Co to jest manometr?

Z dosłownie milionami i milionami manometrów sprzedawanych każdego roku, manometr może być postrzegany jako jeden z najczęściej używanych instrumentów i znanych instrumentów na pokładzie statków, platform wiertniczych, zakładów przemysłowych i innych rozwijających się miejsc. Ale jest też druga strona na manometrach. Jak łatwe, jak może się wydawać ich wybór, jest wręcz przeciwnie. Dlatego wyjaśniamy, czym dokładnie jest manometr, jak działa manometr, dostępne rodzaje manometrów i dlaczego niektóre manometry są wypełnione cieczą lub nie.

Pomiar ciśnienia jest, obok pomiaru temperatury, najważniejszą i najczęściej monitorowaną wartością. Istnieją różne opcje pomiaru ciśnienia, takie jak przetworniki ciśnienia i przełączniki ciśnienia, ale analogowo, jest tylko jeden go-to manometr. Ale żeby zrozumieć manometr, trzeba najpierw zrozumieć rodzaj ciśnienia, które się mierzy lub chce się mierzyć.

Istnieją trzy rodzaje ciśnienia, które powinieneś znać przed wyborem właściwego manometru:

• Ciśnienie na manometrze
• Ciśnienie bezwzględne
• Różnica ciśnień

Ciśnienie na manometrze

Manometry mierzą różnicę pomiędzy ciśnieniem atmosferycznym a ciśnieniem manometrycznym, zwanym również ciśnieniem otoczenia. Ciśnienie atmosferyczne zmienia się w zależności od lokalnej pogody i wysokości nad poziomem morza. Na poziomie morza średnie ciśnienie wynosi 1013,25 mbar. Ponieważ praktycznie wszystkie punkty w zakładzie produkcyjnym są narażone na takie samo ciśnienie powietrza, pomiar ciśnienia manometrycznego jest zazwyczaj wystarczający w zastosowaniach przemysłowych.

Ciśnienie bezwzględne

Ciśnienie bezwzględne dotyczy zawsze ciśnienia zerowego, które uzyskuje się przy całkowitej próżni. Dlatego manometry do tego typu ciśnienia powinny być wybierane zawsze wtedy, gdy najmniejsza zmiana ciśnienia atmosferycznego mogłaby wpłynąć na proces. Typowe zastosowania pomiaru ciśnienia absolutnego to określanie ciśnienia pary dla cieczy, monitorowanie ciśnienia kondensacji oraz destylacja. Kolejnymi przykładami zastosowań są pompy próżniowe i urządzenia dla przemysłu spożywczego.

Różnica ciśnień

W przypadku ciśnienia różnicowego mówimy o rodzaju ciśnienia, które - jak sama nazwa wskazuje - określa różnicę między dwoma ciśnieniami. Manometry różnicowe posiadają zatem dwa przyłącza procesowe. Są one stosowane na przykład w monitorowaniu systemów filtrów i pomp. Za pomocą tego typu ciśnienia można również określić poziom napełnienia w zamkniętym zbiorniku - wynika to z różnicy pomiędzy ciśnieniem całkowitym (kolumna cieczy + faza gazowa) a ciśnieniem fazy gazowej.

Jak działa ciśnieniomierz?

Teraz znamy różne rodzaje występującego ciśnienia. Jak działa ciśnieniomierz? Mimo, że manometr wygląda jak stoper, mierzenie czasu nie jest tym, co robi. Manometr jest niezbędny, ponieważ pokazuje ciśnienie cieczy lub gazu w procesie lub maszynie na skali analogowej. Istnieją (ponownie) trzy rodzaje manometrów, które najprawdopodobniej odpowiadają Twoim potrzebom;

• Manometry z rurką Bourdona
• Manometry membranowe
• Manometry kapsułkowe

Rodzaje manometrów

Manometr z rurką Bourdona

Na początek najczęściej używany mechaniczny przyrząd do pomiaru ciśnienia, manometr z rurką bourdona. Rurka Bourdona oparta jest na koncepcji z połowy XIX wieku, w której elastyczna sprężyna i rurka w kształcie litery C zgina się pod wpływem ciśnienia. Kiedy mechanika rurki Bourdona jest pod ciśnieniem, jej przekrój zmienia się w kierunku kształtu koła. Naprężenia obwodowe, które powstają w tym procesie, zwiększają promień rurki w kształcie litery C.

W rezultacie koniec rurki przesuwa się o około dwa lub trzy milimetry. To odchylenie jest miarą ciśnienia. Jest ono przenoszone na ruch, który zamienia odchylenie liniowe w ruch obrotowy i poprzez wskazówkę uwidacznia to na skali. Manometr z rurką bourdona w kształcie litery c jest zdolny do pomiaru ciśnienia w zakresie do 60 barów. Powyżej 60 barów stosowane są spiralne lub spiralne rurki Bourdona, aby osiągnąć maksymalne ciśnienie do 7000 barów.

źródło: WIKA, Manometr z rurką Bourdona - zasada działania

Manometr z uszczelnieniem membranowym

Następnie są manometry z uszczelnieniem membranowym. Manometr membranowy jest uważany za specjalistę w przemyśle procesowym. Wchodzą do gry, gdy manometry z rurką Bourdona osiągają granice swoich możliwości. Jedną z zalet manometrów membranowych jest pomiar niskich ciśnień. Ten typ manometru może mierzyć ciśnienie tak niskie jak 16 mbar do 25 barów.

Manometr do kapsuł

Wreszcie, są manometry kapsułowe. Ten typ manometru służy do pomiaru niskiego ciśnienia.

Powyższe ciśnieniomierze funkcjonują w różny sposób. Oprócz funkcjonalności, różnicują się wielkością. 40, 63, 80, 100 i 160 mm to najczęściej spotykane średnice. Manometry różnią się również zakresem skali. Waha się on od 0 ... 0,5 mbar do 0 ... 6.000 bar. W zależności od potrzeb dobiera się materiały. Na przykład dostępne są elementy ciśnieniowe wykonane z mosiądzu, stali nierdzewnej lub materiałów specjalnych. Również przyłącze jest całkowicie dopasowane do sytuacji.

Dlaczego w niektórych miernikach jest płyn lub wypełnienie?

Niektóre ciśnieniomierze zawierają ciecz w skali. Ciecz ta nosi nazwę gliceryny. W manometrach tych stosuje się również inne płyny, takie jak silikon, ale gliceryna jest najczęściej stosowanym wypełnieniem manometrów. Wypełnienie silikonowe stosuje się tylko wtedy, gdy manometr jest narażony na działanie temperatur poniżej -20°C lub powyżej 60°C. Ciecz wypełniająca służy do tłumienia ruchomych części w obudowie manometru.

Manometry mogą znosić wiele drgań, które mogą powodować uszkodzenia. Gdy jest wypełniony cieczą, szansa na uszkodzenie zmniejszy się. Nie oznacza to, że kalibracja manometru nie jest wymagana, gdy manometr jest wypełniony gliceryną lub silikonem. Bardzo ważne jest, aby kalibrować manometr co najmniej raz w roku. Również wilgotność może być problemem dla suchych manometrów. W połączeniu z niskimi temperaturami może to skutkować nawet oblodzeniem. Innym skutkiem tej wilgoci może być kondensacja, która utrudnia odczytanie tarczy.