فشار سنج فنری عملی. لوله بوردون: با جزئیات به زبان ساده فشار سنج استاندارد چیست

گیج فشار لوله بوردون برای اندازه گیری فشار گیج از 0.6 تا 70 بار استفاده می شود. این یک دستگاه اندازه گیری فشار مکانیکی است و بدون منبع تغذیه کار می کند.

لوله بوردون لوله ای حلقه ای شکل با سطح مقطع بیضی است. فشار محیط اندازه گیری شده روی سطح داخلی لوله عمل می کند و باعث حرکت انتهای شل لوله می شود. این حرکت اندازه گیری فشار است و از طریق مکانیزمی نمایش داده می شود. این حرکت اندازه گیری میزان فشار است و از طریق مکانیزمی نمایش داده می شود.

یک سر لوله بوردون C شکل باز است و سر دیگر که نوک نام دارد بسته است. انتهای باز به یک کوپلینگ با یک سوراخ ورودی در داخل لوله متصل می شود. منبع فشار به کوپلینگ متصل است، بنابراین فشار از منبع از طریق ورودی و به لوله جریان می یابد.

هنگامی که فشار وارد می شود، لوله بوردون شروع به حرکت می کند. بسته به طراحی عنصر و نوع فشار اعمال شده، لوله تمایل به صاف شدن یا خمیدگی دارد. درست است، جابجایی نوک هنگام اعمال فشار ناچیز است، در بیشتر موارد بیش از یک سانتی متر نیست. در این حالت مقدار جابجایی نوک با مقدار فشار وارده متناسب است. گیج فشاری که نوک به آن متصل است این حرکت کوچک نوک را به حرکت سوزنی تبدیل می کند که قابل خواندن است.

علاوه بر لوله بوردون C شکل، یک لوله بوردون مارپیچی وجود دارد که ساختار اصلی آن مانند لوله C شکل است، با این تفاوت که لوله در این حالت به شکل مارپیچ است.

این سیم پیچی امکان صاف کردن لوله را تا حد بیشتری نسبت به C شکل می دهد. در نهایت، جابجایی نوک لوله در هنگام اعمال فشار بیشتر از یک لوله C است. از آنجایی که برخی از ابزارها به جابجایی بیشتر از لوله C نیاز دارند، این افزایش با استفاده از لوله مارپیچی یک مزیت محسوب می شود.

فشار با استفاده از یک عنصر حساس اندازه گیری می شود - یک لوله بوردون، دیافراگم، ستون مایع، گیج فشار و غیره. رایج ترین ابزارهای اندازه گیری فشار عبارتند از:

• لوله U
• فشار سنج فنری بر اساس لوله بوردون
• گیج فشار دیافراگمی
• سنسور فشار دیافراگم
• سنسور فشار سنج کرنش
• سنسور فشار دم
• سنسور فشار پیزو الکتریک

بیایید اصل عملکرد انواع مختلف فشار سنج را در نظر بگیریم.

فشار سنج فنری چگونه کار می کند؟

عنصر حساس فشار سنج فنر یک لوله بوردون است - یک لوله برنجی توخالی با مقطع بیضی یا بیضی شکل که در یک قوس خم شده و در یک انتها مهر و موم شده است. انتهای دیگر لوله به اتصالات فشار سنج متصل است، بنابراین حفره داخلی لوله با ناحیه ای که فشار در آن اندازه گیری می شود ارتباط برقرار می کند.

فشار روی سطح داخلی لوله بوردون اعمال می شود. به دلیل تفاوت در نواحی تحت تأثیر فشار محیط، لوله تمایل به صاف شدن دارد. معلوم می شود که وقتی فشار افزایش می یابد، لوله برنجی خم می شود و هنگامی که کاهش می یابد، خم می شود. این منجر به حرکت انتهای مهر و موم شده لوله می شود که از طریق میله ای به بخش چرخ دنده ای که روی چرخ دنده فلش عمل می کند متصل می شود. با استفاده از مقیاس چاپ شده بر روی دستگاه، موقعیت فلش به مقدار فشار اضافی تفسیر می شود.

گیج های فشار مبتنی بر لوله بوردون قادر به اندازه گیری فشار تا صدها مگاپاسکال هستند و به طور گسترده در درایوهای هیدرولیک، درایوهای پنوماتیک و سیستم های گرمایش آبرسانی استفاده می شوند.

چرا فشار سنج با گلیسیرین پر شده است؟

برای کاهش ارتعاشات و ارتعاشات، در صورت وجود ضربان و تغییرات ناگهانی فشار، فشار سنج با یک مایع میرایی - گلیسیرین پر می شود و از طریق آن فشار به عنصر حساس وارد می شود.

گیج فشار مرجع چیست؟

فشار سنج مرجع- دستگاهی برای اندازه گیری فشار با دقت بالا، برای آزمایش، کالیبره کردن، بررسی، کالیبراسیون سایر فشار سنج ها یا سنسورهای فشار، برای اندازه گیری اندازه گیری فشار دقیق، به عنوان مثال، هنگام انجام آزمایش های تحقیقاتی، کالیبراسیون، بررسی فشار سنج های دیگر در نظر گرفته شده است.

فشار سنج های استاندارد معمولا دارای دستگاه های تنظیم و تنظیم اضافی هستند، به عنوان مثال ممکن است امکان تنظیم دما فراهم شود. مکانیزم های فشارسنج های نمونه با دقت بالا تولید می شوند.

فشارسنج های نمونه فشار را با دقت بالایی نمایش می دهند و قطر مقیاس این فشارسنج ها بزرگتر از ابزارهای معمولی است. قطر فشار سنج های استاندارد با 0.4 160 میلی متر و با کلاس دقت 0.15 یا 0.25 - 250 میلی متر است.

گیج فشار دیافراگمی چگونه کار می کند؟

گیج فشار دیافراگمی به عنوان یک عنصر حسگر از غشایی استفاده می کند که بر روی مکانیزم متصل به یک اشاره گر عمل می کند. فشار اندازه گیری شده وارد شده به گیج فشار، غشا را تغییر شکل می دهد که به نوبه خود باعث حرکت سوزن می شود.

محدوده اندازه گیری فشار سنج دیافراگمی به سفتی و مساحت غشا بستگی دارد.

گیج های فشار دیافراگمی برای کار با رسانه های تهاجمی مناسب هستند.

• پمپ سیمان و بتن
• سیستم های انتقال فاضلاب
• در تولید کک

پارامترهای گیج فشار

هنگام انتخاب فشار سنج، پارامترهای زیر باید در نظر گرفته شود:

• محیطی که فشار در آن اندازه گیری می شود
• دامنه کاربرد
• کلاس دقت گیج فشار
• قطر طبق GOST 2405-88. گیج فشار، وکیوم، گیج فشار وکیوم، گیج فشار با قطرهای 40، 50، 63، 100، 160، 250 میلی متر تولید می شود.
• حد اندازه گیری
• - MPa، Bar، Kgs/cm 2
• مصالح مسکن
• حضور فلنج
• رزوه اتصال اتصالات
• محل اتصال - شعاعی یا محوری

گیج فشار می تواند دارای چندین مقیاس برای اندازه گیری فشار در واحدهای مختلف باشد.

گیج فشار ارائه شده دارای مقیاس هایی برای اندازه گیری فشار در MPa و psi می باشد. دستگاه فشار 250 بار یا 3500 psi را نشان می دهد.

نماد فشار سنج

نام دستگاه نشان می دهد:

1. هدف عملکردی دستگاه
   • DM - فشار سنج؛
   • DV - گیج خلاء؛
   • بله - فشار سنج خلاء؛
   • DT - پیش نویس سنج.
   • DN - فشار سنج؛
   • DG - رانش سنج.
2. شماره سریال یا ترتیب گیج فشار
3. مقدار فشار اندازه گیری شده
4. واحدهای اندازه گیری
5. کلاس دقت

به عنوان مثال، برای یک فشار سنج با شماره سریال 0001، حد 100، واحد اندازه گیری MPa، کلاس دقت 1، نام گذاری به صورت زیر خواهد بود:

DM 0001-100 MPa-1

تولید کنندگان فشار سنج می توانند قوانین علامت گذاری خود را تنظیم کنند، با این حال، اصل تعیین و پارامترهای اصلی نشان داده شده در کد مشابه موارد نشان داده شده در مثال باقی می مانند.

فشار سنج(از یونانی manos - کمیاب، شل و مترئو - اندازه گیری) - دستگاهی برای اندازه گیری فشار اضافی (فشار بالاتر از اتمسفر) بخارات، گازها یا مایعات محصور در یک فضای محدود. یک نوع فشار سنج است وکیوم سنج– دستگاهی برای اندازه گیری فشار نزدیک به صفر و گیج فشار خلاءدستگاه اندازه گیری خلاء و فشار اضافی

محبوب ترین در بین مصرف کنندگان هستند گیج فشار لوله بوردونیا گیج های فشار تغییر شکل که طراحی آن ها توسط E. Bourdon در سال 1849 اختراع شد.
لوله بوردون - عنصر ساختاری اصلی گیج فشار، عنصر حساس آن که مبدل فشار اولیه است.
لوله بوردونمعمولاً از برنز یا فسفر برنز ساخته می شود، برای فشارهای کم به شکل نیم دایره و برای فشارهای متوسط ​​و زیاد سیم پیچ است. یک سر لوله به اتصالات ورودی گیج فشار که عنصر اتصال دهنده به محیط مورد اندازه گیری است وصل شده است و سر دیگر آن آب بندی شده و در یک کنسول قرار دارد. با استفاده از لوله هایی با شکل پیچیده تر (مارپیچ، مارپیچ)، می توان دستگاه هایی با حساسیت بیشتر، اما حد اندازه گیری کوچکتر به دست آورد.

اصل عملکرد گیج های فشار تغییر شکل.

تحت فشار محیط، انتهای کنسولی لوله بوردون حرکت می کند - لوله سعی می کند صاف شود. بزرگی این حرکت متناسب با بزرگی فشار است.
یک اهرم دنده ساده نشانگری را به حرکت در می آورد که مقدار فشار را در مقیاس ابزار نشان می دهد. اکثر فشارسنج های برندهای داخلی MP، MTP، DM TM، M 3/1، OBM، MTI، MPTI، MO، گیج های فشار آلمانی Wika 111.10، 111.12، 213.53، RCh، RСhg، RChgG و گیج های فشار سایر سازندگان دارای چنین هستند. یک دستگاه

نمودار فشار سنج با لوله بوردون

1-لوله بوردون، مکانیزم انتقال 2 میله، بخش 3 دندانه، 4 نشانگر، 5 فیتینگ

علاوه بر گیج های فشار اشاره گر، فشارسنج های بدون مقیاس (دارای طراحی دستگاه مشابه) DER با سیگنال های خروجی الکتریکی یکپارچه به طور گسترده استفاده می شود که در سیستم های کنترل، تنظیم خودکار و کنترل فرآیندهای مختلف تکنولوژیکی استفاده می شود.
یکی از معایب قابل توجه فشار سنج های تغییر شکل پسماند است.
ماهیت پدیده: عنصر تغییر شکل لوله بوردون که تحت فشار زیاد قرار می گیرد، در اندازه گیری های بعدی خوانش های کمی باد می کند. همین امر در مورد گیج خلاء نیز صدق می کند، که پس از پمپاژ به خلاء عمیق، برعکس، خوانش ها را دست کم می گیرد. با توجه به اینکه سیستم پمپ خلاء در محدوده فشاری از اتمسفر تا 0.133 Pa (10 V -3 میلی‌متر جیوه) کار می‌کند، چنین تفاوت‌هایی بر دقت کرنش سنج تأثیر منفی می‌گذارد.

برای جلوگیری از آسیب به کرنش سنج ها به دلیل افت فشار قابل توجه در سیستم های اندازه گیری، شیر یا شیری در نظر گرفته شده است که بین اندازه گیری ها دستگاه را خاموش می کند.

بخش اصلی در ابزارهایی که فشار را اندازه می‌گیرند، فنر بوردون نامیده می‌شود که یک لوله توخالی است که در یک قوس دایره‌ای با سطح مقطع بیضی یا دراز دیگری خم شده است (شکل 147).

چنین لوله ای تا حدودی صاف می شود و حرکت انتهای لوله از طریق مکانیسم ضرب به سوزن فشار سنج منتقل می شود (شکل 148).

بر اساس انحراف پیکان، مقدار فشار اندازه گیری شده قضاوت می شود.

در یکی از کتاب‌های ابزار اندازه‌گیری، اتفاقاً توضیح زیر را در مورد اصل عملکرد لوله بوردون دیدیم: «عملکرد فنر بوردون بر این اساس است که فشار داخل لوله بر روی سطح بالایی لوله فنر بیشتر از فشار روی سطح داخلی آن خواهد بود. در واقع، اگر لوله دارای سطح مقطع مستطیلی باشد و اگر شعاع بیرونی و داخلی لوله را با R 1 و R 2 نشان دهیم، سطح خارجی (S 1) و داخلی (S 2) لوله برابر خواهد بود. به ترتیب
، که در آن φ زاویه مرکزی فنر است و اندازه در صفحه عمود بر صفحه رسم است، R 1 و R 2 شعاع هستند.

تحت فشار p kg/cm 2 فشار کل روی سطح بیرونی

و به درونی و نیروی P 1 بزرگتر از نیروی P 2 خواهد بود و تمایل به صاف کردن فنر دارد "

آیا این توضیح درست است؟

توضیح اشتباهبا توجه به استدلال فوقلوله، صرف نظر از شکل مقطع،تحت فشار داخلی همیشه باید انحنای آن را کاهش دهید - صاف کنید. تجربه،با این حال، نشان می دهدآن لوله با گردمقطع به هیچ وجه به فشار داخلی پاسخ نمی دهد،و یک لوله دارای مقطع با آرایش معکوس محورهای اصلی و فرعی،تحت فشار داخلی کاهش نمی دهد، بلکه انحنای آن را افزایش می دهد.

نویسنده توضیحات فوق در نظر نگرفته است که به جز نیروهای P 1 و P 2،عمل بر روی سطوح S 1و S 2، نیز وجود دارد نیرویی که بر کف لوله وارد می شود.این قدرت می دهد لحظه،دقیقا برابر با اختلاف گشتاورهای نیروی P 1 و P 2 است، بنابراین ممان خمشی در هر بخش از لوله صفر است. در این صورت نیازی به محاسبه بزرگی این نیروها برای تأیید آنچه گفته شد نیست. سطح لوله درست استاز قسمتی که خودسرانه گرفته شده است AA(شکل 404) است بستهسطح، و فشار فقط در این بخش خواهد بود عادینیرویی برابر با حاصل ضرب فشار و سطح مقطع "در شفاف".

در هرشکل لوله نیروهای فشار به هیچ وجه یک لحظه خمشی ایجاد نمی کنند. شرط لازم برای عملکرد لولهاست تغییر شکل کانتور مقطع.هر شکل غیر دایره ای که سطح مقطع لوله ممکن است داشته باشد، تحت تأثیر فشار اضافی داخلی کانتور این بخش به شکل یک دایره تمایل دارد.در عین حال محور فرعیبخش ها اندکی افزایش خواهد یافتالف بزرگ کاهش خواهد یافت،و کل کانتور تقریباً همان شکلی را خواهد گرفت که با خط چین در شکل نشان داده شده است. 404. در عین حال هر فیبر طولیلوله مقداری دریافت خواهد کرد حرکت در جهتی موازی با محور فرعیبخش ها در شکل 404 حرکتی است برای الیاف mnنشان داده شده توسط w

وقتی فیبر دقیقهبرحسب مقدار حرکت خواهد کرد wبه قوس خواهد رفت شعاع بزرگترو ظاهر خواهد شد کششولتاژ در الیاف دروغ گفتن زیر محور خنثی، ظاهر خواهد شد فشاریولتاژ لوله خواهد بود راست کردن.

با توجه به آنچه گفته شد، دلیل آن روشن می شود لوله گرد به فشار داخلی پاسخ نمی دهد. در این مورد کانتور بخش فقط کشیده می شود، و قدر wخواهد شد قابل اغماض. بنابراین تغییر در انحنای لوله گرد بسیار ناچیز استو در شرایط معمول آزمایش شناسایی نشده است.

کار عملی

هدف کار:مطالعه فشار سنج فنر از نوع OBM (دستگاه، اصل کار، عملکرد).

فشار سنج فنری نوع OBM

مانومتر (از یونانی manos - کمیاب، شل و مترئو - اندازه گیری) - دستگاهی برای اندازه گیری فشار اضافی (فشار بالاتر از اتمسفر) بخارات، گازها یا مایعات محصور در یک فضای بسته. یک نوع گیج فشار، وکیوم گیج – وسیله ای برای اندازه گیری فشار نزدیک به صفر و گیج فشار – خلاء – دستگاهی برای اندازه گیری خلاء و فشار اضافی است.

محبوب ترین در بین مصرف کنندگان فشار سنج با لوله بوردون یا فشار سنج تغییر شکل است که طراحی آن توسط E. Bourdon در سال 1849 اختراع شد.

لوله بوردون عنصر ساختاری اصلی گیج فشار، عنصر حساس آن است که مبدل فشار اولیه است.

لوله بوردون معمولاً از برنز یا فسفر برنز ساخته می شود، برای فشارهای کم به شکل نیم دایره و برای فشارهای متوسط ​​و زیاد سیم پیچ است. یک سر لوله به اتصالات ورودی گیج فشار که عنصر اتصال دهنده به محیط مورد اندازه گیری است وصل شده است و سر دیگر آن آب بندی شده و در یک کنسول قرار دارد. با استفاده از لوله هایی با شکل پیچیده تر (مارپیچ، مارپیچ)، می توان دستگاه هایی با حساسیت بیشتر، اما حد اندازه گیری کوچکتر به دست آورد.

اصل عملکرد گیج های فشار تغییر شکل.

تحت فشار محیط، انتهای کنسولی لوله بوردون حرکت می کند - لوله سعی می کند صاف شود. بزرگی این حرکت متناسب با بزرگی فشار است.

یک اهرم دنده ساده نشانگری را هدایت می کند که مقدار فشار را در مقیاس ابزار نشان می دهد. اکثر فشارسنج های برندهای داخلی MP، MTP، DM TM، M 3/1، OBM، MTI، MPTI، MO، گیج های فشار آلمانی Wika 111.10، 111.12، 213.53، RCh، RСhg، RChgG و گیج های فشار سایر سازندگان دارای چنین هستند. یک دستگاه

نمای کلی گیج فشار فنر نوع OBM در شکل 1 نشان داده شده است.

شکل 1 - فشار سنج فنری نوع OBM

شکل 2 - نمودار فشار سنج با لوله بوردون

1-لوله بوردون، مکانیزم انتقال 2 میله، بخش 3 دندانه، 4 نشانگر، 5 فیتینگ

فنرهای لوله ای به عنوان عناصر حساس در فشار سنج ها استفاده می شوند. همانطور که از شکل مشاهده می شود. 3، یک سر فنر لوله ای 3 برای دریافت فشار اندازه گیری شده به اتصال 7 می رود. تحت تأثیر فشار، انتهای آزاد لوله فشار 5 تغییر شکل می دهد (خم می شود) و مقدار تغییر شکل الاستیک با فشار اندازه گیری شده متناسب است. با توجه به این رابطه، سوزن اندازه گیری 1، به دلیل حرکت واحد سینماتیک (قبیله 2 - بخش 4 - راننده 6)، مقدار واقعی فشار اندازه گیری شده را نسبت به مقیاس ابزار نشان می دهد.

شکل 3 – نمودار سینماتیکی فشار سنج با لوله بوردون

1 پیکان، 2 لوله، 3 فنر، سکتور 4 دندانه، سنسور 5 فشار (لوله فشار)، 6 لید، 7 فیتینگ

تعمیر گیج های فشار سنج نشانگر و ثبت کننده فنر توسط خدمات تعمیرات واحد اندازه گیری انجام می شود. برای انجام این کار، در یک منطقه خاص، محل کار باید مجهز به شیشه های پشتیبان با محدوده استاندارد با قطر 60، 100، 160 و 250 میلی متر، ترازوهای استاندارد و کشنده های مخصوص برای جدا کردن سوزن های اندازه گیری از محورهای ابزار باشد. گیره برای بستن قطعات گیج های فشار، مجموعه ای از اهرم ها برای بازیابی رزوه های مسدود شده اتصالات M 20X1.4، دستگاه هایی برای رسم ترازو، مجموعه ای از موچین ها و ذره بین های ساعت، مجموعه ای از مشعل های گاز کوچک برای لحیم کاری عناصر حساس (چشمه).

پر زحمت ترین عملیات تعویض عنصر حساس (لوله) گیج فشار و تنظیم پیوند سینماتیکی "بخش - لوله" است (شکل 3 را ببینید).

عنصر حسگر دستگاه پس از استفاده از آن برای اندازه گیری فشار بیش از حداکثر جایگزین می شود. در نتیجه، لوله کشیده می شود و باعث تغییر شکل باقی مانده می شود که قابل تعمیر نیست. برای تعمیر چنین دستگاهی، اتصالات آن به طور کامل جدا می شود 7 در یک گیره محکم کنید و لوله را با استفاده از مشعل گاز جدا کنید 5 از هیئت مدیره پس از ذوب شدن لحیم، لوله معیوب با انبردست برداشته می شود و در جای آن، پس از تمیز کردن سطح، یک فنر گیج مشابه (در حد اندازه گیری فشار معین) نصب می شود. ناحیه لحیم کاری با یک حلال - کلوفون با استون (الکل) یا اسید هیدروکلریک درمان می شود.