Что такое манометр и где он применяется

Удобство и надежность измерений, основанных на гидростатическом методе, объясняют широкую распространенность приборов с жидкостным наполнителем. Такие манометры становятся незаменимыми при проведении лабораторных исследований и решении различных технических задач. В частности, они используются для следующих типов измерений:

О манометрах в системах отопления и водопровода

Дорогие друзья, позвольте представить вам полезный инструмент — манометр. Этот прибор предназначен для измерения давления воды в различных системах. В большинстве систем отопления давление обычно ограничивается 1.5 атмосферами. Но почему именно это значение? Дело в том, что повышенное давление должно оставаться на минимально допустимом уровне, и полутора атмосфер, в большинстве случаев, вполне достаточно для частных домохозяйств. Приведем аналогию: полторы атмосферы приравниваются к 15 метрам водяного столба, что соотносится с высотой 5 этажного здания. В частном строительстве такие водяные столбы крайне редки, что и объясняет допустимое рабочее давление в 1.5 атмосферы.

В системах водоснабжения максимальное давление обычно составляет 4 атмосферы. Почему так? Это связано с ограничениями, которые накладывают характеристики насосных систем. Рассмотрим два распространенных сценария:

1. В первом случае, мы извлекаем воду с глубины 7 метров. Чтобы насос мог поднять эту воду на высоту 40 метров, ему надо иметь максимальный подъем, почти равный 50 метрам. Попробуйте найти на рынке центробежные насосы с такими характеристиками, и какова будет их электрическая мощность и стоимость. Такие устройства, как правило, относятся к полупрофессиональному или профессиональному классу и имеют соответствующую цену. Наиболее распространенные центробежные насосы имеют максимальное давление до 4-х атмосфер. Если вычесть 0.7 атмосферы, необходимые для подъема воды, то на выходе мы получаем лишь 3.3 атмосферы, и это только при максимальной мощности и минимальной производительности.

2. В другом варианте у нас имеется качественная скважина глубиной 20 метров, и мы используем мощный погружной насос. Здесь ситуация меняется. В этом случае можно найти насосы с гораздо большими подъемами по сравнению с центробежными моделями. Тем не менее, максимальные значения давления на уровне 4-х атмосфер вновь становятся актуальными. Необходимо учесть, что суммарный столб воды составляет 20 метров из скважины плюс 40 метров над поверхностью. Таким образом, насос должен поднимать воду на высоту 60-65 метров, что явно свидетельствует о необходимости в мощном и, соответственно, дорогом оборудовании. Это является практически пределом допустимых затрат для частного использования.

Вернемся к манометрам

Лично для меня наивысшей характеристикой манометра является его точность. На втором месте стоит его надежность. Размер циферблата тоже важен, но уже не в такой степени. Если у меня есть исключительно точный, но маленький манометр, то я готов просмотривать его данные через лупу. Это не проблема. Проблема заключается в другом. Это может быть для кого-то новостью, но фактом является то, что любой аналоговый стрелочный манометр имеет погрешность измерения. Причем эта погрешность распределена неравномерно. Отклонение значительно выражено на краях шкалы, где оно максимально, а в центре — минимально. Отличие в точности таково, что значения на первой и последней четверти шкалы могут быть крайне не точными, а показатели в первой и последней пятой части можно просто игнорировать, так как они едва ли будут иметь что-то общее с реалиями.

И снова возвращаемся к вопросу максимального рабочего давления. Логично предположить, что манометры для отопления и водопровода должны отличаться! Для отопительных систем максимальная шкала давления должна составлять 4 атмосферы, в то время как для водопровода — 8 атмосфер.

Однако реальность оказывается иной. Большинство доступных на рынке манометров рассчитаны на максимальные 10 атмосфер. Есть модели на 8 атмосфер, но это уже редкость. Если долго искать среди надежных поставщиков, можно наткнуться на манометры на 6 атмосфер, в то время как 4 атмосферы в этом сегменте можно считать почти эксклюзивом.

Почему же такая ситуация сложилась? Это лишь моё личное предположение, но я считаю, что изготовить манометр с повышенными показателями давления проще и дешевле. Вероятно, есть возможность создания мембран и пружин с высокой жесткостью. В результате мы вновь сталкиваемся с несовпадением между экономикой и фактическими требованиями потребителя. В результате используются не самые подходящие модели, а те, которые доступны на рынке. Альтернативой может быть необходимость в более детальном поиске, консультациях и, как следствие, дополнительных затратах.

Зачем нужен манометр

Стрелочные манометры, будь они аксиальными или радиальными, предназначены для постоянного контроля давления в трубопроводах систем отопления, горячего водоснабжения (ГВС) и холодного водоснабжения (ХВС). Эти приборы находят свое применение в системах вентиляции, кондиционирования, а также в вентиляционных установках.

Например, манометр с диапазоном до 16 атмосфер можно установить как в систему отопления частного дома, так и на теплоцентрали. Манометр с диапазоном до 10 атмосфер обычно выбирается для систем, где давление не превышает установленные пределы, что позволяет применять его только для индивидуального отопления.

В системах центрального отопления манометры устанавливаются для контроля давления теплоносителя, который проходит от поставщика до потребителя — начиная с входа в дом и заканчивая грязевым фильтром, и даже после него. С помощью этих устройств можно обнаруживать забившиеся фильтры, основываясь на разнице в давлении. Это также позволяет выявить причины образования воздуха в системе и проверить, достаточно ли тепло поступает в дом.

Виды манометров

Манометры классифицируются по различным критериям — по измеряемому давлению, принципу действия, назначению и способу подключения.

Классификация по типу измеряемого давления

Основной задачей манометров является измерение давления. Они могут варьироваться по типу и предназначению. Доступные типы включают:

• Манометры для контроля давления.
• Термоманометры — комбинированные приборы, которые измеряют температуру и давление одновременно.
• Вакуумметры — предназначены для измерения условий в вакууме.
• Мановакуумметры — универсальные приборы, которые способны измерять как вакуум, так и давление.
• Тягомеры или напоромеры — используются для контроля малых вакуумметрических давлений от -40 до +40 кПа.
• Барометры — приборы, измеряющие атмосферное давление.
• Дифференциальные манометры — предназначены для измерения разности давлений.

Классификация по принципу работы

Классификация по принципу работы базируется на разнообразии измерительных элементов. Таким образом, приборы делятся на:

• Жидкостные манометры.
• Пружинные манометры.
• Мембранные манометры.
• Электроконтактные манометры.
• Дифференциальные манометры.

Классификация по назначению

С учетом сферы использования манометры классифицируются на:

• Технические: контролируют давление жидкостей, паров и газов; применяются в системах отопления, ГВС и ХВС и т.п.
• Электроконтактные: служат управляющим органом для отключения и включения насосного оборудования, запуска котлов для отопления.
• Виброустойчивые: которые можно использовать в условиях воздействия агрессивной среды и внешних колебаний, таких как котельные, машинные залы.
• Взрывозащищенные: те же типы, но в корпусе с повышенной защитой для работы во взрывоопасной среде.
• Самопишущие: приборы, которые фиксируют данные манометра и записывают уровни давления.
• Узконаправленные: используются для специфических задач в определенных областях, таких как судоходство, нефтяные скважины, надёжные для работы с аммиаком, а также способны обрабатывать сверхвысокие давления.

Классификация по способу подключения

• Манометры аксиальные с указанием предела.
• Радиальные приборы с осевым или радиальным патрубком.

Основные виды манометров

Существует несколько основных типов манометров, каждый из которых работает с разными принципами и применяется в различных условиях. В зависимости от типа измеряемого давления, назначения, принципа работы и способа подключения манометры классифицируются следующим образом:

По типу измеряемого давления:

• Манометры для контроля давления широко используются в системах под давлением, таких как трубопроводы и резервуары. Они позволяют поддерживать и контролировать требуемый уровень давления в системе.
• Термоманометры способны одновременно измерять давление и температуру, что актуально в химической, нефтехимической и других отраслях, где важно одновременное управление этими параметрами.
• Вакуумметры осуществляют измерение давления в вакуумных системах, где уровень давления ниже атмосферного.
• Мановакуумметры могут точно измерять как вакуумметрическое, так и манометрическое давление.
• Тягомеры, чаще всего механические или электронные, измеряют давление газа в трубопроводах и широко используются в газовой промышленности для контроля расхода газа и его качества.
• Барометры необходимы для измерений атмосферного давления, что особенно нужно в метеорологии для предсказания погоды.
• Дифференциальные манометры часто делятся на механические и электронные, ведь их основная задача — измерять разницу давлений между двумя точками с целью контроля расхода жидкости или газа.

По принципу работы:

• Жидкостные манометры измеряют давление путем оценки высоты столба жидкости.
• Пружинные манометры работают на основе измерения давления через деформацию пружины.
• Мембранные манометры измеряют давление в системе через изменение формы мембраны.
• Электроконтактные манометры функционируют на основе изменения сопротивления в электрической цепи под воздействием давления.
• Дифференциальные манометры измеряют разность давлений с использованием двух или более измерительных элементов.

По назначению:

• Образцовые манометры предназначены для проверки и калибровки других манометров, а также для точных измерений в научных и исследовательских целях.
• Технические манометры применяются для контроля давления в производских условиях.
• Общетехнические манометры находятся в использовании в различных отраслях, таких как энергетика, нефтегазовая и пищевая промышленность, а также в водоснабжении.
• Электроконтактные манометры служат для автоматического управления процессами по мере изменения давления.
• Виброустойчивые манометры способны работать в условиях сильных вибраций и ударных нагрузок, что актуально для транспорта и горнодобывающей промышленности.
• Взрывозащищенные манометры специально созданы для работы в условиях взрывоопасной среды, которые встречаются на нефтеперерабатывающих заводах и химических предприятиях.
• Самопишущие манометры фиксируют изменения давления и записывают их на бумагу или иной носитель, что позволяет следить за динамикой давления в течение времени.
• Судовые манометры предназначены для мониторинга давления на морских объектах, таких как суда.
• Железнодорожные манометры также находят применение для контроля давления в тормозных системах железнодорожных вагонов и локомотивов.

По способу подключения

В зависимости от метода подключения к системе, манометры могут быть следующих типов: аксиальные, радиальные с осевым патрубком и радиальные с радиальным патрубком.

Для чего нужен манометр: применение в разных сферах

Манометр — это устройство, используемое для измерения давления газов и жидкостей, находящее применение в различных областях промышленности и научных исследованиях. Основные сферы применения манометров выглядят следующим образом:

• Котлы отопления. Манометры служат для контроля давления в системах центрального отопления, где горячая вода циркулирует по трубам и радиаторам, что помогает поддерживать необходимый уровень давления.
• Газопроводы. Манометры активно используются в системах газоснабжения для контроля давления газа, что позволяет определить безопасность работы газовых сетей, также они применяются в процессе транспортировки газа на большие расстояния.
• Водопроводы. Манометры играют ключевую роль в контроле давления в системах водоснабжения, обеспечивая надлежащую работу этой системы и предотвращая повреждения труб из-за избыточного давления.
• Компрессоры. В компрессорах манометры используются для контроля давления воздуха, что критически важно для правильного функционирования этих устройств.
• Автоклавы. Здесь манометры необходимы для контроля давления, который поддерживается внутри автоклавов, применяемых для стерилизации инструментов и оборудования.
• Баллоны и пневматические винтовки. Манометры позволяют определить остаточное количество газа в баллоне или контролировать возможность использования пневматической винтовки.

Помимо этого, манометры находят применение и в научных исследованиях, особенно в областях физики и химии, где их используют для измерения давления в различных экспериментах, таких как изучение давления газов в реакционных камерах или давление жидкостей в лабораторных условиях.

В целом манометры — это устройства, предназначенные для измерения давления газов и жидкостей, что позволяет контролировать давление в системах и гарантировать безопасность функционирования оборудования. При выборе манометра следует учесть класс точности, диапазон измерения и условия эксплуатации. Правильный выбор и своевременная проверка манометра способствуют повышению эффективности работы оборудования и обеспечивают безопасность сотрудников.

Принцип работы манометра

Зачем нужен и как устроен манометр? Давайте разберемся в принципе работы данного прибора, который измеряет давления различных жидкостей и газов, а также узнаем правила установки и эксплуатации.

Давление в резервуаре или трубопроводе должно соответствовать установленным технологическим нормативам. Иначе это может привести к сбоям в эксплуатации системы, а в худшем случае — к аварийным ситуациям. Для контроля состояния рабочей среды используются манометры — компактные механические устройства, позволяющие точно измерять давление воздуха, различных газов и жидкостей.

Назначение манометров

Манометр представляет собой прибор с круглым корпусом размером от 40 до 250 мм. Корпус обычно выполнен из металла, под стеклом на лицевой панели располагается шкала, на которой стрелка показывает давление в различных рабочих средах. Шкала может быть измерена в различных единицах — МПа, Бар, кгс/см². Основное назначение манометров — измерять избыточное давление в различных технологических системах: в трубопроводах, газопроводах, баллонах и компрессорах, а также в других устройствах, где рабочая среда подвергается внешнему воздействию. Работа прибора основана на деформации чувствительного элемента, которая происходит при изменении давления. Показания этой деформации передаются на отсчетный элемент, который отображает их на градуированной панели манометра. В качестве чувствительного элемента чаще всего используется одновитковая пружина — трубка Бурдона.

Внутри манометра измерительная пружина, то есть трубка Бурдона, представляет собой полую латунную трубку, согнутую на ¾ окружности. (При давлениях выше 6 МПа используются приборы с 1,5 или 2,5 витковой пружиной.) Один конец этой трубки закрыт, а другой соединен со штуцером, через который внутрь поступает рабочая среда для измерения давления. Газ или жидкость, находящаяся в системе, попадает внутрь пружинной трубки, оказывая давление на ее стенки. Поскольку внутренняя площадь стенок окружности пружины меньше, чем внешняя, трубка стремится распрямиться. Чем больше давление в системе, тем сильнее происходит распрямление. Запаянный конец трубки соединяется с зубчатым элементом, который, в свою очередь, взаимодействует с шестерней, к которой прикреплена стрелка. Угол отклонения стрелки на шкале манометра отражает давление рабочей среды в системе.

Правила установки и эксплуатации манометров

• Установка манометра должна производиться при отсутствии давления в системе для обеспечения безопасности.
• Монтаж манометра предполагает использование гаечного ключа малой или средней группы для точной установки.
• Шкала прибора должна быть расположена вертикально для удобства считывания показаний.
• Рекомендуется размещать манометр в легкодоступном месте для того, чтобы его показатели можно было эффективно считывать и проводить ремонт или замену.
• Во время монтажа запрещается применять чрезмерное физическое воздействие на корпус прибора, чтобы не повредить его.
• При установке необходимо соблюдать зазоры между элементами конструкции для корректной работы оборудования.

Перед заказом манометра следует определить высоту его установки. Это критично, так как от высоты монтажа зависит необходимый размер устройства: при высоте 2-3 метра диаметр манометра должен быть не менее 160 мм, а при превышении 3 метров — 250 мм.

При эксплуатации манометра важно учитывать влияние внешней среды. Например, при использовании прибора в условиях низких температур нужно обеспечить его теплоизоляцию. Не допускайте физического воздействия на измерительное устройство. Запрещается использовать манометр с поврежденным корпусом или лицевой панелью — такой прибор нужно демонтировать и утилизировать.

Преимущества и недостатки

Жидкостные манометры обладают как явными достоинствами, так и недостатками. Их использование позволяет эффективно оптимизировать капитальные и эксплуатационные затраты на контрольно-измерительные процессы. В то же время важно помнить о наличии определенных рисков и уязвимостях, характерных для таких конструкций.

К числу главных преимуществ приборов с жидкостным наполнителем можно отнести:

• Высокую точность измерений. Эти устройства с низкой погрешностью идеально подходят для использования в качестве образцовых для калибровки различного контрольно-измерительного оборудования.
• Простоту в использовании. Инструкции по эксплуатации таких приборов обычно не содержат сложных или специфических действий и просты для понимания.
• Низкую стоимость. Цены на жидкостные манометры значительно ниже по сравнению с другими типами оборудования.
• Быстрый монтаж. Подключение к готовым трубопроводам выполняется с помощью подводящих устройств, что упрощает процессы монтажа и демонтажа без необходимости специального оборудования.

• Резкие изменения в давлении могут привести к утечке рабочей жидкости.
• Приборы не имеют возможности автоматической фиксации и передачи данных о результатах измерений.
• Увеличенная хрупкость — внутреннее устройство жидкостных манометров предопределяет их повышенную уязвимость.
• Часто измеряемый диапазон не такой широкий, как у других типов манометров.
• Корректность показаний может быть нарушена, если внутренние поверхности трубок будут загрязнены или не собраны качественно.

Инструкция для жидкостного манометра

Для гидростатических измерений в манометрах могут использоваться различные рабочие жидкости, такие как дистиллированная вода, ртуть, этиловый спирт, трубопроводная жидкость и множество других наполнителей. При этом важно помнить о возможных рисках. Например, вода может вызвать коррозию материалов, содержащих железо, ртуть опасна для здоровья человека, а некоторые другие жидкости могут быть психотропными веществами.

ул. Ярцевская, д. 29, корп.2

Уважаемый пользователь! Сообщаем вам, что персональные данные, которые вы можете оставить на сайте, обрабатываются для обеспечения его функционирования. Если вы с этим не согласны, пожалуйста, покиньте сайт. В противном случае это будет считаться согласием на обработку ваших персональных данных.
Политика конфиденциальности