Za što se koristi manometar i kako odabrati pravi

Razumijevanje temeljne uloge mjerača tlaka

U suvremenoj industrijskoj civilizaciji tlak je uz temperaturu i protok jedan od tri osnovna fizikalna parametra. The manometar , precizni instrument koji nevidljivu fizičku silu pretvara u vizualno očitanje, često se opisuje kao "oči" procesa.

Temeljna definicija a manometar je instrument koji koristi elastične elemente (kao što su Bourdonove cijevi, dijafragme ili mijehovi) za stvaranje elastične deformacije pod pritiskom. Ta se deformacija zatim prenosi na pokazivač internim mehanizmom za pomicanje, pokazujući vrijednost tlaka na brojčaniku. Njegovo postojanje nije samo za prikazivanje brojeva; ima tri temeljne misije:

• Sigurnosna barijera : U kotlovima, visokotlačnim posudama ili hidrauličkim sustavima, posljedice tlaka koji premašuju ograničenja opreme mogu biti katastrofalne. A manometar prati fluktuacije tlaka u stvarnom vremenu, pružajući rana upozorenja operaterima.
• Optimizacija učinkovitosti : U pneumatskim alatima ili sustavima pumpi za vodu, prekomjerni tlak znači izgubljenu energiju, dok nizak pritisak dovodi do smanjene učinkovitosti. Kroz a manometar , sustavi se mogu održavati unutar optimalnog raspona energetske učinkovitosti.
• Kontrola kvalitete : U kemijskim reakcijama ili obradi hrane, okoliši pod posebnim pritiskom su preduvjet za konzistenciju proizvoda. The manometar osigurava da je svaka serija proizvoda proizvedena u standardnim procesnim uvjetima.

Od ranih mehaničkih analognih zaslona do današnjih digitalnih zaslona integriranih sa senzorskom tehnologijom, evolucija manometar odražava porast industrijske preciznosti, ali njegov status sigurnosnog stražara sustava ostaje nepromijenjen.

Kako radi mjerač tlaka: znanost o mjerenju

Razumijevanje unutarnjeg mehanizma a manometar je temelj za izbor i korištenje. Ovisno o okruženju mjerenja, principi rada uglavnom su kategorizirani kako slijedi:

Mjerila s Bourdonovom cijevi

Ovo je najčešće korištena vrsta mehaničkog manometra. Njegova jezgra je spiralna ili smotana ravna metalna cijev u obliku slova C.

• Načelo : Kada tekućina uđe u cijev, pritisak uzrokuje širenje ravne cijevi prema kružnom presjeku, uzrokujući maleni pomak na kraju cijevi.
• Primjena : Prikladno za mjerenje tlaka tekućina ili plinova koji nisu korozivni za bakrene legure.

Membranski mjerači

Za medije s visokom viskoznošću, lakom kristalizacijom ili jakom korozivnošću, tradicionalne Bourdonove cijevi se lako začepe ili oštete. U tim slučajevima, dijafragma manometar mora se koristiti.

• Načelo : Pritisak djeluje na valovitu metalnu dijafragmu, a pomak koji proizvodi dijafragma pokreće kazaljku preko klipnjače.
• Prednost : Ima jake mogućnosti zaštite od pretjeranog tlaka i vrlo je osjetljiv na male pritiske zbog velike površine dijafragme.

Sustavi dijafragmske brtve

Za higijenu (kao što je u prehrambenoj industriji) ili zaštitu od korozije, brtva dijafragme ispunjena tekućinom za prijenos poput silikonskog ulja ugrađena je na dnu manometar za potpunu izolaciju internog instrumenta od procesnog medija.

Digitalni mjerač tlaka

Oni koriste piezorezistivne ili kapacitivne senzore za pretvaranje signala tlaka u električne signale.

• Značajke : Intuitivna očitanja, visoka preciznost, izvrsna otpornost na vibracije i obično opremljena pozadinskim osvjetljenjem, prebacivanjem jedinica i funkcijama snimanja vršnih vrijednosti.

Različite primjene: gdje ćete naići na mjerač tlaka

The manometar nalazi se u svakom kutku svijeta, od opreme za duboko ronjenje do zrakoplova u stratosferi.

• Energija i kemikalije : U rafinerijama deseci tisuća manometars nadzirati reaktore i cjevovode. Svaka mala anomalija u očitanju može ukazivati ​​na curenje ili začepljenje.
• HVAC (grijanje, ventilacija i klimatizacija) : Sustavi klimatizacije i kotlovi za centralno grijanje zahtijevaju a manometar za praćenje tlaka rashladnog sredstva i tlaka cirkulirajuće vode kako bi se osigurao komfor i neometan rad sustava.
• Automobili i zrakoplovstvo : Sustavi za nadzor tlaka u gumama (TPMS) su u biti minijaturizirani manometars . U kokpitu zrakoplova, očitavanje hidrauličkog tlaka i tlaka goriva ključno je za pilote da procijene sigurnost leta.
• Medicinska industrija : Regulatori tlaka na bocama kisika standardno su opremljeni s a manometar za označavanje preostalog plina, osiguravajući nesmetanu opskrbu kisikom za pacijente.

Odabir pravog manometra za vaše specifične potrebe

Odabir pogrešnog manometar može dovesti do netočnih očitanja ili čak do pucanja instrumenta. Moraju se uzeti u obzir sljedeći ključni parametri:

Usporedba parametara: mehanički u odnosu na digitalni mjerač tlaka

Dimenzije ključnog odabira

Odabir raspona : normalni radni tlak a manometar treba biti između 1/3 i 2/3 ukupne ljestvice. Dugotrajni rad pri punom opterećenju dovodi do brzog zamora elastičnog elementa.

Mokri materijali : Za uobičajenu vodu i zrak dovoljne su legure bakra; za kisele ili alkalne korozivne medije, a manometar mora se odabrati izrađen od nehrđajućeg čelika 316L.

Temperatura okoline : Previsoka temperatura okoline mijenja modul elastičnosti metala, uzrokujući pomak pokazivača. Ekstremna okruženja zahtijevaju sifone/kondenzacijske cijevi.

Veličina brojčanika : Za gledanje na daljinu odaberite brojčanike od 100 mm ili 150 mm; za promatranje izbliza prikladno je 40 mm ili 60 mm.

Instalacija i kalibracija: osiguravanje točnosti

Instaliranje a manometar je više od pukog zatezanja niti.

• Vertikalna instalacija : Osim ako nije drugačije dizajnirano, a manometar treba držati okomito kako bi se smanjio utjecaj gravitacije na unutarnju mehaničku strukturu.
• Instalirajte uređaje za međuspremnik : Na mjestima s jakim pulsiranjem tlaka, poput izlaza crpki, mora se postaviti prigušivač ili sifon za zaštitu manometar od trenutnih udara pritiska.
• Provjera brtvljenja : Koristite PTFE traku ili brtve kako biste osigurali čvrsto spajanje; svako malo curenje uzrokovat će stalni pad očitanja statičkog tlaka.

Nužnost kalibracije : Tijekom vremena, elastični element a manometar podvrgava se zaostaloj deformaciji. Preporuča se unakrsno kalibriranje industrijskih manometara najmanje jednom godišnje pomoću uređaja za ispitivanje vlastite težine ili visokopreciznog glavnog mjerača.

Rješavanje uobičajenih kvarova manometra

• Jake vibracije kazaljke : Obično uzrokovano pulsiranjem tlaka u procesnom vodu. Rješenje je zamijeniti ga s tekućinom (glicerin ili silikonsko ulje) manometar .
• Pokazivač se ne vraća na nulu : To može biti posljedica trajne deformacije Bourdonove cijevi od prekomjernog tlaka ili ozbiljnog trošenja unutarnjeg pokretača.
• Čitanje ostaje konstantno : Provjerite je li tlačni priključak blokiran nečistoćama u mediju, sprječavajući prijenos tlaka u unutrašnjost manometar .
• Zamagljeno kućište ili curenje ulja : Označava starenje brtvi brojčanika ili ekstremne razlike u temperaturi okoline koje utječu na promatranje.

Održavanje i dugovječnost

Dobro održavan manometar može imati vijek trajanja preko 10 godina.

• Dnevni pregled : Promatrajte brojčanik za pukotine i kućište za koroziju.
• Čišćenje : Održavajte prozirnu prednju ploču čistom kako biste spriječili da nakupljanje ulja zamuti očitanje.
• Zaštita okoliša : Tlakomjeri instalirani na otvorenom trebaju biti opremljeni zaštitnim kutijama za instrumente kako bi se spriječilo da erozija kiše i sunčeva svjetlost čine komponente lomljivim.

Osnovne komponente i znanost o materijalima mjerača tlaka

Razumijevanje unutarnje strukture a manometar pomaže u donošenju najtrajnijeg izbora za specifične uvjete. Visokokvalitetni mehanički manometar sastoji se od pet osnovnih komponenti:

• Elastični element : Srce manometar . Uobičajeni materijali uključuju fosfornu broncu (za obične medije), nehrđajući čelik 316L (za korozivne medije) i Monel (za visoko korozivna okruženja).
• Kretanje : Odgovoran za pojačavanje sićušnog pomaka elastičnog elementa i njegovo pretvaranje u kružno kretanje. Precizni pokreti koriste zupčanike od mesinga ili nehrđajućeg čelika otporne na habanje.
• slučaj : Štiti unutarnje komponente. Uobičajeni materijali su ABS plastika, obojeni čelik ili nehrđajući čelik 304.
• Utičnica/priključak : Dio gdje je manometar spaja na cjevovod. Specifikacije navoja (NPT, BSPP ili metrički) moraju odgovarati sustavu.
• Brojčanik i pokazivač : Obično izrađen od aluminija s premazom otpornim na UV zračenje kako bi se spriječilo blijeđenje.

Tablica usporedbe materijala: Odabir za različita okruženja

Klase točnosti i standardi čitanja

U industriji, točnost a manometar definiran je međunarodnim standardima (kao što je ASME B40.100 ili EN 837-1).

• Klasa točnosti : Obično se izražava kao "postotak pogreške pune skale." Na primjer, a manometar s rasponom od 100 psi i točnošću od 1,0% smatra se kvalificiranim ako je pogreška unutar plus ili minus 1 psi.
• Linearnost i histereza : Visoka kvaliteta manometars treba održavati dosljedna očitanja tijekom povećanja i pada tlaka, što je karakteristika poznata kao niska histereza.

Referenca za primjenu klase točnosti

Prilagođene konfiguracije za posebne uvjete

Standardno manometar modeli ne mogu zadovoljiti sva složena okruženja, pa su potrebne posebne konfiguracije za povećanje pouzdanosti.

Konfiguracija ispunjena tekućinom otporna na vibracije

Na izlazima klipnih kompresora ili crpnih stanica, jake vibracije mogu uzrokovati kazaljku standarda manometar istrošiti se ili otpasti.

• Punjeno glicerinom : Najčešći izbor za većinu neoksidirajućih okruženja, značajno produžujući mehanički život.
• Punjen silikonom : Prikladno za ekstremne temperature okoline (-40°C do 200°C) jer ne postaje previše viskozno na niskim temperaturama.

Higijenska konfiguracija

U farmaceutskoj i prehrambenoj industriji, manometar mora biti u skladu sa standardima EHEDG ili 3A.

• Dizajn dijafragme u ravnini : Sprječava nakupljanje bakterija ili ostataka u tlačnom priključku.
• Polirani nehrđajući čelik : Kućište i konektor moraju biti elektropolirani kako bi se osigurala neporozna površina.

Položaj ugradnje i pogreške statičke glave

Visina položaja ugradnje a manometar ponekad može proizvesti značajne pogreške, poznate kao "statička pogreška glave".

• Kompenzacija stupca tekućine : Ako a manometar instaliran 10 metara iznad točke slavine i cijev je puna vode, očitanje će biti oko 1 bar niže od stvarnog tlaka zbog gravitacije.
• Provjetravanje okoliša : Za punjene tekućinom manometars , malu rupu u brtvenom čepu na vrhu kućišta obično je potrebno izrezati nakon ugradnje kako bi se uravnotežio unutarnji tlak s atmosferskim tlakom, čime se sprječava pomak očitanja izazvan temperaturom.

Napredne tehnologije brtvljenja i zaštite

Kada se radi o ekstremnim medijima (kao što su jake kiseline, tekućine visoke viskoznosti ili para visoke temperature), izravno mjerenje često nije dovoljno.

Princip rada membranske brtve

U ovoj strukturi, manometar fizički je izoliran od medija fleksibilnom metalnom dijafragmom. Prostor između dijafragme i unutarnjeg elementa ispunjen je tekućinom za punjenje sustava (obično silikonskim uljem ili glicerinom).

• Medijska izolacija : Korozivni ili kristalizirajući mediji dodiruju samo dijafragmu i ne ulaze u nju manometar .
• Prijenos tlaka : Tlak medija sabija dijafragmu, prenoseći tlak 1:1 na glavu mjerača kroz tekućinu za punjenje.

Usporedba izbora tekućine za punjenje

Standardi navoja i spojeva za mjerače tlaka

Specifikacija instalacijskog sučelja je dio koji je najviše sklon greškama manometar izbor.

Usporedna tablica standarda povezivanja

Sigurnosni dizajn i značajke zaštite od eksplozije

U visokotlačnim ili opasnim kemijskim okruženjima, sigurnost manometar sama po sebi je najvažnija.

• Čvrsto prednje kućište : Ovaj dizajn ima čvrstu pregradu između brojčanika i elastičnog elementa. Ako Bourdonova cijev pukne, tlak se ispušta kroz stražnji dio kućišta dalje od operatera.
• Oznake otpornosti na eksploziju : Za digitalno manometars , potražite Ex certifikate.
  • 本安型 (Ex ia/ib) : Ograničava električnu energiju kako bi se osiguralo da neće zapaliti zapaljive plinove.
  • 隔爆型 (Pr. d) : Zahvaća iskre u čvrsto kućište tako da unutarnje eksplozije neće zapaliti vanjsko okruženje.

FAQ:

Zašto su neki manometri napunjeni tekućinom?

To je obično glicerin ili silikonsko ulje. Ova tekućina ispunjena manometar koristi viskoznost tekućine za prigušivanje, potiskujući vibracije pokazivača u okruženjima s visokim vibracijama, dok podmazuje unutarnje zupčanike kako bi produžio vijek trajanja.

Koja je razlika između "mjernog tlaka" i "apsolutnog tlaka"?

A manometar obično mjeri nadtlak, koji koristi lokalni atmosferski tlak kao nultu točku. Apsolutni tlak koristi savršeni vakuum kao nultu točku. Formula: apsolutni tlak = manometarski atmosferski tlak.

Kako mogu znati je li moj mjerač tlaka oštećen?

Najjednostavniji način je promatrati vraća li se kazaljka točno na nulu kada je sustav pod tlakom. Ako odstupa izvan raspona točnosti ili skače nedosljedno tijekom tlačenja, manometar treba popravak ili zamjena.

Koji su posebni zahtjevi za mjerače tlaka kisika?

Bez ulja! Kisik pod visokim tlakom burno reagira s uljem i može eksplodirati. Specifičan za kisik manometar imat će jasnu crvenu oznaku "Bez ulja" i podvrgava se strogom odmašćivanju tijekom sastavljanja.

Zašto se za mjerače tlaka pare mora koristiti sifon s pletenim repom?

To se naziva "sifon" ili "kondenzacijska cijev". Njegova je svrha omogućiti pari da se ohladi i kondenzira u vodu unutar petlje. Kondenzat djeluje kao barijera, sprječavajući izravan ulazak pare visoke temperature manometar i oštećivanje unutarnjih elemenata.

Moj manometar ima oznaku "WOG", što to znači?

"WOG" je kratica za vodu, naftu, plin. To znači manometar može se sigurno koristiti za mjerenje tlaka vode, ulja ili nekorozivnih plinova.

Zašto se preporučuje odabir raspona dvostrukog radnog tlaka?

To se zove "sigurnosna granica". Ako je vaš radni tlak 50 psi, odaberite 100 psi manometar osigurava da kazaljka ostane blizu položaja na 12 sati (najlakše za čitanje) i sprječava oštećenje manometar od manjih skokova tlaka.

Mogu li se digitalni manometri koristiti u opasnim područjima?

Ne svi. U područjima sa zapaljivim plinovima morate odabrati digitalni manometar s ocjenom Intrinsically Safe (IS). Mehanički mjerači imaju prirodnu prednost jer ne sadrže strujne krugove.

Zašto se kazaljka na manometru ponekad zaglavi?

To je obično zbog tri razloga: 1. Istrošeni ili prašnjavi unutarnji zupčanici; 2. Kristalizacija medija blokira priključak; 3. Jaki impulsi pritiska koji uzrokuju pomicanje zupčanika. Za takav manometar , popravak se ne preporučuje; treba ga zamijeniti.

Hoće li manometar očitati visoko ili nisko u medijima visoke temperature?

Obično visoka. Metalni elastični elementi postaju "mekši" jer im se modul elastičnosti smanjuje pri visokim temperaturama. U istom pritisku, oni proizvode veći pomak, uzrokujući manometar za prikaz očitanja većeg od stvarnog tlaka.

Što je "puna točnost" naspram "preciznosti čitanja"?

Ovo je uobičajena zabluda. Većina manometars ocijenjeni su za punu točnost skale. Ako koristite mjerač od 100 bara s 1% točnosti za mjerenje 10 bara, pogreška je i dalje plus ili minus 1 bar. To znači da je pri 10 bara vaša relativna pogreška 10%. Uvijek odaberite a manometar raspon tako da je vaša radna točka u sredini ljestvice.