Виды манометров

29.08.2023

Под манометром понимают прибор для измерения давления в закрытой системе. Попробуем разобраться, как подразделяются подобные устройства и в чем особенности каждого типа.

Нормативная документация, которая регулирует работу с манометрами включает следующие нормативные акты:

ГОСТ 2405-88 «Манометры, вакуумметры, мановакуумметры, напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Общие технические условия».
ГОСТ Р 8.905-2015 «Государственная система обеспечения единства измерений. Манометры показывающие. Рабочие средства измерений. Метрологические требования и методы испытаний».
Постановление Госгортехнадзора РФ №91 «Об утверждении Правил устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением» от 11.06.2003.

Согласно выработанной практике и официальным документам, есть несколько критериев для классификации манометров. Основанием для подразделения может выступать:

Область измерения – манометры могут измерять как избыточное, так и разреженное (вакуумметрическое) давление, для каждого варианта есть несколько конструкций.
Применение – здесь рассматриваются, каким образом используются приборы измерения.
Конструкция – различие в механизме снятия показаний тоже может быть принципом для подразделения.
Размер – в зависимости от номинального диаметра у манометров есть ограничения по установке на определенной высоте.
Класс точности – тут ранжирование проводится в зависимости от величины допускаемых погрешностей.
Степень устойчивости – как основу подразделения можно рассматривать и возможность прибора противостоять неблагоприятным условиям.

Рассмотрим подробнее каждый из этих вариантов.

Область измерения

В зависимости от того, измеряется ли избыточное или вакуумическое давление, различают манометры:

Простые – контроль избыточного давления в диапазоне 0,06 – 1000 МПа.
Термоманометры – подходят для обоих видов измерений от -20 кПа до 30 Мпа.
Вакуумметры – следят за изменением показаний разреженного давления от -300 кПа.
Моновакуумметры – измеряют избыточное и вакуумическое давление в диапазоне -60 – 240 МПа.
Тягометры (напорометры) – контролируют малое вакуумметрическое давление до -40 кПа.
Манометры дифференциальные – предназначены для измерения разности давления до 10 кПа.
Напорометры – измерение малого избыточного давления до 4 кПа.

В некоторых случаях как отдельный пункт сюда относят и барометры – приборы для измерения атмосферного давления. Но обычно это отдельный класс приборов наряду с манометрами.

Применение

В большинстве своем манометры конструируются не как универсальные приборы, а предназначенные для узкой сферы применения. Такие устройства могут быть:.

Образцовые (эталонные) – в этих приборах есть чувствительный механизм высокой точности и они предназначены для поверки других манометров. Их особенность – минимальная погрешность в разных средах.
Общетехнические – предназначены для трубопроводов с низкоагрессивными жидкостями и газами. Приборы этого типа не восприимчивы к вибрациям и могут использоваться на транспорте (например, в тепловозах).
Для систем автоматического контроля – эти приборы используются как своеобразные предохранители и не применяются для снятия показаний. Шкала этих приборов позволяет установить допустимый лимит давления, и при выходе за пределы этой нормы запускаются заданные действия: откроется клапан, включится помпа или раздастся сигнал опасности. Такие приборы используют как постоянный, так и переменный ток 12-380 В и могут работать в системах с водой, паром и техническими газами.
Специальные – созданы для работы в агрессивной среде и отличаются от общетехнических цветом корпуса и маркировкой,установленной ГОСТ 2405-88 и ТУ РБ 37388602.002-96. Так, контрольно-измерительные устройства для аммиака окрашивают в желтый цвет и маркируют буквой «А», а для ацетилена – в белый цвет с индексом «Ац».
Самопишущие – сконструированы так, что могут строить график изменения показателей. Приборы этого типа используют в лабораториях и там, где нужно вести постоянный мониторинг за давлением – например, в котельных и на хлебозаводах.

Конструкция

Различаются манометры и по механизму снятия показаний. При этом для каждой категории есть свой допустимый диапазон:

Жидкостные манометры (предел измерений 0,1 мПа – 1 Мпа) – работают по принципу сообщающихся сосудов, где давление уравновешивается столбом жидкости. Могут быть U-образными, чашечными, поплавковыми, колокольными. Замеры с помощью жидкостных манометров не отличаются точностью, поэтому в наше время они используются все реже.
Деформационные (1 Па – 1 ГПа) – здесь давление определяется по перемещению сминаемого упругого элемента. Различают пружинные (коробчатые, пластинчатые, трубчатые) и мембранные устройства.
Грузопоршневые (1 – 10 Гпа) – конструктивно похожи на весы, где уравновешивается поршень с комплектом гирь. Используются для поверки манометров.
Электроконтактные (1 ГПа – 100 ГПа) – применяются в системах автоматического контроля.
Мембранные (1 Па – 15 Гпа) – в основу работы положен принцип пневматической компенсации. Специальная мембрана изгибается под давлением, а датчик следит за изменениями и выдает величину давления.

Размер

Законодательство регулирует номинальный диаметр манометров в зависимости от расстояния от площадки наблюдения. Так, согласно Постановлению Гостехнадзора РФ № 91:

При установке на высоте до 2 м – размер должен быть меньше 100 мм.
На высоте от 2 до 3 м – не менее 160 мм.

Установка манометров на высоте более 3 м от уровня площадки не разрешается.

Класс точности

Для манометров есть восемь классов точности. При этом чем меньше показатель, тем меньше погрешность прибора:

0,15.
0,25.
0,4.
0,6.
1,0.
1,5.
2,5.
4,0.

Если разделить этот ряд на группы, то получится следующее:

Высокоточные манометры – классы 0,15 – 0,4.
Стандартные – значения в диапазоне 0,6 – 2,5.
С большой погрешностью – класс точности 4,0.

Класс точности напрямую связан с диаметром манометра, так как больший размер шкалы позволяет лучше считывать показания. Например, для манометра с диаметром корпуса 50 мм минимальный класс точности будет 2,5, а с диаметром 250 мм – 0,4.

По сути класс точности – это процентное выражение максимально допустимой погрешности (МДП). Поэтому зная диапазон измерений прибора, можно легко рассчитать и МДП. Например, при классе 1,5 и диапазоне 200 МПа, она составит 200 МПа х 1,5 / 100 = 3 МПа.

По степени устойчивости к неблагоприятным условиям

Наряду с обычными, как отдельные типы манометров могут выделяться;

Коррозиестойкие – применяются в условиях агрессивных сред или при неблагоприятных погодных условиях (трубопроводы с аммиаком, газовые месторождения на Севере и пр.).
Виброустойчивые – используются для работы на транспорте. Часто на них устанавливают противоударные стекла и точность их показаний остается в пределах допустимых норм даже при сильных механических воздействиях.