Princíp činnosti bourdonovej trubice. Bourdonova trubica: podrobne jednoduchým jazykom. Je toto vysvetlenie správne?

Praktická práca

Cieľ práce:štúdium pružinových tlakomerov typu OBM (prístroj, princíp činnosti, činnosť).

Pružinový tlakomer typu OBM

Manometer (z gréckeho manos - vzácny, voľný a metero - miera) - prístroj na meranie pretlaku (nad atmosférický tlak) pár, plynov alebo kvapalín uzavretých v uzavretom priestore. Druh tlakomeru je vákuomer - prístroj na meranie tlaku blízkeho nule a tlakomer - prístroj na meranie vákua a pretlaku.

Medzi spotrebiteľmi sú najobľúbenejšie tlakomery s Bourdonovou trubicou alebo deformačné tlakomery, ktorých dizajn vynašiel v roku 1849 E. Bourdon.

Bourdonova trubica je hlavným konštrukčným prvkom tlakomeru, jeho citlivým prvkom, ktorým je primárny prevodník tlaku.

Bourdonova trubica je zvyčajne vyrobená z mosadze alebo fosforového bronzu, má polkruhový tvar pre nízke tlaky a tvar cievky pre stredné a vysoké tlaky. Jeden koniec rúrky je pripojený k vstupnej armatúre manometra, ktorý je spojovacím prvkom k meranému médiu, a druhý koniec je utesnený a umiestnený v konzole. Použitím trubíc zložitejšieho tvaru (špirála, špirála) je možné získať zariadenia s väčšou citlivosťou, ale menším limitom merania.

Princíp činnosti deformačných tlakomerov.

Pod tlakom média sa konzolový koniec Bourdonovej trubice pohybuje - trubica sa snaží narovnať. Veľkosť tohto pohybu je úmerná veľkosti tlaku.

Jednoduchá radiaca páka poháňa ukazovateľ, ktorý ukazuje hodnotu tlaku na stupnici prístroja. Väčšina tlakomerov domácich značiek MP, MTP, DM TM, M 3/1, OBM, MTI, MPTI, MO, nemecké tlakomery Wika 111.10, 111.12, 213.53, RCh, RСhg, RChgG a tlakomery iných výrobcov má napr. zariadenie.

Celkový pohľad na pružinový tlakomer typu OBM je znázornený na obr.

Obrázok 1 – Pružinový tlakomer typu OBM

Obrázok 2 - Schéma tlakomeru s Bourdonovou trubicou

1-Bourdonova trubica, 2-tyčový prevodový mechanizmus, 3-zubový sektor, 4-bodový, 5-kusový

Trubkové pružiny sa používajú ako citlivé prvky v tlakomeroch. Ako je možné vidieť z obr. 3, jeden koniec rúrkovej pružiny 3 vstupuje do armatúry 7 na prijímanie nameraného tlaku. Vplyvom tlaku sa voľný koniec tlakovej rúrky 5 deformuje (ohýba) a veľkosť elastickej deformácie je úmerná nameranému tlaku. Vďaka tomuto vzťahu ukazuje meracia ručička 1 v dôsledku pohybu kinematickej jednotky (kmeň 2 - sektor 4 - vodič 6) skutočnú hodnotu nameraného tlaku vzhľadom na stupnicu prístroja.

Obrázok 3 – Kinematická schéma tlakomeru s Bourdonovou trubicou

1-šípkový, 2-trubkový, 3-pružinový, 4-zubový sektor, 5-tlakový snímač (manometrická trubica), 6-zvodový, 7-fitingový

Opravy indikačných a záznamových tlakomerov pružín vykonávajú opravovne odboru metrológie. K tomu musia byť v špeciálnom priestore pracoviská vybavené záložnými sklami štandardného rozsahu s priemerom 60, 100, 160 a 250 mm, štandardnými stupnicami a špeciálnymi sťahovákmi na vyberanie meracích ihiel z osí prístrojov; svorky na upevnenie dielov tlakomerov, sada pák na obnovenie upchatých závitov armatúr M 20X1,4, prístroje na kreslenie mierok, sady pinzet a hodinových lup, sady malých plynových horákov na spájkovanie citlivých prvkov (pružín).

Pracovne najnáročnejšie operácie sú výmena citlivého prvku (trubice) tlakomera a nastavenie kinematickej väzby „sektor - trubica“ (pozri obr. 3).

Snímací prvok prístroja sa po použití na meranie tlaku prekračujúceho maximum vymení. V dôsledku toho sa rúrka natiahne, čo spôsobí zvyškovú deformáciu, ktorú nemožno opraviť. Na opravu takéhoto zariadenia je úplne rozobrané, kovanie 7 zaistite vo zveráku a pomocou plynového horáka rozoberte rúrku 5 z dosky. Po roztavení spájky sa chybná trubica odstráni kliešťami a na jej miesto sa po vyčistení povrchu nainštaluje podobná pružina (pri danom limite merania tlaku). Miesto spájkovania je ošetrené rozpúšťadlom - kolofóniou s acetónom (alkoholom) alebo kyselinou chlorovodíkovou.

Tlak sa meria pomocou citlivého prvku - Bourdonovej trubice, membrány, kvapalinového stĺpca, tenzometra atď. Najbežnejšie prístroje na meranie tlaku sú:

• U-rúrka
• Pružinový tlakomer na báze Bourdonovej trubice
• Membránový tlakomer
• Membránový snímač tlaku
• Tenzometrický snímač tlaku
• Senzor tlaku vlnovcov
• Piezoelektrický snímač tlaku

Uvažujme o princípe fungovania rôznych typov tlakomerov.

Ako funguje tlakomer pružiny?

Citlivým prvkom pružinových tlakomerov je Bourdonova trubica - dutá mosadzná trubica elipsovitého alebo oválneho prierezu, zahnutá do oblúka a na jednom konci zatavená. Druhý koniec trubice je pripojený k armatúre manometra, takže vnútorná dutina trubice je prepojená s oblasťou, v ktorej sa meria tlak.

Na vnútorný povrch Bourdonovej trubice pôsobí tlak. V dôsledku rozdielu v oblastiach ovplyvnených tlakom média bude mať rúrka tendenciu sa narovnať. Ukazuje sa, že keď tlak stúpa, mosadzná trubica sa ohýba a keď klesá, ohýba sa. To vedie k pohybu utesneného konca rúrky, ktorá je prostredníctvom tyče spojená s ozubeným segmentom pôsobiacim na šípové ozubené koleso. Pomocou stupnice vytlačenej na zariadení sa poloha šípky interpretuje na hodnotu odčítaného pretlaku.

Tlakomery na báze Bourdonovej trubice sú schopné merať tlak až do stoviek MPa a sú široko používané v hydraulických pohonoch, pneumatických pohonoch a vodovodných vykurovacích systémoch.

Prečo je tlakomer naplnený glycerínom?

Aby sa znížili vibrácie a vibrácie, v prípade pulzácií a náhlych zmien tlaku je tlakomer naplnený tlmiacou kvapalinou - glycerínom a tlak je dodávaný do citlivého prvku cez.

Čo je referenčný tlakomer

Referenčný tlakomer- prístroj na meranie tlaku s vysokou presnosťou, je určený na skúšanie, kalibráciu, kontrolu, kalibráciu iných tlakomerov alebo snímačov tlaku, na meranie presných meraní tlaku, napríklad pri vykonávaní výskumných pokusov, kalibráciu, kontrolu iných tlakomerov.

Štandardné tlakomery majú zvyčajne ďalšie nastavovacie a nastavovacie zariadenia, napríklad môže byť poskytnutá možnosť nastavenia teploty. Na mechanizmy vzorových tlakomerov sú kladené vysoké nároky, sú vyrábané s vysokou presnosťou.

Vzorové tlakomery zobrazujú tlak s vysokou presnosťou a priemer stupnice týchto tlakomerov je väčší ako u bežných prístrojov. Priemer štandardných tlakomerov s 0,4 je 160 mm a s triedou presnosti 0,15 alebo 0,25 - 250 mm.

Ako funguje membránový tlakomer?

Ako snímací prvok používa membránový tlakomer membránu, ktorá pôsobí na mechanizmus spojený s ukazovateľom. Nameraný tlak dodávaný do tlakomeru deformuje membránu, čo následne spôsobí pohyb ihly.

Rozsah merania membránového tlakomera závisí od tuhosti a plochy membrány.

Membránové tlakomery sú vhodné pre prácu s agresívnymi médiami, používajú sa na meranie tlaku v:

• Čerpadlá na cement a betón
• Systémy prepravy odpadových vôd
• Pri výrobe koksu

Parametre tlakomeru

Pri výbere tlakomerov je potrebné vziať do úvahy nasledujúce parametre:

• Médium, v ktorom sa meria tlak
• Oblasť použitia
• Trieda presnosti tlakomeru
• Priemer podľa GOST 2405-88. Vyrábajú sa tlakomery "tlakomery, vákuomery, tlakomery" s priemermi 40, 50, 63, 100, 160, 250 milimetrov.
• Limit merania
• - MPa, bar, kg/cm2
• Materiál na bývanie
• Prítomnosť príruby
• Pripojovací závit armatúry
• Miesto montáže - radiálne alebo axiálne

Tlakomer môže mať na sebe niekoľko stupníc na meranie tlaku v rôznych jednotkách.

Prezentovaný tlakomer má stupnice na meranie tlaku v MPa a psi. Zariadenie ukazuje tlak 250 barov alebo 3500 psi.

Symbol pre tlakomery

Označenie zariadenia označuje:

1. Funkčný účel zariadenia
   • DM - tlakomer;
   • DV - vákuomer;
   • ÁNO - vákuový tlakomer;
   • DT - ponoromer;
   • DN - tlakomer;
   • DG - tlakomer.
2. Sériové alebo sériové číslo tlakomeru
3. Nameraná hodnota tlaku
4. Jednotky
5. Trieda presnosti

Napríklad pre tlakomer so sériovým číslom 0001, limit 100, jednotka merania MPa, trieda presnosti 1, bude označenie vyzerať takto:

Výrobcovia tlakomerov si môžu stanoviť vlastné pravidlá označovania, princíp označovania a hlavné parametre uvedené v kóde však zostávajú podobné tým, ktoré sú uvedené v príklade.

Tlakomer(z gréckeho manos - vzácny, sypký a metero - miera) - prístroj na meranie pretlaku (nad atmosférický tlak) pár, plynov alebo kvapalín uzavretých v uzavretom priestore. Typ tlakomeru je vákuomer– prístroj na meranie tlaku blízkeho nule a tlakomer-vákuomer prístroj na meranie vákua a pretlaku.

Medzi spotrebiteľmi sú najobľúbenejšie Tlakomery s Bourdonovou trubicou alebo deformačné tlakomery, ktorých dizajn vynašiel v roku 1849 E. Bourdon.
Bourdonova trubica – hlavný konštrukčný prvok tlakomeru, jeho citlivý prvok, ktorým je primárny prevodník tlaku.
Bourdonova trubica Býva vyrobený z mosadze alebo fosforového bronzu, pre nízke tlaky má polkruhový tvar, pre stredné a vysoké tlaky tvar cievky. Jeden koniec rúrky je pripojený k vstupnej armatúre manometra, ktorý je spojovacím prvkom k meranému médiu, a druhý koniec je utesnený a umiestnený v konzole. Použitím trubíc zložitejšieho tvaru (špirála, špirála) je možné získať zariadenia s väčšou citlivosťou, ale menším limitom merania.

Princíp činnosti deformačných tlakomerov.

Pod tlakom média sa konzolový koniec Bourdonovej trubice pohybuje - trubica sa snaží narovnať. Veľkosť tohto pohybu je úmerná veľkosti tlaku.
Jednoduchá radiaca páka poháňa ukazovateľ, ktorý ukazuje hodnotu tlaku na stupnici prístroja. Väčšina tlakomerov domácich značiek MP, MTP, DM TM, M 3/1, OBM, MTI, MPTI, MO, nemecké tlakomery Wika 111.10, 111.12, 213.53, RCh, RСhg, RChgG a tlakomery iných výrobcov má napr. zariadenie.

Schéma tlakomeru s Bourdonovou trubicou

1-Bourdonova trubica, 2-tyčový prevodový mechanizmus, 3-zubový sektor, 4-bodový, 5-kusový

Okrem ručičkových tlakomerov sú široko používané bezstupňové tlakomery (s podobnou konštrukciou zariadenia) DER s unifikovanými elektrickými výstupnými signálmi, používané v riadiacich systémoch, automatickej regulácii a riadení rôznych technologických procesov.
Významnou nevýhodou deformačných tlakomerov je hysterézia.
Podstata tohto javu: deformovateľný prvok Bourdonovej trubice vystavený vysokému tlaku poskytne pri nasledujúcich meraniach mierne nafúknuté hodnoty. To isté platí pre vákuomer, ktorý po napumpovaní do hlbokého vákua naopak podhodnotí hodnoty. Vzhľadom na to, že systém vákuového čerpadla pracuje v rozsahu tlaku od atmosférického do 0,133 Pa (10 V -3 mm Hg), takéto rozdiely nepriaznivo ovplyvnia presnosť tenzometra.

Aby sa predišlo poškodeniu tenzometrov v dôsledku značných poklesov tlaku v meracích systémoch, je k dispozícii kohútik alebo ventil, ktorý vypne zariadenie medzi meraniami.

Bourdonova trubica je elastický prvok v prístrojovom vybavení, ktorý vám umožňuje kontrolovať tlaky všetkých úrovní používaných v priemysle. Vníma zmeny tlaku a premieňa tieto zmeny na mechanický pohyb. Bourdonova trubica je zvyčajne pripojená k manometru, ktorý zobrazuje zmenu tlaku na stupnici.

Bourdonova trubica nie je nezávislé meracie zariadenie, ale pomocný prvok, ktorý je inštalovaný v meracom zariadení. Umožňuje vám vytvoriť tlakový rozdiel potrebný na meranie prietoku kvapaliny, plynu alebo pary. Tlakomery s Bourdonovou trubicou sú najbežnejšími meracími prístrojmi vďaka ich nízkej cene, všestrannosti a vysokej spoľahlivosti.

Vyrobené z rôznych kovov, vrátane bronzu, mosadze a nehrdzavejúcej ocele. Výber materiálu je určený aplikačným prostredím a úrovňou meraného tlaku: čím vyšší tlak, tým pevnejší materiál.

Princíp činnosti Bourdonovej trubice

Jeden koniec Bourdonovej trubice v tvare C je otvorený, druhý, nazývaný hrot, je zatvorený. Otvorený koniec je pripojený k spojke so vstupným otvorom vo vnútri rúrky. Zdroj tlaku je pripojený k spojke, takže tlak prúdi zo zdroja cez vstup a do trubice.

Po pôsobení tlaku sa Bourdonova trubica začne pohybovať. V závislosti od konštrukcie prvku a typu použitého tlaku má trubica tendenciu sa buď narovnávať alebo krútiť. Je pravda, že posun hrotu pri pôsobení tlaku je zanedbateľný, vo väčšine prípadov nie je väčší ako jeden centimeter. V tomto prípade je veľkosť posunutia hrotu úmerná množstvu aplikovaného tlaku. Tlakomer, ku ktorému je hrot pripojený, premieňa tento malý pohyb hrotu na pohyb ihly, ktorý je možné odčítať.

Typy Bourdonových trubíc

Okrem Bourdonovej trubice v tvare C existuje špirálová Bourdonova trubica, ktorej základná štruktúra je rovnaká ako u trubice v tvare C, až na to, že trubica má v tomto prípade tvar špirály.

Toto vinutie umožňuje narovnať rúrku vo väčšej miere ako v tvare C. V konečnom dôsledku je posunutie špičky rúrky pri pôsobení tlaku väčšie ako posunutie C-trubice. Keďže niektoré nástroje vyžadujú väčší posun ako C-trubica, toto zvýšenie pri použití špirálovej trubice sa považuje za výhodu.

K dispozícii je aj Bourdonova závitovková trubica, ktorej dizajn je veľmi podobný prevedeniu trubíc v tvare C a špirálových trubíc. Jeden hlavný rozdiel je tento: v špirálovej trubici sú závity špirálovito navinuté blízko seba. Vďaka tomu je konštrukcia trubice oveľa kompaktnejšia ako ostatné a môže byť použitá v stiesnených priestoroch. Rovnako ako špirála, aj špirálová trubica má väčšie odsadenie hrotu v porovnaní s trubicou C.

Tlakomer s Bourdonovou trubicou sa používa na meranie pretlaku od 0,6 do 70 barov. Je to mechanické zariadenie na meranie tlaku a funguje bez napájania.

Bourdonova trubica je trubica v tvare prstenca s oválnym prierezom. Tlak meraného média pôsobí na vnútorný povrch trubice a spôsobuje pohyb voľného konca trubice. Tento pohyb je meraním tlaku a zobrazuje sa prostredníctvom mechanizmu. Tento pohyb je mierou veľkosti tlaku a zobrazuje sa prostredníctvom mechanizmu.

Jeden koniec Bourdonovej trubice v tvare C je otvorený, druhý, nazývaný hrot, je zatvorený. Otvorený koniec je pripojený k spojke so vstupným otvorom vo vnútri rúrky. Zdroj tlaku je pripojený k spojke, takže tlak prúdi zo zdroja cez vstup a do trubice.

Po pôsobení tlaku sa Bourdonova trubica začne pohybovať. V závislosti od konštrukcie prvku a typu použitého tlaku má trubica tendenciu sa buď narovnávať alebo krútiť. Je pravda, že posun hrotu pri pôsobení tlaku je zanedbateľný, vo väčšine prípadov nie je väčší ako jeden centimeter. V tomto prípade je veľkosť posunutia hrotu úmerná množstvu aplikovaného tlaku. Tlakomer, ku ktorému je hrot pripojený, premieňa tento malý pohyb hrotu na pohyb ihly, ktorý je možné odčítať.

Okrem Bourdonovej trubice v tvare C existuje špirálová Bourdonova trubica, ktorej základná štruktúra je rovnaká ako u trubice v tvare C, až na to, že trubica má v tomto prípade tvar špirály.

Toto vinutie umožňuje narovnať rúrku vo väčšej miere ako v tvare C. V konečnom dôsledku je posunutie špičky rúrky pri pôsobení tlaku väčšie ako posunutie C-trubice. Keďže niektoré nástroje vyžadujú väčší posun ako C-trubica, toto zvýšenie pri použití špirálovej trubice sa považuje za výhodu.