Деформационные (пружинные) манометры.

Эти манометры нашли очень широкое применение при автоматическом управлении технологическими процессами. Благодаря своей простоте, удобству, большому диапазону измерения, от нескольких Па до 1000 МПа, а так же безопасности в работе.

Деформационные манометры характеризуются наличием того или иного упругого элемента (пружины), который подвергается действию измеряемого давления. При этом давление преобразуется в силу или момент, вызывающее перемещение стрелок или других устройств, обеспечивающих отсчет результата измерения. По типу чувствительного элемента, применяемого в приборе различают: трубчатые (одновитковые и многовитковые), мембранные и сильфонные манометры.

На рис. 36 изображена схема одновитковой трубчатой пружины. Трубчатая пружина представляет из себя полую трубку. Один конец ее закрыт, а в другой подается измеряемое давление. Сечение трубчатой пружины имеет вид эллипса или овала (см. рис. 36 а).

Трубчатая пружина при повышении давления деформируется и стремится распрямиться. Это является следствием сил действующих на нее при повышении давления. Учитывая, что давление действует на все стенки равномерно, то силы F1 и F2 действующие на трубку в любой ее точке будучи определяется площадью поверхности, т.к. внешняя поверхность трубки больше чем внутренняя, (т.е. F1> F₂) то результирующая двух сил всегда будет направлена в сторону раскручивания трубки. И угол раскручивания будет тем больше, чем больше измеряемое давление, при прочих равных условиях.

При увеличении первоначального угла у, угол раскручивания в будет больше. Аналогичного эффекта можно достичь уменьшая в и увеличивая х. Кроме того угол раскручивания будет зависеть от толщины стенок трубчатой пружины, модуля упругости материала из которой она изготовлена.

Определение величины давления исходя из перемещения свободного конца трубки определяется разнообразными способами: механический способ передачи перемещения свободного конца трубки на стрелку прибора и электрический датчик, для измерения давления на расстояние.

Кроме деформационных манометров в виде одновитковой трубчатой пружины существуют и другие манометры, работающие на рассмотренном принципе, к ним относятся мембранные и сильфонные манометры.

На рис. 39 изображена принципиальная схема мембранного манометра.

На мембрану 2, которая представляет собой диск из металла или прорезиненной ткани, действует давление. Сила, которая пропорциональна давлению и площади мембраны направлена вверх. Под действием этой силы перемещается стрелка или различные преобразователи, сигнал с которых передается по линии связи.

Другим представителем деформационных манометров, являются манометры где в качестве чувствительного элемента выступают сильфоны, принципиальная схема которого представлена на рис. 40.