Manometer zur Messung des Gasdrucks: Typen, Konstruktionsmerkmale und Funktionsweise der Messgeräte

Oft besteht die Notwendigkeit, den von einem Gas erzeugten Druck zu messen. Zum Beispiel in Flaschen, in Gasleitungen, in verschiedenen Behältern und Behältern.Zur Steuerung und Überwachung von Indikatoren werden Manometer zur Messung des Gasdrucks eingesetzt. Diese Geräte werden in verschiedenen Lebensbereichen eingesetzt, von der Medizin bis zur Schwerindustrie.

Damit der Kauf des Gerätes nicht umsonst ist und das gekaufte Manometer den Anforderungen der Produktionsprozesse entspricht, lohnt es sich, sich mit der Klassifizierung vertraut zu machen. Wir stellen Ihnen die Arten von Gasdruckmessgeräten vor. Lassen Sie uns über ihre Designmerkmale und Funktionsprinzipien sprechen.

Klassifizierung nach Art des gemessenen Drucks

Instrumente zur Erfassung von Daten über Gasdruckparameter in Gastanks, Transportleitungen usw. Gaszylinder und andere Tanks werden nach mehreren Kriterien klassifiziert. Sie unterscheiden sich in ihrem Aufbau und Funktionsprinzip.

Geräte zur Druckmessung werden in Klassen eingeteilt nach:

• Art des gemessenen Drucks;
• Zweck;
• Funktionsprinzip;
• Genauigkeitsklasse.

Basierend auf der Art des zu messenden Drucks werden Instrumente zur Bestimmung genauer Indikatoren in Druckmessgeräte, Vakuummessgeräte, Zugmessgeräte, Druckmessgeräte, Barometer und andere unterteilt.

Je nach Schutzgrad vor Umwelteinflüssen werden folgende Geräte hergestellt:

• Standard;
• vor Staub geschützt;
• wasserdicht;
• geschützt vor aggressiven Umgebungen;
• explosionsgeschützt.

Ein Produkt kann mehrere Schutzarten kombinieren.

Das Diagramm zeigt die Einteilung der Messgeräte nach Funktionsprinzip, Druckart, Anwendung und Anzeige. Flüssigkeits- und Totgewichtsmessgeräte werden selten verwendet, um Daten zum Gasdruck zu erhalten

Ein Manometer ist ein kleines Gerät, das zur Messung von Druck oder Druckunterschieden verwendet wird. Das Funktionsprinzip dieses Instruments hängt von seiner inneren Struktur ab. Innerhalb einer Klasse werden sie je nach Genauigkeitsklasse weiter in Gruppen eingeteilt.

Zur Messung des Absolutdrucks, gemessen vom absoluten Nullpunkt (Vakuum), werden Absolutdruckmessgeräte verwendet. Der Überdruck wird mit einem Überdruckmessgerät ermittelt. Im Allgemeinen werden alle Arten solcher Geräte mit einem Wort bezeichnet: „Manometer“.

Die meisten Arten von Manometern dienen zur Messung von Überdruckwerten. Ihre Besonderheit besteht darin, dass sie Druck anzeigen, der den Unterschied zwischen absolutem und atmosphärischem Druck darstellt.

Vakuummeter sind Geräte, die den Druckwert eines verdünnten Gases anzeigen. Mithilfe von Druck- und Vakuummessgeräten werden Überdruck und Druck des verdünnten Gases gemessen. Informationen werden auf einer einzigen Skala angezeigt.

Mithilfe von Druckmessgeräten werden Überdruckparameter mit Werten bis 40 kPa ermittelt. Traktionsmessgeräte hingegen ermöglichen die Messung der Verdünnung bis zu – 40 kPa. Schubdruckmessgeräte messen Verdünnungs- und Überdruck im Bereich von – 20 bis + 20 kPa.

Manometer werden in den unterschiedlichsten Branchen eingesetzt. Die Arbeit mit Gas birgt ein hohes Risiko, daher ist es wichtig, alle Systemindikatoren zu überwachen.Druckinformationen geben Benutzern Aufschluss über den aktuellen Zustand des Messobjekts

Mit Differenzdruckmessgeräten kann die Druckdifferenz an zwei beliebigen zu untersuchenden Punkten ermittelt werden. Ein Mikromanometer ist ein Differenzdruckmessgerät, mit dem Sie Druckunterschiede innerhalb von 40 kPa messen können.

Klassifizierung nach Funktionsprinzip

Gasdruckmessgeräte werden je nach Mechanismus zum Ablesen der Messwerte unterteilt in:

• Verformung;
• Elektrisch;
• Eigengewichtskolben;
• Flüssig.

Jeder Typ hat seine eigenen charakteristischen Merkmale.

Verformungstyp von Manometern

Das Prinzip und die Funktionsweise von Geräten der Verformungsklasse besteht darin, dass Druck auf das empfindliche Element des Geräts einwirkt, das sich verformt. Die Höhe des Drucks wird durch den Grad der Verformung bestimmt.

Verformungsdruckmessgeräte werden mit Rohrfeder-, Faltenbalg- oder Membran-Arbeitselementen mit hoher Empfindlichkeit hergestellt

Die Sensorelemente in Rohrfedergeräten sind Rohrfedern. Bei diesen Produkten handelt es sich um kreisförmig gebogene Rohre mit einem querovalen Querschnitt. Das Gas wirkt auf die Innenfläche des Rohrs. Während dieser Belichtung verformt sich das Rohr und verändert seine Form, bis es rund wird.

Ein Ende des Rohres ist versiegelt und kann bewegt werden. Der zweite ist offen und mit Haltern fixiert. Beim Biegen des Federrohrs werden auch die Ringe in Mitleidenschaft gezogen, die dann die Feder ausbiegen. Das abgedichtete Ende der Feder bewegt sich entsprechend der Druckkraft. Diese Bewegung wird auf die Maßverkörperung übertragen.

Bei der Messung von Drücken bis 40 bar werden Ringfedern eingesetzt.Bei höheren Drücken werden Schrauben- oder Spiralfedern verwendet, die in derselben Ebene liegen. Der Messwertfehler bei der Druckmessung mit dieser Methode liegt zwischen 1 und 4 %.

Mit Membran- und Balgmesselementen können Sie kleine Über- und Unterdruckwerte effektiv messen.

Der Faltenbalg ist nach dem Prinzip eines Sanitär-Faltenbalgschlauchs gefertigt. Es handelt sich um ein dünnwandiges Metallrohr aus beweglichen Querringen. Je nach Material und Fertigungsparametern kann der Balg mehr oder weniger steif sein.

Unter dem Einfluss hoher Temperaturen kommt es mit der Zeit zu plastischen Verformungen, die die Genauigkeit der Messwerte beeinträchtigen. Darüber hinaus beschleunigt sich bei erhöhten Temperaturen und Druckpulsationen die Veränderung der statischen Eigenschaften

Die größte Vielfalt haben empfindliche Membranelemente. Die Genauigkeitsklasse solcher Geräte überschreitet nicht 1,5. Solche Geräte verfügen über ein Schutzsystem. Bei Überlastung liegt die Membran an einer speziellen Schutzvorrichtung an.

Membranboxen werden häufig in Geräte eingebaut, die Druck und Vakuum messen. Druckmessgeräte, Zugmessgeräte und Druckmessgeräte mit Membrangehäuse werden in den Genauigkeitsklassen 1,5 hergestellt; 2,5 und Messgrenze bis 25 kPa.

Flachmembranen haben eine geringe Verschiebung des Arbeitspunkts und werden daher am häufigsten zur Umwandlung von Druck in Kraft verwendet. Sie sind instabil, aber gut berechnet.

Zur Verbesserung der statischen Leistung werden Wellmembranen und ähnliche Boxen eingesetzt. Erstere bewegen sich besser, sind aber schwer zu berechnen. Letztere werden aufgrund ihrer geringeren Steifigkeit deutlich häufiger eingesetzt.

Zur Messung kleiner Druckwerte werden Geräte mit schlaffen Membranen verwendet.

Geräte müssen vor hohen Temperaturen geschützt werden, da diese die Elastizität und Empfindlichkeit der Hauptarbeitselemente negativ beeinflussen.

Mechanisch anzeigende Manometer

Bei vielen Rohrfedermessgeräten handelt es sich tatsächlich um Direktumrechnungsgeräte. Dies bedeutet, dass der Druck in eine Verschiebung des Sensorelements und der damit in Kontakt stehenden mechanischen Vorrichtung umgewandelt wird.

In der Abbildung ist der Anschluss radial angeordnet, es werden aber auch Manometer mit axialem Anschluss hergestellt

Unter Druckeinwirkung bewegt sich das freie Ende der Feder, der Mitnehmer wirkt auf den Zahnradsektor und das Zahnrad und der Anzeigepfeil drehen sich.

Federanzeigende Manometer werden mit einem Messbereich von 0,1 bis 103 MPa und verschiedenen Genauigkeitsklassen hergestellt. Exemplarische Modelle werden mit Genauigkeitsklassen von 0,15 hergestellt; 0,25; 0,4. Zähler der Arbeitskategorie mit erhöhter Genauigkeit - 1 und 0,6. Allgemeine technische Arbeiter – mit Genauigkeitsklassen 1,5; 2,5; 4.

Elektrische Kontaktmanometer

Strukturell handelt es sich um eine Modifikation des anzeigenden Manometers. Der Kern der Arbeit besteht darin, dass das Netzwerk geschlossen wird, wenn der Pfeil einen Schwellendruckwert erreicht.

Das Design des Anzeigemanometers verfügt zusätzlich über eingebaute Pfeile mit eingepressten elektrischen Kontakten, die sich gegenüber den angezeigten Werten befinden

Der Stromkreis wird geschlossen und der Alarm ausgelöst, wenn der Anzeigepfeil einen der Kontaktpfeile erreicht. Die Genauigkeitsklasse solcher Manometer beträgt 1,5. Der Messbereich entspricht Standardwerten.

Zur Signalisierung oder zur Positionskontrolle wird ein mit RD gekennzeichneter Druckschalter verwendet. Sie messen Drücke im Bereich von 12 bis 1600 kPa. Das Relais wird entsprechend den Messwerten des Steuergeräts auf die obere und untere Aktivierungsgrenze eingestellt und hat eine Abschaltleistung von 10 W.

Aufzeichnungsmodelle von Manometern

Die Industrie stellt Manometer mit integriertem Anzeigesystem her, das die Werte auf einem Scheibendiagramm aufzeichnet, sodass anschließend die Dynamik der Indikatoren überwacht werden kann. Eine Umdrehung kann in 8, 12, 24 Stunden absolviert werden. Die Bewegung erfolgt durch einen Elektromotor oder ein Uhrwerk.

Der Betrieb eines Manometerschreibers basiert auf der Übertragung eines Signals durch eine Rohrfeder mit großem Durchmesser, die eine Zugkraft ausübt. Es überträgt die Bewegung vom Sensorelement auf das Anzeigesystem. Mit MTS gekennzeichnete Geräte zeichnen Überdruckwerte auf.

Solche Geräte erfordern eine Bedienung durch den Bediener und haben die Genauigkeitsklasse 1; 1,5; 2.5.

Balgempfindliche Elemente werden in selbstregistrierenden Differenzdruckmessgeräten eingesetzt, die zusätzlich mit einer Alarmeinrichtung und einem pneumatischen Messwertaufnehmer ausgestattet werden können. Solche Geräte messen Drücke im Bereich von 6,3 kPa bis 0,16 MPa und haben die Genauigkeitsklasse 1; 1.5.

Druckmessgeräte vom Typ „Deadweight“.

Solche Manometer werden häufig als Standard bei der Kalibrierung anderer Messgeräte verwendet. Ihr Messbereich ist sehr groß. Je nach Bauart des Gerätes kann es bei gravierenden Vakuumwerten beginnen und bei Redundanzen von bis zu 2500 MPa enden. Die Genauigkeitsklasse erreicht Höchstwerte bis 0,0015.

Jedes Mal, wenn ein Messgerät einer Belastung über die normalen Grenzen hinaus ausgesetzt wird, verliert es seine Lebensdauer und Messgenauigkeit.

Das Funktionsprinzip besteht darin, den Zylinder im Kolben in einem bestimmten Zustand zu halten, während auf einer Seite Kalibriergewichte angebracht werden und auf der anderen Seite der gemessene Druck ausgeübt wird. Abhängig vom Gewicht der Lasten wird die Höhe des erzeugten Drucks beurteilt.

Das Hauptarbeitselement des Gerätes ist die Messsäule. Abhängig von der Qualität seiner Herstellung, der Genauigkeit und Reinheit der Verbindungen ändert sich auch die Größe des Fehlers.

Mit Gas betriebene PMGs weisen den geringsten Messfehler auf. Aufgrund ihrer Konstruktionsmerkmale und der Notwendigkeit, das Gas von Fremdpartikeln zu filtern, sind solche Geräte jedoch um ein Vielfaches teurer

Funktionell besteht ein Druckmanometer aus einer Druckerzeugungseinrichtung, einem Messsystem und Gewichten. Das Gerät ist mit einem Drehmechanismus zum Erhöhen und Verringern des Drucks sowie einem Überdruckventil ausgestattet.

Weit verbreitet sind Manometer mit unversiegeltem Kolben. Sie haben einen Spalt zwischen Kolben und Zylinder. Der Behälter unter dem Kolben ist mit Öl gefüllt, das unter Druck in den Spalt gegossen wird und die Reibflächen schmiert.

Elektrischer Gaszähler

Derartige Manometer dienen dazu, direkten oder indirekten Gasdruck in einen elektrischen Parameter umzuwandeln. Die gebräuchlichsten Druckmessgeräte dieser Art sind: Dehnungsmessstreifen, Kapazitäts- und Widerstandsmessgeräte. Der Druck wird im Bereich von 100 Pa bis 1000 MPa gemessen. Die Geräte werden mit Genauigkeitsklassen von 0,1 bis 2,5 gefertigt.

Der Betrieb von Druckmessgeräten, die auf der Grundlage des Tensowiderstandseffekts arbeiten, besteht darin, den Widerstandswert des Leiters aufgrund von Verformung zu ändern. Messen Sie den Druck im Bereich von 60 bis 10⁸ Pa mit minimalem Fehler.

Die Flanschmontage des Sensors und das spezielle Design des Gerätes ermöglichen das Auslesen von Druckdaten in besonders aggressiven Umgebungen mit Temperaturen bis zu 300 °C. Wird zur Druckmessung in Systemen mit schnell fließenden Prozessen verwendet.

Das Funktionsprinzip von Widerstandsmanometern basiert auf der Abhängigkeit des Leiterwiderstands vom Druck. Typischerweise werden mit diesem Gerätetyp besonders hohe Drücke über 100 MPa gemessen

Das empfindliche Element in einem solchen Gerät ist ein Manganindraht, dessen Widerstand leicht mit einer symmetrischen Brücke gemessen werden kann.

Der Betrieb kapazitiver Manometer basiert auf der Wirkung von Druck auf eine Membran, die eine bewegliche Elektrode darstellt. Wenn sich die Membran bewegt, ändert sich die Kapazität des Wandlers. Gekennzeichnet durch erhebliche Temperaturfehler.

Bei kapazitiven Druckmessgeräten wird die Auslenkung der Membran durch einen elektrischen Schaltkreis bestimmt. Solche Geräte werden in Systemen mit schnellen Druckänderungen eingesetzt.

Flüssigkeitsmessgeräte

Der Druck wird von diesen Geräten bestimmt, indem der gemessene Druck mit dem von der Flüssigkeitssäule gebildeten Druck abgeglichen wird. Auf diese Weise können Sie kleine Überdrücke, atmosphärischen Druck, Vakuumniveau und Druckdifferenz messen.

Diese Gruppe wird durch U-förmige Manometer repräsentiert, die aus kommunizierenden Gefäßen bestehen und deren Druck durch den Flüssigkeitsstand bestimmt wird; Kompensationsmikromanometer; Bechermanometer, die ein Reservoir anstelle eines zweiten Schlauchs verwenden; Differenzdruckmessgeräte mit Schwimmer, Glocke und Ring.

Mit Doppelrohr-Manometern können Sie Druckunterschiede messen. In diesem Fall werden die zu messenden Drücke auf jedes der Rohre ausgeübt

Bei Flüssigkeitsmessgeräten ist das Arbeitsmedium ein Analogon zum empfindlichen Element.

Differenzdruckmessgeräte sind in der Regel mit Alarmen, Durchflussmessern, Reglern und Aufzeichnungsgeräten ausgestattet. Messbereich von 10 bis 10⁵ Pa. Abhängig von den das Gerät füllenden Flüssigkeiten ändert sich die Messgrenze.

Aufteilung nach Funktionszweck

Je nach Verwendungszweck werden folgende Arten von Manometern zur Messung des Gasdrucks unterschieden:

• allgemeine technische;
• Referenz;
• besonders.

Schauen wir uns die Merkmale jedes Typs an.

Manometer für allgemeine technische Zwecke

Diese Art von Manometern wird zur Messung von Vakuum- und Überdruckwerten für allgemeine technische Zwecke hergestellt. Verschiedene Modifikationen der Geräte ermöglichen den Einsatz in unterschiedlichsten Umgebungen. Sie dienen der Druckmessung in der Produktion direkt während technologischer Prozesse.

Der Druck bei solchen Geräten wirkt von innen auf das Rohr und bewirkt eine Bewegung des losen Endes. Damit interagiert ein Mechanismus, der den Pfeil bewegt

Solche Manometer können den Druck gasförmiger Medien messen, die gegenüber Kupferlegierungen nicht aggressiv sind, bei Betriebstemperaturen bis zu 150 °C.Typischerweise besteht der Körper des Produkts aus Stahl und die Mechanismusteile aus einer Messinglegierung.

Allgemeine technische Manometer für Gase mit niedrigem oder hohem Druck werden vibrationsfest mit einer Frequenz im Bereich von 10 bis 55 Hz sowie einer Wegamplitude von maximal 0,15 Millimetern hergestellt. Sie verfügen über mehrere Genauigkeitsklassen von 1 bis 2,5.

Digitale Manometer sind klein, zeichnen sich durch hohe Messgenauigkeit und lange Lebensdauer aus. Darüber hinaus können solche Geräte kalibriert werden

Zunehmende Beliebtheit erfreuen sich Gasdruckmessgeräte für allgemeine technische Zwecke mit einer elektronischen Platine, auf der die Messdaten angezeigt werden. Sie sind oft mit Konvertern ausgestattet, die technologische Prozesse automatisieren. Druckwerte werden auf einem elektronischen Zifferblatt angezeigt.

Gruppe spezieller Manometer

Solche Geräte werden für eine bestimmte Gasart und die dadurch entstehende Umgebung hergestellt. Für Systeme mit erhöhtem Druck werden Manometer für Hochdruckgas hergestellt. Einige Gase sind gegenüber bestimmten Legierungen aggressiv, weshalb bei der Verarbeitung widerstandsfähige Materialien verwendet werden müssen.

Spezielle Manometer werden je nach Gasart in unterschiedlichen Farben lackiert.

Propan-Manometer sind rot lackiert, haben ein Stahlgehäuse und weisen die Eigenschaften allgemeiner technischer Manometer auf. Der Betriebsdruck solcher Geräte liegt zwischen 0 und 0,6 MPa. Dies ist der Standard-Propandruck. Der Betrieb ist im Temperaturbereich von – 50 bis + 60 °C möglich. Arbeitsumgebungstemperatur bis + 150 °C. Oft im Lieferumfang von Ballonreduzierern enthalten.

Ammoniak-Druckmessgeräte in Flaschen und anderen Behältern sind gelb gefärbt.Geräte mit mehrstufiger Verdichtung sind mit einer Temperaturskala ausgestattet. Die Komponenten des Manometers bestehen aus Materialien, die gegen Ammoniakdämpfe beständig sind.

Bei starken dynamischen Belastungen werden Manometer mit Glycerin oder Silikon gefüllt

Das Acetylen-Manometer ist weiß lackiert. Hergestellt als Manometer für Sicherheitssysteme aus fettfreien Materialien. Wird zur Messung des Überdrucks in verschiedenen Acetylenverteilungs- und -erzeugungssystemen verwendet. Das Gehäuse besteht aus Stahl, die Innenteile aus einer Messinglegierung. Der zulässige Temperaturbereich liegt zwischen – 40 und + 70 °C.

Die Wasserstoffdruckanzeige wird dunkelgrün. Das Manometer für andere brennbare Gase ist rot lackiert. Das Messgerät für nicht brennbare Gemische ist schwarz lackiert. Das Sauerstoffdruckmessgerät ist blau lackiert.

Referenzgeräte zur Druckmessung

Diese Art von Manometer dient zum Testen, Kalibrieren und Justieren anderer Instrumente, um die höchstmögliche Messgenauigkeit zu gewährleisten. Solche Geräte zeichnen sich im Vergleich zu allgemeinen technischen Geräten durch eine höhere Genauigkeitsklasse aus. Arbeitsnormen sind in drei Kategorien unterteilt.

Kontrollmanometer, die zur Überwachung der Zuverlässigkeit der Messwerte von Messgeräten am Installationsort dienen, werden auch als Hochpräzisionsmanometer bezeichnet. Der Betriebsmessbereich reicht von 0-0,6 bis 0-1600 bar für gasförmige Medien.

Manometer für konventionelle und Verbundgasflaschen muss sich mindestens einmal im Jahr einem Überprüfungsverfahren unterziehen, sofern in den Unterlagen zum Gerät keine anderen Zeiträume angegeben sind. Die Überprüfung erfolgt durch akkreditierte messtechnische Organisationen, die den Status einer juristischen Person haben.Nach der Prüfung wird ein Zertifikat ausgestellt und ein Stempel angebracht.

Das Gerät muss vom Zylinder entfernt und zum messtechnischen Dienst gebracht werden. Dort führen Prüfer und Kalibratoren unter Verwendung einer Reihe von Standards und Hilfsinstrumenten etwa zehn Tage lang die Verifizierung durch

Die Übertragungsmechanismen in den Referenzmanometern werden mit einer höheren Getriebefrequenz bearbeitet. Sie zeichnen sich durch minimale Reibung im Zeigerwerk sowie eine hohe Empfindlichkeit der Innenelemente aus.

Standard-Manometer mit einer Genauigkeitsklasse von 0,4 haben eine Skala von 250 Einheiten, mit einer Genauigkeitsklasse von 0,15 oder 0,25 haben sie eine Skala von 400 Einheiten mit einem Teilwert von 1 Einheit. Der Betrieb des Gerätes ist je nach Gehäusefüllung bei unterschiedlichen Temperaturen möglich. Die ideale Betriebstemperatur beträgt 20 °C.

Wir machen Sie mit den Besonderheiten des Nachfüllens von Gasflaschen vertraut nächster Artikel. Alle Eigentümer von Landgrundstücken, die nicht an eine zentrale Gasversorgung angeschlossen sind, sollten es lesen.

Schlussfolgerungen und nützliches Video zum Thema

Funktionsprinzip eines Federmanometers:

Eigenschaften und Anwendungsbereich des Manometers:

Manometer werden hergestellt, um verschiedene Probleme zu lösen. Am beliebtesten sind die allgemeinen technischen Typen, die in kleinen Industriebetrieben und von verschiedenen Unternehmen bei der Arbeit mit Gasgeräten und -systemen verwendet werden. Elektrische Kontaktdruckmessgeräte sind Geräte, die das Erreichen eines kritischen Wertes melden.

Zur Prüfung und Einstellung von Manometern werden handelsübliche Manometer verwendet. Um den Druck eines bestimmten gasförmigen Mediums zu messen, werden spezielle Manometer hergestellt.Unter ihnen erfreuen sich Propan-Manometer großer Beliebtheit, die häufig komplett mit Reduzierstück an Gasflaschen montiert werden.

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