MIJLOACE DE MASURARE PENTRU PRESIUNI

1. DEFINIRE: Presiunea este o marime fizica derivata, vectoriala, ce caracterizeaza starea unui fluid si se defineste ca raport intre forta si suprafata pe care se exercita perpendicular si uniform repartizat:

, ecuatia de definire in raport cu marimile fundamentale fiind: .

2. UNITATI DE MASURA: In SI, unitatea de masura deriva chiar din relatia de definitie si este newton pe metru patrat:=Pa (Pascal), adica presiunea de este presiunea produsa de o forta de 1N, normala si uniform distribuita pe o suprafata cu aria de 1metru patrat.

Multiplii si submultiplii cei mai utilizati sunt: .

Exista si unitati de masura tolerate:

Milimetru coloana de apa , notat cu mm( la temperatura de 20 C);

Milimetru coloana de mercur, notat cu mm Hg sau torr ( la temperatura de 0 C si acceleratia gravitationala g= 9,80665 );

Atmosfera tehnica, notata cu at. (;

Atmosfera absoluta, notata cu ata: n ata = (n+1) at;

Atmosfera fizica, folosita in metrologie.

3. MANOMETRUL CU LICHID:

3.1. definire: manometrul cu lichid functioneaza pe baza legii fundamentale a hidrostaticii: diferenta de presiune dintre doua puncte aflate la adancimi diferite intr-un lichid este egala cu produsul dintre greutatea specifica a lichidului si diferenta de nivel intre cele doua puncte.

Aceste aparate se caracterizeaza prin constructie simpla si precizie ridicata, fiind utilizate in laboratoare si industrie ca aparate etalon.

Principiul lor de functionare se bazeaza pe echilibrarea presiunii de masurat prin presiunea hidrostatica produsa de o coloana cu lichid.

Domeniul de masurare al acestor aparate este cuprins intre 0,1 - 0,15 .

3.2 clasificare:

dupa valoarea presiunii masurate:

manometre: masoara presiuni mai mari decat presiunea atmosferica;

      vacuummetre: masoara presiuni mai mici decat presiunea atmosferica;

      manovacuummetre: masoara presiuni atat mai mari cat si mai mici decat presiunea atmosferica.

      micromanometre, microvacuummetre, micromanovacuummetre: masoara presiuni de valori mici pana la 500 mm.

din punct de vedere constructiv sunt aparate cu citire directa si pot fi:

aparate cu tub U;

aparate cu rezervor si tub vertical;

aparate cu rezervor si tub inclinat;

aparate cu plutitor;

aparate cu balanta inelara;

aparate cu clopot.

3.3 caracterizare:

A - aparatul cu tub U:

In figura de mai jos este prezentat un manovacuumetru cu tub U:

Acest aparat este cel mai simplu aparat cu lichid. El se compune dintr-un tub de sticla in forma de U, fixat pe un suport rigid. Intre cele doua brate ale tubului se gaseste o scara gradata, cu reperul "o" la mijloc. Tubul de sticla este umplut pana la jumatatea scarii gradate, adica pana la reperul o , cu lichid manometric. Lichidul manometric poate fi: apa, mercur.

Cu aceste aparate se pot masura atat suprapresiuni cat si depresiuni.

B - aparat cu rezervor si tub vertical (figura de mai jos- manometru cu tub vertical):

Aceste aparate se folosesc in laboratoare, ca manometre sau vacuummetre etalon de verificare (lichidul utilizat fiind mercurul), sau se folosesc in industrie, caz in care lichidul manometric este apa.

Scara aparatelor este etalonata in unitati de presiune, gradarea facandu-se prin comparare cu un aparat etalon.

Domeniul de masurare este limitat la valori cuprinse intre 0,15-0,3 -pentru suprapresiuni si pana la 0,1 , pentru depresiuni.

Erorile de masurare sunt cuprinse in intervalul 1-3 mm coloana de lichid.

C - manometru cu rezervor si tub inclinat :

Se utilizeaza pentru masurarea micropresiunilor de ordinul milimetrilor coloana de apa.

Se utilizeaza orice fel de lichid manometric, dar in special, alcoolul etilic. Din punct de vedere constructiv, unghiul de inclinare poate fi fix sau variabil, presiunea limita masurata fiind cu atat mai mare cu cat unghiul de inclinare este mai mare. Cu toate acestea, valoarea inferioara limita a unghiului a este de 15 . Scara aparatului este gradata in mm coloana de apa. Domeniul de masurare variaza intre 10-200 mm (100-200 ), iar erorile de masurare variaza intre 0,5-1,5 % din limita superioara de masurare.

4. MANOMETRUL CU ELEMENTE ELASTICE (TRADUCTOR ELASTIC):

4.1. definire: sunt aparate de masurare a presiunii care au in componenta lor, ca traductor de presiune, un element elastic, care afiseaza direct valoarea masurata, au constructie simpla si robusta, asigura o precizie ridicata si se utilizeaza simplu. Functionarea lor se bazeaza pe deformarea traductorului elastic sub actiunea presiunii, deformatia elastica fiind proportionala cu valoarea presiunii de masurat. Scara gradata a acestor aparate are diviziuni cu valori ale unitatilor de presiune.

4.2. clasificarea traductoarelor= clasificarea aparatelor cu elemente elastice:

A.    cu tub elastic

cu tub Bourdon;

cu tub elicoidal;

cu tub spiral;

B. cu membrana

cu membrana;

cu capsula;

C. cu silfon

Toate aceste aparate pot fi folosite ca: manometre, vacuummetre, manovacuummetre si manometre diferentiale.

descriere:

Eroarea de masurare a acestor aparate este provocata de comportarea elementului elastic:

eroarea de liniaritate a caracteristicii presiune/deformatie;

erori de citire a indicatiilor;

erori de incadrare a limitei superioare de masurare sub limita de proportionalitate a materialului din care este confectionat elementul elastic.

Materialele folosite pentru elementele elastice sunt: aliaje Cu - Be, bronz fosforos; aliaje Cu- Ni si oteluri inoxidabile aliate cu Ni, Cr, Ti, Mo.

La aparatele care masoara presiunea unor lichide agresive, piesele aparatului, care vin in contact direct cu lichidul trebuie sa fie din materiale inerte d.p.d.v. chimic.

Aparatele sunt protejate impotriva prafului, a apei si a umiditatii.

A - aparate cu tub elastic: au elementul elastic sub forma de tub curbat (Bourdon) sau tub spiralat. Sectiunea tubului este ovala.

Domeniul de masurare al aparatelor cu tub este:

la aparatele de tip Bourdon:, domeniul de masurare este 1000 - 1000 ;

la aparatele cu tub spiral, domeniul de masurare este 1000 - 25;

la aparatele cu tub elicoidal, domeniul de masurare este 10 000 - 60.

B. aparate cu membrana: functioneaza pe baza deformarii elastice a membranelor sub influenta presiunii. Membranele se pot folosi singure sau combinate doua cate doua, formand capsule.

Astfel exista aparate cu membrana si aparate cu capsula.

B.1 - MANOMETRU CU MEMBRANA : Elementul elastic la aceste aparate este o membrana montata intr-o camera de presiune (figura de mai jos).

B.2 - MANOMETRU CU CAPSULA: elementul elastic este o capsula formata din doua membrane lipite pe contur ( figura de mai jos).

Sub actiunea presiunii introduse in capsula, deformatia care apare este transmisa prim mecanismul multiplicator la acul indicator.

Domeniul de masurare este cuprins intre 100- 60 000.