Діфманометр
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Діфманометр

Діфманометр, диференціальний манометр, прилад для виміру різниці (перепаду) тиску; застосовується також для вимірів рівня рідин і витрати рідини, пари або газу по методу перепаду тиску. За принципом дії розрізняють Д.: рідинні, в яких вимірюваний тиск або розрідження врівноважується стовпом рідини, і механічні, в яких тиск врівноважується силами пружності різних чутливих елементів — мембрани пружини, сільфону. Пружна деформація чутливого елементу — величина, пропорційна вимірюваному тиску.

  Рідинні Д. розділяються на трубних, поплавцевих, кільця і дзвонові. Трубні Д. бувають двотрубні (U-образні) і однотрубні (з судиною і вертикальною трубкою і з судиною і похилою трубкою, що служить для збільшення точності відліку при вимірі малих величин). Дія двотрубного Д. ( мал. 1 ) засновано на використанні сполучених посудин, заповнених рідиною, стовп якої одночасно є гідравлічним затвором і створює гідростатичний тиск, протидіючий вимірюваному. Один кінець u-образної трубки, заповненою рідиною, сполучають із замкнутим простором, в якому треба виміряти надлишковий тиск, а другою залишається відкритим (під барометричним тиском). Різниця рівнів рідини в трубках показує надлишкове тиск р хат = р абс р бар = р ; р = hrg , де h — різниця рівнів рідини, r — щільність заповнюючої рідини, g — прискорення вільного падіння. Рівняння для однотрубного Д. з судиною і вертикальною трубкою ( мал. 2 ) аналогічно рівнянню для двотрубного переміщення Д. Велічина рідини в трубці однотрубного Д. прямо пропорційна вимірюваному перепаду тиску і залежить від співвідношення квадратів діаметрів або площ перетину трубки і судини: f/f = d 2 /d 2 . Щоб спростити виміри, зазвичай приймають співвідношення, при якому h 2 відрізнятиметься від h 1 не більше ніж на 1%; тому велічиной h 1 нехтують і відлік виробляють лише по рівню рідини в трубці. Для виключення погрішності шкала виготовляється з діленнями, рівними не 1 мм , а менше (0,9 мм ). Діапазон вимірів u-образніх Д. до 93 кн/м 2 (700 мм рт. ст. ) при тиску середовища до 15 Мн/м 2 (150 кгс/см 2 ). Точність відліку в двох трубках ± 1 мм .

  Поплавцевий Д. за принципом дії аналогічний однотрубному Д. з судиною і вертикальною трубкою лише для виміру служить поплавець, передавальний зміну рівня рідині в судині на стрілку приладу. Діапазон виміру перепадів тиску від 0 до 133 кн/м 2 (від 0 до 1000 мм рт. ст. ), при тиску середовища до 16 Мн/м 2 (160 кгс/см 2 ). Основна приведена погрішність ± 1,5—2%.

  Кільцевий Д., або «кільцеві ваги», має чутливий елемент у вигляді порожнистого кільця з перегородкою ( мал. 3 ). У нижній частині кільця, заповненого рідиною (вода, масло, ртуть), укріплений компенсаційний вантаж.(грузинський) При p 1 = p 2 рівень рідини в обох частинах кільця однаковий, а центр тяжіння вантажу знаходиться на вертикальній осі, що проходить через центр кільця. При p 1 > p 2 рідина в лівій частині опуститься, а в правій підніметься. Зусилля створюване дією різниці тиску на перегородку, викликає момент, прагнучий обернути кільце за годинниковою стрілкою. Діапазон виміру перепадів тиску: для низького тиску (з водяним заповненням) до 1,6 кн/м 2 (160 кгс/м 2 ) при тиску середовища до 150 кн/м 2 (15000 кгс/м 2 ); для середнього (з ртутним заповненням) — до 33 кн/м 2 (250 мм рт. ст. ) при тиску середовища 3,2 Мн/м 2 (32 кгс/см 2 ). Основна приведена погрішність ± 0,5—1,5%.

  Дзвоновий Д. ( мал. 4 ) є дзвоном, що занурений в рідину і переміщається під впливом різниці тиску усередині (більше) і зовні (менше) дзвону. Протидіюча вимірюваному тиску сила створюється таким, що обважнює дзвону (гідростатичне урівноваження) або деформацією пружини, на якій підвішується дзвін (механічне урівноваження). Діапазон виміру перепаду тиску від 40 н/м 2 до 4 кн/м 2 (від 4 до 400 кгс/м 2 ) при тиску середовища від 10 кн/м 2 до 0,3 Мн/м 2 (від 1000 кгс/м 2 до 3 кгс/см 2 ).

  Механічні Д. розділяються на мембранних з плоскою пружною металевою мембраною ( мал. 5 ) і з неметалічною мембраною і сільфони. У мембранних Д. пружна металева мембрана прогинається під впливом вимірюваного тиску, по величині прогину визначають тиск. У деяких конструкціях Д. мембрана служить лише для розділення камер. Протидіючу силу при деформації створює тарована циліндрова спіральна пружина, яка розвантажує мембрану. Деякі мембранні Д. мають захист від однобічного перевантаження і можуть застосовуватися для виміру не лише перепадів, але і надлишкового тиску. Діапазон виміру тиску від 0 до 6,3 кн/м 2 (0—630 кгс/м 2 ) і від 0,16 до 0,63 Мн/м 2 (1,6—6,3 кгс/см 2 ); діапазон перепаду тиску до 133 кн/м 2 (1000 мм рт. ст. ) при максимальному тиску середовища до 60 Мн/м 2 (600 кгс/см 2 ). Основна приведена погрішність ± 1,5%. Д. з неметалічними мембранами (з гуми і т.п. матеріалів) мають лише циліндрову спіральну пружину, не сприймають моментів, що вигинають, і стискуючих зусиль і працюють лише на розтягування. Для збільшення переміщення вони виготовляються гофрованими і мають жорсткий центр, утворений двома металевими дисками. Діапазон вимірів перепаду тиску до 133 кн/м 2 (1000 мм рт. ст. ) при тиску середовища до 6,4 Мн/м 2 (64 кгс/см 2 ). Основна приведена погрішність ± 1—2%.

  Сільфони Д. мають чутливий елемент — гофровану металеву коробку (сільфон) з тарованою циліндровою спіральною пружиною. Сільфон розділяє порожнина Д. на дві камери. Більший тиск підводиться в порожнина над сільфоном, а менше — всередину. Під дією різниці тиску сільфон прогинається на величину, пропорційну вимірюваному тиску. Діапазон вимірів до 25 кн/м 2 (2500 кгс/м 2 ) при тиску середовища до 32 Мн/м 2 (320 кгс/см 2 ). Основна приведена погрішність ± 0,5—1%.

  Поплавцеві, кільця, дзвонові і механічні Д. виготовляються що показують, самописними і бесшкальнимі (з електричною або пневматичною дистанційною передачею свідчень), з електричним контактним пристроєм. Д. для виміру витрати по методу змінного перепаду випускаються з інтегруючими пристроями, що підсумовують. Подальший розвиток конструювання Д. йде по шляху удосконалення механічного Д.

  Літ.: Кремлівський П. П., Витратоміри, 2 видавництва, М. — Л., 1963; Автоматизація прилади контролю і регулювання виробничих процесів в нафтовій і нафтохімічній промисловості. Довідник, кн. 2, М., 1964.

  Р. Р. Мірзабеков.

Мал. 4. Схема дзвонового діфманометра.

Мал. 1. Двотрубний u-образній діфманометр.

Мал. 5. Діфманометр з пружною мембраною і електричною передачею свідчень.

Мал. 2. Діфманометр з судиною і вертикальною трубкою.

Мал. 3. Схема кільцевого діфманометра.