Co je to tlakoměr a k čemu slouží

Co je to tlakoměr

Automobilový tlakoměr - zařízení pro měření tlaku v pneumatikách automobilů. Ve speciálních zařízeních se pravidelně používají tlakoměry jako měření tlaku oleje a brzdových válců. Pojďme se blíže podívat na tlakoměry v pneumatikách. 

Během provozu ztrácejí pneumatiky vozidel tlak z různých důvodů, což vede ke zhoršení jízdních výkonů a nebezpečí při jízdě. Není možné určit rozdíl v tlaku mezi pneumatikami „okem“, proto potřebujeme manometr pro přesné měření.

Co ukazuje a co měří?

Měřidlo tlaku v automobilu je měřidlo, které měří hustotu vzduchu uvnitř pneumatiky. Jednotka měření je kgf / cm² nebo bar (bar). Měřicí zařízení lze také použít k měření tlaku ve válcích vzduchového odpružení. Hotové pneumatické soupravy jsou často vybaveny číselníkovými měřidly automobilu KamAZ, protože mají mechanický číselníkový úchylkoměr, který ukazuje tlak až 10 atmosfér, a vyznačuje se přesností indikátorů. Princip fungování tlakoměru pro pneumatiky a vzduchové odpružení je stejný, protože fungují na stejném principu.

K čemu slouží tlakoměr? Především kvůli bezpečnosti. V předchozích článcích jsme se zabývali tématem rozdílu tlaku v pneumatikách a toho, k čemu to vede (nerovnoměrné opotřebení pneumatik, zvýšené nebezpečí jízdy, zvýšená spotřeba paliva). Zařízení je často integrováno do čerpadla, ať už mechanického nebo elektrického, ale aby bylo možné odečíst tlak v pneumatice, musí být čerpadlo bezpečně připojeno k ventilu, což je zcela nepohodlné. 

Z čeho se skládá? 

Nejjednodušší mechanický tlakoměr se skládá z:

• bydlení;
• Bourdonovy trubice nebo membrány;
• šípy;
• trubky;
• kování.

Princip

Nejjednodušší mechanický tlakoměr funguje následovně: hlavní částí je Bourdonova trubice, která při vstřikování tlaku vzduchu pohybuje šipkou. Při připojení k ventilu působí tlak vzduchu na mosaznou trubku, která má tendenci se ohýbat, díky čemuž druhý konec trubky působí na tyč a pohybuje se šipkou. Podobný princip činnosti platí pro membránový tlakoměr. 

Elektronický tlakoměr je složitější, jako měřidlo se používá citlivý prvek, jehož hodnoty se přenášejí na elektronickou desku, poté na displej.

Druhy tlakoměrů

Dnes existují tři typy automobilových tlakoměrů:

• mechanické;
• nosič;
• digitální.

Mechanické. Zvláštností takových tlakoměrů je jejich jednoduchá konstrukce a spolehlivost. Náklady na zařízení jsou nízké ve srovnání s rackovými a digitálními zařízeními. Hlavní výhodou je okamžitý a přesný odečet tlaku, dostupnost zařízení (prodává se v každém autobazaru) a také spolehlivost. Jedinou nevýhodou je citlivost na vlhkost. 

Některé mechanické tlakoměry nejen ukazují tlak, ale umožňují uvolnění přebytečného vzduchu k dosažení požadovaného odečtu. Za tímto účelem je na trubce manometru umístěno tlačítko pro uvolnění tlaku. 

Doporučuje se zakoupit dražší modely s kovovým pouzdrem, které jsou jasné a správné z hlediska výkonu.

Nosič. Tělo může být plastové nebo kovové, armatura je integrována do těla nebo je k dispozici flexibilní hadice o délce asi 30 cm. Princip činnosti je podobný mechanickému tlakoměru, cena je stejně nízká, ale tělo je často náchylné k poškození. 

Digitální. Pohodlné v tom, že ukazuje hodnotu tlaku na setiny. Liší se jasnějšími údaji, je zde podsvícení displeje, ale v zimě může zařízení dávat hodnoty s chybami. Elektronický tlakoměr je nejkompaktnější, ale plastové pouzdro vyžaduje opatrné použití, jinak hrozí nebezpečí rozdrcení pouzdra.

V závislosti na oblasti použití

Standardní strojní tlakoměry se používají k měření tlaku nekrystalizujících kapalin, plynů a páry. Klíčovým faktorem umožňujícím použití těchto typů měřidel je kontakt s neagresivními médii.

Pro agresivní nebo speciální kapaliny / plyny se používají speciální technické manometry. Takové zařízení se také používá, pokud jsou provozní podmínky charakterizovány jejich nestabilitou, například neustálé silné vibrace, extrémně vysoké nebo nízké teploty atd.

Mezi speciální zařízení patří:

1. manometr na amoniak;
2. Tlakoměr odolný proti korozi;
3. Měděný manometr odolný proti vibracím;
4. Tlakoměr z nerezové oceli odolný proti vibracím;
5. Tlakoměr pro přesné měření;
6. Železniční manometr;
7. Elektrokontaktní manometr.

První dva typy zařízení jsou vyrobeny z nerezové oceli nebo kovových slitin, které jsou odolné vůči agresivnímu prostředí. Následující dva typy přístrojů jsou instalovány pro měření tlaku v podmínkách s úrovní vibrací, která 4-5krát překračuje normální parametr (který standardní manometr zvládne). V takových manometrech je instalován speciální tlumicí prvek.

Přítomnost tohoto prvku snižuje pulsaci v manometru. U některých modelů odolných vůči vibracím se používá speciální tlumicí kapalina (nejčastěji je to glycerin - dobře pohlcuje vibrace).

Pátá kategorie přístrojů se používá v podnicích státní metrologické kontroly, tepla, vody, energetiky, ve strojírenských podnicích a dalších podnicích, kde je požadováno co nejpřesnější měření tlakoměru. Tyto přístroje lze použít jako standardy pro kalibraci nebo ověřování různých zařízení.

Železniční tlakoměr se používá v chladicích systémech, železničních vlacích k měření nadměrného podtlaku. Charakteristickým rysem těchto zařízení je jejich zranitelnost vůči látkám agresivním vůči měděným dílům.

Charakteristickým rysem elektrokontaktních manometrů je přítomnost elektrokontaktní skupiny. Taková zařízení jsou instalována pro měření indikátorů tlaku neagresivního média a pro automatické zapínání / vypínání vstřikovací jednotky. Příkladem takových tlakoměrů je návrh vodárenské stanice. Když je tlak pod nastaveným parametrem, čerpadlo se zapne a když tlak dosáhne určité prahové hodnoty, otevře se skupina kontaktů.

Manometr kapaliny: princip činnosti

Tento typ tlakoměru funguje na principu zkušenosti Torricelliho (jednoho ze studentů Galilea Galileiho) a objevil se ve vzdáleném XNUMX. století. Ačkoli tento princip popsal Leonardo da Vinci ve svém pojednání o hydraulice, jeho díla byla dostupná až v XNUMX. století. Umělec popsal metodu měření tlaku vody pomocí stejného systému z duté konstrukce ve tvaru U. Ve svém moderním designu se zařízení skládá ze dvou trubek vzájemně propojených na principu komunikujících nádob (provedení ve tvaru U).

Zkumavky jsou z poloviny naplněny kapalinou (obvykle rtutí). Když je kapalina vystavena atmosférickému tlaku, je hladina kapaliny v obou trubkách stejná. Pro měření tlaku v uzavřeném systému je k jedné z trubic připojen nafukovací okruh. Pokud je tlak v systému vyšší než atmosférický, hladina kapaliny v jedné trubici bude nižší a ve druhé vyšší.

Rozdíl ve výšce kapaliny se udává v milimetrech rtuťového sloupce. Chcete-li vypočítat, kolik to je v pascalech, musíte si pamatovat: jeden centimetr rtuťového sloupce je 1333.22 Pa.

Deformační měřidla: princip činnosti

Taková zařízení okamžitě měří tlak v pascalech. Klíčovým prvkem tenzometru je spirálovitá Bourdonova trubice. Je napumpovaná plynem. Když se tlak v trubici zvýší, její otáčky se narovnají. Na druhém konci je připojen k šipce označující odpovídající parametr na stupnici.

Místo této trubice lze použít jakýkoli elastický prvek, který se po uvolnění tlaku může opakovaně deformovat a vracet do původní polohy. Může to být pružina, membrána atd. Princip je stejný: pružný prvek se působením tlaku deformuje a šipka upevněná na konci prvku označuje parametr tlaku.

Nejčastěji se jak v domácích podmínkách, tak ve výrobě používají právě deformační manometry. Liší se od sebe tuhostí deformačního prvku (v závislosti na měřeném tlaku). Tento typ tlakoměru se používá pro automobily.

Pístová měřidla: princip činnosti

Jedná se o vzácnější měřidla, i když se objevila před deformačními protějšky. Používají se v ropném a plynárenském průmyslu pro testování vrtů. Konstrukce takových tlakoměrů může být různá. Nejjednodušší možností je dutá nádoba naplněná olejem a připojená k měřenému médiu přes vsuvku.

Uvnitř této nádoby se nachází píst, který těsně přiléhá ke stěnám dutiny po celém obvodu. Na horní straně pístu je plošina (deska), na kterou je umístěn náklad. V závislosti na měřeném tlaku se zvolí vhodná hmotnost.

Barevné značení

Aby se zabránilo náhodné instalaci nevhodného tlakoměru, je tělo každého typu lakováno odpovídající barvou. Například pro práci s čpavkem bude manometr natřen žlutě, s vodíkem - tmavě zelená, s hořlavými plyny - červená, s kyslíkem - modrá, s nehořlavými plyny - černá. Tlakoměr v kontaktu s chlórem bude mít šedé pouzdro, s acetylenem - bílý.

Kromě barevného označení jsou speciální tlakoměry navíc označeny měřicím médiem. Například u tlakoměrů kyslíku bude kromě modré barvy pouzdra přítomen i nápis O2.

Výhody práce s tlakoměry

K čemu slouží tlakoměr? Především je nenahraditelným pomocníkem pro všechny automobilové nadšence, zejména pro ty, kteří často používají vozidlo k jízdě na písku a v terénu, kde je vyžadováno odlehčení tlaku nebo čerpání. 

Jak používat manometr? Velmi jednoduše: armaturu je potřeba vložit do ventilku pneumatiky, poté šipka na zařízení ukáže skutečný tlak. Digitální zařízení je třeba nejprve zapnout. Mimochodem, aby se neustále nekontrolovalo nahuštění pneumatik, existují speciální ventily se snímači tlaku. Nejjednodušší snímače jsou vybaveny vsuvkami s tříbarevným rozdělením: zelená - tlak je normální, žlutá - vyžaduje pumpování, červená - kolo je ploché.

K dispozici jsou také hotové systémy s LCD displejem, který je instalován v kabině a který 24 hodin denně 7 dní v týdnu informuje o stavu tlaku v pneumatikách. Většina moderních vozů je již standardně vybavena informačním systémem tlaku v pneumatikách, SUV pak funkcí čerpání nebo snižování tlaku. Tak či onak, mít s sebou manometr je nesmírně důležité, protože správný tlak v pneumatikách je klíčem k bezpečné a pohodlné jízdě.

Co je třeba vzít v úvahu při výběru tlakoměru?

Před nákupem nového vybavení je třeba vzít v úvahu několik důležitých parametrů. To není nutné, pokud je pro aplikaci použita konkrétní modifikace a je komerčně dostupná. Pokud originál není v prodeji, ale je vybrán jeho analog, je nutné vzít v úvahu speciální parametry.

Parametr rozsahu měření

Možná je to jeden z nejdůležitějších parametrů, kterými se vybírají nové tlakoměry. Standardní rozsah tlakoměrů zahrnuje tyto hodnoty (kg / cm²):

• 0-1;
• 0-1.6;
• 0-2.5;
• 0-4;
• 0-6;
• 0-10;
• 0-16;
• 0-25;
• 0-40;
• 0-60;
• 0-100;
• 0-160;
• 0-250;
• 0-400;
• 0-600;
• 0-1000.

V jednom kg / cm²0.9806 bar nebo 0.09806 MPa.

U manovakuových metrů standardní rozsah hodnot (kgf / cm²):

• Od -1 do +0.6;
• Od -1 do +1.5;
• Od -1 do +3;
• Od -1 do +5;
• Od -1 do +9;
• Od -1 do +15;
• Od -1 do +24.

V jednom kgf / cm² dvě atmosféry (nebo bar), 0.1 MPa.

U vakuometrů je standardní rozsah -1 až 0 kilogramů síly na centimetr čtvereční.

Pokud existují pochybnosti o tom, která stupnice by měla být na zařízení, je třeba vzít v úvahu, že pracovní tlak je mezi 1/3 a 2/3 stupnice. Například pokud by měřený tlak měl být 5.5 atmosfér, pak je lepší vzít zařízení, které měří až deset atmosfér při maximální hodnotě.

Pokud je naměřený tlak menší než 1/3 dílku stupnice, zařízení zobrazí nepřesné informace. Pokud je zakoupeno zařízení, jehož maximální hodnota se blíží naměřenému tlaku, bude během měření tlakoměr pracovat za podmínek zvýšeného zatížení a rychle selže.

Parametr třídy přesnosti

Jinými slovy, toto je parametr chyby, který umožňuje výrobce konkrétního modelu zařízení. Standardní seznam tříd přesnosti zahrnuje modely s následujícími parametry:

• 4;
• 2.5;
• 1.5;
• 1;
• 0.6;
• 0.4;
• 0.25;
• 0.15.

Přirozeně, čím menší je chyba zařízení, tím vyšší jsou jeho náklady. Pokud se třída přesnosti uvedená výrobcem neshoduje, zařízení nelze použít, protože bude zobrazovat nesprávná data. O tomto rozporu se můžete dozvědět následovně. Například maximální hodnota na stupnici je nastavena na 10 atmosfér. Zařízení má třídu chyb 1.5. tj. neshoda 1.5% je přijatelná. To znamená, že přípustná odchylka na stupnici je možná (v tomto případě) o 0.15 atm.

Šipka označuje třídu chyb manometru

Je nemožné provést kalibraci nebo kontrolu zařízení doma, protože to vyžaduje referenční zařízení s minimální chybou. Pro kontrolu provozuschopnosti jsou tyto tlakoměry připojeny k jednomu vedení. Prostřednictvím něj se dodává tlak a porovnávají se indikátory zařízení.

Parametr průměru měřidla

Tato vlastnost má velký význam pro modely s kulatým tělem a odpovídajícím měřítkem. Čím větší je průměr, tím více značek lze provést a lze určit přesnější parametry.

Seznam standardních průměrů (v milimetrech) měřidel zahrnuje:

• 40;
• 50;
• 63;
• 80;
• 100;
• 150;
• 160;
• 250.

Umístění sytiče

Poloha zkušebního bodu je také důležitá. Existují modely s:

• Radiální uspořádání. V tomto případě je umístěn ve spodní části zařízení pod stupnicí. To usnadňuje měření parametrů tlaku v obtížně přístupných dutinách. Příkladem toho jsou kola automobilu;
• Konečné umístění. V tomto případě je bradavka umístěna na zadní straně zařízení.

Vhodný model je vybrán v závislosti na podmínkách měření a charakteristikách měřicích bodů na trati nebo nádobě. To je nutné, aby armatura co nejtěsněji přiléhala k měřícímu otvoru nádoby.

Spojovací závit

Většina tlakoměrů je vybavena metrickými a trubkovými spojovacími závity. Následující velikosti jsou standardní:

• M10 * 1;
• M12 * 1.5;
• M20 * 1.5;
• G1 / 8;
• G1 / 4;
• G1 / 2.

Domácí manometry se prodávají s metrickým závitem připojovacího potrubí. Importované analogy - s trubkovými závity.

Kalibrační interval

Toto je interval, ve kterém musí být zařízení zkontrolováno. Při nákupu nového tlakoměru již byl ověřen (z výroby). To je označeno příslušnou nálepkou. Toto ověření vyžaduje profesionální vybavení. Pokud je možnost zakoupena pro domácí použití, není takový postup nutný.

Počáteční ověření vybavení pro resortní společnosti je platné jeden nebo dva roky (v závislosti na specifikách společnosti). Tento postup provádějí licencované společnosti. Často musíte utratit více peněz za opětovnou kontrolu než za nákup nového vybavení.

Z tohoto důvodu, je-li potřeba použít kalibrovaný tlakoměr, je praktičtější zakoupit doplněk s dvouletým počátečním ověřením. Když nastane čas provést opětovnou kontrolu, musíte vypočítat, do jaké míry bude tento postup mít za následek, včetně uvedení zařízení do provozu a v případě potřeby jeho opravy.

Pokud v systému, ve kterém je nainstalován manometr, často docházelo k vodním rázům nebo bylo vystaveno jinému vysokému zatížení, pak po dvou letech provozu polovina zařízení neprojde ověřením a stále musíte zaplatit za postup .

Provozní podmínky tlakoměrů

To je další faktor, který je třeba vzít v úvahu při výběru nového tlakoměru. V případě provozu za podmínek se zvýšeným zatížením v důsledku vystavení viskózním nebo agresivním látkám, neustálým vibracím a extrémním teplotám (nad +100 a pod -40 stupňů) je nutné zakoupit speciální vybavení. Typicky výrobce specifikuje schopnost měřidla pracovat za těchto podmínek.

Převod tlakových jednotek manometrů

Často je nutné měřit nestandardní hodnoty tlaku. Nestandardní váhy se používají na profesionálních měřidlech, ale jsou dražší. Zde je návod, jak převést nestandardní jednotky měření na metriky, na které jsme zvyklí.

V jednom kgf / cm² 10000 XNUMX kgf / m², jedna atmosféra, jeden bar, 0.1 MPa, 100 kPa, 100 000 Pa, 10 000 milimetrů vody, 750 milimetrů rtuti nebo tisíc mbar. Požadovanou stupnici s odpovídajícími symboly můžete vytvořit sami.

Co potřebujete vědět k instalaci tlakoměrů?

Chcete-li nainstalovat tlakoměr na potrubí pod tlakem, musíte použít speciální vybavení. V tomto případě je vyžadován trojcestný ventil a jehlový ventil. Pro ochranu zařízení je instalováno membránové těsnění, blok klapky a prvek pro odběr smyčky.

Uvažujme o vlastnostech každého z těchto zařízení.

Trojcestný ventil pro manometr

K připojení tlakoměru k potrubí se používá kulový nebo zátkový trojcestný ventil. V některých případech je povoleno instalovat obousměrný analog, ale musí nutně mít ruční reset. Vše závisí na vlastnostech dálnice.

Konvenční kohoutek není vhodný, protože i po uzavření přístupu média k tlakoměru zůstává zařízení pod tlakem (tlak je uvnitř zařízení). Z tohoto důvodu může rychle selhat. Na potrubích s tlakem až 25 kilogramů na čtvereční centimetr se používá třícestný kužel nebo kulový ventil. Pokud je tlak v potrubí vyšší, měl by být přes jehlový ventil nainstalován manometr.

Při nákupu nového měřidla a ventilu se ujistěte, že jsou závity správné.

Blok tlumičů

Jak název napovídá, toto zařízení je navrženo tak, aby tlumilo pulzace uvnitř vedení (vodní kladivo). Blok tlumiče je umístěn před tlakoměrem s ohledem na směr pohybu média. Pokud výsledný vodní ráz neuhasíte, ovlivní to přesnost měření tlaku.

Zvlnění v potrubí může být způsobeno provozem čerpadla, které není vybaveno pozvolným rozběhem. K vodnímu rázu dochází také při otevírání / zavírání konvenčních kulových ventilů. Náhle odřízli výstup pracovního média, a proto dochází k prudkému skoku v tlaku uvnitř potrubí.

Těsnění membrány

Membránové těsnění zabraňuje smíchání dvou různých látek, které plní dva různé okruhy v systému. Jednoduchým příkladem takových prvků je membrána, která je instalována v pracovních sférách hydropneumatického zavěšení Hydractive (je popsáno podrobněji v jiné recenzi).

Pokud je v potrubí použito individuální membránové těsnění (samostatné zařízení, které není součástí zařízení určitých mechanismů), pak při připojování tlakoměru k němu zkontrolujte, zda se jejich závity shodují.

Blok jehlového ventilu

Jedná se o zařízení, s nímž je do páteře integrováno:

• Snímač přetlaku;
• Snímač absolutního tlaku;
• Snímač tlaku a vakua;
• Měřiče tlaku.

Tato jednotka umožňuje odvod impulsů z potrubí a vypouštění tlaku před instalací na potrubí. Díky této jednotce je možné bez odpojení senzorů od měřeného média připojit nebo vyměnit měřicí zařízení.

Při instalaci tlakoměru je třeba vzít v úvahu následující body:

• Ujistěte se, že v potrubí není žádný tlak;
• Měřítko zařízení musí být svislé;
• Neotáčejte zařízením držením jeho číselníku. Je nutné jej zašroubovat do vlasce přidržením tvarovky klíčem příslušné velikosti;
• Na těleso tlakoměru nevyvíjejte sílu.

Vlastnosti provozu tlakoměrů

Protože provoz manometru je spojen s vysokým zatížením, nesprávný provoz zařízení může výrazně snížit jeho životnost. Nejprve je nutné dodržovat doporučení výrobce uvedená v technické dokumentaci zařízení. Nepoužívejte tlakoměry, které nejsou určeny k měření tlaku agresivních médií nebo těch, které nevydrží konstantní vibrace, kriticky vysoké nebo nízké teploty.

To znamená, že při výběru nového zařízení je nutné vzít v úvahu podmínky, za kterých bude fungovat. Jedním z nejdůležitějších faktorů ovlivňujících správnou funkci tlakoměrů je plynulý přívod tlaku. Z tohoto důvodu levné měřidla automobilů rychle selhávají. Pokud je zařízení vybráno v souladu s provozními podmínkami, bude fungovat správně po celou dobu, která mu bude přiřazena.

Provoz manometru není povolen v případě:

• S plynulým přívodem tlaku v potrubí se šipka zařízení vychýlí trhnutím nebo se vůbec nepohybuje, ale pohybuje se pouze při maximálním tlaku;
• Na pouzdře je poškození, například prasklé sklo;
• Po uvolnění tlaku se šipka zařízení nevrátí do své původní polohy;
• Chyba manometru neodpovídá parametru deklarovanému výrobcem.

Jak probíhá kalibrace tlakoměrů

Jak jsme již poznamenali, existuje primární a opakovaná kalibrace tlakoměrů. Primární postup se provádí ve fázi výroby před prodejem. Ověření je obvykle platné jeden až dva roky. Toto období bude uvedeno na štítku nalepeném na těle zařízení nebo v jeho pasu.

Po uplynutí této doby je nutné zařízení znovu zkontrolovat. V tomto případě musí být provozuschopný. Pokud o tom existují pochybnosti, je lepší koupit nový manometr, protože se nevracejí finanční prostředky na kontrolu stavu nefunkčního zařízení.

Na konci recenze nabízíme TOP-5 tlakoměry z roku 2021:

TOP 5. Nejlepší tlakoměry. Pořadí 2021!

Video k tématu

Na závěr - krátká video přednáška o provozu tlakoměrů:

Lekce 58 (základní). Tlakoměry

Otázky a odpovědi:

Jaké jsou jednotky měření tlakoměru? Všechny tlakoměry měří tlak v následujících jednotkách: bar; kilogramová síla na centimetr čtvereční; milimetry vodního sloupce; milimetry rtuti; metry vodního sloupce; technické atmosféry; newtonů na metr čtvereční (pascaly); megapascals; kilopascalů.

Jak funguje tlakoměr? Tlak se měří působením tlaku na pružný prvek zařízení připojeného k šipce. Elastický prvek je zdeformovaný, díky čemuž se šipka vychýlí a označuje odpovídající hodnotu. K měření tlaku určité síly je zapotřebí zařízení, které vydrží hlavu třikrát vyšší než je požadovaná hodnota.

Z čeho se skládá tlakoměr? Jedná se o válcové zařízení s kovovým (méně často plastovým) tělem a skleněným krytem. Pod sklem je vidět stupnice a šipka. Na boku (u některých modelů na zadní straně) je závitové připojení. Některé modely mají na těle také tlačítko pro uvolnění tlaku. Po změření tlaku musí být vždy stlačeno (je to nutné, aby pružný prvek nebyl pod stálým tlakem a nedeformoval se). Uvnitř zařízení je mechanismus, jehož hlavní částí je pružný prvek spojený se šipkou. V závislosti na účelu zařízení se mechanismus může lišit od jednodušší verze.