Metode și Aparate pentru Măsurarea Presiunii

manometrică / vacuummetrică este echilibrată de presiunea hidrostatică a unei coloane de

lichid.

Avantaje: Simple din punct de vedere constructiv, preţ de cost redus, precizie de măsurare

mare, manipulare uşoară, citire uşoară a indicaţiilor.

Lichide manometrice: Alcool (ρ = 808 kg/m3), apă (ρ = 1000 kg/m3), mercur (ρ = 13595

kg/m3).

Aparate cu tub U

Clasificare: După construcţie: aparate artizanale; aparate industriale.

După modul de utilizare: aparate verticale; aparate înclinate

Mod de utilizare: O ramură este liberă în atmosferă iar cealaltă se conectează la incinta în care

trebuie măsurată presiunea.

Calculul presiunii relative: Presiunea relativă este dată de denivelarea lichidului htot [m], care

se citeşte direct pe scara gradată.

r tot p = ρ ⋅ g ⋅ h [Pa]

Limite de utilizare: alcool: cca. 5 kPa; apă: cca. 10 kPa; mercur: cca. 100 kPa

Calculul presiunii exprimate în mmH2O când aceasta se măsoară cu un alt lichid:

Aparate cu rezervor şi tub vertical.

Avantaje: Citire mai comodă a scării gradate.

Mod de utilizare: In stare de repaus, nivelul lichidului trebuie să se găsească în dreptul

reperului 0 al scării. Racordarea la sursa de presiune trebuie făcută astfel ca întotdeauna

lichidul să se ridice în tub: pentru suprapresiuni tubul este liber în atmosferă, iar pentru

depresiuni vasul mare este liber în atmosferă.

Calculul presiunii relative: Presiunea relativă este dată de denivelarea lichidului htot [m], care

se citeşte direct pe scara gradată.

în care s, S sunt ariile secţiunilor tubului, respectiv rezervorului.

Aparate cu rezervor şi tub înclinat.

Avantaje: Citire comodă a scării gradate, mărirea sensibilităţii aparatului.

Mod de utilizare: In stare de repaus, nivelul lichidului trebuie să se găsească în dreptul

reperului 0 al scării. Racordarea la sursa de presiune trebuie făcută astfel ca întotdeauna

lichidul să se ridice în tub: pentru suprapresiuni tubul este liber în atmosferă, iar pentru

depresiuni vasul mare este liber în atmosferă. Tubul se poate înclina cu diferite unghiuri în

funcţie de mărimea presiunii şi sensibilitatea dorită.

Calculul presiunii relative: Presiunea relativă este dată de denivelarea lichidului htot [m], care

se citeşte direct pe scara gradată.

constanta aparatului, care are valori ce depind de lichidul utilizat şi de unghiul de înclinare.

Utilizare: Măsurarea presiunilor relative foarte mici, până la cca. 0,01 mm H2O (0,1 Pa), de

exemplu măsurarea tirajului coşurilor de fum.

B. Aparate cu element elastic.

Principiul metodei: Diferenţa de presiune între mediul atmosferic şi mediul a cărei presiune se

măsoară deformează un tub, o capsulă sau un burduf elastic. Deformaţia este amplificată de

un mecanism cu pârghii care roteşte un ac indicator pe un cadran gradat.

Avantaje: Construcţie simplă şi robustă, citire uşoară, precizie suficient de bună pentru

măsurătorile industriale.

Aparat cu tub simplu curbat (Bourdon)

Descriere şi mod de utilizare: Tuburile elastice Bourdon sunt tuburi realizate sub forma unui

arc de cerc cu unghiul la centru de 270o având secţiune eliptică. Grosimea pereţilor este mai

mică sau mai mare în funcţie de mărimea presiunii. Pot fi folosite ca manometre,

vacuummetre sau manovacuummetre.

Sensibilitatea aparatului: Sensibilitatea depinde de precizia mecanismului cu pârghii şi de

gradul de amplificare al deformaţiei, corespunzând unor clase de precizie de la 0,06 până la 4.

Limita maximă a scării manometrice: Domeniul de măsurare este foarte larg, de la câţiva mm

col de mercur, până la cca. 400 bar. Limita de măsurare este funcţie de grosimea pereţilor

tubului şi de materialul utilizat (alamă pentru presiuni mai mici de 10 bar şi oţel peste această

presiune)

C. Barometre.

D. Aparate electrice.

Avantaje: Precizie mare de măsurare, transmiterea indicaţiilor la distanţă, afişaj digital.

Principiul metodei: Mărimea presiunii este convertită într-un semnal electric prin intermediul

unor traductoare, care apoi este amplificat şi transmis unui aparat indicator. Traductoarele sunt

realizate pe diferite principii, deformaţia determinată de presiune modificând caracteristicile

electrice ale unui material sau a unui sistem.

Clasificare: Cu traductor rezistiv, cu traductor capacitiv, cu traductor inductiv, cu traductor

piezoelectric.

Manometru piezolelectric

Principiul metodei: Metoda utilizează efectul piezoelectric: „dacă o lamelă tăiată dintr-un

cristal de cuarţ, după direcţia axelor principale, este supusă la compresiune, se încarcă

instantaneu cu o sarcină electrică proporţională cu apăsarea exercitată”: Q = k ⋅ p , unde k

este constanta piezoelectrică iar p presiunea care apasă cristalul. Semnalul electric este cules

de pe feţele lamelelor care sunt lipite pe nişte plăcuţe metalice, este amplificat şi este trimis la

un osciloscop care permite vizualizarea, sau la o placă de achiziţie de date în scopul

prelucrării pe un calculator.

Domeniul de utilizare: Măsurarea presiunilor care variază rapid, cum ar fi presiunea din

cilindrul maşinilor cu piston (motoare, compresoare, etc.). Domeniul de măsurare este cuprins

între 0 şi 1000 bar. Temperatura de lucru poate depăşi 200 0C fără răcire.