Типы приборов для измерения давления

No Comments

Содержание (кликабельно)

Важнейшим мероприятием для эффективного лечения гипертонии является измерение артериального давления (АД) в домашних условиях. Если больной-гипертоник не будет регулярно проводить эту процедуру, то толка от лечения будет мало, и все в итоге может закончиться печально. Для осуществления замера используется аппарат, называемый тонометром. Он должен быть в каждом доме, т.к. скачки АД бывают у людей любого возраста, особенно преклонного. При этом очень важно подыскать максимально точный измеритель давления.

Что такое тонометр

Под тонометром подразумевается медицинский диагностический аппарат для давления: норма диастолического составляет 80 мм рт. ст., а систолического – 120 мм рт. ст. По-другому этот прибор называется сфигмоманометром. Состоит он из манометра, нагнетателя воздуха, оснащенного регулируемым клапаном спуска, и манжеты, надеваемой на руку пациента. Заказать подходящий аппарат сегодня можно в интернет-аптеках с доставкой. Он может отличаться по следующим параметрам:

  • типу (механический и электронный, автоматический и полуавтоматический);
  • размеру манжеты;
  • дисплею (циферблату);
  • точности.

Для чего нужен

Показатели нормы могут отклоняться вниз и вверх не больше, чем на 10 мм. рт. ст. Если отклонения будут превышать их, то это говорит о том, что сердечно-сосудистая система пациента страдает от патологии. Если АД будет постоянно повышенным, то это уже гипертоническое заболевание, которое чревато инфарктом и инсультом. Для корректной терапии потребуется ежедневный мониторинг АД, который производится при помощи тонометра. Такой аппарат помогает:

  • постоянно наблюдать за результатами лечения при приеме назначенных врачом таблеток или использовании других способов терапии;
  • в случае ухудшения самочувствия (головные боли, головокружения, тошнота и т.п.) вовремя определить резкий скачок АД и принять соответствующий лекарственный препарат;
  • контролировать изменение после перехода на здоровый образ жизни: приобщение к спорту, отказ от алкоголя, курения и т.п.;
  • не тратить время на посещение медицинского учреждения, а производить замер в домашней обстановке;

Иметь аппарат в домашней аптечке рекомендуется всем тем людям, которые страдают от сердечных заболеваний, сахарного диабета, патологий сосудов, испытывающих постоянные стрессы и психоэмоциональные нагрузки, имеющих гормональные нарушения. Кроме того, аппарат будет не лишним и тем, кто часто употребляет спиртные напитки и курит, а также спортсменам для надлежащего контроля над физическими нагрузками и пожилым людям в связи с общим ухудшением здоровья. По показаниям частое измерение АД может рекомендоваться беременным женщинам.

Классификация аппаратов для измерения давления

Чтобы выбрать аппарат, которым просто и удобно пользоваться, ознакомьтесь с классификацией. Группы аппаратов по степени участия пациента в процессе измерения, расположению манжеты и функциональным возможностям представлены ниже. Отдельно можно было бы классифицировать устройства по производителю, но вопрос выбора торговой марки не является основным, т.к. большая часть производства зарубежной медтехники находится на территории Китая.

По степени участия пациента в процессе

Считается, что первые приборы для измерения давления появились в Австрии в 1881-м году. Давление в те годы измерялось при помощи ртутного манометра. В дальнейшем российский хирург Н. С. Коротков описал способ измерения систолических и диастолических тонов посредством прослушивания. Какой тонометр точный: со временем механические устройства стали уступать свое место полуавтоматическим, которые в дальнейшем начали тесниться приборами-автоматами. Разница между всеми тремя вариантами заключается в степени участия пациента в процессе замера:

  • Ручные. Накачивание и сброс воздуха осуществляется вручную с помощью груши. Давление определяется на слух стетоскопом, глядя на показания стрелки на циферблате.
  • Полуавтоматические. Воздух накачивается грушей, а индикация пульса и АД на дисплее производится без использования стетоскопа.
  • Автоматические. Накачивание воздуха осуществляется компрессором, а сброс – клапаном. Результат показывается на дисплее. Работает тонометр-автомат от сети при помощи адаптера или на батарейках.

По способу расположения манжеты

Важным фактором является расположение манжеты и ее размер. Этот элемент состоит из ткани (преимущественно нейлоновая), расположенной внутри пневмокамеры и фиксаторов (застежек) в виде липучек. Изнутри он выполнен из медицинской резины. Чтобы сжимать руку пациента и перекрывать ток крови по сосудам для определения точного показателя, данный элемент заполняется воздухом. Располагается этот элемент в зависимости от модели на плече, запястье и пальце:

  • На плече. Самый распространенный вариант, который подходит всем возрастным категориям. В интернет-магазинах представлен широкий ассортимент манжет от детских до очень больших.
  • На запястье. Оптимален только для молодых пользователей, особенно в случае контроля давления при повышенных физических нагрузках, во время спортивных занятий. У пожилых людей показания могу быть неверными. Кроме того, не подходит при треморе, диабете, склерозе сосудов.
  • На пальце. Самый простой, но наименее точный вариант. По этой причине он не считается серьезным медицинским оборудованием.

По наличию дополнительных функций

Более простые и бюджетные модели не имеют каких-либо дополнительных функций, но их наличие может стать неплохим плюсом в пользу выбора конкретного тонометра. Чем больше функционал, тем легче и удобнее проводить процедуру измерения артериального давления. Современные высокотехнологичные устройства могут иметь:

  • Объем памяти, который в большинстве случаев рассчитан на 1-200 измерений. Благодаря ему, в устройстве сохранится информациях о всех проведенных замерах – это особенно необходимо, если аппаратом пользуется несколько человек.
  • Диагностика аритмии, т.е. нарушения ритма. В этом случае данные будут выводиться на информативный дисплей. Дополнительно имеется подача звукового сигнала.
  • Интеллектуальное управление, или система Intellisense. Функция, способная минимизировать вероятность ошибки при наличии аритмии сердца. Встречается только у дорогих моделей.
  • Голосовое озвучивание результата. Эта функция очень важна для пациентов, имеющих проблемы со зрением.
  • Подсказывающий дисплей. Функция, удобная для начинающих. Она показывает пользователю нормальное у него давление или нет с помощью цвета.
  • Функция осуществления нескольких замеров АД подряд (часто 3) с расчетом среднего значения. Такая возможность необходима при мерцательной аритмии, т.е. фибрилляции предсердий.

Как выбрать тонометр для домашнего пользования

Алгоритм выбора является несложным. Важно определиться с конкретным видом устройства, приняв во внимание частоту эксплуатации прибора, возраст пациента, наличие сердечно-сосудистых заболеваний и т.д. Какой тонометр точнее – критерии выбора:

  • Частота эксплуатации и количество пользователей. Прибор-автомат или полуавтомат подходит для частого применения, но если количество пользователей больше одного, то рекомендуется выбрать модель с функцией памяти.
  • Возрастная категория пациента. Людям молодого и среднего возраста подходят как плечевые, так и запястные манометры. Пожилому пациенту следует выбирать исключительно плечевой. Связано это с тем, что сосуды лучезапястного сустава со временем изнашиваются, эластичность их стенок падает, возникает артроз (заболевания суставов), начинают появляться косточки. Все эти факторы способны исказить точности замеров АД.
  • Размер манжеты. Самыми популярными являются плечевые изделия – под плечом в медицинской терминологии подразумевается участок от плечевого сустава до локтевого. Такой тип представлен несколькими размерами, одни из которых универсальны, другие – подходят только для детей или взрослых. Примерная разбивка в таблице:

Окружности руки посередине между плечом и локтевым суставом (см)

  • Наличие сердечно-сосудистых заболеваний. Если пациент имеет проблемы с сердцебиением (аритмия), то предпочтение стоит отдать прибору с функцией интеллектуального измерения.
  • Возможность измерять давление самостоятельно. Механический сфигмоманометр подходит только врачам и медсестрам, которые умеют им пользоваться, ведь во время проведения замера АД нужно слушать пуль стетоскопом. По этой причине для домашнего применения следует выбирать полуавтоматический/автоматический аппарат. Он начинен чуткой электроникой, которая сама с точностью определит пульс.
  • Фирма-производитель. К популярным производителям измерителей давления относятся AND и Omron (оба Япония), Microlife (Швейцария), Beurer (Германия). Причем AND имеет патентованную технологию осциллометрического измерения АД – она первой получила патент на данную методику, которая применяется в цифровых устройствах. Omron активно продвигает свою продукцию среди русскоязычной аудитории, что положительно сказывается на бизнесе компании.

Какой тонометр самый точный

Точнейшим является ртутный прибор, т.к. давление по определению измеряется в миллиметрах ртутного столба (мм рт. ст.). В аптеках они практически не продаются, являются громоздкими и имеют все присущие ручным измерителям недостатки. Измерить АД самостоятельно с помощью ручного прибора очень сложно – нужно иметь навыки, хороший слух и зрение, что есть не у всех пациентов. Кроме того, раз в полгода нужно производить калибровку (настройку) в специальном центре.

Автоматический прибор может врать, он имеет некоторую погрешность (часто заявляется около 5 мм), но критического значения для подбора терапии это в большинстве случаев не имеет. Альтернатив автоматам-измерителям АД для использования в домашних условиях нет, только нужно уметь правильно их эксплуатировать. Какой тонометр точнее: по данным специалистов из градуировочных лабораторий страны, процент некорректных измерений составляет:

  • 5-7% для AND, Omron;
  • около 10% для Hartmann, Microlife.

Механический

Чтобы узнать, какой тонометр точный, обратите внимание на механические аппараты. Они состоят из надеваемой на плечо манжеты, манометра и нагнетателя воздуха с регулируемым клапаном. Показатели артериального давления устанавливаются за счет прослушивания характерных звуков через стетоскоп. АД в таком случае измеряется человеком, который обладает соответствующими навыками, поэтому этот тип оборудования рекомендуется медработникам. Он часто используется в государственных медучреждениях, например, больницах. Какой тонометр точнее – популярные модели:

  • Healthcare CS-105. Высокоточный механический аппарат в металлическом корпусе от CS MEDICA. Есть встроенный фонендоскоп, манжета (22-36 см) из нейлона с фиксирующим металлическим кольцом, эластичная груша с игольчатым клапаном и с пылезащитным фильтром. В комплекте присутствует чехол для удобного хранения оборудования. Относительно дешевый (870 р.).
  • Healthcare CS-110 Premium. Профессиональное устройство, манометр которого совмещен с грушей. Выполнен в ударопрочном полимерном корпусе с хромовым покрытием. Используется увеличенная манжета (22-39 см) без фиксирующей скобы. Есть большой и легкочитаемый циферблат, приятная на ощупь груша с хромированным спускным клапаном. Точность измерения подтверждается европейским стандартом EN1060. Стоит дороже аналогов (3615 р.).
  • Microlife BP AG1-30. Данный сфигмоманометр с высокой точностью состоит из груши, клапана спуска воздуха, сумки для хранения. Используется профессиональная манжета (22-32 см) с кольцом из металла. Модель популярна среди отечественных врачей. Отличительная особенность – вшитая в манжету головка стетоскопа. Стоит недорого (1200 р.).

Принцип действия сфигноманометра

Стетоскоп при измерении необходимо прикладывать к внутренней части локтевого сгиба. После этого специалисту требуется накачать воздух в манжету – он делает это до тех пор, пока за счет сдавления показатель АД не станет на 30-40 мм рт. ст. больше по сравнению с предполагаемым систолическим давлением (верхняя граница) проверяемого. Затем воздух медленно выпускается так, чтобы давление в манжете понижалось со скоростью 2 мм рт.ст. в секунду.

Постепенно падая, давление в манжете достигает систолического значения у пациента. В стетоскопе в этот момент начинают прослушиваться шумы, называемые «тоны Короткова». Диастолическое давление (нижнее) является моментом окончания этих шумов. Принцип работы получается следующим:

  • Когда давление воздуха в манжете нагнетается и превышает этот же параметр в сосудах, то происходит сжатие артерии до такой степени, что кровяной ток по ней приостанавливается. В стетоскопе в это время наступает тишина.
  • Когда давление внутри манжеты понижается и просвет артерии приоткрывается, то ток крови возобновляется. В стетоскопе в этот момент начинают прослушиваться тоны Короткова.
  • Когда давление стабилизируется, а артерия открывается полностью – шумы исчезают.

Плюсы и минусы механических аппаратов

Какой тонометр точнее – при ответе на этот вопрос лидирует механический прибор. Плюсы механического устройства:

  • впечатляющая точность;
  • демократичная стоимость;
  • надежный;
  • подходит для измерения АД даже у пациентов с аритмией.

Основным минусом считается трудность эксплуатации, особенно для пожилых людей и больных, имеющих слабое зрение и слух, нарушения движений конечностей – для них он станет бесполезным приобретением. Чтобы облегчить замер АД в комплектацию некоторых моделей входит манжета со встроенной головкой фонендоскопа и нагнетателем с манометром в совмещенном виде. По этой причине сфигмоманометр все же можно приобретать для эксплуатации в домашних условиях.

Полуавтоматический

По сравнению с механическим устройством он имеет множество отличий, но с автоматическим имеет немало сходств. По цене полуавтоматический аппарат находится где-то посередине между двумя другими разновидностями. В продаже можно встретить десятки качественных и долговечных мобильных изделий такого типа, среди которых немалую популярность приобрели:

  • Omron S1. Компактный японский аппарат на плечо, нагнетание воздуха в котором осуществляется за счет резиновой груши. Результаты выводятся на трехстрочный дисплей. Есть память, рассчитанная на сохранение 14 измерений. В комплекте есть регистрационный журнал для фиксации данных. Прибор оснащен индикатором, который подает мигающий сигнал на дисплей, если уровень АД выходит за оптимальные рамки. Для питания нужны 2 батарейки, сетевого адаптера нет. Стоимость – 1450 р.
  • Omron M1 Compact. Полуавтоматический компактный аппарат на плечо, удобный и легкий в применении. Управляется с помощью одной кнопкой. Есть все необходимые функции для быстрого и точного замера АД. Объем памяти рассчитан на 20 замеров. Питается от 4-х батареек типа ААА. Сетевого адаптера нет, стоит 1640 р.
  • A&D UA-705. Устройство на плечо с функциями, необходимыми для точного и быстрого замера АД в домашних условиях. Есть индикатор аритмии, повышенный объем памяти, сохраняющий 30 последних результатов. Для работы нужна только 1 батарейка АА. Гарантия рассчитана на 10 лет, но стоит дороже аналогов – 2100 р.

Как работает

Полуавтомат аналогичным образом определяет АД и пульс, как и автоматический. Отличительной особенностью является то, что накачивать манжету в нем нужно вручную, т.е. резиновой грушей. Перечень их дополнительных функций является более скромным, но при этом такой прибор обладает всем необходимым для замера давления функционалом. Многие пользователи и специалисты считают, что полуавтомат с базовым набором – это лучший выбор для домашнего пользования.

Преимущества и недостатки

Одним из минусов устройства считается необходимость ручного накачивания с помощью груши, что не подходит ослабленным людям. Кроме того, точность данных зависит от заряда батареек – на нее может влиять и внешнее воздействие. К плюсам относятся:

  • простота эксплуатации по сравнению с механическим аналогом;
  • доступная стоимость за счет того, что прибор не оснащается электродвигателем, как модель-автомат;
  • отсутствие автоматического нагнетателя воздуха позволяет экономить деньги на покупку и замену аккумуляторов, батареек.

Автоматический­

При возникновении вопроса о том, какой тонометр точнее, рассмотрите автоматический аппарат и принцип его деятельности. Особенность устройства такого типа заключается в следующем: все этапы замера АД выполняются автоматически. Появился автоматический измеритель давления в конце прошлого столетия. Пользователю нужно лишь правильно расположить манжету на себе и нажать соответствующие кнопки – далее прибор сделает все самостоятельно. Дополнительный функционал делает эту процедуру более информативной, легкой.

  • A&D UA 668. Аппарат питается от батареек и сети, управляется одной кнопкой, есть функция вычисления среднего значения, ЖК-экран. Память рассчитана на 30 ячеек. Адаптера в комплект нет, стоит 2189 р.
  • Microlife BP A2 Basic. Модель с ЖК-экраном, 4 батарейками АА, возможностью питания от сети, памятью на 30 ячеек и индикатором движения. Есть шкала ВОЗ и индикация аритмии. Стоит недорого – 2300 р. Адаптера в наборе нет, что является существенным минусом.
  • Beurer BM58. Модель с памятью для двух пользователей и 60 ячейками. Есть шкала ВОЗ, 4 батарейки в комплекте. Может считать среднее значение всех сохраненных данных, кнопки управления сенсорные. Возможно подключение через USB. Стоит дороже аналогов (3700 р.) и нет адаптера для питания от сети.

Принцип работы

При помощи встроенного в корпус электродвигателя воздух нагнетается в манжету самостоятельно до необходимого уровня. Электронная начинка «слышит» тона, пульсацию, после чего выводит все показания на монитор. Автомат способен измерять АД не только на плече, но и на запястье, пальце. Какой тонометр точнее из этих трех – первый более распространенный, а последний наименее точный.

Достоинства и недостатки

При возникновении вопроса о том, какие тонометры точнее, ознакомьтесь с плюсами и минусами прибора. Преимущества прибора-автомата:

  • избавляет пользователя от необходимости накачивать воздух вручную;
  • удобное управление, простота использования;
  • дорогие модели оснащены богатым функционалом, например, это могут быть цифровые смарт-аппараты с синхронизацией со смартфоном, сохранением истории измерений.

Чем проще устройство прибора, тем он надежнее, долговечнее. В этом смысле, прибор-автомат считается не лучшим выбором:

  • Срок службы не такой длительный, как у полуавтомата. Электродвигатель питается от слабых батареек, заряд которых быстро расходуется, поэтому он работает на пределе своих возможностей и быстро изнашивается.
  • Стоит ощутимо дороже. Электронная начинка обходится недешево, а дополнительный функционал еще больше поднимает стоимость продукции.
  • Автоматы, предназначенные для замера показателей на запястье и пальце, имеют наименьшую точность.

Рейтинг самых точных тонометров

Для лечения артериальной гипертензии (гипертонии) и предгипертензии (пограничного состояния в пределах 129-130/80-89 мм рт.ст.) нужно узнать, какой тонометр точнее и надежнее. Рынок насыщен большим количеством предложений: одни модели имеют высокоскоростное измерение за счет бездекомпрессионного метода, вторые снабжены датчиком правильного положения руки (APS) с индикацией (звуковой, световой), из третьих можно скачивать данные на компьютер посредством USB-порта и т.д. Какой тонометр точный – обзоры лучших моделей:

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м 2 . Применяют приборы для измерения давления.

Виды давления

  • Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
  • Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
  • Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
  • Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).

Виды и работа

Приборы, измеряющие давление, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы. Рассмотрим основные из применяемых видов.

Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления. Деформационные манометры делятся на:

  • Пружинные.
  • Сильфонные.
  • Мембранные.

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров . Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером , для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры .

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Классы точности

Измерительные манометры разделяют на два класса:

  1. Образцовые.
  2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

Давлением называется равномерно распределенная сила, действующая перпендикулярно на единицу площади. Оно может быть атмосферным (давление околоземной атмосферы), избыточным (превышающим атмосферное) и абсолютным (сумма атмосферного и избыточного). Абсолютное давление ниже атмосферного называется разреженным, а глубокое разряжение – вакуумным.

Единицей давления в международной системе единиц (СИ) является Паскаль (Па). Один Паскаль есть давление, создаваемое силой один Ньютон на площади один квадратный метр. Поскольку эта единица очень мала, применяют также единицы кратные ей: килопаскаль (кПа) = Па; мегапаскаль (МПа) = Па и др. Ввиду сложности задачи перехода от применявшихся ранее единиц давления к единице Паскаль, временно допущены к применению единицы: килограмм-сила на квадратный сантиметр (кгс/см ) = 980665 Па; килограмм-сила на квадратный метр (кгс/м ) или миллиметр водяного столба (мм вод.ст) = 9,80665 Па; миллиметр ртутного столба (мм рт.ст) = 133,332 Па.

Приборы контроля давления классифицируются в зависимости от метода измерения, используемого в них, а также по характеру измеряемой величины.

По методу измерения, определяющему принцип действия, эти приборы подразделяются на следующие группы:

– жидкостные, в которых измерение давления происходит путем уравновешивания его столбом жидкости, высота которого определяет величину давления;

– пружинные (деформационные), в которых значение давления измеряется путем определения меры деформации упругих элементов;

– грузопоршневые, основанные на уравновешивании сил создаваемых с одной стороны измеряемым давлением, а с другой стороны калиброванными грузами действующих на поршень помещенный в цилиндр.

– электрические, в которых измерение давления осуществляется путем преобразования его значения в электрическую величину, и путем замера электрических свойств материала, зависящих от величины давления.

По виду измеряемого давления приборы подразделяют на следуюшие:

– манометры, предназначенные для измерения избыточного давления;

– вакуумметры, служащие для измерения разрежения (вакуума);

– мановакууметры, измеряющие избыточное давление и вакуум;

– напоромеры, используемые для измерения малых избыточных давлений;

– тягомеры, применяемые для измерения малых разрежений;

– тягонапоромеры, предназначенные для измерения малых давлений и разрежений;

– дифференциальные манометры (дифманометры), с помощью которых измеряют разность давлений;

– барометры, используемые для измерения барометрического давления.

Наиболее часто используются пружинные или деформационные манометры. Основные виды чувствительных элементов этих приборов представлены на рис. 1.

Рис. 1. Виды чувствительных элементов деформационных манометров

а) – с одновитковой трубчатой пружиной (трубкой Бурдона)

б) – с многовитковой трубчатой пружиной

в) – с упругими мембранами

Приборы c трубчатыми пружинами.

Принцип действия этих приборов основан на свойстве изогнутой трубки (трубчатой пружины) некруглого сечения изменять свою кривизну при изменении давления внутри трубки.

В зависимости от формы пружины, различают пружины одновитковые (рис. 1а) и многовитковые (рис. 1б). Достоинством многовитковых трубчатых пружин является большее чем у одновитковых перемещение свободного конца при одинаковом изменении входного давления. Недостатком – существенные габариты приборов с такими пружинами.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной – один из наиболее распространенных видов пружинных приборов. Чувствительным элементом таких приборов является согнутая по дуге круга, запаянная с одного конца, трубка 1 (рис. 2) эллиптического или овального сечения. Открытым концом трубка через держатель 2 и ниппель 3 присоединяется к источнику измеряемого давления. Свободный (запаянный) конец трубки 4 через передаточный механизм соединен с осью стрелки перемещающейся по шкале прибора.

Трубки манометров, рассчитанных на давление до 50 кг/см изготавливаются из меди, а трубки манометров, рассчитанных на большее давление из стали.

Свойство изогнутой трубки некруглого сечения изменять величину изгиба при изменении давления в ее полости является следствием изменения формы сечения. Под действием давления внутри трубки эллиптическое или плоскоовальное сечение, деформируясь, приближается к круглому сечению (малая ось эллипса или овала увеличивается, а большая уменьшается).

Перемещение свободного конца трубки при ее деформации в определенных пределах пропорционально измеряемому давлению. При давлениях, выходящих из указанного предела, в трубке возникают остаточные деформации, которые делают ее непригодной для измерения. Поэтому максимальное рабочее давление манометра должно быть ниже предела пропорциональности с некоторым запасом прочности.

Рис. 2. Пружинный манометр

Перемещение свободного конца трубки под действием давления весьма невелико, поэтому для увеличения точности и наглядности показаний прибора вводят передаточный механизм, увеличивающий масштаб перемещения конца трубки. Он состоит (рис. 2) из зубчатого сектора 6, шестерни 7, сцепляющейся с сектором, и спиральной пружины (волоска) 8. На оси шестерни 7 закреплена указывающая стрелка манометра 9. Пружина 8 прикреплена одним концом к оси шестерни, а другим – к неподвижной точке платы механизма. Назначение пружины – исключить люфт стрелки, выбирая зазоры в зубчатом сцеплении и шарнирных соединениях механизма.

Мембранные манометры.

Чувствительным элементом мембранных манометров может быть жесткая (упругая) или вялая мембрана.

Упругие мембраны представляют собой медные или латунные диски с гофрами. Гофры увеличивают жесткость мембраны и ее способность к деформации. Из таких мембран изготавливают мембранные коробки (см. рис. 1в), а из коробок – блоки.

Вялые мембраны изготавливают из резины на тканевой основе в виде одногофровых дисков. Используются они для измерения небольших избыточных давлений и разряжений.

Мембранные манометры и могут быть с местными показаниями, с электрической или пневматической передачей показаний на вторичные приборы.

Для примера рассмотрим дифманометр мембранный типа ДМ, который представляет собой бесшкальный датчик мембранного типа (рис. 3) с дифференциально – трансформаторной системой передачи значения измеряемой величины на вторичный прибор типа КСД.

Рис. 3 Устройство мембранного дифманометра типа ДМ

Чувствительным элементом дифманометра является мембранный блок, состоящий из двух мембранных коробок 1 и 3, заполненных кремнийорганической жидкостью, находящихся в двух отдельных камерах, разделенных перегородкой 2.

К центру верхней мембраны прикреплен железный сердечник 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя 5.

В нижнюю камеру подается большее (плюсовое) измеряемое давление, в верхнюю – меньшее (минусовое) давление. Сила измеряемого перепада давления уравновешивается за счет других сил, возникающих при деформации мембранных коробок 1 и 3.

При увеличении перепада давления мембранная коробка 3 сжимается, жидкость из нее перетекает в коробку 1, которая расширяется и перемещает сердечник 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя. При уменьшении перепада давления сжимается мембранная коробка 1 и жидкость из нее вытесняется в коробку 3. Сердечник 4 при этом перемещается вниз. Таким образом, положение сердечника, т.е. выходное напряжение дифференциально-трансформаторной схемы однозначно зависит от значения перепада давления.

Для работы в системах контроля, регулирования и управления технологическими процессами путем непрерывного преобразования давления среды в стандартный токовый выходной сигнал с передачей его на вторичные приборы или исполнительные механизмы используются датчики-преобразователи типа “Сапфир”.

Преобразователи давления этого типа служат: для измерения абсолютного давления («Сапфир-22ДА»), измерения избыточного давления («Сапфир-22ДИ»), измерения вакуума («Сапфир-22ДВ»), измерения давления – разряжения («Сапфир-22ДИВ»), гидростатического давления («Сапфир-22ДГ»).

Устройство преобразователя «САПФИР-22ДГ» показано на рис. 4. Они используются для измерения гидростатических давлений (уровня) нейтральных и агрессивных сред при температурах от -50 до 120 °С. Верхний предел измерения – 4 МПа.

Рис. 4 Устройство преобразователя «САПФИР -22ДГ»

Тензопреобразователь 4 мембранно-рычажного типа размещен внутри основания 8 в замкнутой полости 10, заполненной кремнийорганической жидкостью, и отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами 7. Чувствительными элементами тензопреобразователя являются пленочные тензорезисторы 11 из кремния размещенные на пластине 10 из сапфира.

Мембраны 7 приварены по наружному контуру к основанию 8 и соединены между собой центральным штоком 6, который связан с концом рычага тензопреобразователя 4 с помощью тяги 5. Фланцы 9 уплотнены прокладками 3. Плюсовой фланец с открытой мембраной служит для монтажа преобразователя непосредственно на технологической емкости. Воздействие измеряемого давления вызывает прогиб мембран 7, изгиб мембраны тензопреобразователя 4 и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока по проводам через гермоввод 2 в электронное устройство 1, преобразующее изменение сопротивлений тензорезисторов в изменение токового выходного сигнала в одном из диапазонов (0-5) мA, (0-20) мA, (4-20) мА.

Измерительный блок выдерживает без разрушения воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением. Это обеспечивается тем, что при такой перегрузке одна из мембран 7 ложится на профилированную поверхность основания 8.

Похожее устройство имеют и указанные выше модификации преобразователей «Сапфир-22».

Измерительные преобразователи гидростатических и абсолютных давлений «Сапфир-22К-ДГ» и «Сапфир-22К-ДА» имеют выходной токовый сигнал (0-5) мА или (0-20) мА или (4-20) мА, а также электрический кодовый сигнал на базе интерфейса RS-485.

Чувствительным элементом сильфонных манометров и дифманометров являются сильфоны – гармониковые мембраны (металлические гофрированные трубки). Измеряемое давление вызывает упругую деформацию сильфона. Мерой давления может быть либо перемещение свободного торца сильфона, либо сила, возникающая при деформации.

Принципиальная схема сильфонного дифманометра типа ДС приведена на рис.5. Чувствительным элементом такого прибора являются один или два сильфона. Сильфоны 1 и 2 одним концом закреплены на неподвижном основании, а другим соединены через подвижный шток 3. Внутренние полости сильфонов заполнены жидкостью (водоглицериновой смесью, кремнийорганической жидкостью) и соединены друг с другом. При изменении перепада давления один из сильфонов сжимается, перегоняя жидкость в другой сильфон и перемещая шток сильфонного блока. Перемещение штока преобразуется в перемещение пера, стрелки, лекала интегратора или сигнал дистанционной передачи, пропорциональный измеряемому перепаду давления.

Номинальный перепад давления определяет блок винтовых цилиндрических пружин 4.

При перепадах давления выше номинального стаканы 5 перекрывают канал 6, прекращая переток жидкости и предупреждая таким образом сильфоны от разрушения.

Рис. 5 Принципиальная схема сильфонного дифманометра

Для получения достоверной информации о величине какого-либо параметра необходимо точно знать погрешность измерительного устройства. Определение основной погрешности прибора в различных точках шкалы через определенные промежутки времени производят путем его поверки, т.е. сравнивают показания поверяемого прибора с показаниями более точного, образцового прибора. Как правило, поверка приборов осуществляется сначала при возрастающем значении измеряемой величины (прямой ход), а затем при убывающем значении (обратный ход).

Манометры поверяют следующими тремя способами: поверка нулевой точки, рабочей точки и полная поверка. При этом две первые поверки производятся непосредственно на рабочем месте с помощью трехходового крана (рис. 6).

Рабочая точка поверяется путем присоединения контрольного манометра к рабочему манометру и сравнение их показаний.

Полная поверка манометров осуществляется в лаборатории на поверочном прессе или поршневом манометре, после снятия манометра с рабочего места.

Принцип действия грузопоршневой установки для поверки манометров основан на уравновешивании сил, создаваемых с одной стороны измеряемым давлением, а с другой – грузами, действующими на поршень, помещенный в цилиндр.

Рис. 6. Схемы поверки нулевой и рабочей точек манометра с помощью трехходового крана.

Положения трехходового крана: 1 – рабочее; 2 – поверка нулевой точки; 3 – поверка рабочей точки; 4 – продувка импульсной линии.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 8711 – | 7129 – или читать все.

91.146.8.87 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

“>

Categories: Давление

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector