Манометры представляют собой компактные механические устройства, измеряющие показатели давления. Разные модификации таких приборов позволяют им работать с жидкостями или газами, в том числе с паром и воздухом.
Измерение давления такими приборами необходимо в разных сферах, в том числе в водо- и газопроводах, отопительных котлах и компрессорах, автоклавах, баллонах со сжатым газом (в том числе и в пневматических винтовках). Большинство таких устройств универсально: они могут предназначаться для замеров разных показаний: избытка или разницы давлений, атмосферного давления, а также могут применяться в качестве вакуумметров.
Что это за устройство?
Манометр – это прибор для измерения избыточного, то есть искусственно созданного, давления воды, пара или иной рабочей среды.
Говоря простыми словами, он показывает, насколько водяное давление в трубе больше атмосферного.
В быту, сфере ЖКХ и на промышленных предприятиях наиболее распространены приборы с пружиной в виде трубки овального сечения (носит имя Бурдона – человека, запатентовавшего ее). Они просты по конструкции и недорого стоят.
Внешне водяной манометр – округлый предмет в металлическом или пластиковом корпусе. Циферблат со шкалой закрыт оргстеклом из метакрилата или поликарбоната.
Зачем устанавливается?
Измерительные приборы устанавливают, чтобы следить за состоянием системы. Давление в трубопроводах не должно превышать некоторого порогового значения. В то же время оно должно быть достаточным для работы различных устройств.
Для работы душевой с гидромассажем нужно давление 3-4 бар, стиральной машинки – порядка 0,5 бар, а фильтра обратного осмоса – 2-6 бар.
Места установки:
- насосные станции;
- котельные;
- железнодорожный транспорт, автомобили, воздушные и водные суда;
- напорные трубопроводы;
- водонагревательные приборы;
- системы фильтрации.
Манометры покупают для личного пользования, чтобы, например, периодически контролировать давление воды, поступающей в смеситель.
На постоянной основе их устанавливают на насосных станциях рядом с гидроаккумуляторами и реле давления, чтобы автоматически включать и выключать насос. Часто манометры входят в состав блоков автоматики.
Как проверить давление воды без манометра?
Узнать показатели давления воды в трубопроводе можно без помощи манометра. Все, что для этого требуется – это использовать самодельное приспособление из прозрачного 2-метрового шланга, которое очень просто изготовить своими руками.
В основном, шланг применяется с целью получения замеров давления воды на выходе из крана. Чтобы узнать нужные показатели, один конец шланга вставляется в кран, а второй закупоривается пробкой. После этого в шланг нужно впустить немного воды.
Прежде, чем начать «эксперимент», потребуется выполнить 2 условия:
- Установить шланг в вертикальное положение;
- Переместить нижний конец шланга так, как указано в схеме.
Далее определить приблизительное давление воды можно по указанной формуле: P=Pатм*H0/H1, где:
- P – давление в системе, измеряемое в атмосферах;
- Pатм – давление, которое присутствует внутри шланга до момента открытия крана;
- H0 – высота воздушного столба внутри шланга до момента открытия крана;
- H1 – высота воздушного столба после заполнения шланга водой.
Нужно отметить, что собранное приспособление по принципу действия полностью повторяет обыкновенный жидкостный манометр.
Принцип действия
В деформационном (пружинном) манометре вода попадает в изогнутую трубку, сделанную из медного сплава. Давление воды приводит к деформации трубки, соединенной с механизмом, который заставляет поворачиваться стрелку.
Манометры с одновитковой пружиной рассчитаны на давление до 100 атм. Для измерения более высокого давления применяют пружины с несколькими витками, закрученными в спираль или винт.
Есть устройства, в которых вместо трубки установлена тонкая двухпластинчатая мембрана. Они подходят для вязких или загрязненных растворов, выдерживают сильные вибрации, но чувствительны к колебаниям температуры.
Какие виды существуют?
Список основных видов манометров для воды:
- Самые распространенные – общетехнические пружинные манометры для воды, с диапазоном измерения от 0 до 10 или от 0 до 6 атмосфер. Диаметр корпуса может быть от 40 до 160 мм, чаще всего – 100.
- Котловые – с диаметром корпуса 250 мм. Они нужны, чтобы на расстоянии снимать показания прибора.
- Виброустойчивые манометры – заполнены внутри вязкой жидкостью, в частности раствором глицерина или силиконовым маслом. Измеряют давление в условиях сильных вибраций. Применяются на насосных станциях, автомобилях, компрессорах, поездах.
- Коррозионностойкие манометры – для работы с химически агрессивными средами.
- Высокоточные нужны для поверки и опрессовки.
- Цифровые электронные – механическая сила преобразуется в электрический сигнал. Показания снимают с табло, можно программировать, некоторые приборы можно подключать к компьютеру.
- Электроконтактные (сигнализирующие) – приборы, в которых устанавливается верхний и нижний пределы давления. В случае их преодоления электронный прибор срабатывает и передает сигнал на управляющее устройство.
- Термоманометры – это приборы, измеряющие давление и температуру в системе отопления или водоснабжения. На лицевой стороне две шкалы, по которым снимают показания.
Жидкостный манометр
Этот тип манометров появился первым еще в XVII веке. Он ведет свое начало от опытов Торричелли — одного из учеников Галилео Галилея.
Итальянский ученый погружал в емкость запаянную с одного конца и наполненную ртутью трубку. Некоторое количество ртути выливалось из трубки, и в ее верхней части получался вакуум. На ртуть в емкости действовало атмосферное давление, а на ртуть в трубке — нет. Соответственно, при повышении атмосферного давления ртутный столбик в трубке поднимался, а при понижении — опускался.
Принцип работы жидкостного манометра в целом похож на принцип работы системы из опыта Торричелли. Этот прибор представляет собой систему сообщающихся сосудов — две трубки, соединенные в U-образную конструкцию. Система наполовину заполнена жидкостью (обычно ртутью), и если на нее действует только атмосферное давление — уровень жидкости в обеих трубках будет одинаков.
Если одну из трубок подключить к накачивающему устройству или к закрытой емкости, на жидкость в ней будет действовать измеряемое давление (Р1). В то время как на жидкость во второй трубке действует только атмосферное давление (Р2). При изменении Р1 уровень жидкости во второй трубке тоже будет меняться.
Измерив разность высоты столба Δh = h1 − h2, можно узнать, насколько изменилось давление ΔP = P1 − P2.
Результат измерений, полученный в сантиметрах ртутного столба, переводят в паскали из расчета:
Чем отличается от датчика?
Манометр – это прибор, который дает возможность определять в любой момент времени давление. Он может снабжаться датчиком, термометром и другими дополнительными элементами.
Датчик – часть системы оповещения. Он срабатывает только при каком-то определенном значении давления. Показания датчика преобразуются в сигнал, позволяющий отрегулировать работу системы в автоматическом или ручном режиме.
Критерии выбора
Прежде чем покупать прибор, надо точно уяснить, для чего он нужен и в каком месте его будут устанавливать.
Важные критерии выбора:
- Диапазон измерений. Правило: рабочее давление в трубопроводе должно быть не более 2/3 максимума шкалы измерений, но не менее 1/3. Если в трубе давление 5 атм, то надо покупать манометр со шкалой 0…10 атм.
- Класс точности изменяется от 0,15 до 3. Чем меньше – тем точнее. Для системы подачи холодной или горячей воды вполне достаточно точности 1,5 %.
- Расположение штуцера бывает радиальное или торцевое, когда он снизу; и осевое или фронтальное, когда он сзади.
- Рабочий интервал температур.
- Температурные условия эксплуатации.
- Рабочая среда (вода, пар, масло и так далее);
- Диаметр. Он должен быть таким, чтобы прибор помещался в выбранном месте, а циферблат хорошо просматривался.
Необходимо также обратить внимание на присоединительную резьбу штуцера. Она может быть метрической – ее параметры измеряются в мм, обозначается буквой М, например М20/1,5, что означает внешний диаметр 19,9 мм, внутренний – 18,7 мм, шаг 1,5. Отечественные производители по умолчанию используют ее.
Трубная резьба обозначается литерой G. G1/2» означает наружный диаметр 20,9 мм, внутренний – 18,6, шаг – 1,8 мм или 14 ниток на дюйм.
В техническом паспорте нового прибора обязательно должна стаять отметка о заводской поверке. Давность поверки менее года подтверждает, что прибор дает правильные показания.
Проверка давления исходя из расхода воды
Второй способ определения давления заключается в выполнении расчетов с использованием данных о количестве воды, вытекающей из крана. Помимо этих данных, также потребуется:
- Узнать конфигурацию трубопровода и определить, из какого материала он изготовлен;
- Рассчитать диаметр трубы;
- Определить интенсивность вытекания жидкости;
- Определить степень открытия крана.
Чтобы рассчитать давление, понадобится мерная 3-литровая емкость и секундомер. Емкость нужно подложить под кран и засечь время, за которое она полностью наполнится водой.
Определить приблизительное давление можно уже после выполненной операции, однако полученные результаты будут очень неточными. Ведь в любом случае банка будет полностью заполнена менее, чем за 10 секунд, из-за чего полученная величина давления будет значительно меньше, чем по регламенту. Тем не менее, отталкиваться всегда нужно от того, что 3-литровая емкость будет полностью заполняться водой за 7 и менее секунд. В таком случае давление внутри трубопровода будет наиболее приближенным к регламентированному.
Источник
Где и по какой цене продаются?
Цена на манометр зависит от его конструкции. Самый простой аналоговый прибор стоит порядка 120 р. Если он снабжен термометром, то цена увеличивается в два раза. Цифровые устройства в десятки раз дороже.
Известные торговые марки в России:
- РОСМА;
- Физтех;
- Манотомь;
- МЕТЕР;
- ЮМАС;
- Теплоконтроль.
Это далеко не полный список. Зарубежные аналоги, кроме цены, ничем принципиально не отличаются. Исключение могут составлять лишь узкоспециализированные приборы.
Купить манометры можно в интернет-магазине, непосредственно у производителя или компании, которая занимается продажей контроль-измерительных приборов. Ими торгуют магазины по продаже оборудования для отопления и водоснабжения.
Подключение к системе водоснабжения
Чтобы измерить давление в водопроводной системе, к ней надо подсоединить манометр.
Возможные места подключения к водопроводу в квартире:
- шланг душа;
- подводка к бачку унитаза;
- шланг к стиральной или посудомоечной машине;
- подводка к смесителю на кухне или в ванной;
- магистральный фильтр.
В некоторых случаях для подсоединения манометра потребуется навинтить переходник. Если подходящего переходника нет, то используют резиновый шланг, который зажимают хомутами.
Перед тем как разгерметизировать систему (открыть краны), надо перекрыть воду. Если манометр устанавливается для постоянной работы, то его необходимо защитить от гидроударов, пульсаций среды, перепадов температур.
Для этого перед ним устанавливают:
демпферные блоки – клапаны, трехходовые краны, игольчатые вентили, позволяющие перекрывать воду и сбрасывать избыточное давление;- сифонная трубка применяется, если температура рабочей среды больше 80℃;
- мембранные разделители предохраняют от попадания в манометр абразивных веществ, агрессивных сред.
Устанавливая манометр, надо следить, чтобы циферблат был расположен вертикально, а показания хорошо читались. Запрещено прикладывать усилия к корпусу, закручивая его.
Содержание
Из предыдущих уроков мы знаем, что для измерение атмосферного давления используют барометры – ртутные и анероиды.
Но как измерить давление воздуха, существенно отличающееся по величине от атмосферного давления? Для этого тоже существуют специальные приборы, речь о которых и пойдет далее.
Условия эксплуатации и считывание показателей
На циферблате водяного манометр указывается давление. Оно может измеряться в барах, Паскалях или атмосферах.
Соотношение между единицами измерения примерно такое: 1 атм = 100 кПа = 0,1 МПа = 1 бар = 1 кгс/см2 = 750 мм рт. ст. Это приближенное соотношение. Если надо провести измерения с высокой точностью, то учитывают, что 1 атм = 101,325 кПа = 1,01325 бар.
Пользоваться манометром можно только в тех условиях, которые оговорены в техническом паспорте. Давление на прибор должно подаваться плавно.
Эксплуатация запрещена, если:
- при подаче давления стрелка не движется;
- разбито или треснуло приборное стекло;
- стрелка прыгает и не возвращается в нулевое положение после сброса давления.
Чтобы быть уверенным в правильных показаниях манометра, надо проводить поверку. Новые приборы поверяет изготовитель. Далее контролируется время между поверками.
Допустимый срок указан в паспорте и составляет 1 или 2 года. Поверку проводят в Центре стандартизации и метрологии или в организации, у которой есть лицензия.
Задачи
Задача 1
В канистру налит бензин и высота столба составляет 0,6 м. Плотность бензина — 710 кг/м2. Определите давление бензина на дно канистры.
Решение:
Нам известно:
h = 0,6 м;
ρ = 710 кг/м2.
Ускорение g равно 9,8 H/кг.
Согласно формуле, определяющей давление жидкости на стенки сосуда:
Р = ρgh;
P = 710 × 9,8 × 0,6 = 4174,8 Па = 4,7 кПа.
Ответ: 4,7 кПа.
Возможные поломки и пути их решения
Причиной поломки приборов становится некачественный материал изготовления или нарушение правил эксплуатации, например, превышение рабочего давления или использование при температуре, на которую он не рассчитан.
Если на манометре стоит пломба после поверки, то вскрывать его нельзя. В этом случае надо заменить прибор или отдать в ремонт той же компании, которая проводит поверку.
Но не всегда это рентабельно. Зачастую дешевле установить новый манометр.
Поломки, которые можно устранить:
- микротрещины в трубке запаивают;
- гнутые и сломанные стрелки меняют;
- неисправная пружина, обеспечивающая вращение стрелки, также подлежит замене.
Если износились зубцы передаточного механизма или погнулась пружинная трубка, то такой манометр не подлежит ремонту.
Нормативные документы
Пояснение, что такое класс точности манометра подается ГОСТами, в частности Р 8.905:
Главные акты по точности для манометров — ГОСТы Р 8.905 и 2405. Источниками норм также служат документы, связанные с ними и те, на которые они содержат ссылки. Далее статью будем иллюстрировать выдержками текста в форме изображений из указанных двух нормативных документов.
Для конкретных сфер уровень корректности может устанавливаться действующими для нее нормами, в том числе по охране и безопасности труда, например, для сосудов, работающих под давлением (баллоны и подобное) есть нижеприведенные нормы.
Вопрос по погрешностям регулируется, конкретизируется актами для отдельных узких областей, например, для скважинных насосов:
