Манометр

Манометр- прибор, измеряющий давление жидкости или газа.

Принцип работы

Принцип действия манометра основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации трубчатой пружины или более чувствительной двухпластинчатой мембраны, один конец которой запаян в держатель, а другой через тягу связан с трибко-секторным механизмом, преобразующим линейное перемещение упругого чувствительного элемента в круговое движение показывающей стрелки. .

Типы манометров

В зависимости от конструкции, чувствительности элемента различают манометры жидкостные, грузопоршневые, деформационные (с трубчатой пружиной или мембраной). Манометры подразделяются по классам точности: 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 (чем меньше число, тем точнее прибор).

Виды манометров

По назначениям манометры можно разделить на технические - общетехнические, электроконтактные, специальные, самопишущие, железнодорожные, виброустойчивые(глицеринозаполненые), судовые и эталонные (аналоговые). Общетехнические: предназначены для измерения не агрессивных к сплавам меди жидкостей, газов и паров. Электроконтактные: в конструкции имеют специальные группы электрических контактов (обычно 2). Одна группа контактов соответствует минимальному заданному давлению, вторая группа - максимальному. Величины заданий могут изменяться обслуживающим персоналом. Группа минимального давления может быть включена в электрическую цепь позиционного регулирования или сигнализации минимального давления. Аналогично и группа максимального давления. В некоторых случаях могут быть задействованы обе группы. Как минимальная так и максимальная группы могут быть выведены за минимальное или максимальное (соответственно) значение шкалы манометра и не использоваться. Электроконтактные манометры как правило не должны использоваться в качестве приборов для снятия показаний ввиду того, что показывающая стрелка при механическом взаимодействии с одной из контактных групп может неточно указывать величину давления - возникает заметная погрешность. Особенно популярным прибором этой группы можно назвать ЭКМ 1У, хотя он давно снят с производства. Для работы в условиях возможной загазованности горючими газами необходимо использовать электроконтактные манометры во взрывозащищенном исполнении. Специальные: кислородные- должны быть обезжирены, так как иногда даже незначительное загрязнение механизма при контакте с чистым кислородом может привести к взрыву. Часто выпускаются в корпусах голубого цвета с обозначением на циферблате О2(кислород); ацетиленовые -не допускают в изготовлении измерительного механизма сплавов меди, так как при контакте с ацетиленом существует опасность образования взрывоопасной ацетиленистой меди; аммиачные-должны быть коррозиестоикими.

Эталонные: обладая более высоким классом точности (0,15;0,25;0,4) эти приборы служат для проверки других манометров. Устанавливаются такие приборы в большинстве случаев на грузопоршневых манометрах или каких-либо других установках способных развивать нужное давление. Судовые манометры предназначены для эксплуатации на речном и морском флоте. Железнодорожные: предназначены для эксплуатации на Ж/Д транспорте. Самопишушие: манометры в корпусе, с механизмом позволяющим воспроизводить на диаграмной бумаге график работы манометра.

Применение манометров Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать давление. Наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на химических, нефтехимических предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Лицей № 7» г. Бердск

Манометры Поршневой жидкостный насос Гидравлический пресс

7 класс

Учитель физики И.В.Торопчина

Манометры

Для измерения большего или меньшего

атмосферного давления используют манометры

(от греч. «манос» - неплотный, «метрео» - измеряю).

Манометры бывают жидкостные и металлические .

Жидкостный манометр

Жидкостный манометр состоит из двухколенной стеклянной трубки,

в которую наливают какую-нибудь жидкость. С помощью гибкой

трубки одно из колен манометра соединяют с круглой плоской

коробочкой, затянутой резиновой плёнкой.

Жидкостный манометр

Работа манометра основана на сравнении давления в закрытом

колене с внешним давлением в открытом колене. Чем глубже

погружают в жидкость коробочку, тем больше становится

разность высот столбов жидкости в коленях манометра, и тем

большее давление производит жидкость.

Металлический манометр

С помощью металлического манометра

измеряют давление сжатого воздуха и других газов.

1.Согнутая в дугу металлическая трубка

2. Стрелка

3.Зубчатка

4. Кран

5. Рычаг

Устройство металлического манометра

Конец трубки с помощью крана 4 сообщается с сосудом, в котором измеряют давление.

При увеличении давления трубка

разгибается. Движение закрытого

конца её при помощи рычага 5 и

зубчатки 3 передаётся стрелке

2, движущейся около шкалы прибора.

При уменьшении давления трубка

(благодаря своей упругости)

возвращается в прежнее положение, а

стрелка - к нулевому делению

шкалы.

Применение манометров

Манометры применяются во всех случаях, когда

необходимо знать, контролировать и регулировать

давление. Наиболее часто манометры применяют в

теплоэнергетике, на химических, нефтехимических

предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Манометр для измерения артериального давления называется: тонометр

Поршневой жидкостный насос

Действие поршневых жидкостных насосов основано

на том, что под действием атмосферного давления

вода в трубке поднимается за поршнем .

Устройство поршневого жидкостного насоса

1 – поршень 2 – 2 – клапаны

Принцип действия насоса

При движении поршня вверх вода под действием атмосферного давления входит в трубу, поднимает нижний клапан и движется за поршнем. При движении поршня вниз вода, находящаяся под поршнем, давит на нижний клапан, и он закрывается.

Принцип действия насоса

Одновременно под давлением воды открывается клапан внутри

поршня, и вода переходит в пространство над поршнем. При

последующем движении поршня вверх вместе с ним поднимается и

находящаяся над ним вода, которая выливается в бочку. За поршнем

поднимается новая порция воды, которая при последующем опускании поршня

окажется над ним, и т.д.

Как работает поршневой насос с воздушной камерой?

1-поршень

2-всасывающий клапан

3-нагнетательный клапан

4-воздушная камера

5-рукоятка

• Механизмы, работающие при помощи какой-нибудь жидкости, называются гидравлическими (греч. "гидро" - вода, жидкость).

• Основной частью гидравлической машины служат два цилиндра разного диаметра, снабжённые поршнями и соединённые трубкой.
• Пространство под поршнями и трубку заполняют жидкостью (обычно минеральным маслом).
• Высоты столбов жидкости в обоих цилиндрах одинаковы, пока на поршни не действуют силы.

Формула гидравлической машины

• Обозначим силы, действующие на поршни, - F 1 и F 2 , площади поршней - S 1 и S 2 .

• Тогда давление под малым поршнем: p 1 = F 1 S 1 , а под большим: p 2 = F 2 S 2 .
• По закону Паскаля, давление жидкостью передаётся по всем направлениям одинаково, поэтому p 1 = p 2 Подставив соответствующие значения, получим

F 1 S 1 = F 2 S 2

При работе гидравлической машины создается выигрыш в силе, равный отношению площади большего поршня к площади меньшего.

С помощью гидравлической машины можно малой силой уравновесить большую силу!

Гидравлический пресс

Гидравлическую машину, служащую для прессования (сдавливания), называют гидравлическим прессом (от греч. «гидравликос» - водяной).

Гидравлический пресс

Гидравлические прессы применяются там, где

требуется большая сила. Например, для выжимания масла из

семян на маслобойных заводах, для прессования фанеры,

картона, сена. На металлургических заводах гидравлические

прессы используют при изготовлении стальных валов машин,

железнодорожных колёс и многих других изделий.

Современные гидравлические прессы могут

развивать силу в десятки и сотни

миллионов ньютонов.

Решите задачи

Задача 1

Какой выигрыш в силе даёт гидравлический пресс?

Вычислите его, если F 1 = 500 Н,

S 1 = 100 см 2 , F 2 = 5 кН, S 2 = 1000 см 2

Задача 2

Площади поршней гидравлического пресса 200 см 2 и 0,5 см 2 .

На большой поршень действует сила 4 кН. Какая сила, прилагаемая к малому поршню, её уравновесит?

Задача 3

Гидравлический пресс обеспечивает выигрыш в силе в 7 раз. Его малый поршень имеет площадь, равную 300 см 2 . Какова площадь большого поршня?

Ответы

Задача 1

Задача 2

F 1 = 100 Н

Задача 3 S 2 = 2100 см 2

Домашнее задание

§ 47, 48, 49,

упр. 24 (3), стр. 141,

упр.25, стр. 144,

задание 1, стр. 144

Содержание Электрический манометр Дифманометр типа « кольцевые весы » Коррозионностойкие датчики давления Датчики давления 3051S Датчики давления 1151 Датчик давления МЕТРАН -55- ДМП 331 Датчик давления МЕТРАН -55- ЛМК 351 Многофункциональный датчик давления Метран -55- ДС

Единицы измерения давления За единицу измерения силы принимается Ньютон, а единицей площади – квадратный метр. Для измерения давления берется Паскаль, имеющий следующее соотношение с единицами измерения силы и площади – Па =1 Н / м 2. производные Паскаля – килоПаскаль (1 кПа), мегаПаскаль (1 МПа)

Единицы измерения давления Согласно технической системе единиц МГСС сила измеряется в килограммах силы. Соотношение с Ньютонами у этой единицы такое – 1 кгс = 9,8 Н. Единица измерения давления в системе МГСС обозначается как кгс / м 2 или кгс / см 2 и называется метрической или технической атмосферой. Обозначается « ат », а в случае измерения ею избыточного давления, то используется обозначение « ати ». 1 МПа = 10,1972 кгс / см 2.

Единицы измерения давления Согласно физической системе единиц СГС за единицу силы принят 1 дин. Соотношение с Ньютонами – 1 дин = Н. Единица давления в этой системе, или 1 дин / см 2, имеет название бар. 1 бар = 106 дин / см 2 1 МПа = 10 бар.

Единицы измерения давления физическая или нормальная атмосфера - величина атмосферного давления на поверхности Земли на уровне Мирового океана. Также это величина, эквивалентная уравновешивающему столбу 760 мм рт. ст. Соотношение нормальной атмосферы и мегаПаскаля: 1 МПа = 9,8692 атм.

Виды давления атмосферное - атмосферное (барометрическое), т. е. давление воздушного столба земной атмосферы; избыточное - избыточное (манометрическое), т. е. превышение давления над атмосферным; - абсолютное - абсолютное (полное), т. е. сумма атмосферного и избыточного давления.

Классификация приборов по виду измеряемого давления Мановакуумметры – для измерения избыточного давления и вакуума (разрежения). Напоромеры (приборы для измерения малых избыточных давлений (до 40 кПа). Тягомеры (микроманометры) – приборы для измерения малых разрежений (с верхним пределом измерения не более 40 кПа).

Классификация приборов по виду измеряемого давления Тягонапоромеры (микроманометры) – приборы для измерения малых давлений и разрежений (с диапазоном измерений от –20 до +20 кП). Дифференциальные манометры – приборы для измерения разности двух давлений, ни одно из которых не является давлением окружающей среды.

Классификация приборов по принципу действия жидкостные жидкостные (основанные на уравновешивании давления столбом жидкости); поршневые поршневые (измеряемое давление уравновешивается внешней силой, действующей на поршень); пружинные пружинные (давление измеряется по величине деформации упругого элемента); электрические электрические (основанные на преобразовании давления в какую - либо электрическую величину).

P 2 жидкость в левой части опустится, а в правой подниметс" title="Дифманометр типа « кольцевые весы » При p 1 =p 2 уровень жидкости в обеих частях кольца одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При p 1 > p 2 жидкость в левой части опустится, а в правой подниметс" class="link_thumb"> 23 Дифманометр типа « кольцевые весы » При p 1 =p 2 уровень жидкости в обеих частях кольца одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При p 1 > p 2 жидкость в левой части опустится, а в правой поднимется. Усилие, создаваемое действием разности давлений на перегородку, вызывает момент, стремящийся повернуть кольцо по часовой стрелке. p 2 жидкость в левой части опустится, а в правой подниметс"> p 2 жидкость в левой части опустится, а в правой поднимется. Усилие, создаваемое действием разности давлений на перегородку, вызывает момент, стремящийся повернуть кольцо по часовой стрелке."> p 2 жидкость в левой части опустится, а в правой подниметс" title="Дифманометр типа « кольцевые весы » При p 1 =p 2 уровень жидкости в обеих частях кольца одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При p 1 > p 2 жидкость в левой части опустится, а в правой подниметс"> title="Дифманометр типа « кольцевые весы » При p 1 =p 2 уровень жидкости в обеих частях кольца одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При p 1 > p 2 жидкость в левой части опустится, а в правой подниметс">

Коррозионностойкие датчики давления Измеряемые среды – агрессивные среды с высоким содержанием сероводорода, нефтепродукты, сырая нефть и другие, по отношению к которым материалы датчика, контактирующие с измеряемой средой, являются коррозионностойкими. Основная погрешность измерений до ±0,15% от диапазона.

Коррозионностойкие датчики давления Коррозионностойкие интеллектуальные датчики давления Метран -49 предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования, управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование в унифицированный аналоговый токовый выходной сигнал и / или цифровой сигнал в стандарте протокола HART.

Датчики давления 3051S Super Module (супер модуль) – новейшая разработка XXI века, с минимальными дополнительными погрешностями, вызванными влияниями изменения температуры окружающей среды и статического давления. Используются для высокоточных технологических процессов и коммерческого учета дорогостоящих продуктов.

Измеряемая среда: газ, жидкости (в т. ч. агрессивные), пар. Диапазоны верхних пределов измерений, кПа: - абсолютное давление 6,22–6895; - избыточное давление 0,18–41369; - перепад давлений 0,18–895; - гидростатическое давление (уровень) 6,2– 689,5. Предел допускаемой основной приведенной погрешности ±0,075 %.

Датчики давления 1151 Высокоточные интеллектуальные датчики давления серии 1151 обыкновенного и взрывозащищенного исполнений предназначены для точных измерений абсолютного, избыточного давлений, разности давлений газов, паров (в т. ч. насыщенных), жидкостей, уровня жидкостей (в т. ч. нагретых, химически активных) и дистанционной передачи выходных сигналов в системы автоматического контроля, регулирования и управления технологических процессов.

Датчик давления МЕТРАН -55- ДМП 331 Достоинства: - прочная и надёжная конструкция для тяжелых условий эксплуатации; - корпус датчика изготовлен из нержавеющей стали; - различные варианты электрических и механических соединений; - коррозионно - стойкий металлический корпус для полевых условий.

40 кПа). дополнительно: от –20 до +50 0 C; от –40 до +70 0 C." title="Датчик давления МЕТРАН -55- ДМП 331 Температура измеряемой среды: от –40 до +125 0 C. Температура окружающей среды: от 0 до +50 0 C (ВПИ до 40 кПа); от 0 до +70 0 C (ВПИ > 40 кПа). дополнительно: от –20 до +50 0 C; от –40 до +70 0 C." class="link_thumb"> 36 Датчик давления МЕТРАН -55- ДМП 331 Температура измеряемой среды: от –40 до C. Температура окружающей среды: от 0 до C (ВПИ до 40 кПа); от 0 до C (ВПИ > 40 кПа). дополнительно: от –20 до C; от –40 до C. 40 кПа). дополнительно: от –20 до +50 0 C; от –40 до +70 0 C."> 40 кПа). дополнительно: от –20 до +50 0 C; от –40 до +70 0 C."> 40 кПа). дополнительно: от –20 до +50 0 C; от –40 до +70 0 C." title="Датчик давления МЕТРАН -55- ДМП 331 Температура измеряемой среды: от –40 до +125 0 C. Температура окружающей среды: от 0 до +50 0 C (ВПИ до 40 кПа); от 0 до +70 0 C (ВПИ > 40 кПа). дополнительно: от –20 до +50 0 C; от –40 до +70 0 C."> title="Датчик давления МЕТРАН -55- ДМП 331 Температура измеряемой среды: от –40 до +125 0 C. Температура окружающей среды: от 0 до +50 0 C (ВПИ до 40 кПа); от 0 до +70 0 C (ВПИ > 40 кПа). дополнительно: от –20 до +50 0 C; от –40 до +70 0 C.">

Датчик давления МЕТРАН -55- ЛМК 351 Отличительной особенностью керамического датчика является его устойчивость к воздействию агрессивных сред. Температура измеряемой среды: от –25 до C. Температура окружающей среды: От –25 до C.

Многофункциональный датчик давления Метран -55- ДС Измеряемые среды: жидкость, пар, газ. Диапазон измеряемых давлений: минимальный – 0–4 кПа (избыточное), 0–10 кПа (абсолютное), максимальный – 0–60 МПа. Погрешность измерений: ±0,35 % ВПИ (стандартно) (ВПИ > 40 кПа). 40 кПа).">

Многофункциональный датчик давления Метран -55- ДС Выходные сигналы: 4–20 мА, 0–10 В. Температура измеряемой среды: от –25 до +125 º C. Температура окружающей среды: от 0 до 50 º C (ВПИ до 40 кПа); от 0 до 70 º C (ВПИ > 40 кПа). 40 кПа)."> 40 кПа)."> 40 кПа)." title="Многофункциональный датчик давления Метран -55- ДС Выходные сигналы: 4–20 мА, 0–10 В. Температура измеряемой среды: от –25 до +125 º C. Температура окружающей среды: от 0 до 50 º C (ВПИ до 40 кПа); от 0 до 70 º C (ВПИ > 40 кПа)."> title="Многофункциональный датчик давления Метран -55- ДС Выходные сигналы: 4–20 мА, 0–10 В. Температура измеряемой среды: от –25 до +125 º C. Температура окружающей среды: от 0 до 50 º C (ВПИ до 40 кПа); от 0 до 70 º C (ВПИ > 40 кПа).">

Многофункциональный датчик давления Метран -55- ДС Многофункциональный датчик давления Метран -55- ДС 200 предназначен для работы во всех типах сред, неагрессивных к нержавеющей стали, и представляет собой удачное сочетание нескольких устройств: - прецизионный датчик давления; - программируемый переключатель давления с релейным выходом; - цифровой дисплей.

Ресурсы

АтмосферногоБарометр – физический прибор для измерения атмосферного давления. Нормальным атмосферным давлением называют такое давление, которое уравновешивается столбом ртути высотой 760 мм при температуре 0 °С. ухудшениеПонижение атмосферного давления предвещает ухудшение погоды. 12 мПо мере подъема над поверхностью Земли атмосферное давление понижается приблизительно на 1 мм рт. ст. на каждые 12 м подъема. уменьшениемПонижение давления сопровождается уменьшением плотности атмосферы, и она постепенно переходит в космическое пространство. 3

5 Жидкостный манометр 1 – двухколенная стеклянная трубка 2 – резиновая трубка 3 – круглая плоская коробочка, затянутая резиновой пленкой Действие жидкостных U- образных манометров основано на сравнении давления в закрытом колене с внешним давлением в открытом.

7 Трубчатый манометр 1 - трубка 2 - стрелка 3 – зубчатка 4 – впускной кран 5 - рычаг 3 В трубчатом манометре стрелка-указатель соединена с согнутой в форме дуги трубкой. При повышении давления внутри трубки она распрямляется и стрелка-указатель поворачивается.

Наибольшее распространение получили манометры с трубчатой пружиной. Если создать давление в изогнутой трубке, сечение которой показано на рисунке 11, то такая трубка будет разгибаться на величину, пропорциональную давлению. Конец трубки, перемещаясь, потянет зубчатую рейку и повернет ось, на которую насажена стрелка. Такие манометры применяются до 1016 тысяч атмосфер.

10 Манометр с трубчатой пружиной Бурдона предназначены для измерения давления неагрессивных по отношению к медным сплавам (аммиак, щелочные и солевые растворы), некристаллизующихся сред жидкостей, газа и пара. 1 bar = Пa (паскалей) Существуют две общеизвестные единицы измерения давления – это psi и бар. Если psi все еще используется в США, то метрическая единица бар является общепринятой. Бар часто заменяется паскалями и кило-паскалями, поскольку такие единицы более удобны. Существует много других единиц измерения, но они используются в узкоспециализированных областях. 1 psi (1 pound per square inch) = Па 1 фунт на кв. дюйм = Па 1 атмосфера = Па

11 Применение манометров Измерение кровяного давлениякровяного давления Проверки давления в шинахшинах Измерения давления в топливной системе автомобилейавтомобилей Измерения давления в баллоне газовой сварки газовой сварки Контроль давления в баллоне акваланга акваланга Измерения давления и разряжения дизельного топлива, воды, газов и водяного пара, кислорода, хладонов на судах.на судах. Контроля давления пены в закачных переносных огнетушителях огнетушителях Контроль давления в силовых и тормозных системах и установках подвижного составаподвижного состава Измерение и регулировка давления сжатого воздуха краскопульта.краскопульта. Контроля давления системы отопления отопления

14 Регулятор давления с манометром предназначен для точного измерения и регулировки давления сжатого воздуха на входе краскопульта. 1 bar = паскалей (Пa) 1 psi = Па

16 Манометр для проверки давления в шинах 1 атмосфера = Па

24 В указателе давления в баллоне, также как и в глубиномере, используется принцип трубки Бурдона. Показания манометра должны быть хорошо видны при любых условиях. Манометр подключается к редуктору первой ступени со стороны высокого давления. Манометр, глубиномер и компас

26 Манометр – физический прибор для измерения давления внутри закрытых сосудов. Как правило, манометр измеряет разность давления в сосуде и атмосферного давления. Давление газа в закрытом сосуде возрастает при увеличении плотности или температуры газа. Состояние газа при низком давлении называется вакуумом. Выводы:

Презентация на тему "Манометры" по физике в формате powerpoint. Цель данной презентации для школьников 7 класса дать представление об устройстве и принципах работы жидкостного и металлического манометров, рассмотреть их применение в различных областях. Автор презентации: учитель физики, Гагарина Марианна Сергеевна.

Фрагменты из презентации

Тест

1. Кто из ученых предложил способ измерения атмосферного давления?
2. Какой буквой обозначают атмосферное давление?
3. Какова единица атмосферного давления?
4. Как называется прибор для измерения атмосферного давления?
5. Чему равно значение нормального атмосферного давления?
6. Как называется прибор для измерения высоты, используемый в авиации?

Манометры – приборы для измерения давлений, больших или меньших атмосферного (от греческого «манос» – редкий, неплотной и «метрео» - измеряю.

Манометры бывают:

• жидкостные
• металлические

Жидкостный манометр

• Жидкостный манометр состоит из двухколенной стеклянной трубки, в которую налита какая – нибудь жидкость.
• Устройство и принцип работы открытого жидкостного манометра

Устройство металлического манометра

• Согнутая в дугу металлическая трубка
• Рычаг
• Зубчатка
• Стрелка

Манометры применяются во всех случаях, когда необходимо знать, контролировать и регулировать давление. Наиболее часто манометры применяют в теплоэнергетике, на химических, нефтехимических предприятиях, предприятиях пищевой отрасли.

Сфигмоманометр (тонометр) - прибор для измерения артериального давления. Состоит из манжеты, надеваемой на руку пациенту, устройства для нагнетания воздуха в манжету и манометра, измеряющего давление воздуха в манжете. Также, сфигмоманометр оснащается либо стетоскопом, либо электронным устройством, регистрирующим пульсации воздуха в манжете.

Закрепление

• С какими приборами мы сегодня познакомились?
• Почему в открытом манометре уровни жидкости в обоих коленах одинаковые?
• Почему при погружении коробочки в воду изменяются уровни жидкости в коленах манометра?
• Как с помощью жидкостного манометра показать, что на одной и той же глубине давление одинаково по всем направлениям?
• Как устроен металлический манометр?
• В каких единицах градуируется шкала металлического манометра?