Выберите город:

Россия

Москва Волгоград Екатеринбург Иркутск Йошкар-Ола Казань Краснодар

 

Красноярск Кемерово Кострома Нижний Новгород Пенза Самара Саратов

 

Саранск Тюмень Хабаровск Чебоксары Ярославль

Казахстан

Актау Алматы

Беларусь

Минск

Украина

Киев
Наши издания
«Механические приборы измерения и контроля давления» «Манометры»
Автор: Юрий Владимирович Мулёв, генеральный директор НПО «ЮМАС», доктор технических наук, профессор.

1.4. Основные технические характеристики

Манометрический прибор (манометр, вакуумметр, мановакуумметр, напоромер, тягомер, тягонапоромер, дифманометр и др.) – это средство измерения, которое определяется как техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу физической величины, размер которой принимают неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени/1-16/.

РМГ 29-99/1-16/, введенный взамен ГОСТ 16263-70, который устанавливал основные термины и определения в метрологии, определяет нижеследующее.

Шкала средства измеренийэто часть показывающего устройства средства измерений, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связанной с ними нумерацией.

Начальное значение шкалы это наименьшее значение измеряемой величины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений.

Конечное значение шкалы – это наибольшее значение измеряемой величины, которое может быть отсчитано по шкале средства измерений.

Цена деления шкалы – это разность значения величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерений.

Диапазон показаний средства измерений – это область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы

Отсчет показаний средства измерений - это фиксация значения величины или числа по показывающему устройству средства измерений в заданный момент времени. Погрешность результата измерения (погрешность измерения) - это отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Систематическая погрешность измерения - это составляющая погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины. Случайная погрешность измерения - это составляющая погрешности результата измерения, изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях, проведенных с одинаковой тщательностью, одной и той же физической величины.

Точность результата измерений (точность измерений) – это одна из характеристик качества измерения, отражающая близость к нулю погрешности результата измерения. Неопределенность измерений - это параметр, связанный с результатом измерений и характеризующий рассеяние значений, которые можно приписать измеряемой величине. Погрешность средства измерений - это разность между показанием средства измерений и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины. Приведенная погрешность средства измерений – это относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Условно принятое значение величины называют нормирующим значением. Часто за нормирующее значение принимают верхний предел измерений. Приведенную погрешность обычно выражают в процентах

Стабильность средства измерений - это качественная характеристика средства измерений, отражающая неизменность во времени его метрологических характеристик. Основная погрешность средства измерений - это погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях.

Дополнительная погрешность средства измерений - это составляющая погрешности средства измерений, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений.

Класс точности средств измерений - это обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

 

а) Диапазон показаний манометрических приборов должен выбираться из ряда, приведенного в табл. 1.2 (ГОСТ 2405–88/1-14/), и в технических условиях (ТУ) на прибор конкретного типа.

Этим ГОСТом допускается по заказу потребителя изготавливать приборы с диапазоном показаний, отличным от указанных в табл. 1.2.

 

Таблица 1.2

 

Пределы измерения для

манометрических приборов согласно ГОСТ 2405-88/1-14/

 

Диапазон показаний (записи) давления

избыточного

избыточного и

вакуумметрического

вакуумметрического

В единицах Па (кгс/м2)

От 0 до 160 (от 0 до 16)

» 0 » 250 (» 0 » 25)

» 0 » 400 (» 0 » 40)

» 0 » 600 (» 0 » 60)

» 0 » 250 (» 0 » 25)

 

От -60 до 100 (от –6 до 10)

» -80 » 80 (» -8 » 8)

» -100 » 150 (» -10 » 15)

» -125 » 125 (» -12,5 » 12,5)

» -150 » 250 (» -15 » 25)

» -200 » 200 (» -20 » 20) » -300 » 300 (» -30 » 30)

От -160 до 0 (от -16 до 0)

» -250 » 0 (»-25 » 0 )

» -400 » 0 ( » -40 » 0)

» -600 » 0 ( » -60 »

0)

 

 

 

В единицах кПа (кгс/м2)

От 0 до 1 (от 0 до 100)

» 0 » 1,6 (» 0 » 160)

» 0 » 2,5 (» 0 » 250)

» 0 » 4 (» 0 » 400)

» 0 » 6 (» 0 » 600)

» 0 » 10 (» 0 » 1000)

» 0 » 16 (» 0 »

1600)

» 0 » 25 (» 0 »

2500)

» 0 » 40 (» 0 »

4000)

 

 

От –0,4 до 0,6(от -40 до60)

» -0,5 » 0,5 (» -50 » 50) » -0,6 » 0,4 (» -60 » 40)

» -0,6 » 1 (» -50 » 50)

» -1 » 0,6 (» -100 » 60)

» -1 » 1,5 (» -100 » 150)

»-1,25 » 1,25 (» -125 » 125)

»-1,5 » 1 (» -150 » 100)

»-1,5 » 2,5 (» -150 » 250)

» -2 » 2 (» -200 » 200) » -2 » 4 (» -200 » 400)

» -2,5 » 1,5 (» -250 » 150)

» -3 » 3 (» -300 » 300) » -4 » 2 (» -400 » 200) » -4 » 6 (» -400 » 600) » -5 » 5 (» -500 » 500) » -6 » 4 (» -600 » 400)

» -6 » 10 (» -600 » 1000)

» -8 » 8 (» -800 » 800)

» -10 » 6 (» -1000 » 600)

»-12,5»12,5(»-1250 » 1250)

»-15 » 10 (»-1500 » 1000)

» -20 » 20 (»-2000 » 2000)

 

» -1 » 0 (» -100 » 0)

»-1,6 » 0(» -160 » 0)

»-2,5 » 0 (» -250 » 0)

» -4 » 0 (» -400 » 0)

» -6 » 0 (» -600 » 0)

» -10 » 0 (» -1000 » 0)

»-16 » 0(» -1600 » 0)

»-25 » 0 (» -2500 » 0)

» -40 » 0 (» -4000 » 0)

В единицах кПа (кгс/cм2)

От 0 до 60 (от 0 до 0,6)

» 0 » 100 (» 0 » 1)

» 20 » 100 (» 0,2 » 1)

» 0 » 160 (» 0 » 1,6)

» 0 » 200 (» 0 » 2)

» 0 » 250 (» 0 » 2,5)

» 0 » 400 (» 0 » 4)

От -20 до 40(от –0,2 до 0,4)

» -25 » 15 (» -0,25 » 0,15)

» -40 » 60 (» -0,4 » 0,6) » -100 » 60 (» -1 » 0,6)

» -100 » 150 (» -1 » 1,5)

» -100 » 300 (» -1 » 3)

От -60 до 0(от –0,6 до 0)

» -100 » 0 (» -1 » 0)

» 0 » 600 (» 0 » 6) » 0 » 40 (» 0 » 4000)

» -100 » 500 (» -1 » 5)

 

 

 

В единицах МПа (кгс/cм2)

От 0 до 1 (от 0 до 10)

» 0 » 1,6 (» 0 » 16)

» 0 » 2,5 (» 0 » 25)

» 0 » 4 (» 0 » 40)

» 0 » 6 (» 0 » 60)

» 0 » 10 (» 0 » 100)

» 0 » 16 (» 0 » 160)

» 0 » 25 (» 0 » 250)

» 0 » 40 (» 0 » 400)

» 0 » 60 (» 0 » 600)

» 0 » 100 (» 0 » 1000)

» 0 » 160 (» 0 » 1600)

» 0 » 250 (» 0 » 2500)

» 0 » 400 (» 0 » 4000)

» 0 » 600 (» 0 » 6000)

» 0 » 1000 (» 0 » 10000)

От –0,1 до 0,9 (от -1 до 9)

» -0,1 » 1,5 (» -1 » 15)

» -0,1 » 2,4 (» -1 » 24)

» -0,1 » 4 (» -1 » 40)

» -0,1 » 6 (» -1 » 60)

 

 

 

Манометры с верхними пределами измерений 40; 60; 100; 160; 250; 400; 600 м вод. ст. и 1,2 МПа (12 кгс/cм2) также отнесены к стандартному ряду диапазона.

Зарубежные компании-производителя при выборе диапазонов показаний манометрических приборов руководствуются положениями EN 837-1, EN 837-3/1-6,1-8/, данные которых приведены в таблице 1.3.

 

Таблица 1.3

 

Пределы измерения манометрических приборов согласно EN 837-1, EN 837-3/1-6,1-8/

 

Диапазоны измерений для положительных давлений в мбар:

От 0 до 1

 

от 0 до 10

от 0 до 100

От 0 до 1,6

 

от 0 до 16

от 0 до 160

От 0 до 2,5

 

от 0 до 25

от 0 до 250

От 0 до 4

 

от 0 до 40

от 0 до 400

От 0 до 6

 

 

от 0 до 60

от 0 до 600

Диапазоны измерений для вакуумметрических давлений в мбар:

От -1 до 0 от -10 до 0 от -100 до 0

От -1,6 до 0 от -16 до 0 от -160 до 0

От -2,5 до 0 от –25 до 0 от -250 до 0

От -4 до 0 от -40 до 0 от -400 до 0

От -6 до 0 от -60 до 0 от -600 до 0

 

Диапазоны измерений для положительных давлений в бар:

от 0 до 0,6 от 0 до 10 от 0 до 160 от 0 до 1 от 0 до 16 от 0 до 250 от 0 до 1,6 от 0 до 25 от 0 до 400 от 0 до 2,5 от 0 до 40 от 0 до 600 от 0 до 4 от 0 до 60 от 0 до 1000 от 0 до 6 от 0 до 100 от 0 до 1600

 

Диапазоны измерений для вакуумметрических давлений в бар:

от -0,6 до 0 от –1 до 0

 

Диапазоны измерений для положительных и вакуумметрических давлений в бар: от –1 до +0,6 от –1 до +9

от –1 до +1,5 от –1 до +15 от –1 до +3 от –1 до +24 от –1 до +5

 

Отечественные регламентирующие документы не определяют границ применения приставок и множителей (Приложение 1) для единиц измерения давления. Поэтому, при разработке шкал конструкторы предприятийизготовителей манометрических приборов руководствуются оптимальностью информационной загрузки шкалы и визуальной комфортностью считывания показаний. Встречаются приборы со шкалами, у которых цифровые значения составляют несколько тысяч измеряемых единиц. Одним из вариантов сохранения на шкале единиц измерения без использования множительных приставок является указание на основных точках разметки шкалы основных цифр, как, например, 1,2,3…10,12 и т.д., арифметический множитель указывается на шкале автономно.

Европейская норма EN 837-3/1-8/ рекомендует при использовании единицы измерения Па в соответствующем диапазоне руководствоваться следующим положением:

- от 0 до 100…1000 Па – использовать Па; - от 0 до 1,6…1000 кПа – кПа; - от 0 до 1,6…2,5 МПа – МПа.

Рабочие диапазоны измерений избыточного давления отечественных манометрических приборов, как правило, составляет от 0 до 100 %. Имеют место приборы с диапазоном показаний от 25 до 75 %. При этом в ряде исполнений диапазон измерений от 25 до 75% выделяется линией, полосой или другими знаками в тон цвета шкалы или отличным от нее цветом/1-14/.

Некоторые зарубежные производители пружинных манометров предусматривают использование манометрических приборов для пределов от 0 до 75 % диапазона показаний, и соответственно производят регулировку только на этом участке, чем обусловливается не вхождение этих приборов в класс точности на заключительном участке шкалы. Принципы организации выбора диапазона прибора представлены в параграфе 1.5.

Имеются приборы, как, например, некоторые модели дифференциальных манометров, у которых начало отсчета начинается не с нуля, а с определенного значения. Для этих конструкций в диапазоне от нуля до начало отсчета шкала не наносится и тем самым указывается на неработоспособность устройства или не соответствие его заявленному классу точности при этих значениях.

ГОСТ 2405-88/1-14/ регламентирует диапазон уставок приборов с сигнализирующим устройством:

от 5 до 95% диапазона показаний – для диапазона измерений от 0 до 100%; от 25 до 75% диапазона показаний – для диапазона измерений от 25 до 75%.

б) Класс точности является одной из основных технических характеристик манометрического прибора.

Отечественные производители обязаны обеспечивать выпуск приборов с соблюдением заявленного класса точности на всех обозначенных на циферблате прибора цифровых значениях.

Кроме того, поверку прибора отечественными метрологическими службами производят по восьми значениям давления классов точности 0,4 и 0,6 и не менее чем на пяти точках шкалы классов точности 1,0; 1,5; 2,5 и 4,0. Практически такие же требования предъявляются немецким стандартом. Метрологические службы некоторых предприятий других зарубежных стран, как наблюдал автор, устанавливают для общетехнических манометров поверку по трем значениям давления, что во многих случаях сказывается на точности проводимых измерений.

Европейские нормы /1-6…1-8/ устанавливают соответствие заявленному классу точности диапазон шкалы прибора от 10 до 100 % для измерителей, на циферблате которых установлен упор и от 0 до 100 % для устройств с циферблатами без упора.

 

Класс точности для выпускаемых отечественными предприятиями промышленных манометров, включая некоторые эталонные приборы, а также приборы повышенной точности, выбирают из значений следующего ряда: 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0/1-14/. Манометрические приборы с классами точности 4,0 изготавливаются по заказу потребителя в случаях, когда к точности проводимых измерений предъявляются не столь высокие требования. точности 0,4 в ГОСТе 2405-88/114/ также был указан как не столь распространенный в практике производств. Это может быть объяснено не столь строгими требованиями к классу точности производимых приборов во времена разработки этого стандарта, когда большинство промышленных манометров в корпусе 100 и 160 мм производились с кл.т. 2,5. Соответственно, рост требований, отмечаемых в последние десятилетия, к точности производимых технических приборов (от 2,5 до 1,5 и 1,0 %) обусловил увеличение запросов метрологических служб к эталонным приборам с классом точности 0,4. Реализация таких приборов на отечественном рынке постоянно растет.

Согласно рекомендациям по межгосударственной стандартизации РМГ 29-99/1-16/, класс точности – это обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

В большинстве случаев класс точности к принимается равным отношению абсолютной погрешности средства измерения Р к нормирующему значению (верхнему пределу измерения ), выраженному в процентах:

 

k = Р/ • 100 %. (1.6)

 

ГОСТ 2405–88/1-14/ регламентирует для значений класса точности соответствующие пределы основной допускаемой погрешности (см. табл. 1.4), определяемой в процентах для манометров и вакуумметров от верхнего предела измерений и для мановакуумметров в процентах от абсолютного значения всего диапазона измерений.

 

Таблица 1.4

Значения принятых классов точности/1-14/

 

Класс точности

Предел допускаемой основной погрешности, %

0,4

± 0,4

0,6

± 0,6

1,0

± 1

1,5

± 1,5

2,5

± 2,5

4,0*

± 4

 

* Применяется по индивидуальному заказу потребителя.

 

Европейские стандарты в большинстве случаев идентичны ГОСТ. EN 837-1 и EN 837-3 /1-6…1-8/ устанавливают для манометрических приборов следующие классы

точности: 0,6; 1,0; 1,6; 2,5 и 4,0, т.е. вместо класса точности 1,5 отечественного ГОСТа принято значение 1,6.

Класс точности, как это описано ниже, является одной из основных технических характеристик прибора и обязательно должен указываться на шкале прибора.

Для визуальной оценки точности проводимых измерений многие производители на шкалах стрелочных манометрических приборах приводят угловую широкую выделенную черту (рис.1.1), соответствующую погрешности данного прибора. Обычно такая черта представляется на нулевой отметке шкалы, где точное выставление стрелки в нулевом положении наиболее проблематично.

 

Рис.1.1. Визуальная оценка класса точности прибора по разметке на нулевой отметке шкалы.

 

Как утверждает ГОСТ 2405-88/1-14/, у манометров и напоромеров с упором для установки стрелки на нулевой отметке смещение стрелки от нуля допускается только в сторону увеличения показаний на значение, не превышающее предела допускаемой основной погрешности (рис.1.1).

Класс точности манометрических приборов может распространяться как на всю шкалу, что имеет место в большинство производимых в настоящее время манометров, так и на ее участок. Зачастую, особенно на устаревших моделях приборов, класс точности указывается несколькими цифрами, как, например, 2,5-1,5-2,5. Такая запись предполагает класс точности 2,5 в начале и в конце шкалы и 1,5 в ее центре. На рис.1.2, как пример, показан манометр с классом точности 4 в начале и конце шкалы и 1,5 в ее средней части. Участки с различающимся классом точности разделены цветовыми секторами.

 

Рис.1.2. Манометр с различающимся классом точности на нескольких участках шкалы.

 

Основные факторы, влияющие на погрешность проводимых измерений механическими манометрическими приборами, следующие:

  1. несовершенство УЧЭ, а именно гистерезис, ползучесть и упругое последействие;
  2. трение в деталях передаточного механизма, наличие нелинейности его характеристик, кинематическая погрешность зубчатой передачи;
  3. наличие люфтов в шарнирных группах передачи линейного перемещения конца УЧЭ в круговое перемещение указательной стрелки;
  4. погрешностью отсчета, на которую влияет параллакс, ошибка округления, промахи;
  5. изменение температуры окружающей среды, что оказывает влияние на изменение модуля упругости УЧЭ, линейные размеры деталей механизма и др.

 

в) Основные размеры корпусов манометрических при-

боров отечественный ГОСТ/1-14/ определяет следующим рядом диаметров: 40, 50, 63(60), 100, 160 и 250 мм. При заинтересованности потребителей производители могут устанавливать другие типоразмеры, как, например, 28, 75, 80 мм. Настоящие технические нормы это не запрещают. Европейские стандарты /1-6,1-8/ также допускают параллельно с приведенным рядом и диаметром корпуса 160 корпус 150мм. Азиатские компании, как, впрочем, и американские в обозначении больше используют дюймовые обозначения: 1 ½”(40мм), 2”(50мм), 2 ½” (63мм), 3”(75…80мм), 4”(100мм), 5”(125мм), 6”(150мм),

10”(250мм).

Более детальное описание конструкций корпусов, включая прямоугольные и квадратные исполнения, приведено в разделе 2.2.2.

Во всех производимых показывающих манометрических приборах ГОСТ 2405–88/1-14/ устанавливает соотношения диаметра корпуса и класса точности, как это показано в табл. 1.5.

 

Таблица 1.5

Соответствие диаметра корпуса и класса точности согласно ГОСТ

2405-88/1-14/

 

Диаметр корпуса, мм

 

К

ласс точности прибора к

 

0,4

0,6

1,0

1,5

2,5

4,0

40, 50

+

+

63

+

+

+

100

+

+

+

160

+

+

+

+

250

+

+

+

+

 

Импортные приборы, диаметр корпуса которых составляет 63 мм, могут иметь, как это показано в табл.1.6, класс точности 1,0, а манометры с диаметром корпуса 100 мм могут производиться с классом точности 0,6.

 

Таблица 1.6

Соответствие диаметра корпуса и класса точности согласно

EN 837-1 и EN 837-3/1-6,1-8/

 

Диаметр корпуса, мм

Класс точности, к

 

 

0,1

 

0,25

0,6

 

1

1,6

2,5

 

4

40, 50

-

-

-

-

+

+

+

63

-

+

+

+

+

80

-

-

-

+

+

+

+

100

-

+

+

+

+

150 и 160

+

+

+

+

-

250

+

+

+

+

+

 

Допускаются отклонения от приведенных в таблице значений, но они должны отражаться в технических условиях на прибор.

С ростом качества производимых чувствительных элементов, а также передаточных механизмов намечается тенденция снижения диаметра корпуса при росте класса точности. Так, например, на заводе НПО ЮМАС производятся эталонные показывающие манометры с классом точности 0,25 в корпусе диаметром 160 мм. Последние разработки позволили обеспечить работу манометра в корпусе 160 мм при именованной шкале с классом точности 0,15 (рис.13а), а также в корпусе 100 мм класс точности 0,6 (рис.1-

3б).

 

 

а)

б)

Рис.1-3. Вид эталонного манометра в корпусе 160 мм с классом точности 0,15 (а) и контрольного манометра с классом точности 0,6 в корпусе 100 мм (б) производства НПО ЮМАС.

 

Также в этой компании производятся манометры в корпусе 63 мм с классом точности 1,5.

Манометры в корпусе 100 мм с классом точности 1,0 при росте технологичности производства зачастую относят к общепромышленным приборам.

В последние годы наметилось активное сотрудничество отечественных метрологических служб с европейскими метрологическими комитетами. Отмечается более лояльное отношение служб метрологического надзора к производству манометрических приборов с учетом индивидуальных требований потребителей.

Межповерочный интервал традиционно у манометрических показывающих приборов составлял один год. Однако существенно возросшее качество применяемых материалов, совершенствование технологий производства и, соответственно, подтверждающий это опыт эксплуатации позволяют отдельным предприятиям увеличивать время между метрологическими поверками до 2-х лет.

 

г) Температурный диапазон работы показывающих

манометрических приборов, производимых отечественными предприятиями, определяется соответствующими ТУ на изделие и наиболее часто соответствует группе исполнения D3 и находится в пределах от –50 до +50 оС. Хотя в последние годы по запросам проектных и эксплуатационных компаний производители начали заявлять о производстве приборов для диапазона температур от –60 до +60 оС.

Манометрические приборы зарубежных производителей, как правило, рекомендованы к эксплуатации, согласно /1-6…1-8/, при температурах от –20 до +60 °С.

Предел основной погрешности, приведенной в табл. 1.4, наблюдается только для приборов, эксплуатируемых при температуре окружающей среды 20 или 23°С. Допустимое отклонение температуры определено следующими значениями:

±2 °С – для приборов классов точности 0,4; 0,6 и 1,0; ±5 °С – для приборов классов точности 1,5; 2,5 и 4,0.

При варьировании температуры выше относительно установленного предела изменение показаний манометрического прибора может быть определено по формуле

 

= ±Kt t , (1.7)

 

где Kt – температурный коэффициент, численные значения которого определены ГОСТ 2405-88/1-14/ и ТУ на изделие и должны составлять значение не более 0,06 %/°С для приборов классов 0,4; 0,6; 1; 1,5 и не более 0,1%/°С для приборов классов точности 2,5 и 4,0; tабсолютное значение разности температур,

t = | t2 – t1 |. (1.8)

 

Здесь t1 – требуемая температура окружающей среды (23 оС); t2 – действительное значение температуры, которое ограничено значениями от –50 до +60 °С.

Значения коэффициентов Kt для европейских производителей согласно EN 837-1 и EN837-3/1-6,1-8/ в зависимости от чувствительного элемента определены как:

  • 0,04 %/°С для манометров на основе трубчатых элементов;
  • 0,06 %/°С для измерителей давления на основе мембранного блока (capsule);
  • 0,08 %/°С для манометрических приборов, функционирующих на основе плоской мембраны.

Согласно выражению (1.8), с учетом реальных температурных коэффициентов приборов погрешность проводимых измерений может быть существенной. Так, при измерении давления прибором класса точности 2,5 при температуре окружающей среды –40 оС для соблюдения заявленного класса точности измерителя необходимо вводить дополнительно поправку 6 %. Такие поправки не принято вводить для рабочих средств измерений, но для квалифицированного проведения измерений владеть этими вопросами необходимо.

Результаты исследований работы манометров с различными материалами УЧЭ в условиях повышенных температур (до 250оС) представлены в работах /1-17…1-20/ и разделе 2.5.

По устойчивости к воздействию температуры и влажности окружающего воздуха и атмосферного давления показывающие манометрические приборы, как это отмечено выше, должны соответствовать одной из групп исполнения по ГОСТ 12997-84/1-22/.

Для других температурных условий производятся специальные измерители давления. Так, для условий повышенных температурных воздействий окружающей среды НПО ЮМАС может производить показывающие манометры, которые могут эксплуатироваться при температурах до 200 °С и более. В разделе 2.5 более подробно описано поведение металлов упругих чувствительных элементов манометров при различных температурах, а также приведены результаты экспериментальных исследований температурного коэффициента Kt для современных металлов, из которых изготавливаются упругие чувствительные элементы.

 

д) Размеры и виды присоединительного штуцера манометрических измерительных приборов отечественных и зарубежных производителей (более детально см. раздел 2.2.2) могут иметь существенные различия. На отечественных заводах изготавливают измерители с метрической присоединительной резьбой, в то время как зарубежные, наиболее часто применяют дюймовые цилиндрические (трубные) и конические резьбовые присоединения (табл. 1.7).

 

Таблица 1.7

Размеры присоединительных резьб

 

 

Производители

 

Отечественные

Европейские

Американские

М10x1; М12x1,5; М16x1,5; М20x1,5

G1/8“; G1/4”; G1/2”; G3/8”

NPT1/8”; NPT1/4”; NPT1/2”; NPT3/8”

 

Манометрические приборы отечественного производства должны выдерживать, согласно ГОСТ 2405–88/1-14/, кратковременное перегрузочное давление (опрессовку), значения которых приведены в табл. 1.8. После выдержки технических манометров без давления не менее 1 часа они должны соответствовать заявленному классу точности. Для эталонных приборов последействие перегрузочным давлением может иметь место, из-за более высоких требований к точности измерений. По данным эксперимента на заводе «Манометр» последействие деформационных нагрузок на чувствительный элемент отмечалось по прошествии 6 часов.

 

Допустимые пределы перегрузки манометрических приборов

Таблица 1.8

 

Верхний предел измерений, МПа

Перегрузка к верхнему пределу измерений избыточного давления, %

До 10 вкл.

25

Св. 10 до 60 вкл.

15

Св. 60 до 160 вкл.

10

Св. 160 до1000 вкл.

5

 

 

Зарубежные манометрические приборы должны также выдерживать, согласно европейским нормам /1-6…1-8/, в основном такие же предельные давления.

Диапазон давления для опрессовки (5…25% свыше предельного измеряемого значения) определен исходя из понимания, что малые величины опрессовки не обеспечивают способности УЧЭ к перегрузкам и последующей стабильности, в то время, как слишком большие давления при опрессовке могут приводить к существенным остаточным (необратимым) деформациям и значительно ухудшать упругие свойства УЧЭ.

На шкале показывающего или самопишущего манометрического прибора, кроме разметки шкалы, должны быть нанесены/1-14/:

  • единицу измерений;
  • знак «-» (минус) перед числом, обозначающим верхний предел измерений вакуумметрического давления;
  • класс точности;
  • условное обозначение рабочего положения прибора, если оно отличается от нормального;
  • наименование или условное обозначение измеряемой среды – при специальном исполнении прибора. Кроме этого, на циферблат манометра рекомендуется наносить следующую информацию:
  • условное обозначение прибора;
  • знак Государственного реестра;
  • товарный знак предприятия-изготовителя;

Немецкий стандарт, кроме отмеченных выше особенностей, регламентирует нанесение на циферблат прибора обозначения типа измерительного элемента, условные обозначения которых приведены в таблице 1.9.

 

Условные обозначения типа чувствительного элемента, наносимые на циферблат прибора согласно EN 837-1/1-6/

Таблица 1.9

 

Тип измерительного элемента

Условное обозначение

 

Дуговой

 

Спиралевидный

 

Винтообразный

 

Европейскими нормами /1-6…1-8/ определено также указание на циферблате материала частей измерительного прибора, которые контактируют с измеряемой средой и изготовлены не из латуни или бронзы. Также эти нормы обязывают указывать на циферблате прибора товарный знак изготовителя и/или поставщика. Кроме этого, на циферблате прибора рекомендуется наносить номер нормы или стандарта, по которому произведен прибор.

Нумерация шкалы прибора для общетехнических приборов может производиться по заказу потребителя.

Отечественный стандарт требует указания передающего давление вещества (газ или жидкость) в случаях, когда такая замена приводит к погрешностям более 1/4 предельного значения.

Возможно нанесение ряда обозначений на корпус прибора или их указание в прилагаемом паспорте или техническом описании на измеритель, что следует согласовывать с соответствующим центром стандартизации. Более подробно применение этих обозначений описано в разделе 2.2.2.

В табл. 1.10 приведены дополнительные условные обозначения, разрешенные к нанесению на шкале приборов, предназначенных для измерения давления сред с определенными свойствами.

ГОСТ 2405 предусматривает нанесение на шкалу манометрического прибора предупредительных отметок определенного размера. Однако как ТУ на прибор, так и требования потребителя приборов могут существенно изменять вид таких отметок. Так, в зависимости от функционального назначения приборов ряд производителей по требованию заказчика или по эксплуатационным особенностям манометров выделяют отдельные элементы шкалы ярким цветом (зеленым, желтым, красным). При этом, как правило, желтым цветом выделяют выход измеряемого параметра из нормы, а красным цветом – его аварийное состояние /1-14/. Как пример на рис. 1.4 показан вид шкалы манометра с изменяющимся шагом, т.е. в рекомендуемом рабочем диапазоне от 0 до 1 МПа, занимающем преобладающую информационную площадь, окрашенную в зеленый цвет, цена деления составляет 0,01МПа в предельно-допустимом аварийном режиме работы манометрического прибора, что для этой шкалы находится в пределах

1,0…2,5МПа, шкала окрашена в красный цвет.

 

Условные обозначения, наносимые на циферблаты специальных приборов/1-14/

Таблица 1.10

 

Предмет обозначения

Наименование

 

Форма условного обозначения

 

 

 

Измеряемая среда

Кислород

Маслоопасно

 

-

 

Ацетилен

Газ

Обозначение при градуировке или измерении среды

Жидкость

Водород

Сероводород

Аммиак

Хладон

n-числовое обозначение хладона

Диапазон измерений избыточного давления

Диапазон измерений равен диапазону показаний

 

 

 

Рабочее

положение прибора

Рабочее положение с отклонением от вертикали

(например 60о)

 

 

Рабочее положение 90о не обозначают

Горизонтальное положение

 

 

 

Рис.1.4. Вид шкалы с выделенными цветом секторами.

 

ж) Защищенность от воздействия окружающей среды

определяет во многом конструктивное исполнение манометрических приборов. Основными факторами, определяющими такое исполнение, являются:

  • температура, влага и солевой туман;
  • механические вибрации и удары;
  • твердые частицы и вода;
  • агрессивность и взрывоопасность среды.

Температура, влага и солевой туман определяют климатическое исполнение прибора исходя из условий микроклиматов на суше и в морских условиях (табл.1.11 и табл.1.12).

 

Основные значения показателей микроклиматов на суше/1-21/

Таблица 1.11

Тип макроклимата или группа макроклиматов

Значение температуры, оС

 

Wср

Tср

Табс

Наименование

Усл.об

.

Ма х

Мin

Мах

Mi n

Холодный

ХЛ

+35

-60

+40

-70

85 при -6

Умеренный

У

+40

-45

+45

-50

75 при +15

Тропический влажный

ТВ

+40

+1

+45

0

80 при +27

Тропический сухой

ТС

+50

-10

+60

-15

40 при +27

Умереннохолодный

УХЛ

+40

-60

+45

-70

75 при -15

Тропический

Т

+50

-10

+60

-15

80 при +27

Общемировой

О

+55

-60

+60

-70

80 при +27

Всеобщий

В

+50

-60

+60

-70

80 при +27

Основные значения показателей морских

Тип макроклимата или группа макроклиматов

Значение температуры, оС

 

Wср

Tср

Табс

Наименование

Усл.об.

Мах

Мin

Мах

Min

Холодный

ХЛ

+35

-60

+40

-70

85 при -6

микроклиматов/1-21/

Таблица 1.12

Тип макроклимата

Tср

Wср

Наименование

Усл.об.

Мах

Мin

Умеренно-холодный

М

+40

-40

80 при +22

Тропический

ТМ

+45

+11

70 при +29

Общеклиматический

ОМ

+45

-40

80 при +27

 

В таблицах:

Tср - среднее из ежегодных абсолютных экстремальных значений температуры, оС,

Мах – максимальная, Min – минимальная.

Табс - абсолютное экстремальное значение температуры, оС. Wср – значение среднегодовой относительной влажности,% при среднегодовой температуре, оС.

Основными анализируемыми параметрами при определении микроклиматов являются температура и влажность окружающей среды. На основе значений показателей микроклиматов определяется климатическое исполнение прибора

(табл.1.13).

 

Приборы, эксплуатируемые в одном или нескольких климатических районах, изготавливают в одном из нижеуказанных исполнений/1-21/.

Таблица 1.13

 

Климатические исполнения приборов Макроклиматический район

Обозначения буквенные

1.Для эксплуатации на суше, реках, озерах.

 

Умеренный климат

У

Умеренный и холодный климат

УХЛ

Влажный тропический климат

ТВ

Сухой тропический климат

ТС

Сухой и влажный тропический климат

Т

Общеклиматическое исполнение (кроме исполнений для очень холодного климата)

О

2.Для эксплуатации в условиях с морским климатом

 

Умеренно-холодный климат

М

Тропический климат

ТМ

Умеренно-холодный и тропический климат

ОМ

3.Всеклиматическое исполнение*

В

* - кроме условий с очень холодным климатом.

В дополнение к русскому обозначению климатического исполнения прибора из таблицы 1.13 может также указываться укрупненная и дополнительная категории, описание которых представлено в таблице 1.14.

 

Категории изделий/1.21/

Таблица 1.14

Укрупненные категории

Дополнительные категории

 

Характеристика

Об оз

на че

ни е

Характеристика

Обозначение

Для эксплуатации на открытом воздухе

1

Для хранения в процессе эксплуатации в помещениях категории 4 и работы как в условиях категории 4, так и (кратковременно) в других условиях, в т.ч. на открытом воздухе

1.1

Для эксплуатации под навесом или в помещениях, где колебания температуры и влажности воздуха несущественно отличаются от колебаний на открытом воздухе и имеется сравнительно свободный доступ наружного воздуха

2

Для эксплуатации в качестве встроенных элементов внутри комплектных изделий категорий 1; 1.1; 2, конструкция которых исключает возможность конденсации влаги на встроенных элементах

2.1

Для эксплуатации в закрытых помещениях с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий, где колебания температуры и влажности воздуха и воздействие песка и пыли существенно меньше, чем на

открытом воздухе

3

Для эксплуатации в нерегулярно отапливаемых помещениях

3.1

Для эксплуатации в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями

4

Для эксплуатации в помещениях с кондиционированным или частично кондиционированным воздухом Для эксплуатации в лабораторных, капитальных жилых и других подобного типа помещениях

4.1.

 

 

 

 

4.2

Для эксплуатации в помещениях с повышенной влажностью

5

Для эксплуатации в качестве встроенных элементов внутри комплексных изделий категории 5, конструкция которых исключает возможность конденсации влаги на встроенных элемен-

тах

5.1

 

Запросы потребителей зачастую намного превышают предельные значения температуры окружающего воздуха, обозначенные ГОСТ 15150-69/1-21/. Приборы, предназначенные для работы в подобных условиях, относятся к специальным и в настоящее время определены диапазоном исследованных температур внешнего воздействия от минус 83 до +300оС.

Более детально такие приборы описаны в разделе 2.5.

Устойчивость и (или) прочность к воздействию синусоидальных вибраций высокой частоты приборов принимается, в зависимости от параметров, табл.1.15.

 

Группы исполнения по устойчивости к воздействию синусоидальных вибраций/1-22/

Таблица 1.15

Группа исполнения

 

Частота,

Гц

Амплитуда

 

 

 

Размещение

смещения для частоты ниже частоты перехода**, мм

ускорения для частоты выше частоты перехо-

да, м/с2

L1

L2

LX

(L3)*

 

5-35

0,35

-

Места, защищенные от существенных вибраций. Могут появляться вибрации только низкой частоты

0,75

-

-

-

(5-25)*

(0,1)*

-

N1

N2

NX

(N3)*

(N4)*

 

10-55

0,15

-

Места, подтвержденные вибрации от работающих механизмов. Типовое размещение на промышленных

объектах

0,35

-

-

-

 

(5-80)*

(0,075)*

(9,8)*

(0,15)*

(19,6)*

V1

V2

V3

VX

(V4)*

(V5)*

 

10-150

 

0,075

9,8

Места на промышленных объектах при условии, что существует вибрация с частотой, превышающей 55 Гц

0,15

19,6

0,35

49,0

-

-

 

(5-120)*

(0,15)*

(19,6)*

(0,20)*

(29,4)*

F1

F2

F3

 

 

10-500

0,075

9,8

Места, расположенные вблизи помещений, в которых установлены работаю-

0,15

19,6

0,35

49,0

FX

 

-

-

щие авиационные двигатели

G1

G2

GX

G3*

 

10-2000

0,35

49,0

Места, расположенные вблизи помещений, в которых установлены работающие авиационные двигатели

0,75

98,0

-

-

5000*

3,5*

490,0*

* По требованию потребителя

** Частота перехода – 57 - 62 Гц.

 

Общетехнические манометры конструктивно предусматривают устойчивость к вибрациям с частотой 10…55 Гц и амплитудой смещения до 0,15 мм.

Система кодификации по защите приборов от попадания внутрь изделия твердых тел (пыли), а также воды устанавливается ГОСТ 14254-96/1-23/. Для такой кодификации применяется обозначение «IP».

Обозначение «IP» (International Protection – Международная защита) принято Международной Электрической Комиссией (МЭК) в качестве стандарта защиты изделий (МЭК 529–89) на основе которого разработан ГОСТ 14254-

96/1-23/.

После обозначения «IP» является обязательным указание двух характеристических цифр. Первая характеристическая цифра (от 0 до 6) обозначает, как показано в табл. 1.16, степень защиты от попадания внутрь твердых посторонних тел.

 

Степени защиты от внешних предметов, обозначаемых первой характеристической цифрой (ГОСТ 14254–96)/1-22/

Таблица 1.16

Пер- вая хар-я цифра

Степень защиты

 

 

Краткое описание

 

 

Определение

 

0

Нет защиты

-

 

Защищено от внешних

Щуп-предмет – сфера диамет-

1

твердых предметов диаметром больше или равным 50 мм

ром 50 мм – не должен проникать полностью*

 

 

2

Защищено от внешних

твердых предметов диаметром больше или равным

12,5 мм

Щуп-предмет – сфера диаметром 12,5 мм – не должен проникать полностью*

 

 

3

Защищено от внешних

твердых предметов диаметром больше или равным 2,5 мм

Щуп-предмет – сфера диаметром 2,5 мм – не должен проникать ни полностью, ни частично*

 

 

4

Защищено от внешних

твердых предметов диаметром больше или равным 1,0 мм

Щуп-предмет – сфера диаметром 1,0 мм – не должен проникать ни полностью, ни частично*

5

Пылезащищено

Проникновение пыли исключено не полностью, однако пыль не должна проникать в количестве, достаточном для нарушения нормальной работы оборудования или снижения

его безопасности

6

Пыленепроницаемо

Пыль не проникает в оболочку

*Наибольший диаметр щупа-предмета не должен проходить через отверстие в оболочке.

 

Вторая характеристическая цифра обозначает степень защиты, обеспечиваемую корпусом прибора в отношении вредного воздействия на работу измерителя в результате проникновения воды.

Для испытаний на соотношение второй характеристической цифре проводят на пресной воде. Испытания на воде высокого давления или растворителях не представительны.

В табл.1.17 приведены краткое описание и определение защиты для каждой степени, представленной второй характеристической цифрой.

 

Степени защиты от воды, обозначаемые с помощью второй характеристической цифры (ГОСТ 14254–96)/1-23/

Таблица 1.17

Вторая хар-я цифра

Степень защиты

Краткое описание

Определение

 

0

Нет защиты

-

1

Защищено от вертикально падающих

капель воды

Вертикально падающие капли воды не должны оказывать вредного воздействия

 

 

2

Защищено от вертикально падающих капель воды, когда оболочка отклонена на угол до 15о

Вертикально падающие капли воды не должны оказывать вредного воздействия, когда оболочка отклонена от вертикали на угол до 15о включительно

 

 

3

Защищено от воды, падающей в виде

дождя

Вода, падающая в виде брызг в любом направлении, составляющем угол до 60о включительно с вертикалью, не должна оказывать вредного воздействия

 

 

4

Защищено от сплошного обрызгивания

Вода, падающая в виде брызг на оболочку с любого направления, не должна оказывать вредного воздействия

 

5

 

Защищено от водяных струй

Вода, направляемая на оболочку в виде струй с любого направления, не должна оказывать вредного воздействия

 

 

6

Защищено от сильных водяных струй

Вода, направляемая на оболочку в виде сильных струй с любого направления, не должна оказывать вредного воздействия

 

 

7

Защищено от воздействия при временном (непродолжительном) погружении в воду

Должно быть исключено проникновение воды внутрь оболочки в количестве, вызывающем вредное воздействие, при ее погружении на короткое время при стандартизованных условиях по давлению и длительности

 

 

8

Защищено от воздействия при длительном погружении в воду

Должно быть исключено проникновение воды в оболочку в количествах, вызывающих вредное воздействие, при ее длительном погружении в воду при условиях, согласованных между изготовителем и потребителем, однако более жестких, чем условия для цифры 7.

 

 

Перечисленные в табл.1.16 и табл.1.17 степени защиты следует нормировать, как указывает ГОСТ 14254-96/1-23/, только с использованием характеристических чисел, а не с помощью краткого описания или определения.

Так, например, некоторые общетехнические показывающие манометры имеют степень защиты IP 40, что указывает на невозможность попадания в условиях эксплуатации внутрь корпуса механических частиц диаметром более 1 мм. Но корпус прибора не имеет защиты от воздействия воды.

Европейские нормы, как и ГОСТ 14254–96, базируются на едином положении МЭК 529-89, что обеспечивает идентичность маркировки по IP как у нас в стране, так и за рубежом.

Агрессивность окружающей среды определяет выбор материалов для изготовления комплектующих частей прибора, а также его конструкцию. В табл.1.18 по данным ГОСТ1515069/1-21/ представлена градация окружающей среды на открытом воздухе в эквиваленте сернистого газа.

 

Содержание в атмосфере на открытом воздухе коррозионно-активных агентов

Таблица 1.18

Тип атмосферы

Содержание коррозионно-активных агентов

Обозначение

Наименование

I

Условно-чистая

Сернистый газ не более 20 мг/(м3х сут) Хлориды – менее 0,3 мг/(м3х сут)

II

Промышлен-

ная

Сернистый газ от 20 до 250 мг/(м3х сут) Хлориды – менее 0,3 мг/(м3х сут)

!!!

Морская

Сернистый газ не более 20 мг/(м3х сут) Хлориды – от 30 до 300 мг/(м3х сут)

IY

Приморскопромышленная

Сернистый газ от 20 до 250 мг/(м3х сут) Хлориды – от 0,3 до 30 мг/(м3х сут)

 

Взрывоопасность окружающей среды определяет конструктивное и схемное решение электроконтактных манометрических приборов, т.е. это актуально для приборов, в схеме работы или коммутации которых может возникнуть электрическая искра. Это специальная тема, которая более детально раскрыта в главе 3.

Наверх