Методика измерения давления и разности давления

Погрешность измерения давления зависит от инструментальных погрешностей измерительных приборов, условий эксплуатации манометров, способов отбора давления и его передачи к приборам. При выборе пределов измерения манометра руководствуются значениями измеряемого давления и характером его изменений. При стабильном измеряемом давлении его значение не должно превышать 3/4 диапазона измерения прибора, а в случае переменного давления 2/3.

Правила установки манометров на промышленных объектах, отбора давления и его передачи к приборам с помощью импульсных линий регламентируются внутриведомственными нормативами, которыми следует руководствоваться при монтаже измерительных устройств. Ниже приведены основные положения этих материалов.

Манометры показывающие и с дистанционной передачей показаний, как правило, устанавливаются вблизи точек отбора давления в месте, удобном для обслуживания. Иногда по условиям эксплуатации приходится размещать приборы на значительном расстоянии от точек отбора давления, что приводит к росту инерционности показаний прибора. При этом следует учитывать, что наличие столба жидкости в импульсной линии создает систематическую погрешность показаний, которая будет иметь положительный или отрицательный знак в зависимости от того, находится манометр выше или ниже точки отбора давления. Импульсные линии дифманометров имеют большую длину, предельное значение которой составляет 50 метров.

Отбор давления осуществляется с помощью трубок, присоединяемых к трубопроводу или внутреннему пространству объекта, где проводится измерение давления. В общем случае трубка должна быть выполнена заподлицо с внутренней стенкой, чтобы у выступающей части не создавалось торможение потока. При измерении давления или разности давлений жидких сред не следует производить отбор давления из нижних и верхних точек трубопровода, с тем, чтобы в импульсные линии не попадали шлам и газы. При газовых средах – из нижних точек трубопроводов, чтобы в импульсные линии не попадал конденсат.

При установке манометров следует предусматривать меры защиты приборов от воздействия высоких температур, так как упругие свойства материалов чувствительных элементов зависят от температуры. Так, у трубчатых пружин температурный коэффициент снижения жесткости при росте температуры достигает 3 · 10^-4 1/°С, что приводит к появлению дополнительной погрешности +0,3% на каждые 10°С увеличения температуры.

На рис.45 показана схема установки манометра на трубопроводе. Для обеспечения возможности отключения манометра 1, продувки линии и подключения контрольного манометра используется трехходовой кран 2, при измерении давления свыше 100 кгс/см² устанавливается дополнительный запорный вентиль 3 на выходе из трубопровода. При измерении давлений сред с температурой выше 70°С трубка сгибается кольцом, в котором вода охлаждается, а пар конденсируется. В результате образуется гидрозатвор, не допускающий попадание среды с высокой температурой в измерительный прибор.

Рис. 45. Схема установки манометра на трубопроводе

При измерении давления вязких, агрессивных и загрязненных сред применяются мембранные и жидкостные разделители. Схема мембранного разделителя показана на рис.46.

Рис. 46. Схема мембранного разделителя

Манометр вворачивается в корпус 1. Корпус соединяется крепёжными болтами 5 с основанием 2. Нижняя часть мембраны внутренняя поверхность корпуса покрывается фторопластом. Герметичность конструкции обеспечивается уплотняющей прокладкой 4. Пространство над мембраной и внутренняя полость манометрической пружины тщательно заполняют кремнийорганической жидкостью.

Для того чтобы в процессе измерения над мембраной соответствовало измеряемому, необходимо, чтобы жесткость мембраны была намного меньше жесткости чувствительного элемента манометра. При использовании жидкостных разделителей (рис.47) такое ограничение отсутствует.

а) б) Рис. 47. Внешний вид (а) и схема подключения (б) жидкостного разделителя: 1 – металлический сосуд, 2 – присоединительный патрубок, 3 – трубопровод, 4 – разделительная жидкость, 5 – измерительный прибор.

Нейтральная разделительная жидкость, заполняющая часть разделительного сосуда, измерительную камеру прибора и линии между ними, должна по плотности значительно отличаться от измеряемой среды и не смешиваться с ней. Если плотность измеряемой среды выше плотности разделительной жидкости, то измерительный прибор и разделительный сосуд устанавливается выше пробоотбора. жидкостью. Следует иметь ввиду, что при измерении давления жидкостей может со временем произойти смешивание в результате диффузии измеряемой и разделительной сред, то есть утрате самой разделительной функции с соответствующими последствиями, а при измерении газовых сред – к диффузии газа в разделительную среду с переводом ее в двухфазное состояние с потерей функции несжимаемости, что ведет к росту погрешности измерения давления.

При измерении разности давлений подключение дифманометров должно быть произведено таким образом, чтобы среда, заполняющая импульсные линии, не создавала погрешностей из-за разности плотностей или высот столба жидкости в них. Линии не должны иметь горизонтальных участков, минимальный угол наклона должен быть не менее 5°. При измерении разности давления воды и пара измерительные камеры дифманометров предварительно должны быть заполнены водой.

От правильности показаний манометров зависит не только экономичность работы технологических объектов, но во многих случаях и безопасность, в связи с этим манометры и другие измерители давления подвергаются периодической поверке. Для большинства приборов межповерочный интервал составляет один год. Если приборы работают в условиях повышенной вибрации и температуры, то межповерочный период может быть сокращен.