Чашечные (однотрубные) манометрические приборы по принципу действия идентичны двухтрубным мановакуумметрам с тем отличием, что одна трубка заменена широким резервуаром, поперечная площадь которого значительно (в 500-700 раз) превышает площадь сечения другой трубки. Для такого устройства составляющей h2, представляющей высоту столба во второй трубке, а в данном случае – в резервуаре, в (3.7) можно пренебречь. Тогда это выражение приобретает следующий вид
h = h1, (3.8)
где h1 – уровень жидкости в трубке.
Таким образом отсчет измеряемого давления производится по одной шкале – одной трубке, вторая величина из-за ее малости исключается. Ведь h1 превосходит h2 во столько раз, во сколько, исходя из начального конструктива, площадь F2 резервуара превышает площадь F1 сечения трубки, т. е.
h1/h2 = F2/F1, (3.9)
а это, как указано выше, – в 500-700 раз. Таким образом, из-за изменения уровня в резервуаре результирующая погрешность увеличится на 1/500-1/700 от измеряемой величины h1, чем в большинстве случаев пренебрегают.
На рис. 3.5 показан вид чашечного (однотрубного) манометрического измерителя, состоящего из бачка-резер-вуара 1, сообщающейся с ним измерительной стеклянной трубки 2, закрепленной на основании 3 со шкалой 4.
Рабочая жидкость заливается в бачок-резервуар до нулевой отметки на шкале прибора. При измерении избыточного давления ризм измеряемая среда подается в бачок-резервуар. При работе с вакуумом ризм подводят к стеклянной трубке. Для дифференциального параметра линию «плюсового» давления соединяют с бачком-резервуаром, а «минусовую» – со стеклянной трубкой.
|
|
Рис. 3.5. Схема чашечного (однотрубного) жидкостного измерителя давления: 1 – бачок-резервуар; 2 – стеклянная трубка; 3 – основание; 4 – шкала |
Чашечные манометры при заполнении водой или ртутью могут иметь шкалу, градуированную в миллиметрах. При использовании в качестве рабочей жидкости спирта шкала прибора градуируется в единицах давления.
Жидкостные манометрические приборы могут применяться для измерения статического давления. Величина этого давления в значительной мере определяет конструктивное исполнение прибора. Известны конструкции жидкостных измерителей давления, используемых при статическом избыточном давлении до 15 МПа. В основном жидкостными манометрическими приборами измеряют очень малые (до 0,05-0,1 МПа) и малые (до 0,5 МПа) давления. Для измерения низкого и сверхнизкого давления – напора, тяги – разрежения, дифференциального давления, составляющего несколько десятков миллиметров, вместо U-образных и чашечных приборов применяют микроманометры.
Наиболее распространенным видом измерителей сверхнизких давлений в лабораторных и промышленных условиях являются жидкостные микроманометры с наклонным расположением трубки (рис. 3.6). Бачок-резервуар 1 установлен на платформе 5, к которой жестко прикреплена шкала 4 с установленной на ней стеклянной трубкой.
|
|
|
|
|
Рис.3.6. Схема микроманометра: 1 – бачок-резервуар; 2 – стеклянная трубка; 3 – основание; 4 – шкала; 5 – платформа; 6 – дополнительный резиновый шланг; 7 – наклонный упор; 8 – фиксирующий зажим |
Выход последней для удобства проведения измерений с помощью дополнительного резинового шланга 6 выведен к бачку-резервуару. Наклонное расположение стеклянной трубки увеличивает протяженность рабочей шкалы при одном и том же диапазоне измерения и в результате повышает точность получаемых данных. Причем наклон шкалы может изменяться ее перемещением по наклонному упору 7 с фиксацией зажимом 8 .
Измеряемая среда с избыточным давлением ризм подводится к бачку-резервуару. Под ее воздействием рабочая жидкость вытесняется в стеклянную трубку, наклоненную под углом a к горизонтальной плоскости – платформе 5. Жидкость в трубке поднимается на высоту h1 и опускается в бачке-резервуаре на h2. Длина столба жидкости в стеклянной трубке при этом составляет l. Величина перепада жидкости, образуемого под влиянием измеряемого давления, может быть определена выражением
h = h1 + h2. (3.10)
Здесь
h1 = l sina. (3.11)
При условии F2 >> F1 на основании (3.3) измеряемое давление может определяться выражением
ризм = l sina rж g = lk, (3.12)
где k = rж sina g – постоянная прибора. В большинстве слу-чаев sina называют масштабом микроманометра, значения которого указывают на наклонном упоре прибора для каждого фиксированного угла наклона стеклянной трубки к горизонтальной плоскости.
