Aparate pentru Măsurarea Presiunii

La baza numeroaselor tipuri de aparate pentru măsurarea presiunilor, stă repartiţia presiunii în fluide grele în echilibru. În cele ce urmează se prezintă tipurile clasice mai importante.

2.1. Tubul piezometric, constă dintr-un tub deschis la capătul superior şi racordat la vasul în care se măsoară presiunea, figura 2.1.

A′

p0

h

A

p > p0

γ

Fig. 2.1 Tub piezometric

Punctele A şi A′ fiind în acelaşi plan orizontal, au aceeaşi presiune:

pA = pA′ = p0 + γ⋅h

Dacă suprapresiunea pA – p0 este mare, tubul piezometric este foarte lung şi deci incomod, de aceea acest aparat serveşte la măsurarea unor suprapresiuni relativ mici.

2.2. Manometrul şi manovacuumetrul cu mercur, măsoară presiuni relativ mari deoarece greutatea specifică a mercurului γHg este mare şi deci înălţimea de mercur echivalentă a unei anumite presiuni este acceptabilă. Poate fi folosit ca manometru pentru suprapresiuni, figura 2.2 a, sau ca manovacuumetru, figura 2.2 b.

Presiunea măsurată de manometru este:

pA = pA′ = pB – γ⋅h = pB′ – γ⋅h = p0 + γHg⋅H – γ⋅h

de unde presiunea este:

pA – p0 = γHg⋅H – γ⋅h

În cazul manovacuumetrului, avem:

p0 = pC = pC′ = pB + γHg⋅H = pA′ + γ⋅h + γHg = pA + γ⋅h + γHg⋅H

de unde se obţine depresiunea:

p0 – pA = γ⋅h – γHg⋅H 1

γ

p > p0

A

A′

p0

h

B

B′

γHg

H

γ

p < p0

A

p0

h

B

γHg

H

A′

C′

C

a.

b.

Fig. 2.2 Manometrul şi manovacuumetrul cu mercur

a - manometru; b - manovacuumetru.

2.3. Manometre metalice, sunt utilizate la măsurarea presiunilor în instalaţii industriale, fiind robuste şi de gabarite mici. Domeniul presiunilor măsurate este foarte întins. Principiul de măsurare constă în deformarea unui element elastic la variaţia presiunii. Pe o parte a elementului elastic acţionează presiunea absolută, iar pe cealaltă, presiunea atmosferică, astfel că deformarea elementului elastic se produce sub acţiunea presiunii relative. După un timp de funcţionare elementul elastic capătă deformaţii remanente astfel că manometrele de acest tip trebuie reetalonate periodic. Etalonarea acestor manometre se face cu ajutorul manometrelor de precizie.

O primă categorie de manometre metalice sunt manometrele metalice cu tub elastic de tip Bourdon. Acestea au un tub metalic elastic în formă de arc de secţiune transversală eliptică, figura 2.3.

1

2

3

4

5

Fig. 2.3 Manometru cu tub elastic de tip Bourdon

1. carcasă;2. tub Bourdon; 3. mecanism de transmitere a deformaţiei;

4. ac indicator; 5. racord

2

Când presiunea de măsurat p creşte, fiind transmisă în interiorul tubului, îl deformează, capătul tubului trecând într-o nouă poziţie, rotind în această deplasare, prin intermediul unui angrenaj, acul indicator.

Un alt tip de manometru metalic este manometrul cu membrană, figura 2.4, la care elementul metalic este o membrană de oţel; o altă variantă al acestui manometru este cel cu burduf, reprezentat schematic în figura 2.5.

p

p

Fig. 2.4 Manometru cu membrană Fig. 2.5 Manometru cu burduf

2.4. Micromanometrul diferenţial cu tub înclinat, este folosit pentru măsurarea unor diferenţe foarte mici de presiuni; pentru aceasta el conţine un lichid cu greutate specifică mică (alcool). Este reprezentat în figura 2.6.