ДИФМАНОМЕТР

ДИФМАНОМЕТР дифференциальный манометр,
прибор для измерения разности (перепада) давлений; применяется также для
измерений уровня жидкостей и расхода жидкости, пара или газа по методу
перепада давлений. По принципу действия различают Д.: жидкостные, в к-рых
измеряемое давление или разрежение уравновешивается столбом жидкости, и
механические, в к-рых давление уравновешивается силами упругости различных
чувствит. элементов -мембраны, пружины, сильфона. Упругая деформация чувствит.
элемента - величина, пропорциональная измеряемому давлению.

Жидкостные Д. разделяются на трубные, поплавковые,
кольцевые и колокольные. Трубные Д. бывают двухтрубные (U-ооразные) и однотрубные
(с сосудом и вертикальной трубкой и с сосудом и наклонной трубкой, служащей
для увеличения точности отсчёта при измерении малых величин). Действие
двухтрубного Д. (рис. 1) основано на использовании сообщающихся сосудов,
заполненных жидкостью, столб к-рой одновременно является гидравлич. затвором
и создаёт гидростатич. давление, противодействующее измеряемому. Один конец
U-образ-ной трубки, заполненной жидкостью, соединяют с замкнутым пространством,
в к-ром надо измерить избыточное давление, а второй остаётся открытым (под
ба-рометрич. давлением). Разность уровней жидкости в трубках показывает
избыточное давление р= р; р = hpg, где h - разность уровней жидкости, р
- плотность заполняющей жидкости, д - ускорение свободного падения.
Уравнение для однотрубного Д. с сосудом и вертикальной трубкой (рис. 2)
аналогично уравнению для двухтрубного Д. Величина перемещения жидкости
в трубке однотрубного Д. прямо пропорциональна измеряемому перепаду давлений
и зависит от соотношения квадратов диаметров или площадей сечения трубки
и сосуда:f/F = d²/D² .

Рис. 1. Двухтрубный U-образный дифманометр.

Рис. 2. Дифманометр с сосудом и вертикальной
трубкой.

Чтобы упростить измерения, обычно принимают
соотношение, при к-ром hболее чем на 1%; поэтому величиной hпренебрегают и
отсчёт производят только по уровню жидкости в трубке. Для исключения погрешности
шкала изготовляется с делениями, равными не 1 мм, а меньше (0,9
мм).
Диапазон
измерений U-образ-ных Д. до 93 кн/м²(700
мм рт. ст.)
при давлении среды до 15 Мн/м²(150
кгс/см²).
Точность
отсчёта в двух трубках ±1
мм.

Поплавковый Д. по принципу действия аналогичен
однотрубному Д. с сосудом и вертикальной трубкой, только для измерения
служит поплавок, передающий изменение уровня жидкости в сосуде на стрелку
прибора. Диапазон измерения перепадов давления от 0 до 133 кн/м²(от
0 до 1000 мм рт. ст.), при давлении среды до 16 Мн/м²(160
кгс/см²).
Осн.
приведённая погрешность ±
1,5-2% .

Кольцевой Д., или "кольцевые весы", имеет
чувствит. элемент в виде полого кольца с перегородкой (рис. 3). В нижней
части кольца, заполненного жидкостью (вода, масло, ртуть), укреплён компенсационный
груз. При pуровень жидкости в обеих частях кольца
одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей
через центр кольца. При p> pжидкость
в левой части опустится, а в правой поднимется. Усилие, создаваемое действием
разности давлений на перегородку, вызывает момент, стремящийся повернуть
кольцо по часовой стрелке. Диапазон измерения перепадов давлений: для низкого
давления (с водяным заполнением) до 1,6 кн/м² (160 кгс/м²)
при
давлении среды до 150 кн/м² (15 000 кгс/м²);
для
среднего (с ртутным заполнением) - до 33 кн/м² (250
мм
рт. ст.) при давлении среды 3,2 Мн/м² (32 кгс/см²).
Осн.
приведённая погрешность ± 0,5-1,5%.

Рис. 3. Схема кольметра. Рис. 4. Схема
колоцевого дифманомет кольного дифманора.

Колокольный Д. (рис. 4) представляет собой
колокол, погружённый в жидкость и перемещающийся под влиянием разности
давлений внутри (большее) и снаружи (меньшее) колокола. Противодействующая
измеряемому давлению сила создаётся утяжелением колокола (гидростатич.
уравновешивание) или деформацией пружины, на к-рой подвешивается колокол
(механич. уравновешивание). Диапазон измерения перепада давлений от 40
н/м²до
4 кн/м² (от 4 до 400 кгс/м²)
при давлении
среды от 10 кн/м² до 0,3 Мн/м²(от 1000
кгс/м²
до 3 кгс/см²).

Механические Д. разделяются на мембранные
с плоской упругой металлич. мембраной (рис. 5) и с неметаллич. мембраной
и сильфонные. В мембранных Д. упругая металлич. мембрана прогибается под
влиянием измеряемого давления, по величине прогиба определяют давление.
В нек-рых конструкциях Д. мембрана служит только для разделения камер.
Противодействующую силу при деформации создаёт тарированная цилиндрич.
спиральная пружина, к-рая разгружает мембрану. Нек-рые мембранные Д. имеют
защиту от односторонней перегрузки и могут применяться для измерения не
только перепадов, но и избыточных давлений. Диапазон измерения давления
от 0 до 6,3 кн/м² (0-630 кгс/м²) и
от 0,16 до 0,63 Мн/м² (1,6-6,3 кгс/см²);
диапазон
перепада давлений до 133 кн/м² (1000 мм рт. ст.) при
макс, давлении среды до 60 Мн/м² (600
кгс/см²).
Основная
приведённая погрешность ± 1,5%. Д. с неметаллич. мембранами (из резины
и т. п. материалов) имеют только цилиндрич. спиральную пружину, не воспринимают
изгибающих моментов и сжимающих усилий и работают только на растяжение.
Для увеличения перемещения они изготовляются гофрированными и имеют жёсткий
центр, образованный двумя металлическими дисками. Диапазон измерений перепада
давлений до 133 кн/м² (1000
мм рт. ст.) при давлении
среды до 6,4 Мн/м² (64
кгс/см²).
Осн.
приведённая погрешность ± 1-2% .

Рис. 5. Дифманометр с упругой мембраной
и электрической передачей показаний.

Сильфонные Д. имеют чувствит. элемент -
гофрированную металлич. коробку (сильфон) с тарированной цилиндрич. спиральной
пружиной. Сильфон разделяет полость Д. на две камеры. Большее давление
подводится в полость над сильфоном, а меньшее - внутрь. Под действием разности
давлений сильфон прогибается на величину, пропорциональную измеряемому
давлению. Диапазон измерений до 25 хн/м² (2500 кгс/м²)
при
давлении среды до 32 Мн/м² (320 кгс/см²).
Осн.
приведённая погрешность ±0,5-1% .

Поплавковые, кольцевые, колокольные и механич.
Д. изготовляются показывающими, самопишущими и бесшкальными (с электрич.
или пневматич. дистанционной передачей показаний), с электрич. контактным
устройством. Д. для измерения расхода по методу переменного перепада выпускаются
с интегрирующими и суммирующими устройствами. Дальнейшее развитие конструирования
Д. идёт по пути усовершенствования механического Д.

Лит.: Кремлевский П. П., Расходомеры,
2 изд., М.- Л., 1963; Автоматизация, приборы контроля и регулирования производственных
процессов в нефтяной и нефтехимической промышленности. Справочник, кн.
2, М., 1964. Г. Г. Мирзабеков.