sử dụng cho áp suất thấp.
- Đồng hồ đo áp suất màng vi sai được sử dụng để đo độ giảm áp suất trong bộ lọc khí hoặc trong thiết bị hạn chế lưu lượng kế.
Trong hầu hết các đồng hồ đo áp suất, công nghệ xác định và tính toán dữ liệu dựa trên các quá trình biến dạng trong các đơn vị đo đặc biệt, ví dụ như trong đơn vị ống thổi. Yếu tố này hoạt động như một chỉ báo cảm nhận sự thay đổi áp suất. Khối cũng trở thành bộ chuyển đổi chênh lệch trong các chỉ báo áp suất - người dùng nhận thông tin dưới dạng di chuyển mũi tên con trỏ trên thiết bị. Ngoài ra, dữ liệu có thể được trình bày bằng Pascals, bao trùm toàn bộ phổ đo. Ví dụ, phương pháp hiển thị thông tin này được cung cấp bởi máy đo chênh lệch áp suất Testo 510, trong quá trình đo giúp người dùng không cần phải cầm nó trên tay, vì mặt sau Thiết bị có nam châm đặc biệt.
Đồng hồ đo chênh lệch áp suất Bellows loại DS:
a - sơ đồ khối ống thổi; b - vẻ bề ngoài; 1 - ống thổi làm việc; 2 - chất lỏng hữu cơ silicon; 3 - khoang bên trong của ống thổi; 4 - thanh; 5 - lò xo; 6 - kính cố định; 7 - đòn bẩy; 8 - rách; 9 - trục; 10 - vòng cao su; 11 - nếp gấp; 12, 13 - van ngắt và cân bằng
Trong các thiết bị cơ khí, chỉ báo chính là vị trí của mũi tên, được điều khiển bởi hệ thống đòn bẩy. Con trỏ di chuyển cho đến khi những thay đổi trong hệ thống không còn tác động sức mạnh nhất định. Một ví dụ điển hình của hệ thống này là máy đo áp suất chênh lệch dòng DM 3538M, cung cấp chuyển đổi delta (chênh lệch áp suất) theo tỷ lệ và cung cấp kết quả cho người vận hành dưới dạng tín hiệu thống nhất.
Trong đồng hồ đo áp suất chất lỏng, hoặc đồng hồ đo chênh lệch áp suất, áp suất đo được hoặc chênh lệch áp suất được cân bằng bởi áp suất của cột chất lỏng. Đo áp suất bằng đồng hồ đo áp suất chất lỏng dựa trên sự thay đổi chiều cao của cột (mức) chất lỏng làm việc trong ống đo thủy tinh tùy thuộc vào áp suất tác dụng. Các chất lỏng đo áp suất (làm việc) được sử dụng phổ biến nhất là rượu etylic, nước cất và thủy ngân. Việc sử dụng các chất này có liên quan đến tính ổn định của chúng tính chất vật lý, độ nhớt thấp, không làm ướt tường.
Quá trình đo áp suất có thể được thực hiện với độ chính xác cao. Sự đơn giản của thiết bị và dễ đo là lý do khiến đồng hồ đo áp suất chất lỏng được sử dụng rộng rãi.
Các thiết bị loại này bao gồm hai ống (bạn-Vềkhác biệt, Hình 6.1 MỘT) và cốc ống đơn (Hình 6.1 b) đồng hồ đo áp suất, cũng như vi áp kế.
a) b)
Hình 6.1 - Sơ đồ hình chữ U ( MỘT) và đồng hồ đo áp suất cốc ống đơn ( b)
Đồng hồ đo áp suất hai ống được thiết kế để đo áp suất dư thừa hoặc chênh lệch áp suất. Cân dụng cụ thường có thể di chuyển được. Trước khi bắt đầu đo, kiểm tra số 0 bằng cách nối cả hai khuỷu của đồng hồ đo áp suất hình chữ U với khí quyển. Trong trường hợp này, mức chất lỏng làm việc được đặt trên cùng một phương ngang bụng. Bằng cách di chuyển thang đo của thiết bị, căn chỉnh vạch 0 của thang đo với mức chất lỏng đã thiết lập. Khi nối một đoạn uốn của ống với một bình chứa cần đo áp suất, chất lỏng sẽ chuyển động cho đến khi áp suất đo được cân bằng với áp suất của cột chất lỏng có chiều cao H. Vì mức chất lỏng trong một ống tăng lên và trong ống kia giảm thì chiều cao cột H được xác định bằng hiệu của hai số đọc. Nhược điểm này của đồng hồ đo áp suất hình chữ U được loại bỏ một phần ở loại đồng hồ đo áp suất dạng cốc gồm các bình chứa. đường kính khác nhau. Áp suất đo được cung cấp cho bình dương (rộng) và chênh lệch mức được xác định bằng cách lấy một lần đọc dọc theo ống mỏng âm.
Đối với phần a-b(Hình 6.1 MỘT) đẳng thức lực sau đây đúng:
Ở đâu R một và R b
- áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển, Pa; f là diện tích lỗ ống đo, m2; H là chiều cao cột chất lỏng, m;
- mật độ của chất lỏng làm việc, kg/m3; g
- gia tốc rơi tự do, m/s 2 .
Bằng cách biến đổi biểu thức (6.2), chúng ta thu được:
Rõ ràng là khi đo áp suất dư, độ cao dâng lên của chất lỏng làm việc không phụ thuộc vào diện tích mặt cắt ngang của ống. Căn cứ vào điều kiện thuận tiện khi làm việc với thiết bị (hạn chế chiều cao của ống đo áp), khi đo áp suất dư 0,15–0,2 MPa, nên sử dụng thủy ngân làm chất lỏng làm việc ở áp suất thấp hơn, nước hoặc; rượu bia.
Không thể sử dụng đồng hồ đo áp suất hình cốc và hình chữ U khi đo áp suất dư thừa nhỏ và chân không vì sai số đo trở nên quá lớn. Trong những trường hợp này, đồng hồ đo áp suất dạng cốc đặc biệt có ống nghiêng (vi áp kế) được sử dụng.
Hình 6.2 - Sơ đồ vi áp kế có ống nghiêng
Việc sử dụng ống nghiêng (Hình 6.2) cho phép giảm góc
, ở cùng độ cao dâng lên của cột chất lỏng h
tăng chiều dài của nó, vượt quá độ chính xác của số đếm. Việc đo chiều dài và chiều cao của cột chất lỏng có liên quan đến mối quan hệ h
=
tôi
tội
.
Từ đây
. Thay đổi góc của ống
, bạn có thể thay đổi giới hạn đo của thiết bị. Góc tối thiểuống nghiêng 8-10°. Sai số của thiết bị không vượt quá ± 0,5% giá trị thang đo cuối cùng.
Trong đồng hồ đo áp suất chất lỏng hoặc đồng hồ đo chênh lệch áp suất, áp suất đo được hoặc chênh lệch áp suất được cân bằng bởi áp suất của cột chất lỏng. Đo áp suất bằng đồng hồ đo áp suất chất lỏng dựa trên sự thay đổi chiều cao của cột (mức) chất lỏng làm việc trong ống đo thủy tinh tùy thuộc vào áp suất tác dụng. Các chất lỏng đo áp suất (làm việc) được sử dụng phổ biến nhất là rượu etylic, nước cất và thủy ngân. Việc sử dụng các chất này có liên quan đến tính ổn định của các tính chất vật lý, độ nhớt thấp và không làm ướt tường.
Quá trình đo áp suất có thể được thực hiện bằng bằng cấp cao sự chính xác. Sự đơn giản của thiết bị và dễ đo là lý do khiến đồng hồ đo áp suất chất lỏng được sử dụng rộng rãi.
Các thiết bị loại này bao gồm hai ống ( bạn- hình, hình. 15.1) và đồng hồ đo áp suất ống đơn (cốc, Hình 15.2), cũng như vi áp kế.
bạn bụng
|
|
Đồng hồ đo áp suất hai ống (GOST 9933-75) được thiết kế để đo áp suất dư hoặc chênh lệch áp suất. Cân dụng cụ thường có thể di chuyển được. Trước khi bắt đầu đo, hãy kiểm tra số 0 bằng cách nối cả hai khuỷu tay với khí quyển bạnđồng hồ đo áp suất hình. Trong trường hợp này, mức chất lỏng làm việc được đặt trên cùng một phương ngang bụng. Bằng cách di chuyển thang đo của thiết bị, căn chỉnh vạch 0 của thang đo với mức chất lỏng đã thiết lập.
Khi nối một đoạn uốn của ống với một bình chứa cần đo áp suất, chất lỏng sẽ di chuyển cho đến khi áp suất đo được cân bằng với áp suất của chiều cao cột chất lỏng. N. Vì mức chất lỏng trong một ống tăng và trong ống kia giảm nên chiều cao của cột Nđược định nghĩa là sự khác biệt giữa hai lần đọc. Bất lợi này bạnĐồng hồ đo áp suất hình dạng được loại bỏ một phần trong đồng hồ đo áp suất dạng cốc, bao gồm các bình có đường kính khác nhau. Áp suất đo được đưa vào bình dương (rộng) và chênh lệch mức được xác định bằng cách lấy một lần đọc dọc theo ống mỏng âm.
Đối với phần 1-1 (Hình 15.1), đẳng thức lực sau đây đúng:
Ở đâu P Một Và rb - áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển, Pa;
f - diện tích lỗ của ống đo, m 2 ;
N - chiều cao dâng lên của cột chất lỏng, m;
R - mật độ của chất lỏng làm việc, kg/m3;
g - gia tốc rơi tự do, m/s 2.
Bằng cách biến đổi biểu thức (15.2), chúng ta thu được:
P ex =P a -P b =Hpg. (15.3)
Rõ ràng là khi đo áp suất dư, chiều cao dâng lên của chất lỏng làm việc không phụ thuộc vào diện tích mặt cắt ngang của ống. Dựa trên các điều kiện dễ sử dụng của thiết bị (để hạn chế chiều cao của thiết bị. ống đo áp suất), khi đo áp suất dư thừa, nên sử dụng thủy ngân 0,15-0,2 MPa vì chất lỏng làm việc sử dụng thủy ngân, ở áp suất thấp hơn - nước hoặc cồn.
cốc và bạn Không thể sử dụng đồng hồ đo áp suất có hình dạng khi đo áp suất vượt quá nhỏ và chân không, vì sai số đo trở nên quá lớn. Trong những trường hợp này, đồng hồ đo áp suất dạng cốc đặc biệt có ống nghiêng (vi áp kế) được sử dụng. Việc sử dụng ống nghiêng (Hình 15.3) cho phép, bằng cách giảm góc φ, ở cùng độ cao dâng lên của cột chất lỏng h, để tăng chiều dài của nó, làm tăng độ chính xác của số đếm. Việc đo chiều dài và chiều cao của cột chất lỏng có liên quan đến hệ thức. Từ đây Thay đổi góc của ống φ
, bạn có thể thay đổi giới hạn đo của thiết bị. Góc nghiêng tối thiểu của ống là 8-10°. Sai số của thiết bị không vượt quá ± 0,5% giá trị thang đo cuối cùng.
Nguyên lý hoạt động
Nguyên lý hoạt động của đồng hồ đo áp suất dựa trên việc cân bằng áp suất đo được bằng lực biến dạng đàn hồi của lò xo hình ống hoặc màng hai tấm nhạy cảm hơn, một đầu được bịt kín trong giá đỡ, đầu còn lại được nối thông qua một thanh dẫn đến cơ cấu ma sát chuyển đổi chuyển động tuyến tính của phần tử cảm biến đàn hồi thành chuyển động tròn của mũi tên chỉ báo.
Đẳng cấp
Nhóm dụng cụ đo quá áp bao gồm:
Đồng hồ đo áp suất - dụng cụ có số đo từ 0,06 đến 1000 MPa (Đo áp suất dư - chênh lệch dương giữa áp suất tuyệt đối và áp suất khí quyển)
Đồng hồ đo chân không là thiết bị đo chân không (áp suất dưới khí quyển) (lên đến âm 100 kPa).
Đồng hồ đo áp suất và chân không là đồng hồ đo áp suất đo cả áp suất dư (từ 60 đến 240.000 kPa) và áp suất chân không (lên đến âm 100 kPa).
Đồng hồ đo áp suất - đồng hồ đo áp suất cho áp suất vượt quá nhỏ lên đến 40 kPa
Máy đo lực kéo - máy đo chân không có giới hạn lên tới âm 40 kPa
Đồng hồ đo áp suất đẩy và chân không có giới hạn cực trị không vượt quá ±20 kPa
Dữ liệu được cung cấp theo GOST 2405-88
Hầu hết các đồng hồ đo áp suất trong nước và nhập khẩu đều được sản xuất theo tiêu chuẩn được chấp nhận rộng rãi; nhiều thương hiệu khác nhau thay thế nhau. Khi chọn đồng hồ đo áp suất, bạn cần biết: giới hạn đo, đường kính thân, cấp chính xác của thiết bị. Vị trí và đường ren của khớp nối cũng rất quan trọng. Những dữ liệu này giống nhau đối với tất cả các thiết bị được sản xuất ở nước ta và Châu Âu.
Ngoài ra còn có đồng hồ đo áp suất đo áp suất tuyệt đối, tức là áp suất dư + áp suất khí quyển
Một thiết bị đo áp suất khí quyển được gọi là phong vũ biểu.
Các loại đồng hồ đo áp suất
Tùy thuộc vào thiết kế và độ nhạy của phần tử, có đồng hồ đo áp suất chất lỏng, trọng lượng và biến dạng (có lò xo hình ống hoặc màng). Đồng hồ đo áp suất được chia thành các cấp độ chính xác: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4.0 (số càng thấp thì thiết bị càng chính xác).
Các loại đồng hồ đo áp suất
Theo mục đích, đồng hồ đo áp suất có thể được chia thành kỹ thuật - kỹ thuật chung, tiếp xúc điện, đặc biệt, tự ghi, đường sắt, chống rung (chứa đầy glycerin), tàu và tham chiếu (kiểu máy).
Kỹ thuật chung: được thiết kế để đo chất lỏng, khí và hơi không ăn mòn hợp kim đồng.
Tiếp xúc điện: có khả năng điều chỉnh môi trường đo do có cơ chế tiếp xúc điện. Một thiết bị đặc biệt phổ biến trong nhóm này có thể được gọi là EKM 1U, mặc dù nó đã ngừng sản xuất từ lâu.
Đặc biệt: oxy - phải được tẩy dầu mỡ, vì đôi khi cơ chế bị nhiễm bẩn nhẹ khi tiếp xúc với oxy nguyên chất cũng có thể dẫn đến nổ. Thường có sẵn trong các trường hợp màu xanh da trời với chỉ định trên mặt số O2 (oxy); hợp kim axetylen - đồng không được phép sử dụng trong sản xuất cơ chế đo, vì khi tiếp xúc với axetylen có nguy cơ hình thành đồng axetylen nổ; amoniac - phải chống ăn mòn.
Tham khảo: có nhiều hơn cao cấpđộ chính xác (0,15;0,25;0,4) các thiết bị này được sử dụng để kiểm tra các đồng hồ đo áp suất khác. Trong hầu hết các trường hợp, các thiết bị như vậy được lắp đặt trên đồng hồ đo áp suất piston có tải trọng hoặc một số thiết bị lắp đặt khác có khả năng tạo ra áp suất cần thiết.
Đồng hồ đo áp suất tàu được thiết kế để sử dụng cho các đội tàu sông và biển.
Đường sắt: được sử dụng trong vận tải đường sắt.
Tự ghi: đồng hồ đo áp suất trong vỏ, có cơ chế cho phép bạn tái tạo biểu đồ hoạt động của đồng hồ đo áp suất trên giấy biểu đồ.
Dẫn nhiệt
Máy đo độ dẫn nhiệt dựa trên sự giảm độ dẫn nhiệt của khí dưới áp suất. Những đồng hồ đo áp suất này có dây tóc tích hợp sẽ nóng lên khi có dòng điện chạy qua nó. Có thể sử dụng cặp nhiệt điện hoặc cảm biến nhiệt độ điện trở (DOTS) để đo nhiệt độ của dây tóc. Nhiệt độ này phụ thuộc vào tốc độ dây tóc truyền nhiệt sang khí xung quanh và do đó phụ thuộc vào độ dẫn nhiệt. Máy đo Pirani thường được sử dụng, sử dụng một dây tóc bạch kim cùng lúc với một yếu tố làm nóng và thích DOTS. Những đồng hồ đo áp suất này cho kết quả chính xác trong khoảng từ 10 đến 10−3 mmHg. Nghệ thuật., nhưng họ khá nhạy cảm với Thành phần hóa học các khí đo được.
[sửa]Hai sợi
Một cuộn dây được sử dụng làm lò sưởi, trong khi cuộn dây kia được sử dụng để đo nhiệt độ thông qua sự đối lưu.
Đồng hồ đo áp suất Pirani (một sợi)
Đồng hồ đo áp suất Pirani bao gồm một dây kim loại tiếp xúc với áp suất được đo. Dây được làm nóng bởi dòng điện chạy qua nó và được làm mát bằng khí xung quanh. Khi áp suất khí giảm, hiệu quả làm mát cũng giảm và nhiệt độ cân bằng của dây tăng lên. Điện trở của dây là một hàm của nhiệt độ: bằng cách đo điện áp trên dây và dòng điện chạy qua nó, có thể xác định được điện trở (và do đó là áp suất khí). Loại đồng hồ đo áp suất này được thiết kế đầu tiên bởi Marcello Pirani.
Đồng hồ đo cặp nhiệt điện và điện trở nhiệt hoạt động theo cách tương tự. Sự khác biệt là cặp nhiệt điện và điện trở nhiệt được sử dụng để đo nhiệt độ của dây tóc.
Khoảng đo: 10−3 - 10 mmHg. Nghệ thuật. (khoảng 10−1 - 1000 Pa)
Đồng hồ đo áp suất ion hóa
Đồng hồ đo áp suất ion hóa nhạy nhất dụng cụ đo lường cho áp suất rất thấp. Họ đo áp suất một cách gián tiếp bằng cách đo các ion được tạo ra khi khí bị bắn phá bằng các electron. Mật độ khí càng thấp thì càng ít ion được hình thành. Hiệu chuẩn của máy đo áp suất ion không ổn định và phụ thuộc vào bản chất của khí đo được, điều này không phải lúc nào cũng được biết đến. Chúng có thể được hiệu chỉnh bằng cách so sánh với số đọc của đồng hồ đo áp suất McLeod, ổn định hơn và không phụ thuộc vào hóa học.
Các electron nhiệt điện va chạm với các nguyên tử khí và tạo ra các ion. Các ion bị hút vào điện cực ở điện áp phù hợp, được gọi là bộ thu. Dòng thu tỷ lệ thuận với tốc độ ion hóa, là hàm của áp suất hệ thống. Do đó, việc đo dòng điện thu cho phép người ta xác định áp suất khí. Có một số loại đồng hồ đo áp suất ion hóa.
Khoảng đo: 10−10 - 10−3 mmHg. Nghệ thuật. (khoảng 10−8 - 10−1 Pa)
Hầu hết các máy đo ion đều có hai loại: cực âm nóng và cực âm lạnh. Loại thứ ba, đồng hồ đo áp suất có rôto quay, nhạy hơn và đắt hơn hai loại đầu tiên và không được thảo luận ở đây. Trong trường hợp cực âm nóng, dây tóc được đốt nóng bằng điện sẽ tạo ra chùm tia điện tử. Các electron đi qua đồng hồ đo áp suất và làm ion hóa các phân tử khí xung quanh chúng. Các ion thu được được thu thập ở điện cực tích điện âm. Dòng điện phụ thuộc vào số lượng ion, do đó phụ thuộc vào áp suất khí. Đồng hồ đo áp suất âm cực nóng đo chính xác áp suất trong khoảng 10−3 mmHg. Nghệ thuật. lên tới 10−10 mm Hg. Nghệ thuật. Nguyên lý của đồng hồ đo áp suất âm cực lạnh là như nhau, ngoại trừ việc các electron được tạo ra trong sự phóng điện do phóng điện cao áp. Đồng hồ đo áp suất catốt lạnh đo chính xác áp suất trong khoảng 10−2 mmHg. Nghệ thuật. lên tới 10−9 mm Hg. Nghệ thuật. Việc hiệu chuẩn đồng hồ đo áp suất ion hóa rất nhạy cảm với hình dạng cấu trúc, thành phần hóa học của khí đo được, độ ăn mòn và cặn bề mặt. Hiệu chuẩn của chúng có thể không sử dụng được khi bật ở áp suất khí quyển và rất thấp. Thành phần của chân không ở áp suất thấp thường không thể đoán trước được, vì vậy phải sử dụng máy quang phổ khối kết hợp với máy đo áp suất ion hóa để đo chính xác.
Cực âm nóng
Đồng hồ đo áp suất ion hóa catốt nóng Bayard-Alpert thường bao gồm ba điện cực hoạt động ở chế độ triode, trong đó cực âm là dây tóc. Ba điện cực là bộ thu, dây tóc và lưới điện. Dòng điện thu được đo bằng picoamp bằng điện kế. Sự chênh lệch điện thế giữa dây tóc và mặt đất thường là 30 volt, trong khi điện áp lưới dưới điện áp không đổi là 180-210 volt trừ khi có sự bắn phá điện tử tùy chọn thông qua việc làm nóng lưới điện, có thể có điện thế cao khoảng 565 volt. Máy đo ion phổ biến nhất là cực âm nóng Bayard-Alpert với bộ thu ion nhỏ bên trong lưới. Một vỏ thủy tinh có lỗ dẫn vào chân không có thể bao quanh các điện cực, nhưng thông thường nó không được sử dụng và đồng hồ đo áp suất được lắp trực tiếp vào thiết bị chân không và các điểm tiếp xúc được dẫn qua một tấm gốm trên thành của thiết bị chân không. Máy đo ion hóa cathode nóng có thể bị hỏng hoặc mất hiệu chuẩn nếu chúng được bật khi áp suất không khí hoặc thậm chí ở chân không thấp. Các phép đo của đồng hồ đo áp suất ion hóa cathode nóng luôn theo logarit.
Các electron phát ra từ dây tóc di chuyển nhiều lần theo hướng thuận và ngược xung quanh lưới cho đến khi chúng chạm vào lưới. Trong những chuyển động này, một số electron va chạm với các phân tử khí và tạo thành các cặp electron-ion (ion hóa điện tử). Số lượng các ion như vậy tỷ lệ thuận với mật độ phân tử khí nhân với dòng nhiệt điện và các ion này bay đến bộ thu, tạo thành dòng ion. Vì mật độ của các phân tử khí tỷ lệ thuận với áp suất nên áp suất được ước tính bằng cách đo dòng ion.
Nhạy cảm với áp lực thấpĐồng hồ đo áp suất âm cực nóng bị hạn chế bởi hiệu ứng quang điện. Các electron đập vào lưới tạo ra tia X, tạo ra nhiễu quang điện trong bộ thu ion. Điều này giới hạn phạm vi đo cathode nóng cũ hơn ở mức 10−8 mmHg. Nghệ thuật. và Bayard-Alpert đến khoảng 10−10 mmHg. Nghệ thuật. Các dây bổ sung có điện thế cực âm trong đường ngắm giữa bộ thu ion và lưới điện sẽ ngăn chặn hiệu ứng này. Trong kiểu chiết, các ion bị hút không phải bằng dây mà bằng hình nón mở. Vì các ion không thể quyết định phần nào của hình nón sẽ va vào nên chúng đi qua lỗ và tạo thành chùm ion. Chùm ion này có thể truyền tới cốc Faraday.