Конструкция и принцип работы манометров, показывающих с трубчато-пружинным механизмом (для примера МПЗ, МПЧ).

Классификация приборов для измерения давления в добыче, системе сбора, транспорта и подготовки нефти.

Приборы для измерения давления классифицируются по назначению и принципу действия.

По назначению:

- манометры - для измерения избыточного давления;

- вакуумметр - для измерения вакуумметрического давления (вакуума);

- мановакуумметры - для измерения вакуумметрического и избыточного давлений;

- дифференциальные манометры - для измерения разности давлений;

- напоромеры - прибор для измерения избыточного давления;

- барометры - для измерения атмосферного давления.

По принципу действия:

- жидкостные манометры - приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается весом столба жидкости, а изменение уровня жидкости в сообщающихся сосудах служит мерой давления, называются жидкостными. К этой группе относятся чашечные и U-образные манометры, диффманометры и др.

- грузопоршневые манометры - приборы, в которых измеряемое давление уравновешивается усилием, создаваемым калиброванными грузами, воздействующими на свободно передвигающийся в цилиндре поршень.

- деформационные манометры - в этих приборах измеряемое давление или разрежениеуравновешивается силами упругого противодействия различных чувствительных элементов, деформация которых, пропорциональная измеряемому параметру, через рычаги передается на стрелку или перо прибора. При снятии давлениячувствительный элемент возвращается в первоначальное положение под воздействием упругой деформации.

- электрические манометры - принцип действия этих манометров основан на свойствах некоторых материалов менять свои электрические характеристики под действием давления.

- ионизационные приборы - принцип действия основан на ионизации газа. По сути, представляют собой вакуумный диод, на анод которого подано положительное, а на дополнительный электрод, называемый коллектором, большое отрицательное напряжение. При понижении давления газа уменьшается число атомов, способных подвергнуться ионизации, и соответственно ионизационный ток (ток коллектора), текущий между электродами при данном напряжении.

Конструкция и принцип работы манометров, показывающих с трубчато-пружинным механизмом (для примера МПЗ, МПЧ).

Большинство показывающих манометрических приборов (манометров, мановакуумметров и вакуумметров) с трубчатой пружиной – устройства прямого действия (преобразования), в которых давление последовательно преобразуется в перемещение чувствительного элемента и связанного с ним механически показывающего устройства.

Трубчато-пружинным манометром называется деформационный манометр, в котором чувствительным элементом является трубчатая пружина

Трубчатая пружина в показывающих манометрических приборах малого и среднего давления имеет вид 3/4 окружности. Для измерений давлений выше 6 МПа применяют 1, 5-и 2, 5-витковую пружину. В последних вариантах исполнения значительно увеличивается надежность прибора, снижается влияние гистерезиса на его класс точности. Принцип работы зубчатого механизма состоит в следующем. Перемещение свободного конца трубчатой пружины через тягу передается зубчатому сектору, который посредством зубчатого зацепления приводит во вращение трибку с закрепленной на ней стрелкой. Соответственно величина перемещения свободного конца чувствительного элемента преобразуется в перемещение стрелки.

Для устранения «свободного хода» передаточного механизма трибка подпружинена с помощью спиральной волосковой пружины.

Манометры с рычажным механизмом менее сложны в регулировке, обладают малой чувствительностью к вибрациям, просты в изготовлении и имеют меньшую стоимость. Шкала прибора с рычажным передаточным механизмом теоретически может составлять 90°, но на практике не превышает 60-70°. Классы точности манометрических приборов с такими механизмами - 2, 5 и 4, 0.

Основной целью регулировки прибора является установление близкой к линейной зависимости хода зубчатого сектора – трибки – указательной стрелки от измеряемого давления, а также соответствия начального и конечного значений шкалы задаваемому диапазону измерения давления. Это достигается путем варьирования длины тяги, соединяющей ЧЭ с сектором, и длины рычага зацепления этой тяги на зубчатом секторе. Такая регулировка достаточно трудоемка и требует специальных навыков.

Класс точности манометрического прибора в основном определяется упругими характеристиками трубчатой пружины и качеством зубчатой передачи трибко-секторного механизма. Таким образом, чем выше упругие свойства ЧЭ, качественнее выполнено зубчатое зацепление, тем более высокий класс точности измерителя может быть достигнут.

Зубчатая передача является одним из наиболее уязвимых звеньев манометра с трубчатой пружиной, особенно при пульсирующем давлении, когда его подъемы и падения имеют высокую скорость и частоту. Такие экстремальные условия эксплуатации приводят к быстрому износу- выработке зубьев как трибки, так и сектора и соответственно к недостоверности показаний измерителя, а зачастую к его выходу из строя. Это наиболее часто наблюдается при измерении давления на выходе сжатого воздуха из компрессоров, питательных насосах котов.