Një termometër i lëngshëm është një pajisje për matjen e temperaturës së proceseve teknologjike duke përdorur një lëng që reagon ndaj ndryshimeve të temperaturës. Termometrat e lëngshëm janë të njohur për të gjithë në jetën e përditshme: për matjen e temperaturës së dhomës ose temperaturës së trupit të njeriut.

Termometrat e lëngshëm përbëhen nga pesë pjesë kryesore, këto janë: topi i termometrit, lëngu, tubi kapilar, dhoma e anashkalimit dhe shkalla.

Topi i termometrit është pjesa ku vendoset lëngu. Lëngu reagon ndaj ndryshimeve të temperaturës duke u ngritur ose duke rënë përmes tubit kapilar. Një tub kapilar është një cilindër i ngushtë nëpër të cilin lëviz lëngu. Shpesh tubi kapilar është i pajisur me një dhomë anashkalimi, e cila është një zgavër në të cilën rrjedh lëngu i tepërt. Nëse nuk ka dhomë anashkalimi, pasi tubi kapilar të jetë mbushur, do të krijohet presion i mjaftueshëm për të shkatërruar tubin nëse temperatura vazhdon të rritet. Shkalla është pjesa e termometrit të lëngshëm me të cilin merren leximet. Shkalla është e kalibruar në gradë. Peshorja mund të fiksohet në tubin kapilar, ose mund të jetë e lëvizshme. Shkalla lëvizëse bën të mundur rregullimin e saj.

Parimi i funksionimit të një termometri të lëngët

Parimi i funksionimit të termometrave të lëngshëm bazohet në aftësinë e lëngjeve për t'u ngjeshur dhe zgjeruar. Kur një lëng nxehet, zakonisht zgjerohet; Lëngu në llambën e termometrit zgjerohet dhe lëviz lart në tubin kapilar, duke treguar kështu një rritje të temperaturës. Në të kundërt, kur një lëng ftohet, ai zakonisht tkurret; lëngu në tubin kapilar të një termometri të lëngshëm zvogëlohet dhe në këtë mënyrë tregon një ulje të temperaturës. Në rastin kur ka një ndryshim në temperaturën e matur të një substance, ndodh transferimi i nxehtësisë: fillimisht nga substanca temperatura e së cilës matet në topin e termometrit, dhe më pas nga topi në lëng. Lëngu reagon ndaj ndryshimeve të temperaturës duke lëvizur lart ose poshtë tubit kapilar.

Lloji i lëngut të përdorur në një termometër të lëngshëm varet nga diapazoni i temperaturave që mat termometri.

Mërkuri, -39-600 °C (-38-1100 °F);
Lidhjet e merkurit, -60-120 °C (-76-250 °F);
Alkooli, -80-100 °C (-112-212 °F).

Termometra të lëngshëm me zhytje të pjesshme

Shumë termometra të lëngshëm janë projektuar për t'u varur në një mur, ku e gjithë sipërfaqja e termometrit është në kontakt me substancën temperatura e së cilës po matet. Megjithatë, disa lloje të termometrave të lëngshëm industrialë dhe laboratorikë janë projektuar dhe kalibruar për t'u zhytur në lëng.

Nga termometrat e përdorur në këtë mënyrë, më të përdorurit janë termometrat me zhytje të pjesshme. Për të marrë një lexim të saktë me një termometër me zhytje të pjesshme, zhytni llambën dhe tubin kapilar vetëm në këtë linjë.

Termometrat me zhytje të pjesshme janë zhytur në një shenjë për të kompensuar ndryshimet në temperaturën e ambientit që mund të ndikojnë në lëngun brenda tubit kapilar. Nëse ndryshimet në temperaturën e ambientit (ndryshimet në temperaturën e ajrit rreth termometrit) janë të mundshme, ato mund të shkaktojnë zgjerimin ose tkurrjen e lëngut brenda tubit kapilar. Si rezultat, leximet do të ndikohen jo vetëm nga temperatura e substancës që matet, por edhe nga temperatura e ajrit përreth. Zhytja e tubit kapilar në vijën e shënuar heq efektin e temperaturës së ambientit në saktësinë e leximeve.

Në kushte prodhimit industrial Shpesh është e nevojshme të maten temperaturat e substancave që kalojnë nëpër tuba ose që gjenden në kontejnerë. Matja e temperaturës në këto kushte krijon dy probleme për inxhinierët e instrumenteve: si të matet temperatura e një lënde nëse nuk ka akses të drejtpërdrejtë në këtë substancë ose lëng, dhe si të hiqet një termometër i lëngshëm për inspektim, verifikim ose zëvendësim pa ndërprerë procesin. Të dyja këto probleme eliminohen nëse përdoren kanale matëse për të futur termometra.

Kanali matës për futjen e termometrit është një kanal në formë tubi që mbyllet në njërin skaj dhe hapet në anën tjetër. Kanali matës është projektuar për të akomoduar topin e termometrit të lëngshëm dhe për ta mbrojtur atë nga substancat që mund të shkaktojnë korrozion, substanca toksike ose presion të lartë. Kur përdoren kanale matëse për të futur termometra, shkëmbimi i nxehtësisë ndodh në formën e kontaktit indirekt (përmes kanalit matës) të substancës temperatura e së cilës matet dhe topit të termometrit. Kanalet matëse janë një vulë për presionin e shtuar dhe parandalojnë daljen e lëngut me të cilin matet temperatura.

Kanalet matëse janë bërë në madhësi standarde në mënyrë që të mund të përdoren me lloje të ndryshme termometrash. Kur termometri është instaluar në kanalin matës, topi i tij futet në kanal dhe një arrë vidhoset mbi termometër për të siguruar termometrin.

Për të matur presionin përdoren matës presioni dhe barometra. Barometrat përdoren për të matur presionin atmosferik. Për matje të tjera, përdoren matës presioni. Fjala matës presioni vjen nga dy fjalë greke: manos - i lirshëm, metreo - masë.

Matës presioni metalik me tuba

Ka lloje të ndryshme matës presioni. Le t'i hedhim një vështrim më të afërt dy prej tyre. Fotografia e mëposhtme tregon një matës presioni metalik me tuba.

Ajo u shpik në 1848 nga francezi E. Bourdon. Figura e mëposhtme tregon dizajnin e saj.

Komponentët kryesorë janë: një tub i uritur i përkulur në një hark (1), një shigjetë (2), ingranazhet (3), një rubinet (4), një levë (5).

Parimi i funksionimit të një matës presioni tubular

Njëri skaj i tubit është i mbyllur. Në skajin tjetër të tubit, duke përdorur një rubinet, ai lidhet me enën në të cilën duhet të matet presioni. Nëse presioni fillon të rritet, tubi do të përkulet, duke vepruar kështu në levë. Leva është e lidhur me shigjetën përmes një ingranazhi, kështu që me rritjen e presionit, shigjeta do të devijojë, duke treguar presionin.

Nëse presioni ulet, tubi do të përkulet dhe shigjeta do të lëvizë në drejtim të kundërt.

Matës i presionit të lëngshëm

Tani le të shohim një lloj tjetër matës presioni. Fotografia e mëposhtme tregon një matës presioni të lëngshëm. Ajo ka formën e një U.

Ai përbëhet nga një tub qelqi në formën e shkronjës U. Në këtë tub hidhet lëng. Një nga skajet e tubit është i lidhur duke përdorur një tub gome në një kuti të rrumbullakët të sheshtë, e cila është e mbuluar me film gome.

Parimi i funksionimit të një matës presioni të lëngshëm

Në pozicionin fillestar, uji në tuba do të jetë në të njëjtin nivel. Nëse presioni ushtrohet në filmin e gomës, niveli i lëngut në njërën bërryl të matësit të presionit do të ulet, dhe në tjetrin, prandaj, do të rritet.

Kjo tregohet në foton e mësipërme. E shtypim filmin me gisht.

Kur shtypim filmin, presioni i ajrit në kuti rritet. Presioni transmetohet përmes tubit dhe arrin lëngun, duke e zhvendosur atë. Ndërsa niveli në këtë bërryl zvogëlohet, niveli i lëngut në bërrylin tjetër të tubit do të rritet.

Nga ndryshimi në nivelet e lëngjeve, do të jetë e mundur të gjykohet ndryshimi midis presionit atmosferik dhe presionit të ushtruar në film.

Figura e mëposhtme tregon se si të përdorni një matës presioni të lëngshëm për të matur presionin në një lëng në thellësi të ndryshme.

Matësit e presionit të lëngjeve (tubave) funksionojnë në parimin e enëve komunikuese - duke balancuar presionin fiks me peshën e lëngut mbushës: kolona e lëngut zhvendoset në një lartësi që është proporcionale me ngarkesën e aplikuar.

Matjet e bazuara në metodën hidrostatike janë tërheqëse për shkak të kombinimit të tyre të thjeshtësisë, besueshmërisë, efektivitetit të kostos dhe saktësisë së lartë. Një matës presioni me lëng brenda është optimale për matjen e rënies së presionit brenda 7 kPa (në versione speciale - deri në 500 kPa).

Llojet dhe llojet e pajisjeve

Për matje laboratorike ose aplikime industriale përdoren opsione të ndryshme matës presioni me konstruksion tubash. Llojet më të njohura të pajisjeve janë:

• në formë U-je. Baza e dizajnit është enë komunikuese në të cilat presioni përcaktohet nga një ose disa nivele të lëngshme menjëherë. Një pjesë e tubit është e lidhur me sistemin e tubacionit për të marrë matjen. Në të njëjtën kohë, skaji tjetër mund të mbyllet hermetikisht ose të ketë komunikim të lirë me atmosferën.
• Kupa. Një matës presioni i lëngshëm me një tub është në shumë mënyra i ngjashëm me dizajnin e instrumenteve klasike në formë U, por në vend të një tubi të dytë, ai përdor një rezervuar të gjerë, sipërfaqja e të cilit është 500-700 herë më e madhe se kryqi. - zona seksionale e tubit kryesor.
• Unazë. Në pajisjet e këtij lloji, kolona e lëngshme është e mbyllur në një kanal unazor. Kur presioni ndryshon, qendra e gravitetit lëviz, e cila nga ana tjetër çon në lëvizjen e shigjetës së treguesit. Kështu, pajisja matëse e presionit regjistron këndin e prirjes së boshtit të kanalit unazor. Këta matës presioni tërheqin saktësi të lartë të rezultateve që nuk varen nga dendësia e lëngut dhe e mjedisit të gaztë në të. Në të njëjtën kohë, fusha e aplikimit të produkteve të tilla është e kufizuar nga kostoja e tyre e lartë dhe kompleksiteti i mirëmbajtjes.
• Pistoni i lëngshëm. Presioni i matur zhvendos shufrën e jashtme dhe balancon pozicionin e saj me pesha të kalibruara. Duke zgjedhur parametrat optimalë për masën e shufrës me pesha, është e mundur të sigurohet nxjerrja e saj në një sasi proporcionale me presionin e matur, dhe, për rrjedhojë, i përshtatshëm për kontroll.

Nga se përbëhet një matës i presionit të lëngshëm?

Pajisja e një matës presioni të lëngshëm mund të shihet në foto:

Aplikimi i matësit të presionit të lëngjeve

Thjeshtësia dhe besueshmëria e matjeve të bazuara në metodën hidrostatike shpjegojnë përdorimin e gjerë të pajisjeve të mbushura me lëng. Matës të tillë presioni janë të domosdoshëm gjatë kryerjes kërkime laboratorike ose zgjidhjen e problemeve të ndryshme teknike. Në veçanti, instrumentet përdoren për llojet e mëposhtme të matjeve:

• Mbi presion i lehtë.
• Diferenca e presionit.
• Presioni atmosferik.
• Nënpresioni.

Një fushë e rëndësishme e aplikimit të matësve të presionit të tubave me mbushës të lëngshëm është verifikimi i instrumenteve të kontrollit dhe matjes: matësat e rrymës, matësat e presionit, matësat e vakumit, barometrat, matësat e presionit diferencial dhe disa lloje matësash presioni.

Matës i presionit të lëngshëm: parimi i funksionimit

Dizajni më i zakonshëm i pajisjes është një tub në formë U. Parimi i funksionimit të matësit të presionit është paraqitur në figurë:

Një fund i tubit ka një lidhje me atmosferën - është i ekspozuar ndaj presionit atmosferik Patm. Fundi tjetër i tubit është i lidhur me tubacionin e synuar duke përdorur pajisje furnizimi - ai është i ekspozuar ndaj presionit të mediumit të matur Rab. Nëse treguesi Rabs është më i lartë se Patm, atëherë lëngu zhvendoset në një tub që komunikon me atmosferën.

Udhëzime për llogaritjen

Diferenca në lartësi midis niveleve të lëngjeve llogaritet me formulën:

h = (Rabs – Ratm)/((rl – ratm)g)
Ku:
Abs - presion absolut i matur.
Ratm - presioni atmosferik.
rzh – dendësia e lëngut punues.
ratm – dendësia e atmosferës përreth.
g – nxitimi gravitacional (9,8 m/s2)
Treguesi i lartësisë së lëngut të punës H përbëhet nga dy komponentë:
1. h1 – ulje në kolonë në krahasim me vlerën origjinale.
2. h2 – rritje e kolonës në një pjesë tjetër të tubit në krahasim me nivelin fillestar.
Treguesi ratm shpesh nuk merret parasysh në llogaritjet, pasi rl >> ratm. Kështu, varësia mund të përfaqësohet si:
h = Rizb/(rzh g)
Ku:
Rizb - presioni i tepërt i mediumit të matur.
Bazuar në formulën e mësipërme, Rizb = hrж g.

Nëse është e nevojshme të matni presionin e gazrave të rrallë, përdorni instrumente matëse, në të cilin njëri nga skajet është i mbyllur hermetikisht, dhe presioni i vakumit është i lidhur me tjetrin duke përdorur pajisje furnizimi. Dizajni është paraqitur në diagram:

Për pajisje të tilla përdoret formula:
h = (Ratm – Rabs)/(rzh g).

Presioni në skajin e mbyllur të tubit është zero. Nëse ka ajër në të, llogaritjet e presionit të matësit të vakumit kryhen si më poshtë:
Ratm – Rabs = Rizb – hrzh g.

Nëse ajri në skajin e mbyllur është evakuuar dhe kundërpresioni Ratm = 0, atëherë:
Rab = hrzh g.

Modelet në të cilat ajri në skajin e mbyllur evakuohet dhe evakuohet përpara mbushjes janë të përshtatshme për t'u përdorur si barometra. Rregullimi i diferencës në lartësinë e kolonës në pjesën e mbyllur ju lejon llogaritjet e sakta presioni barometrik.

Avantazhet dhe disavantazhet

Matësit e presionit të lëngshëm kanë edhe të fortë dhe dobësitë. Gjatë përdorimit të tyre, është e mundur të optimizohen kostot kapitale dhe operative për aktivitetet e kontrollit dhe matjes. Në të njëjtën kohë, duhet mbajtur mend për rreziqet dhe dobësitë e mundshme të strukturave të tilla.

Përparësitë kryesore të instrumenteve matëse të mbushura me lëng përfshijnë:

• Saktësi e lartë e matjes. Pajisjet me nivel të ulët gabimi mund të përdoren si referencë për kontrollimin e pajisjeve të ndryshme të kontrollit dhe matjes.
• Lehtësia e përdorimit. Udhëzimet për përdorimin e pajisjes janë jashtëzakonisht të thjeshta dhe nuk përmbajnë ndonjë veprim kompleks ose specifik.
• Kosto e ulët. Çmimi i matësve të presionit të lëngshëm është dukshëm më i ulët në krahasim me llojet e tjera të pajisjeve.
• Instalim i shpejtë. Lidhja me tubacionet e synuara bëhet duke përdorur pajisje furnizimi. Instalimi/çmontimi nuk kërkon pajisje speciale.

Kur përdorni matës presioni të mbushur me lëng, duhet të merren parasysh disa dobësi të modeleve të tilla:

• Një rritje e papritur e presionit mund të çojë në lirimin e lëngut të punës.
• Nuk ofrohet mundësia e regjistrimit dhe transmetimit automatik të rezultateve të matjes.
• Struktura e brendshme e matësve të presionit të lëngshëm përcakton brishtësinë e tyre të rritur
• Pajisjet karakterizohen nga një gamë mjaft e ngushtë matëse.
• Korrektësia e matjeve mund të dëmtohet nga pastrimi i dobët i sipërfaqeve të brendshme të tubave.

Në matësat e presionit të lëngshëm, presioni i matur ose diferenca e presionit balancohet nga presioni hidrostatik i kolonës së lëngshme. Pajisjet përdorin parimin e enëve komunikuese, në të cilat nivelet e lëngut të punës përkojnë kur presionet mbi to janë të barabarta, dhe kur presionet mbi to janë të pabarabarta, ato zënë një pozicion ku presioni i tepërt në njërën prej enëve është i balancuar. nga presioni hidrostatik i kolonës së lëngshme të tepërt në tjetrën. Shumica e matësve të presionit të lëngjeve kanë një nivel të dukshëm të lëngut të punës, pozicioni i të cilit përcakton vlerën e presionit të matur. Këto pajisje përdoren në praktikën laboratorike dhe në disa industri.

Ka një grup matës presioni diferencial të lëngshëm, në të cilin niveli i lëngut të punës nuk vërehet drejtpërdrejt. Ndryshimi i kësaj të fundit shkakton lëvizjen e notit ose ndryshimin e karakteristikave të një pajisjeje tjetër, duke ofruar ose tregues të drejtpërdrejtë të vlerës së matur duke përdorur një pajisje leximi, ose konvertimin dhe transmetimin e vlerës së saj në një distancë.

Matës të presionit të lëngshëm me dy tuba. Për të matur presionin dhe ndryshimin e presionit, përdoren matës presioni me dy tuba dhe matës presioni diferencial me një nivel të dukshëm, të quajtur shpesh në formë U. Diagrami skematik një matës i tillë presioni është paraqitur në Fig. 1, a. Dy tuba qelqi komunikues vertikal 1, 2 janë të fiksuar në një metal ose bazë druri 3, në të cilën është ngjitur një pllakë peshore 4 Tubat janë të mbushura me lëng pune deri në shenjën zero. Presioni i matur furnizohet në tubin 1, tubi 2 komunikon me atmosferën. Kur matni diferencat e presionit, presionet e matura furnizohen në të dy tubat.

Oriz. 1. Diagramet e një matës presioni me dy tuba (c) dhe një tub (b).:

1, 2 - tuba qelqi komunikues vertikal; 3 - bazë; 4 - pjatë shkallë

Uji, merkuri, alkooli dhe vaji i transformatorit përdoren si lëngje pune. Kështu, në matësat e presionit të lëngshëm, funksionet e një elementi të ndjeshëm që percepton ndryshime në vlerën e matur kryhen nga lëngu i punës, vlera e daljes është diferenca e nivelit, vlera e hyrjes është diferenca e presionit ose presionit. Pjerrësia e karakteristikës statike varet nga dendësia e lëngut punues.

Për të eliminuar ndikimin e forcave kapilare, në matës presioni përdoren tuba qelqi me diametër të brendshëm 8 ... 10 mm. Nëse lëngu i punës është alkool, atëherë diametri i brendshëm i tubave mund të zvogëlohet.

Matësit e presionit të mbushur me ujë me dy tuba përdoren për të matur presionin, vakumin, diferencën e presionit të ajrit dhe gazeve jo agresive në rangun deri në ±10 kPa. Mbushja e matësit të presionit me merkur zgjeron kufijtë e matjes në 0,1 MPa, ndërsa mjedisi i matur mund të jetë uji, lëngjet dhe gazet jo agresive.

Kur përdorni matës presioni të lëngshëm për të matur diferencën e presionit të mediave nën presion statik deri në 5 MPa, elementë shtesë futen në modelin e pajisjeve të krijuara për të mbrojtur pajisjen nga presioni statik i njëanshëm dhe për të kontrolluar pozicionin fillestar të lëngut të punës niveli.

Burimet e gabimeve në matësit e presionit me dy tuba janë devijimet nga vlerat e llogaritura të nxitimit lokal të gravitetit, dendësia e lëngut të punës dhe mediumit mbi të, dhe gabimet në leximin e lartësive h1 dhe h2.

Dendësia e lëngut punues dhe e mediumit jepet në tabelat e vetive termofizike të substancave në varësi të temperaturës dhe presionit. Gabimi në leximin e ndryshimit në lartësitë e niveleve të lëngut të punës varet nga ndarja e shkallës. Pa pajisje optike shtesë, me vlerë ndarjeje 1 mm, gabimi në leximin e diferencës së nivelit është ±2 mm, duke marrë parasysh gabimin në aplikimin e shkallës. Kur përdorni pajisje shtesë për të rritur saktësinë e leximit h1, h2, është e nevojshme të merret parasysh mospërputhja në koeficientët e zgjerimit të temperaturës të shkallës, xhamit dhe substancës së punës.

Matës presioni me një tub. Për të rritur saktësinë e leximit të ndryshimit në lartësitë e nivelit, përdoren matës presioni me një tub (kupë) (shih Fig. 1, b). Në një matës presioni me një tub, një tub zëvendësohet nga një enë e gjerë në të cilën furnizohet presioni më i madh i matur. Tubi i bashkangjitur në pllakën e shkallës matet dhe komunikon me atmosferën kur mat diferencën e presionit, presioni më i ulët furnizohet me të. Lëngu i punës derdhet në matësin e presionit deri në shenjën zero.

Nën ndikimin e presionit, një pjesë e lëngut të punës nga një enë e gjerë derdhet në tubin matës. Meqenëse vëllimi i lëngut të zhvendosur nga një enë e gjerë është i barabartë me vëllimin e lëngut që hyn në tubin matës,

Matja e lartësisë së vetëm një kolone të lëngut të punës në matësit e presionit me një tub çon në një reduktim të gabimit të leximit, i cili, duke marrë parasysh gabimin e kalibrimit të shkallës, nuk kalon ± 1 mm me një vlerë ndarjeje prej 1 mm. Komponentët e tjerë të gabimit, të shkaktuara nga devijimet nga vlera e llogaritur e përshpejtimit të gravitetit, dendësia e lëngut të punës dhe mediumit mbi të, dhe zgjerimi i temperaturës së elementeve të pajisjes, janë të përbashkëta për të gjithë matësit e presionit të lëngjeve.

Për matësat e presionit me dy tuba dhe me një tub, gabimi kryesor është gabimi në leximin e diferencës së nivelit. Për të njëjtin gabim absolut, gabimi i matjes së presionit të reduktuar zvogëlohet me rritjen e kufirit të sipërm të matjes së matësve të presionit. Gama minimale e matjes së matësve të presionit të mbushur me ujë me një tub është 1.6 kPa (160 mmH2O) dhe gabimi i reduktuar i matjes nuk kalon ±1%. Dizajni i matësve të presionit varet nga presioni statik për të cilin janë projektuar.

Mikromanometra. Për të matur presionin dhe diferencën e presionit deri në 3 kPa (300 kgf/m2), përdoren mikromanometra, të cilët janë një lloj matës presioni me një tub dhe janë të pajisur me pajisje speciale ose për të ulur çmimin e ndarjes së shkallës ose për të rritur saktësinë e leximi i lartësisë së nivelit nëpërmjet përdorimit të pajisjeve optike ose të tjera. Mikromanometrat laboratorikë më të zakonshëm janë mikromanometrat e tipit MMN me tub matës të pjerrët (Fig. 2). Leximet e mikromanometrit përcaktohen nga gjatësia e kolonës së lëngut punues n në tubin matës 1, i cili ka një kënd prirje a.

Oriz. 2. :

1 - tub matës; 2 - anije; 3 - kllapa; 4 - sektori

Në Fig. 2 kllapa 3 me tubin matës 1 është montuar në sektorin 4 në një nga pesë pozicionet fikse, të cilat korrespondojnë me k = 0,2; 0.3; 0.4; 0.6; 0,8 dhe pesë vargje matëse të pajisjes nga 0,6 kPa (60 kgf/m2) deri në 2,4 kPa (240 kgf/m2). Gabimi i dhënë i matjes nuk kalon 0,5%. Çmimi minimal i ndarjes në k = 0,2 është 2 Pa (0,2 kgf/m2), një rënie e mëtejshme e çmimit të ndarjes që lidhet me një ulje të këndit të pjerrësisë së tubit matës kufizohet nga një rënie në saktësinë e leximit të pozicionit të nivelit të lëngut punues për shkak të shtrirjes së meniskut.

Instrumentet më të sakta janë mikromanometrat e tipit MM, të quajtur ato kompensuese. Gabimi në leximin e lartësisë së nivelit në këto pajisje nuk kalon ±0,05 mm si rezultat i përdorimit sistemi optik për të vendosur nivelin fillestar dhe një vidë mikrometrike për të matur lartësinë e kolonës së lëngut të punës duke balancuar presionin e matur ose ndryshimin e presionit.

Barometra përdoret për të matur presionin atmosferik. Më të zakonshmet janë barometrat e filxhanit të mbushur me merkur, të graduar në mmHg. Art. (Fig. 3).

Oriz. 3.: 1 - vernier; 2 - termometër

Gabimi në leximin e lartësisë së kolonës nuk kalon 0,1 mm, gjë që arrihet duke përdorur vernier 1, të kombinuar me pjesën e sipërme të meniskut të merkurit. Për një matje më të saktë të presionit atmosferik, është e nevojshme të bëhen korrigjime për devijimin e nxitimit gravitacional nga normalja dhe vlerën e temperaturës së barometrit të matur me termometrin 2. Kur diametri i tubit është më i vogël se 8... 10 mm, merret parasysh depresioni kapilar i shkaktuar nga tensioni sipërfaqësor i merkurit.

Matësit e kompresimit(Matës presioni McLeod), diagrami i të cilave është paraqitur në Fig. 4, përmban një rezervuar 1 me merkur dhe një tub 2 të zhytur në të. Ky i fundit komunikon me cilindrin matës 3 dhe tubin 5. Cilindri 3 përfundon me një kapilar matës të verbër 4, një kapilar 6 është i lidhur me tubin 5. Të dy kapilarët kanë diametra të njëjtë, kështu që rezultatet e matjes nuk janë prekur ndikimi i forcave kapilar. Presioni furnizohet në rezervuarin 1 përmes një valvule me tre drejtime 7, e cila gjatë procesit të matjes mund të jetë në pozicionet e treguara në diagram.

Oriz. 4. :

1 - rezervuar; 2, 5 - tuba; 3 - cilindër matës; 4 - kapilar matës i verbër; 6 - kapilar referues; 7 - valvul me tre drejtime; 8 - gryka e balonës

Parimi i funksionimit të matësit të presionit bazohet në përdorimin e ligjit Boyle-Marriott, sipas të cilit, për një masë fikse gazi, produkti i vëllimit dhe presionit në një temperaturë konstante përfaqëson një vlerë konstante. Gjatë matjes së presionit, kryhen veprimet e mëposhtme. Kur rubineti 7 është instaluar në pozicionin a, presioni i matur furnizohet në rezervuarin 1, tubin 5, kapilarin 6 dhe merkuri derdhet në rezervuar. Pastaj trokitje e lehtë 7 zhvendoset pa probleme në pozicionin c. Meqenëse presioni atmosferik e tejkalon ndjeshëm p të matur, merkuri zhvendoset në tubin 2. Kur merkuri arrin në grykën e cilindrit 8, i shënuar në diagram nga pika O, vëllimi i gazit V që ndodhet në cilindrin 3 dhe kapilarin matës 4 është shkëputur nga mediumi i matur Një rritje e mëtejshme e nivelit të merkurit ngjesh vëllimin e prerë. Kur merkuri në kapilarin matës arrin një lartësi h dhe marrja e ajrit në rezervuarin 1 ndalon dhe valvula 7 vendoset në pozicionin b. Pozicioni i valvulës 7 dhe merkurit i paraqitur në diagram korrespondon me momentin kur janë marrë leximet e matësit të presionit.

Kufiri i poshtëm i matjes së matësve të presionit të kompresimit është 10 -3 Pa (10 -5 mm Hg), gabimi nuk kalon ±1%. Pajisjet kanë pesë intervale matëse dhe mbulojnë presione deri në 10 3 Pa. Sa më i ulët të jetë presioni i matur, aq më i madh është cilindri 1, vëllimi maksimal i të cilit është 1000 cm3, dhe minimumi është 20 cm3, diametri i kapilarëve është përkatësisht 0,5 dhe 2,5 mm. Kufiri i poshtëm i matjes së matësit të presionit kufizohet kryesisht nga gabimi në përcaktimin e vëllimit të gazit pas kompresimit, i cili varet nga saktësia e prodhimit të tubave kapilar.

Një grup matës presioni kompresimi së bashku me një matës presioni me membranë-kapacitiv është pjesë e standardit special shtetëror për një njësi presioni në rajonin 1010 -3 ... 1010 3 Pa.

Përparësitë e matësve të presionit të lëngshëm dhe matësve të presionit diferencial janë thjeshtësia dhe besueshmëria e tyre me saktësi të lartë të matjes. Kur punoni me pajisje të lëngshme, është e nevojshme të përjashtoni mundësinë e mbingarkesave dhe ndryshimeve të papritura të presionit, pasi në këtë rast lëngu i punës mund të spërkat në linjë ose atmosferë.

Parimi i funksionimit

Parimi i funksionimit të matësit të presionit bazohet në balancimin e presionit të matur me forcë deformim elastik një sustë tubulare ose një membranë me dy pllaka më të ndjeshme, njëra skaj i së cilës mbyllet në një mbajtëse dhe tjetra përmes një shufre është e lidhur me një mekanizëm me sektor tribik që konverton lëvizjen lineare të elementit ndijor elastik në një lëvizje rrethore të shigjetës treguese.

Varietetet

Grupi i instrumenteve që matin presionin e tepërt përfshin:

Matës presioni - instrumente me matje nga 0,06 deri në 1000 MPa (Masni presionin e tepërt - ndryshimi pozitiv midis presionit absolut dhe barometrik)

Matësit e vakumit janë pajisje që matin vakumin (presionin nën atmosferë) (deri në minus 100 kPa).

Matësit e presionit dhe vakumit janë matës presioni që matin presionin e tepërt (nga 60 në 240,000 kPa) dhe presionin e vakumit (deri në minus 100 kPa).

Matës presioni - matës presioni për presione të vogla të tepërta deri në 40 kPa

Matësit e tërheqjes - matës vakum me një kufi deri në minus 40 kPa

Matës të shtytjes dhe presionit - matës të presionit dhe vakumit me kufij ekstremë që nuk i kalojnë ±20 kPa

Të dhënat janë dhënë në përputhje me GOST 2405-88

Shumica e matësve të presionit vendas dhe të importuar janë prodhuar në përputhje me standardet e pranuara përgjithësisht, prandaj, matësat e presionit të markave të ndryshme zëvendësojnë njëri-tjetrin. Kur zgjidhni një matës presioni, duhet të dini: kufirin e matjes, diametrin e trupit, klasën e saktësisë së pajisjes. Vendndodhja dhe filli i montimit janë gjithashtu të rëndësishme. Këto të dhëna janë të njëjta për të gjitha pajisjet e prodhuara në vendin tonë dhe në Evropë.

Ka edhe matës presioni që matin presionin absolut, pra presionin e tepërt + atmosferik

Një pajisje që mat presionin atmosferik quhet barometër.

Llojet e matësve të presionit

Në varësi të dizajnit dhe ndjeshmërisë së elementit, ekzistojnë matës presioni të lëngshëm, të vdekur dhe të deformimit (me një susta ose membranë tubulare). Matësit e presionit ndahen në klasa të saktësisë: 0.15; 0,25; 0.4; 0.6; 1.0; 1,5; 2.5; 4.0 (sa më i ulët të jetë numri, aq më i saktë është pajisja).

Llojet e matësve të presionit

Sipas qëllimit, matësit e presionit mund të ndahen në teknik - teknik të përgjithshëm, kontakt elektrik, special, vetë-regjistrues, hekurudhor, rezistent ndaj dridhjeve (të mbushur me glicerinë), anije dhe referencë (modeli).

Teknik i përgjithshëm: projektuar për matjen e lëngjeve, gazeve dhe avujve që nuk janë agresivë ndaj lidhjeve të bakrit.

Kontakti elektrik: kanë aftësinë për të rregulluar mediumin e matur, për shkak të pranisë së një mekanizmi kontakti elektrik. Një pajisje veçanërisht e njohur në këtë grup mund të quhet EKM 1U, megjithëse ka kohë që është ndërprerë.

E veçanta: oksigjeni - duhet të degreasohet, pasi ndonjëherë edhe ndotja e lehtë e mekanizmit në kontakt me oksigjenin e pastër mund të çojë në një shpërthim. Shpesh prodhohet në kuti blu me simbol O2 (oksigjen) në numërues; acetilen - lidhjet e bakrit nuk lejohen në prodhimin e mekanizmit matës, pasi në kontakt me acetilen ekziston rreziku i formimit të bakrit të acetilenit shpërthyes; amoniaku - duhet të jetë rezistent ndaj korrozionit.

Referenca: duke pasur një klasë saktësie më të lartë (0.15; 0.25; 0.4), këto pajisje përdoren për kontrollimin e matësve të tjerë të presionit. Në shumicën e rasteve, pajisje të tilla instalohen në matës të presionit të pistonit pa peshë ose në disa instalime të tjera të afta për të zhvilluar presionin e kërkuar.

Matësit e presionit të anijeve janë të destinuara për përdorim në flotat lumore dhe detare.

Hekurudha: e destinuar për përdorim në transportin hekurudhor.

Vetë-regjistrimi: matës presioni në një kuti, me një mekanizëm që ju lejon të riprodhoni grafikun e funksionimit të matësit të presionit në letër grafiku.

Përçueshmëri termike

Matësit e përçueshmërisë termike bazohen në uljen e përçueshmërisë termike të një gazi me presion. Këta matës presioni kanë një filament të integruar që nxehet kur rryma kalon nëpër të. Një termoelement ose sensor i temperaturës rezistente (DOTS) mund të përdoret për të matur temperaturën e filamentit. Kjo temperaturë varet nga shpejtësia me të cilën filamenti transferon nxehtësinë në gazin përreth dhe kështu nga përçueshmëria termike. Shpesh përdoret një matës Pirani, i cili përdor një fije të vetme platini në të njëjtën kohë si element ngrohës dhe si DOTS. Këta matës presioni japin lexime të sakta midis 10 dhe 10-3 mmHg. Art., por ata janë mjaft të ndjeshëm ndaj përbërjen kimike gazet e matura.

[redakto]Dy filamente

Një spirale teli përdoret si ngrohës, ndërsa tjetra përdoret për të matur temperaturën përmes konvekcionit.

Matës presioni Pirani (një fije)

Matësi i presionit Pirani përbëhet nga një tel metalik i ekspozuar ndaj presionit që matet. Teli nxehet nga rryma që kalon nëpër të dhe ftohet nga gazi përreth. Ndërsa presioni i gazit zvogëlohet, efekti i ftohjes gjithashtu zvogëlohet dhe temperatura e ekuilibrit të telit rritet. Rezistenca e një teli është një funksion i temperaturës: duke matur tensionin nëpër tela dhe rrymën që rrjedh nëpër të, mund të përcaktohet rezistenca (dhe kështu presioni i gazit). Ky lloj matës presioni u projektua për herë të parë nga Marcello Pirani.

Matësit e termoelementit dhe termistorit funksionojnë në mënyrë të ngjashme. Dallimi është se një termoelement dhe termistor përdoren për të matur temperaturën e filamentit.

Gama e matjes: 10−3 - 10 mmHg. Art. (afërsisht 10−1 - 1000 Pa)

Matës i presionit të jonizimit

Matësat e presionit të jonizimit janë instrumentet matëse më të ndjeshme për presione shumë të ulëta. Ata matin presionin në mënyrë indirekte duke matur jonet e prodhuara kur gazi bombardohet me elektrone. Sa më i ulët të jetë dendësia e gazit, aq më pak jone do të formohen. Kalibrimi i një matës presioni jonik është i paqëndrueshëm dhe varet nga natyra e gazrave të matur, e cila nuk dihet gjithmonë. Ato mund të kalibrohen duke krahasuar me leximet e matësit të presionit McLeod, të cilat janë shumë më të qëndrueshme dhe të pavarura nga kimia.

Elektronet termionike përplasen me atomet e gazit dhe gjenerojnë jone. Jonet tërhiqen në elektrodë me një tension të përshtatshëm, i njohur si kolektor. Rryma e kolektorit është proporcionale me shkallën e jonizimit, e cila është një funksion i presionit të sistemit. Kështu, matja e rrymës së kolektorit ju lejon të përcaktoni presionin e gazit. Ekzistojnë disa nëntipe të matësve të presionit jonizues.

Gama e matjes: 10−10 - 10−3 mmHg. Art. (afërsisht 10−8 - 10−1 Pa)

Shumica e matësve të joneve vijnë në dy lloje: katodë e nxehtë dhe katodë e ftohtë. Lloji i tretë, një matës presioni me një rotor rrotullues, është më i ndjeshëm dhe më i shtrenjtë se dy të parët dhe nuk diskutohet këtu. Në rastin e një katode të nxehtë, një filament i ndezur elektrikisht krijon një rreze elektronike. Elektronet kalojnë nëpër matës presioni dhe jonizojnë molekulat e gazit rreth tyre. Jonet që rezultojnë mblidhen në elektrodën e ngarkuar negativisht. Rryma varet nga numri i joneve, i cili nga ana tjetër varet nga presioni i gazit. Matësat e presionit të katodës së nxehtë matin me saktësi presionin në intervalin 10−3 mmHg. Art. deri në 10−10 mm Hg. Art. Parimi i një matës presioni të katodës së ftohtë është i njëjtë, përveç që elektronet prodhohen në një shkarkesë të krijuar nga një shkarkesë elektrike e tensionit të lartë. Matësat e presionit të katodës së ftohtë matin me saktësi presionin në intervalin 10−2 mmHg. Art. deri në 10−9 mm Hg. Art. Kalibrimi i matësve të presionit të jonizimit është shumë i ndjeshëm ndaj gjeometrisë strukturore, përbërjes kimike të gazrave të matur, korrozionit dhe depozitave sipërfaqësore. Kalibrimi i tyre mund të bëhet i papërdorshëm kur ndizet në presion atmosferik dhe shumë të ulët. Përbërja e vakumit në presione të ulëta është zakonisht e paparashikueshme, kështu që një spektrometër masiv duhet të përdoret së bashku me një matës presioni jonizues për matje të sakta.

Katodë e nxehtë

Një matës jonizimi i katodës së nxehtë Bayard-Alpert zakonisht përbëhet nga tre elektroda që funksionojnë në modalitetin e triodës, me filamentin që është katoda. Të tre elektrodat janë kolektori, filamenti dhe rrjeti. Rryma e kolektorit matet në pikoamps nga një elektrometër. Diferenca potenciale midis filamentit dhe tokës është zakonisht 30 volt, ndërsa tensioni i rrjetit nën tension konstant është 180-210 volt, përveç nëse ka bombardim elektronik opsional përmes ngrohjes së rrjetit, i cili mund të ketë një potencial të lartë prej afërsisht 565 volt. Matësi më i zakonshëm i joneve është një katodë e nxehtë Bayard-Alpert me një kolektor të vogël jonesh brenda rrjetës. Një shtresë xhami me një vrimë në vakum mund të rrethojë elektrodat, por zakonisht nuk përdoret dhe matësi i presionit ndërtohet direkt në pajisjen e vakumit dhe kontaktet kalohen përmes një pllake qeramike në murin e pajisjes vakum. Matësat e jonizimit të katodës së nxehtë mund të dëmtohen ose të humbasin kalibrimin nëse ndizen kur presioni atmosferik apo edhe në vakum të ulët. Matjet e matësve të presionit të jonizimit të katodës së nxehtë janë gjithmonë logaritmike.

Elektronet e emetuara nga filamenti lëvizin disa herë në drejtime përpara dhe të kundërta rreth rrjetës derisa ta godasin atë. Gjatë këtyre lëvizjeve, disa elektrone përplasen me molekulat e gazit dhe formojnë çifte elektron-jon (jonizimi i elektroneve). Numri i joneve të tilla është në proporcion me densitetin e molekulave të gazit të shumëzuar me rrymën termionike dhe këto jone fluturojnë në kolektor, duke formuar një rrymë jonike. Meqenëse dendësia e molekulave të gazit është proporcionale me presionin, presioni vlerësohet duke matur rrymën e joneve.

Ndjeshmëria ndaj presion të ulët Matësat e presionit të katodës së nxehtë janë të kufizuar nga efekti fotoelektrik. Elektronet që godasin rrjetin prodhojnë rreze X, të cilat prodhojnë zhurmë fotoelektrike në kolektorin e joneve. Kjo kufizon gamën e matësve më të vjetër të katodës së nxehtë në 10−8 mmHg. Art. dhe Bayard-Alpert në afërsisht 10−10 mm Hg. Art. Telat shtesë në potencialin katodik në vijën e shikimit midis kolektorit të joneve dhe rrjetës parandalojnë këtë efekt. Në llojin e nxjerrjes, jonet tërhiqen jo nga një tel, por nga një kon i hapur. Meqenëse jonet nuk mund të vendosin se cilën pjesë të konit të godasin, ata kalojnë nëpër vrimë dhe formojnë një rreze jonike. Kjo rreze jonike mund të transmetohet në një filxhan Faraday.