PRZYRZĄDY DO

POMIARU CIŚNIENIA

Ciśnienie (P) to skalarna wielkość fizyczna, równa

stosunkowi siły (F

n

)

działającej prostopadle na daną powierzchnię do pola tej

powierzchni (A).

JEDNOSTKI CIŚNIENIA

[Pa] – paskal

1 hPa = 100 Pa

1 kPa = 1000 Pa

1 bar = 100 000 Pa

1 MPa = 1000 000 Pa

1 at (kG/cm

2

) = 98066,5 Pa

1 mm Hg (Torr) = 133,322 Pa

RODZAJE CIŚNIEŃ

 ciśnienie atmosferyczne (ciśnienie barometryczne)

– ciśnienie wywierane przez warstwę powietrza,

 ciśnienie normalne – ciśnienie, jakie wywiera

760mm słupa rtęci znajdującej się w temperaturze
0°C w miejscu, gdzie przyspieszenie ziemskie wynosi
980,665 cm/s

2

,

 ciśnienie absolutne (ciśnienie bezwzględne) –

ciśnienie wyznaczone względem próżni absolutnej,

 ciśnienie manometryczne:
– nadciśnienie
– podciśnienie

RODZAJE CIŚNIEŃ

źródło: D. Taler, „Pomiar ciśnienia, prędkości i strumienia przepływu płynu”,

Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne, Kraków 2006

Ze względu na rodzaj ciśnienia wyróżnia się:

 barometry – mierzące ciśnienie atmosferyczne

 manometry – mierzące nadciśnienie

 wakuometry – mierzące podciśnienie

 manowakuometry – mierzące nadciśnienie

i podciśnienie

 manometry różnicowe – mierzące różnice

ciśnień

 mikromanometry – mierzące małe ciśnienia

PRZYRZĄDY DO POMIARU CIŚNIENIA

Ze względu na zasadę działania:

 hydrostatyczne

 sprężynowe

 tłokowe

 Elektryczne

 złożone

Ze względu na wykonywaną funkcję:

 zwykłe

 specjalne

 wskazujące

 rejestrujące

 sygnalizacyjne

 zdalne

MANOMETRY
HYDROSTATYCZNE działają na
zasadzie równoważenia
mierzonego ciśnienia słupem
cieczy, np. manometr
dwuramienny (U-rurka).

Za pomocą manometrów U -
rurkowych można mierzyć
nadciśnienie, podciśnienie
i różnicę ciśnień w zależności od
sposobu przyłączenia.

Rys.2 Manometr cieczowy
dwuramienny:
1- rurka szklana, 2- deska mocująca,
3- podziałka milimetrowa

CIŚNIENIOMIERZE

Z ELEMENTEM SPRĘŻYSTYM

Element pomiarowy(sprężysty)
odkształca się pod wpływem siły
wywołanej ciśnieniem. Wielkość
odkształcenia jest miarą mierzonego
ciśnienia.
Odkształcenie czujnika sprężystego
jest przekształcane mechanicznie na
wskazanie elementu ruchomego lub
przy pomocy przetwornika
elektrycznego na impuls

elektryczny.

Rys. 3 Manometr z rurką Bourdona

Manometr z rurką sprężystą

Bourdona - budowa i zasada

działania

1 – złączka z gwintem
2 – obsada ze złączką
3 – wygięta rurka mosiężna lub
stalowa
4 – przekładnia na końcu rurki
5 – wskazówką poruszająca się
po skali
6 – element sprężysty znajdujący
się na
osi obrotu wskazówki

Cały mechanizm znajduje się w
obudowie metalowej. Wielkość
ciśnienia odczytuje się
bezpośrednio ze skali.

Rys. 4 Manometr z rurką Bourdona

MANOMETRY PRZEPONOWE (MEMBRANOWE)

Ciśnieniomierze te są stosowane do
pomiaru niskich ciśnień i do mediów
gazowych.
Puszka manometru zbudowana jest
z dwóch membran, które są szczelnie
złączone na całym obwodzie.
Ciśnienie działa na stronę

wewnętrzną

puszki, a wytworzony ruch pokazuje
wskazówka jako pomiar ciśnienia.

Zakresy ciśnienia:
(0....16 mbar) do (0....40 bar)
(0....1,6 kPa) do (0....4 MPa) - przy

klasie

dokładności od 0,6 do 2,5%.

Rys. 5 Manometr membranowy

Rys. 6Schemat manometru puszkowego

MANOMETR RECKNAGLA (Z RURKĄ

POCHYŁĄ)

Rurka może przyjmować różne kąty pochyleń,
dzięki czemu możliwa jest zmiana zakresu
pomiarowego oraz dokładność pomiaru ciśnień
rzędu kilkudziesięciu paskali.

Manometr ten stosowany jest do pomiaru
nadciśnienia, podciśnienia oraz różnicy ciśnień.
Przystosowany jest również do pomiaru ciśnień
dynamicznych.

Manometr

Recknagla –

budowa

1 - zbiornik,
2 - rurka,
3 - podstawa,
4 - podzielnia,
5 - śruba,
6 - podziałka,
7 - poziomnice

Rys. 7 Manometr Recknagla

Mikromanometr

kompensacyjny Askania

przyrząd laboratoryjny
przeznaczony do pomiaru
nadciśnienia, podciśnienia

oraz

różnicy ciśnień statycznych.
Ze względu na dokładność
pomiaru może być
wykorzystany do cechowania
innych manometrów. Cieczą
manometryczną jest woda.

Rys. 8 Mikromanometr Askania

MINIMETR ASKANIA

Pomiar ciśnienia za
pomocą minimetru

Askania

polega na pomiarze

wzniosu

zbiornika

wyrównawczego,

a nie różnicy poziomów
cieczy. Powoduje to
eliminacje błędów
związanych z lepkością
cieczy oraz różną

średnicą

rurek na całej długości.

Rys.9 Budowa minimetru Askania

MANOMETR BETZA

Zastosowany
w manometrze układ
optyczny (źródło

światła,

zestaw soczewek
i matówka) umożliwia
dokładny odczyt na

linijce

pływaka różnicy

poziomów

cieczy.

Rys.10 Budowa manometru Betza

CIŚNIENIOMIERZE DO POMIARU CIŚNIENIA

RÓŻNICOWEGO

 

Zasada działania:

Gdy ciśnienia p

1

i p

2

mają taką samą wartość, element pomiarowy nie

zmienia

położenia poruszyć, więc nie ma wskazania ciśnienia. Wartość

ciśnienia różnicowego

jest wskazywana tylko wtedy, gdy jedno ciśnień jest wyższe lub

niższe.

Przekaz ruchu elementu pomiarowego i wskazanie ciśnienia

odbywają się

analogicznie w ciśnieniomierzach do pomiaru nadciśnienia.

Zastosowanie:
 monitorowanie stanu filtrów,
 pomiar poziomu wypełnienia w pojemnikach zamkniętych,
 pomiar przepływu (spadek ciśnienia).

W innym modelu manometru różnicowego manometr wyposażony

jest w dwie rurki

Bourdona i dwie wskazówki na jednej podzielni. Różnicę ciśnień

przeprowadzający

pomiar oblicza sam.

   

MANOMETR RÓŻNICOWY

Elementy budowy:
1 – membrana
2 – sprężyna pomiarowa
3 – trzpień
4 – skok pomiarowy
5 – mikroprzełączniki
6 – metalowe podpory

membrany

7 – śruby nastawcze
8 – dodatkowa podziałka

wskazująca chwilowo
ustawioną wartość
zadaną.

Rys.11 Budowa manometru różnicowego

MANOMETR PUSZKOWY

Rolę czujnika jest przepona (membrana)

wykonana ze

sprężystego materiału, zamocowana między

kołnierzami

górnej i dolnej części obudowy przyrządu.
Mierzone ciśnienie jest doprowadzane do

jednej z komór

utworzonych przez przeponę i obudowę

czujnika. Ugięty

środek przepony, odkształcony pod wpływem

ciśnienia

powoduje wychylenie wskazówki, wskazując

miarę

ciśnienia.
Manometry przeponowe stosowane są do

pomiaru

ciśnień do 3 MPa, podciśnień i różnic

ciśnień.

Manometr

puszkowy

1 — przepona
2 — dźwignia
3— przekładnia

zębata

4 — wskazówka
5 — pokrywa górna
6 — pokrywa dolna

Rys. 12 Schemat manometru
puszkowego

MANOMETRY TŁOKOWE

Istnieją dwa rodzaje manometrów tłokowych:
- manometry techniczne – stosowane

sporadycznie ze względu na
skomplikowana budowę

- manometry obciążnikowo-tłokowe –

stosowane do wzorcowania i sprawdzania
innych manometrów oraz do
bezpośredniego pomiaru wysokich ciśnień.

Zakres stosowanych ciśnień wynosi 0,2-3000

MPa.

MANOMETR

OBCIĄŻNIKOWO-

TŁOKOWY

elementy budowy:
1 – tłok
2 – cylinder
3 – talerz
4 – obciążniki
5 – pompa olejowa
6 – śruba
7 – cylinder
8 – tłoczek gumowy

Rys. 13. Schemat manometru obciążnikowo-
tłokowego.

LITERATURA:

1.

http://www.zepwn.com.pl

2. PN-EN 472:1998 Ciśnieniomierze. Terminologia.
3. PN-EN 837-1 do 3:2000 Ciśnieniomierze.
4. PN-EN 60654-2 do 3:2000 Warunki pracy urządzeń do

pomiarów i sterowania procesami przemysłowymi.

5. M. Turkowski, „Przemysłowe sensory i przetworniki

pomiarowe”, Oficyna Wydawnicza Politechniki
Warszawskiej, Warszawa 2002,

6.

http://itcich.p.lodz.pl

7.

http://www.mech.pg.gda.pl