Что такое манометр и для чего нужен

Содержание

Что такое манометр
Что он показывает и что измеряет?
Из чего состоит?
Принцип действия
Виды манометров
Преимущества работы с использованием манометров
Что нужно учесть при выборе манометра?
Перевод единиц давления манометров
Что нужно знать для установки манометров?
Особенности эксплуатации манометров
- Работа манометра не допускается в случае:
Каким образом проводится поверка манометров
Видео на тему
Вопросы и ответы:

Что такое манометр

Автомобильный манометр — прибор для измерения давления в автомобильных шинах. В спецтехнике манометры штатно используются в качестве измерения давления масла и тормозных баллонов. Подробнее рассмотрим манометры для шин.

В процессе эксплуатации шин транспортных средств теряют давление по разным причинам, что приводит к ухудшению ходовых характеристик и опасности при движении. Разницу в давлении между шинами “на глаз” определить невозможно, поэтому нам необходим манометр для точного измерения.

Что он показывает и что измеряет?

Автомобильным манометром называется прибор, который показывает плотность воздуха внутри покрышки. Единица измерения кгс/см² или Бар (Bar). Также измерительный прибор может использоваться для измерения давления в баллонах пневмоподвеске. Готовые комплекты пневмы часто комплектуются стрелочными приборами от автомобиля КамАЗ, так как у него механический стрелочный прибор, показывающий давление до 10 атмосфер, и отличающийся точностью показателей. Принцип работы манометра для шин и пневмоподвески одинаковый, так как работают они по единому принципу.

Для чего нужен манометр? В первую очередь для безопасности. В прошлых статьях мы затрагивали тему разности давления в шинах, и к чему это приводит (неравномерный износ покрышек, повышенная опасность движения, повышенный расход топлива). Часто устройство интегрируют в насос, будь то механический и электрический, но для считывания давления в шинах, насос необходимо надежно закрепить к вентилю, что совершенно неудобно.

Из чего состоит?

Простейший механический манометр состоит из:

корпуса;
трубки Бурдона или мембраны;
стрелки;
трубки;
штуцера.

Принцип действия

Простейший механический манометр работает следующим образом: главная деталь — трубка Бурдона, которая при нагнетании давления воздуха двигает стрелку. При подключении к вентилю, давление воздуха действует на латунную трубку, которая стремится разогнутся, за счет чего другой конец трубки действует на тягу, перемещая стрелку. Подобный принцип действия распространяется и на мембранный манометр.

Электронный манометр — более сложный, в качестве измерителя применен чувствительный элемент, показания которого передаются на электронную плату, после на дисплей.

Виды манометров

Сегодня представлено три вида автомобильных манометров:

механический;
реечный;
цифровой.

Механический. Особенность таких манометров состоит в их простой конструкции и надежности. Стоимость прибора низкая, относительно реечных и цифровых приборов. Главное достоинство — моментальное и точное показание давления, доступность прибора (продается в каждом автомагазине), а также надежность. Единственный недостаток — чувствительность к влаге.

Некоторые механические манометры не только показывают давление, а позволяют выпустить избыток воздуха для достижения необходимых показателей. Для этого на трубке манометра расположена кнопка спуска давления.

Рекомендуется приобретать более дорогие модели с металлическим корпусом, которые отличаются четкими и правильными показателями.

Реечный. Корпус может быть пластиковым или металлическим, штуцер интегрирован в корпус или имеется гибкий шланг около 30 см. Принцип работы схож с механическим манометром, стоимость такая же низкая, однако корпус часто подвержен повреждению.

Цифровой. Удобен тем, что показывает значение давления до сотых. Отличается более четкими показаниями, имеется подсветка дисплея, однако зимой прибор может выдавать значения с погрешностями. Электронный манометр самый компактный, но пластиковый корпус требует аккуратности использования, иначе есть риск раздавить корпус.

В зависимости от области применения

Стандартные технические манометры используются для измерения давления жидкостей, которые не кристаллизуются, газов и пара. Ключевым фактором, позволяющим использовать такие типы манометров, является контакт с неагрессивными средами.

Для агрессивных или особенных жидкостей/газов используются специальные технические манометры. Такое оборудование также используется, если условия эксплуатации отличаются своей нестабильностью, например, постоянные сильные вибрации, экстремально высокая или низкая температура и т.п.

К специальным приборам относится:

Аммиачный манометр;
Коррозионностойкий манометр;
Медный виброустойчивый манометр;
Виброустойчивый манометр из нержавеющей стали;
Манометр для точного измерения;
Железнодорожный манометр;
Электроконтактный манометр.

Два первых типа устройств изготавливаются из нержавейки или сплавов металла, устойчивых к воздействию агрессивной среды. Следующие два типа приборов устанавливаются для измерения давления в условиях с уровнем вибрации, превышающей обычный параметр (с которым справится стандартный манометр) в 4-5 раз. В таких манометрах устанавливается специальный демпфирующий элемент.

Наличие этого элемента снижает пульсацию в манометре. В некоторых виброустойчивых моделях используется специальная демпфирующая жидкость (чаще всего это глицерин – он хорошо поглощает вибрации).

Пятая категория устройств применяются в компаниях государственного метрологического контроля, тепло-, водо-, энергоснабжения, на предприятиях машиностроения и других компаниях, где требуется максимально точное измерение показателя давления. Данные приборы могут использоваться в качестве эталонов для калибровки или проверки разного оборудования.

Железнодорожный манометр используется в рефрижераторных системах, железнодорожных составах для измерения избыточного вакуума. Особенностью этих приборов является уязвимость к веществам, агрессивным к медным деталям.

Особенностью электроконтактных манометров является наличие электроконтактной группы. Такие устройства устанавливаются для измерения показателей давления неагрессивной среды и автоматического включения/выключения нагнетающей установки. Примером таких манометров является конструкция станции водоснабжения. При давлении ниже установленного параметра насос включается, а когда давление достигает определенного порога, контактная группа размыкается.

Жидкостный манометр: принцип действия

Данный тип манометров работает по принципу опыта Торричелли (один из учеников Галилео Галилея), и появился еще в далеком XVII веке. Хотя этот принцип был описан еще Леонардо да Винчи в трактате о гидравлике, но его труды стали доступны только в XIX веке. Художник описывал способ измерения давления воды при помощи такой же системы из полой U-образной конструкции. В современном исполнении прибор представляет собой две трубки, соединенные между собой по принципу сообщающихся сосудов (U-образная конструкция).

Трубки наполовину заполнены жидкостью (чаще всего это ртуть). Когда на жидкость воздействует атмосферное давление, уровень жидкости в обеих трубках одинаков. Чтобы измерять давление в замкнутой системе, к одной из трубок подсоединяется контур накачивания. Если напор в системе выше атмосферного, уровень жидкости в одной трубке будет ниже, а в другой – выше.

Разницу высоты жидкости указывают в миллиметрах ртутного столбца. Чтобы рассчитать, сколько это в паскалях, необходимо помнить: один сантиметр ртутного столбца равен 1333.22 Па.

Деформационные манометры: принцип действия

Такие приборы сразу измеряют давление в паскалях. Ключевым элементом деформационного манометра является трубка Бурдона, выполненная в форме спирали. Она накачана газом. Когда давление в трубке увеличивается, ее витки распрямляются. С другого конца она соединена со стрелкой, указывающей на градуированной шкале соответствующий параметр.

Вместо этой трубки может использоваться любой эластичный элемент, способный многократно деформироваться и принимать исходное положение при снятии давления. Это может быть пружина, мембрана и т.д. Принцип тот же: гибкий элемент под действием давления деформируется, а стрелка, закрепленная на конце элемента, указывает параметр давления.

Чаще всего как в бытовых условиях, так и на производстве используются именно деформационные манометры. Отличаются они друг от друга жесткостью деформирующегося элемента (в зависимости от измеряемого давления). Для автомобилей используется именно такой тип манометров.

Поршневые манометры: принцип действия

Это более редкие манометры, хотя они появились раньше деформационных аналогов. Они применяются в нефте- и газодобывающей промышленности для исследования скважины. Конструкция таких манометров может быть разной. Самый простой вариант – полая емкость, заполненная маслом и соединенная с измеряемой средой через штуцер.

Внутри этой емкости находится поршень, плотно прилегающий к стенкам полости по всему периметру. Сверху поршня располагается площадка (тарель), на которую помещается груз. В зависимости от давления, которое нужно измерить, подбирается и подходящий груз.

Маркировка по цвету

Чтобы не было возможности случайно установить неподходящий манометр, корпус каждого типа окрашивается в соответствующий цвет. Например, для работы с аммиаком манометр будет окрашен в желтый цвет, с водородом – в темно-зеленый, с легковоспламеняющимися газами – в красный, с кислородом – в голубой, с негорючими газами – в черный. Манометр, контактирующий с хлором, будет иметь серый корпус, с ацетиленом – белый.

Помимо цветовой маркировки на специальные манометры дополнительно наносится маркировка, обозначающая среду измерения. Например, в кислородных манометрах помимо голубого цвета корпуса будет присутствовать еще надпись О2.

Преимущества работы с использованием манометров

Для чего нужен манометр? В первую очередь это незаменимый помощник для каждого автолюбителя, особенно для тех, кто часто использует транспортное средство для движения по песку и бездорожью, где требуется сброс или подкачка давления.

Как пользоваться манометром? Довольно просто: необходимо штуцер вставить в вентиль шины, после чего стрелка прибора покажет реальное давление. Цифровой прибор для начала необходимо включить. Кстати, для того, чтобы не проверять постоянно накачку шин, существует специальные вентиля с датчиками давления. Самые простые датчики комплектуются ниппелями с трехцветными делением: зеленое — давление в норме, желтое — требует подкачки, красное — колесо спущено.

Также существуют готовые системы с ЖК-дисплеем, который устанавливается в салон, уведомляющий 24/7 о состоянии давления в шинах. Большинство современных авто уже оснащены штатной системой информирования о давлении в шинах, а внедорожники функцией подкачки или спускания давления. Так или иначе, иметь при себе манометр крайне важно, так как правильное давление в шинах — залог безопасного и комфортного движения.

Что нужно учесть при выборе манометра?

Перед покупкой нового оборудования необходимо учесть несколько важных параметров. В этом нет необходимости, если для использования в конкретной ситуации используется определенная модификация, и она имеется в продаже. Учитывать особенные параметры нужно, если в продаже нет оригинала, а выбирается его аналог.

Параметр диапазона измерения

Пожалуй, это один из самых важных параметров, по которым выбираются новые манометры. В стандартный диапазонный ряд манометров входят такие величины (кг/см²):

0-1;
0-1.6;
0-2.5;
0-4;
0-6;
0-10;
0-16;
0-25;
0-40;
0-60;
0-100;
0-160;
0-250;
0-400;
0-600;
0-1000.

В одном кг/см²0.9806 бар или0.09806 МПа.

Для мановакуумметров стандартный диапазон значений (кгс/см²):

От -1 до +0.6;
От -1 до +1.5;
От -1 до +3;
От -1 до +5;
От -1 до +9;
От -1 до +15;
От -1 до +24.

В одной кгс/см² две атмосферы (или бар), 0.1 МПа.

Для вакуумметров стандартный диапазон от -1 до 0 килограмм-силы на квадратный сантиметр.

Если есть сомнения в том, какая шкала должна быть на устройстве, нужно учесть, чтобы рабочее давление находилось в пределах между 1/3 и 2/3 части шкалы. Например, если измеряемое давление должно составлять 5.5 атмосферы, то лучше взять прибор, который в максимальном значении измеряет до десяти атмосфер.

Если измеряемое давление будет меньше 1/3 деления шкалы, то прибор будет показывать неточную информацию. Если покупается устройство, максимальное значение которого приближено к измеряемому давлению, то в процессе измерений манометр будет работать в условиях повышенной нагрузки, и быстро выйдет из строя.

Параметр класса точности

Другими словами, это параметр погрешности, которую допускает производитель той или иной модели оборудования. В стандартный перечень классов по точности входят модели с такими параметрами:

4;
2.5;
1.5;
1;
0.6;
0.4;
0.25;
0.15.

Естественно, чем меньше погрешность прибора, тем выше его стоимость. При несоответствии класса точности, указанного производителем, устройство нельзя использовать, так как оно будет показывать неправильные данные. Узнать об этом несоответствии можно следующим образом. Например, максимальное значение на шкале установлено на отметке в 10 атмосфер. Устройство имеет класс погрешности 1.5. то есть допустимо 1.5-процентное несоответствие параметров. Это значит, что допустимое отклонение на шкале возможно (в этом случае) на 0.15атм.

Откалибровать или проверить устройство в домашних условиях невозможно, так как для этого потребуется эталонный прибор с минимальной погрешностью. Для проверки на исправность эти манометры подключаются в одну магистраль. По ней подается давление, и сравниваются показатели приборов.

Параметр диаметра манометра

Данная характеристика имеет большое значение для моделей с круглым корпусом и соответствующей шкалой. Чем больше диаметр, тем больше отметок можно сделать, и определить более точные параметры.

В список стандартных диаметров (в миллиметрах) манометров входят:

40;
50;
63;
80;
100;
150;
160;
250.

Расположение штуцера

Положение измерительного штуцера тоже имеет большое значение. Существуют модели с:

Радиальным расположением. В этом случае он находится в нижней части прибора под шкалой. Благодаря этому легко измерить параметры давления в полостях, к которым затруднен доступ. Примером тому служат автомобильные колеса;
Торцевым расположением. В этом случае штуцер располагается на тыльной стороне устройства.

В зависимости от условий измерения и особенностей измерительных штуцеров на магистрали или емкости выбирается соответствующая модель. Это необходимо, чтобы штуцер максимально плотно прилегал к измерительному отверстию емкости.

Присоединительная резьба

Манометры в большинстве своем оснащаются метрической и трубной присоединительной резьбой. Стандартными являются такие размеры:

М10*1;
М12*1.5;
М20*1.5;
G1/8;
G1/4;
G1/2.

Отечественные манометры реализуются с метрической резьбой присоединительного штуцера. Импортные аналоги – с трубной резьбой.

Межповерочный интервал

Это интервал, через который нужно проводить поверку оборудования. При покупке нового манометра он уже поверен (на заводе). На это указывает соответствующая наклейка. В такой поверке нуждается профессиональное оборудование. Если приобретается вариант для бытового использования, то в такой процедуре нет необходимости.

Первичная поверка оборудования для ведомственных компаний действует на протяжении одного или двух лет (зависит от особенностей фирмы). Данную процедуру выполняют лицензированные компании. Часто на переповерку приходится тратить больше средств, чем на покупку нового оборудования.

По этой причине, если есть необходимость в использовании поверенного манометра, практичней приобретать вариант с двухгодичной первичной поверкой. Когда подходит время для выполнения повторной поверки, нужно подсчитать, во сколько выльется эта процедура, включая сдачу прибора в эксплуатацию и, в случае необходимости, ремонт.

Если в системе, в которой устанавливается манометр, часто происходили гидроудары или он подвергался другим высоким нагрузкам, то спустя два года работы половина оборудования не проходит поверку, а за процедуру все равно нужно заплатить.

Условия эксплуатации манометров

Это еще один фактор, от которого необходимо отталкиваться, выбирая новый манометр. В случае эксплуатации в условиях с повышенной нагрузкой из-за воздействия вязких или агрессивных веществ, постоянных вибраций, а также экстремальных температур (превышающих +100 и ниже -40 градусов), необходимо приобретать специализированное оборудование. Обычно производитель указывает способность манометра работать в таких условиях.

Перевод единиц давления манометров

Часто возникает необходимость в измерении нестандартных величин давления. Нестандартные шкалы используются на профессиональных манометрах, но они стоят дороже. Вот как можно перевести нестандартные единицы измерения в привычные нам показатели.

В одной кгс/см² 10000 кгс/м², одна атмосфера, один бар, 0.1Мпа, 100 кПа, 100 000 Па, 10 000 миллиметров водяного столба, 750 миллиметров ртутного столба или одна тысяча мБар. Требуемую шкалу с соответствующими обозначениями можно создать самостоятельно.

Что нужно знать для установки манометров?

Для установки манометра на магистраль, находящуюся под давлением, нужно воспользоваться специальным оборудованием. В этом случае потребуется трехходовый кран, а также игольчатый вентиль. Чтобы прибор был защищен, устанавливается мембранный разделитель, демпферный блок и петлевой отборный элемент.

Рассмотрим особенности каждого из этих устройств.

Трехходовой кран под манометр

Шариковый или пробковый трехходовый кран используется для подсоединения манометра к магистрали. В некоторых случаях допускается установка двухходового аналога, но в нем обязательно должен быть ручной сброс. Все зависит от особенностей магистрали.

Обычный кран не подходит, потому что даже после перекрытия доступа среды в манометр устройство остается под напором (давление находится внутри прибора). Из-за этого он может быстро выйти из строя. В магистралях с напором до 25 килограмм-силы на квадратный сантиметр используются трехходовый пробковый или шариковый кран. Если напор в магистрали выше, тогда следует устанавливать манометр через игольчатый вентиль.

При покупке нового манометра и вентиля необходимо убедиться, что в них соответствует резьба.

Демпферный блок

Как следует из названия, это устройство предназначено для гашения пульсации внутри магистрали (гидроудары). Демпферный блок ставится перед манометром, если учитывать направление движения среды. Если не гасить образующиеся гидроудары, это отразится на точности измерения давления.

Пульсация в магистрали может образовываться из-за работы насоса, который не оснащен плавным пуском. Также гидроудар возникает при открывании/закрывании обычных шариковых кранов. Они резко перекрывают выход рабочей среды, из-за чего происходит резкий скачок напора внутри магистрали.

Разделители сред мембранные

Мембранный разделитель сред предотвращает смешивание двух разных веществ, которые заполняют два разных контура в системе. Простой пример подобных элементов – мембрана, которая устанавливается в рабочих сферах гидропневматической подвески Hydractive (о ней подробней рассказывается в другом обзоре).

Если в магистрали используется индивидуальный мембранный разделитель (отдельное устройство, не входящее в устройство определенных механизмов), то при подключении к нему манометра необходимо убедиться в том, чтобы их резьба совпадала.

Блок клапанный игольчатый

Это устройство, с помощью которого в магистраль интегрируются:

Датчик избыточного давления;
Датчик абсолютного давления;
Датчик давления-разрежения;
Манометры.

Данный узел позволяет производить дренаж импульсов линии и сброс напора перед выполнением монтажных работ на магистрали. Благодаря этому блоку можно, не отключая датчики от измеряемой среды, подсоединять или производить замену измерительного оборудования.

Когда устанавливается манометр, нужно учесть следующие моменты:

Убедиться, что в магистрали отсутствует давление;
Шкала устройства должна располагаться вертикально;
Не закручивать прибор, держась за его циферблат. Ввинчивать его в магистраль нужно, держась за штуцер при помощи гаечного ключа соответствующего размера;
Нельзя прилагать усилия к корпусу манометра.

Особенности эксплуатации манометров

Так как работа манометра связана с высокими нагрузками, то неправильная эксплуатация прибора может значительно сократить его рабочий ресурс. В первую очередь, необходимо соблюдать рекомендации производителя, указанные в технической документации устройства. Нельзя использовать манометры, не предназначенные для измерения давления агрессивных сред или тех, которые не выдерживают постоянных вибраций, критически высоких или низких температур.

То есть, выбирая новое устройство, необходимо учитывать, в каких условиях оно будет работать. Один из важнейших факторов, влияющих на исправную работу манометров – плавная подача давления. По этой причине дешевые автомобильные манометры быстро выходят из строя. Если устройство подобрано в соответствии с эксплуатационными условиями, то оно будет исправно работать весь положенный ему срок.

Работа манометра не допускается в случае:

При плавной подаче напора в магистрали стрелка устройства отклоняется рывками или вообще не движется, а перемещается только при максимальном давлении;
На корпусе есть повреждения, например, треснуло стекло;
При сбросе напора стрелка устройства не возвращается в исходное положение;
Погрешность манометра не соответствует параметру, заявленному производителем.

Каким образом проводится поверка манометров

Как мы уже обращали внимание, существует первичная и повторная поверка манометров. Первичная процедура проводится на этапе изготовления до его продажи. Обычно поверка действует в течении одного-двух лет. Этот период будет указан на этикетке, наклеенной на корпусе устройства или в его паспорте.

После истечения этого срока устройство требует переповерки. В этом случае оно должно быть исправным. Если есть сомнения относительно этого, то лучше купить новый манометр, потому что средства за проверку исправности неработоспособного прибора не возвращаются.

В завершение обзора предлагаем ТОП-5 манометров 2021 года:

ТОП—5. Лучшие манометры. Рейтинг 2021 года!

Смотрите это видео на YouTube

Видео на тему

В завершение – небольшая видеолекция о работе манометров:

Урок 58 (осн). Манометры