Приборы U-образные и чашечные

Приборы U-образные (двухтрубные) (рис. 1) и чашечные (однотрубные) (рис. 2) относятся к группе жидкостных приборов с видимым уровнем. Они применяются в качестве манометров для измерения избыточного давления воздуха и неагрессивных газов до 700 мм. вод. ст. (7000 Па) и 735 мм рт. ст. (0,1 МПа), вакуумметров для измерения вакуума (разрежения) до 760 мм рт. ст. (0,101 МПа).

Рис. 1. Схема U-образного Рис. 2. Схема чашечного

(двухтрубного) манометра (однотрубного) манометра

Эти приборы используются в промышленности как местные приборы, т.е. они устанавливаются на площадках обслуживания или на отдельных элементах технологического оборудования. Применяются приборы этого типа и в качестве образцовых и контрольных для проверки рабочих приборов, рассчитанных на те же диапазоны измерения давления, разрежения или разности давлений.

Двухтрубный манометр (рис. 1) состоит из U-образной стеклянной трубки, заполненной примерно до половины своей высоты рабочей жидкостью, и шкалы, позволяющей производить отсчет уровней в обоих коленах. Измеряемое давление, разрежение или разность давлений уравновешивается и измеряется столбом h рабочей жидкости, определяемым как сумма h ₁ и h ₂ в обоих коленах.

В качестве рабочей жидкости обычно используют воду, ртуть или другие жидкости. Внутренний диаметр стеклянной трубки при применении в качестве рабочей жидкости воды для исключения влияния капиллярности должен быть не менее 8 мм. При измерении давления, разрежения, перепада давления обычно к правому колену трубки прибора подводится большее давление.

При измерениях с помощью U-образного прибора давление обыч­но выражают в мм водяного или ртутного столба. Для перевода резуль­тата измерения в Паскали (Па) необходимо провести расчет по формуле

, (1)

где g – местное ускорение свободного падения, м/с²;

h – разность уровней рабочей жидкости, м;

r – плотность рабочей жидкости, кг/м³;

r_с – плотность среды над рабочей жидкостью, кг/м³.

Основная погрешность прибора – погрешность отсчета, для шкалы с делением 1 мм при отсчете в двух коленах невооруженным глазом пределы допускаемой основной погрешности измерения давления, раз­режения или разности давлений не превысят ±2 мм столба рабочей жидкости. Для увеличения точности отсчета высоты столба рабочей жидкости U-образные приборы повышенной точности и образцовые снабжают зеркальной шкалой. Для приборов такого типа пределы до­пускаемой основной погрешности не превышают ±1 мм столба рабочей жидкости.

Чашечный (однотрубный) манометр (рис. 2) состоит из цилиндри­ческого сосуда и сообщающейся с ним измерительной стеклянной трубки. Площадь сечения цилиндра значительно больше, чем измерительной труб­ки. Рабочую жидкость (воду, ртуть, спирт и т.д.) заливают в широкий сосуд настолько, чтоб, уровень ее в измерительной трубке находился против нулевой отметки шкалы. При измерении избыточного давления в объекте с ним соединяют сосуд. При измерении разрежения с объектом соединяют измерительную трубку. При измерении перепада давлений большее давление подводится к сосуду.

Высота столба жидкости h, соответствующая изменению уров­ней жидкости в сосуде h ₂ и трубке h ₁, определяется:

, (2)

где d, D – внутренние диаметры измерительной трубки и сосуда, м.

Основное достоинство прибора то, что при измерении проводится один отсчет. При этом при цене деления шкалы в 1 мм отсчет высоты столба в измерительной трубке может быть произведен с погрешностью 1 мм.

Однотрубные манометры градуируются в мм или единицах давления. Перевод мм в единицы давления производится по формуле (1).