Манометры, виды манометров

Манометры

Виды манометров:

• Жидкостные манометры
• Поршневые манометры
• Деформационные манометры 

 

Жидкостные манометры.

Честь первооткрывателя принадлежит крупнейшему итальянскому художни­ку и ученому Леонардо да Винчи (1452-1519 гг.), который впервые применил пьезометрическую трубку для измерения давления воды в трубопроводах. К сожа­лению, его труд „О движении и измерении воды” был опубликован лишь в XIX ве­ке. Поэтому принято считать, что впервые жидкостный манометр был создан в 1643 г. итальянскими учеными Торричелли и Вивиани, учениками Галилео Галилея, которые при исследовании свойств ртути, помещенной в трубку обнаружили суще­ствование атмосферного давления. Так появился ртутный барометр. В течение по­следующих 10—15 лет во Франции (Б. Паскаль и Р. Декарт) и Германии (О. Герике) были созданы различные разновидности жидкостных барометров, в том числе и с водяным заполнением. В 1652 г. О. Герике продемонстрировал весомость ат­мосферы эффектным опытом с откачанными полушариями, которые не могли разъединить две упряжки лошадей  (знаменитые „магдебургские полушария”).

Дальнейшее развитие науки и техники привело к появлению большого коли­чества жидкостных манометров различных типов, применяемых до настоящего вре­мени во многих отраслях. Однако, в силу ряда специфических особенностей принципа действия жидкостных манометров их удель­ный вес по сравнению с манометрами других типов относительно невелик и, веро­ятно, будет уменьшаться и в дальнейшем. Тем не менее при измерениях особо вы­сокой точности в области давлений, близких к атмосферному давлению, они пока незаменимы. Не потеряли своего значения жидкостные манометры  в ряде областей:микроманометрии, барометрии, метеорологии, при физико-технических исследованиях.

Поршневые манометры.

Поршневые манометры появились позже жидкостных. Впервые поршневой манометр был применен для измерения давления в 1833 г. Парротом и Ленцсм (Российская Академия наук) при изучении сжимаемости воздуха и других свойств газов, причем значение давления для того времени было очень большим (10 МПа). Однако, в принципе, открытие поршневого метода могло бы произойти значитель­но раньше. Если О. Герике в своем опыте с откачанными „магдебургскими полу­шариями” довел число лошадей в каждой упряжке до количества, необходимого Для разъединения полушарий, то он смог бы определить атмосферное давление в, .Лошадиных силах” на площадь поперечного сечения шара еще в 1652 г.

Широкое распространение поршневые манометры получили благодаря Амага (Франция) и Рухгольцу (Германия), и особенно последнему, который в 1883 г. организовал промышленный выпуск этих приборов. Дальнейшее развитие поршне­вой манометрии шло, в основном, в сторону увеличения точности и верхних пре­делов измерений, а начиная с тридцатых годов текущего столетия поршневые ма­нометры стали вытеснять жидкостные и при точных измерениях давлений, близких к атмосферному давлению’.

Большой вклад в развитие поршневой манометрии внесли проф. М.К. Жоковский, который впервые разработал целостную теорию приборов с неуплотненным поршнем, П.В. Индрик, В.Н. Граменицкий и многие другие их последователи.

В настоящее время в нашей стране и за рубежом поршневые манометры иг­рают ведущую роль при поверке и испытаниях манометрических приборов в ши­роком диапазоне давлений от 1 кПа до десятков тысяч МПа и находят все боль­шее применение в качестве национальных государственных эталонов давления.

Деформационные манометры.

По мере развития промышленности, особенно в связи с появлением паровых машин и железных дорог, потребовались более удобные, чем жидкостные маномет­ры приборы.

Первый деформационный манометр с трубчатым чувствительным элементом был изобретен случайно. Рабочий, при изготовлении змеевика для дистилляционного аппарата, сплющил поперечное сечение цилиндрической трубки, изогнутой по спирали. Тогда, чтобы восстановить форму трубки, один конец ее заглушили, а в другой конец насосом дали давление воды. При этом часть трубки с деформиро­ванным сечением приняла цилиндрическую форму, а спираль на этом участке разо­гнулась. Этот эффект был использован немецким инженером Шинцем, который в 1845 г. применил трубчатый чувствительный элемент для измерения давления. Эту дату и принято считать днем рождения деформационных манометров, хотя идея создания деформационного барометра-анероида еще в 1702 г. была предложена немецким философом и математиком Лейбницем (1646—1716 гг.), а патент на него получен Види в 1844 г. Промышленное производство трубчатых деформационных манометров было организовано французским фабрикантом Бурдоном, получив­шим в 1849 г. патент на изобретение одновитковой трубчатой пружины, именем которого она до сих пор часто называется („Бурдоновская трубка”). В 1850 г. Примавези и Шеффер изобрели мембранный манометр, а несколько позже в 1881 г. Клейманом получен патент на сильфонный манометр.

Простота и компактность деформационных манометров, возможность их при­менения в различных условиях эксплуатации очень быстро поставили их на первое место в технике измерения давления практически во всех отраслях народного хо­зяйства.

Диапазон измерений деформационных манометров охватывает почти 10 по­рядков, простираясь от 10 Па (1 мм вод.ст.) до 1-2 ГПа (более 10000 кгс/см²). При этом достигается высокая точность измерений, в отдельных случаях погреш­ности измерений не превышают 0,02—0,05 %.