Для измерения давления в капельных жидкостях и газах применяются жидкостные, механические, электрические и комбинированные приборы. Измерения положительной разности между абсолютным и атмосферным давлениями производятся манометрами. Прибор, предназначенный для измерения положительной разности между атмосферным давлением и абсолютным, называется вакуумметром. Мановакуумметрами могут измерять как избыточное, так и вакуумметрическое давление. Дифференциальный манометр предназначен для измерения разности давлений в двух точках. Жидкостные приборы основаны на использовании основного уравнения гидростатики:где - абсолютное; - внешнее; - весовое давление; - плотность жидкости, применяемой в приборе. называется пьезометрической высотой. В случае величина носит наименование вакуумметрической высоты.
Пьезометр применяется для измерения избыточного давления и представляет собой стеклянную, установленную строго вертикально трубку с открытым в атмосферу верхним концом. Нижний конец трубки соединяется с местом измерения давления. Под действием давления жидкость в трубке поднимается на высоту , измеряемую по линейной шкале.
Величина избыточного давления в любой точке жидкости определяется по зависимости где - плотность жидкости; - показание пьезометра; - глубина точки под уровнем нуля шкалы прибора. Пьезометрическая высота в точке равна . U-образный мановакуумметр представляет собой U-образную стеклянную трубку 1, заполненную до некоторого уровня рабочей жидкостью, более тяжелой, чем жидкость, давление которой измеряется. Одно из колен трубки соединяется с местом измерения, другое открыто в атмосферу. Если давление на уровне рабочей жидкости в левом колене больше атмосферного, то под его действием жидкость в левом колене опустится, а в правом поднимется. Если давление меньше атмосферного, то жидкость в левом колене поднимется, а в правом опустится. Разность высот уровней жидкости в коленах является показанием прибора. Избыточное и вакуумметрическое давление в произвольной точке жидкости находятся по зависимостям:
где – плотность жидкости, заполняющей сосуд и левое колено прибора (до уровня рабочей жидкости); – плотность рабочей жидкости; – разность уровней точки и рабочей жидкости в левом колене. Дифференциальный манометр применяется для измерения разности давлений. Разность давлений может быть определена путем измерения каждого из давлений в отдельности. Однако таким способом нельзя воспользоваться в тех случаях, когда разность давлений мала, а каждое из давлений велико, ибо для получения достаточно высокой точности измерения малой разности измерение каждого из больших давлений должно быть выполнено со значительно более высокой, практически недостижимой, точностью. Поэтому для измерения разности давлений применяются специальные приборы. На рис. изображена схема U-образного дифференциального манометра. Он состоит из U-образной стеклянной трубки, примерно до середины заполненной рабочей жидкостью. Под действием разности давлений рабочая жидкость в коленах перемещается. Для горизонтальной плоскости равного давления 0-0 можно записать: идно, что разность давлений по показанию манометра определяется следующим образом:
. Если точки, где измеряется давление, находятся на одном уровне, то В этом случае Из других жидкостных приборов находят широкое применение микроманометры (пьезометры с наклонной трубкой), чашечные манометры и вакуумметры, а также дифференциальные пьезометры.
Механические приборы используются в тех случаях, когда более точные, жидкостные, не могут применяться из-за чрезмерно больших измеряемых давлений. В некоторых конструкциях механических манометров и вакуумметров используются упругие рабочие элементы (например, полые пружины, гибкие диафрагмы, сильфоны и т.п.), которые деформируются под действием давления жидкости. На схемах приведены две принципиальные схемы таких приборов.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему