ВВЕДЕНИЕ
Измерение давления необходимо для управления технологическими процессами и обеспечения безопасности производства. Кроме того, этот параметр используется при косвенных измерениях других технологических параметров: уровня, расхода, температуры, плотности и т. д. В системе СИ за единицу давления принят паскаль (Па).
В большинстве случаев первичные преобразователи давления имеют неэлектрический выходной сигнал в виде силы или перемещения и объединены в один блок с измерительным прибором. Если результаты измерений необходимо передавать на расстояние, то применяют промежуточное преобразование этого неэлектрического сигнала в унифицированный электрический или пневматический. При этом первичный и промежуточный преобразователи объединяют в один измерительный преобразователь.
Цель работы - аналитический обзор приборов для измерения давления и их классификация.
МАНОМЕТРЫ: КЛАССИФИКАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ
Классификация манометров
Давление (р) - физическая скалярная величина, измеряемая отношением силы, действующей перпендикулярно площади поверхности, к площади этой поверхности
Абсолютное давление - это давление, измеренное относительно абсолютного нуля давлений или, иначе говоря, абсолютного вакуума.
Относительное давление (в компрессорной технике - избыточное) - это давление, измеренное относительно земной атмосферы.
Приборы для измерения полных давлений называют манометрами, если речь идет о малых давлениях, употребляется также термин вакуумметры, они предназначены для измерения:
1) абсолютного давления;
2) избыточного (относительного) давления;
3) разности давлений;
4) вакуумметрического давления.
В зависимости от назначения приборы для измерения давления делятся на следующие основные группы:
1) Манометры - для измерения избыточного давления.
2) Манометр абсолютного давления - для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля.
3) Мановакуумметры - для измерения вакуумметрического и избыточного давлений.
4) Вакуумметры - для измерения вакуумметрического давления (вакуума).
5) Барометры - для измерения атмосферного давления.
6) Баровакуумметры - для измерения абсолютного давления.
7) Дифференциальные манометры - для измерения разности давлений.
Выделяют следующие виды манометров:
а) Общетехнические, общепромышленные, рабочие манометры
Самая обширная и востребованная категория манометров. Манометры общетехнические измеряют избыточное и вакуумметрическое давление неагрессивных и некристаллизующихся жидкостей, газов и пара. Эти приборы устойчивы к воздействию вибраций, возникающих при работе промышленного оборудования. Классы точности 1; 1,5; 2,5. К общетехническим относятся манометры котловые для работы в системах теплоснабжения. В группу общетехнических манометров входят также манометры цифровые, отображающие результаты измерений на цифровом табло, имеющие цифровые и токовые выходы. Применяются в производственных процессах, теплоэнергетике, при транспортировании жидкостей и газов, в механизированных установках.
б) Образцовые манометры
Манометры образцовые используются для поверки измерительных приборов и измерения избыточного давления жидкостей и газов с повышенной точностью. Они имеют высокий класс точности: грузопоршневые манометры -- 0,05; 0,2; пружинные манометры -- 0,16; 0,25; 0,4. Высокая точность измерения давления достигается за счёт конструктивных особенностей и поверхности зубчатого зацепления в передаточном механизме с особо чистой обработкой.
в) Электроконтактные манометры
Манометры электроконтактные используются для контроля и сигнализирования о пороговых значениях давлений. Манометры данного вида измеряют избыточное и вакуумметрическое давление неагрессивных и некристаллизующихся жидкостей, газов и пара и дискретно управляют внешними электрическими цепями при превышении порогового значения. Коммутирование управляющего механизма выполняется стандартной контактной группой либо оптопарой. Промышленностью выпускаются манометры электроконтактные взрывозащищённые.
г) Специальные манометры
Специальные манометры предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления газов (аммиака, кислорода, ацетилена, водорода). Применяются в различных отраслях промышленности и техники. Специальный манометр измеряет давление только одного вида газа. Для различения манометров на их шкале указывается название газа, корпус окрашивается в определённый цвет, в обозначении манометров используется соответствующая литера. Например, манометры аммиачные имеют корпус жёлтого цвета, коррозионостойкое исполнение, в обозначении есть буква А. Классы точности такие же, как у манометров общетехнических.
д) Самопишущие манометры
Манометры самопишущие измеряют и непрерывно записывают на диаграммной бумаге измеряемое давление (от одного до трёх значений одновременно). Предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных сред. Используются в промышленности, энергетике.
е) Судовые манометры
Манометры судовые измеряют избыточное и вакуумметрическое давление жидкостей (дизельное топливо, масло, вода), водяного пара и газов. Имеют повышенную влагопылезащиту, виброустойчивость, устойчивы к климатическим воздействиям. Используются на речном и морском транспорте.
ж) Железнодорожные манометры
Манометры железнодорожные измеряют избыточное и вакуумметрическое давление сред (вода, топливо, масло, воздух, хладоны) в системах и установках подвижного состава рельсового электротранспорта.
з) Дифференциальный манометр (дифманометр)
прибор для измерения перепада давлений. Применяется для измерения уровня жидкостей в резервуарах под давлением или расхода жидкости, газа и пара с помощью диафрагм методом измерения перепада давления на сужающем устройстве. Называется также датчиком разности давлений.
По устройству различаются:
жидкостные дифманометры (трубные, поплавковые, кольцевые и колокольные), в которых измерение осуществляется по высоте столба жидкости
механические дифманометры (мембраные и сильфонные), в которых измерение осуществляется по упругой деформации чувствительного элемента -- сильфона или мембраны.
цифровые дифференциальные манометры, позволяющие измерить не только разность давлений газа в вентиляциях, газоходах, но и скорость воздушного потока, температуру и влажность (измерения с помощью пневмометрических трубок). Такие дифманометры используются при мониторинге окружающей среды, при проведении аэродинамических исследований, при экологическом анализе выбросов различных производств и при постоянном контроле вентиляции производственных помещений.
Применение манометров в нефтяной и газовой промышленности
Сфера применения таких приборов, как манометры, обширна. Практически вся жизнедеятельность человека связана с ними тесным образом. Манометры помогают с точностью определить уровень давления в различных приборах и человеческом теле.
Огромное значение манометры имеют и в производственной сфере. Промышленные манометры позволяют в первую очередь избегать возникновения аварийных ситуаций на производстве. Давление в трубопроводах должно соответствовать техническим требованиям. Степень устойчивости трубы к барическим нагрузкам определяется производителем на основе данных о сопротивлении материалов. Поэтому при использовании трубы определенного диаметра не следует допускать повышения уровня давления в ней выше указанного в технической документации. Это может привести к разрыву трубы. Избежать подобной ситуации помогут манометры, которые измеряют и фиксируют данные об уровне давления в трубопроводе.
Промышленные манометры должны отвечать определенным требованиям эксплуатационных характеристик. В первую очередь манометры должны быть точными. Даже небольшая погрешность в их показаниях может привести к серьезной аварии. Вторым моментом является их устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды. Промышленные манометры должны иметь защиту от повышенного давления, коррозии, влияния низких и высоких температур. Качественные промышленные термометры на российском рынке представляет завод "Росма".
Виды манометров для нефтяной промышленности:
1. с трубкой Бурдона;
2. пружинные;
3. электронные;
4. вакуумметры;
5. термоманометры;
6. механические пружинные.
2 ОБЗОР ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫХ МАНОМЕТРОВ «Testo 312 - 4» и «ДСП-80 РАСКО»
2.1 Аналитический обзор расходомеров
Манометр дифференциальный ДСП-80 РАСКО, предназначены для измерения перепада давления различных газов, неагрессивных по отношению к примененным конструкционным материалам, в т.ч. на счетчиках газа, газовых фильтрах, струевыпрямителях и других устройствах с целью контроля их технического состояния и степени загрязнения.
Конструктивной основой дифманометра является герметичный корпус с размещенным внутри чувствительным элементом (мембранной коробкой), связанным подвижно с передаточно-множительным механизмом, который размещен на кронштейне и соединен со стрелкой. В конструкции дифференциального манометра предусмотрен корректор для установки стрелки на нулевую отметку шкалы. Дифманометр показывающий обеспечивает визуальное снятие показаний отсчетного устройства (стрелки), шкала циферблата равномерная, с белым фоном.
Приборы выпускаются с пневматическими преобразователями и сигнализирующим устройством и используются в системах газоснабжения коммунальных и промышленных объектов, подключаются к точкам отбора давлений на входе и выходе контролируемого газового оборудования в соответствии с Правилами ПР50.2.019-2006.
Общий вид манометра представлен на рисунке 1.
Рисунок 1 - Общий вид дифференциального манометра ДСП-80 РАСКО
Дифференциальный манометр «Testo 312 - 4» предназначен для проведения всех необходимых измерений на котельном оборудовании, газовых и гидравлических трубопроводах. Безопасен, благодаря использованию высокогерметичных шлангов C-Flex. Процедура измерения соответствует всем требованиям проведения предварительного тестирования, планового тестирования и измерения объемов утечки на газопроводах. Регистрация измеренных значений в течение определенного периода (например, 24 часа) и перенос данных на ПК для анализа и графического представления данных с помощью ПО.
Общий вид расходомера представлен на рисунке 2.
Рисунок 2 Общий вид дифференциального манометра «Testo 312 - 4»
2.2 Сравнительная характеристика манометров «Testo 312 - 4» и «ДСП-80 РАСКО»
Для сравнения рассматриваемых дифференциальных манометров будем использовать основные технические характеристики, представленные в таблице 1.
Таблица 1 Основные технические характеристики дифференциальных мано
метров «Testo 312 - 4» и «ДСП-80 РАСКО»
Характеристика «Testo 312 - 4» «ДСП-80 РАСКО»
Страна-производитель Германия Россия
Принцип действия Переменный перепад давления Ультразвуковой
Габариты, мм 219 x 68 x 50 180 x170
Масса, кг От 1.1 до 2.8 До 0.6
Диапазон измерений, кПа От 0 до 20 От 0 до 40
Продолжение таблицы 1
1 2 3
Температура измеряемой среды, ℃ От минус 10 до плюс 90 От минус 70 до плюс 145
Температура окружающей среды, ℃ От минус 50 до плюс 50 От минус 40 до плюс 60
Средний срок службы, лет не менее 5 не менее 10
Оценка эффективности использования
В настоящее время большое распространение получили приборы «ДСП-80 РАСКО», так как они превосходят большинство зарубежных аналогов по требуемым техническим параметрам и надежности, что позволяет применят их в самых трудных климатических условиях: в районах с большими среднегодовыми перепадами температур, повышенной влажностью и т.д. Манометры зарубежных компаний в связи с программой импортозамещения в России теряют свою актуальность по причине своей дороговизны и труднодоступности, а также в связи с тем, что отечественные приборы начинают постепенно превосходить их по параметрам и срокам эксплуатации.
