Давлеметр: прибор для измерения давления¶

Давлеметр — обобщённое название группы приборов, предназначенных для измерения давления жидкостей, газов и паров. В узком смысле термин применяется к манометрам, вакуумметрам и мановакуумметрам — механическим и электронным устройствам, показывающим избыточное, абсолютное или вакуумметрическое давление в замкнутых системах. В быту «давлеметром» чаще всего называют прибор для контроля давления в шинах автомобиля, а также манометры отопительных и водопроводных систем.

¶Терминология

Строго говоря, «давлеметр» — не официальный метрологический термин. В нормативной документации и ГОСТах используются более точные названия:

• манометр — измеряет избыточное давление (разницу между абсолютным и атмосферным);
• вакуумметр — измеряет давление ниже атмосферного (разрежение);
• мановакуумметр — совмещает обе функции;
• дифманометр — измеряет разность давлений между двумя точками;
• барометр — измеряет атмосферное давление.

Слово «давлеметр» встречается преимущественно в обиходной речи, рекламе и технической документации бытового уровня. Оно объединяет все перечисленные приборы по общему признаку — измерению давления.

¶История

Первые приборы для измерения давления появились в XVII веке. В 1643 году итальянский учёный Эванджелиста Торричелли создал ртутный барометр, доказав существование атмосферного давления. В 1648 году Блез Паскаль экспериментально подтвердил зависимость давления воздуха от высоты.

Пружинные манометры, ставшие прообразом современных, изобрёл в 1848 году французский инженер Эжен Бурдон. Его конструкция — изогнутая полая трубка, распрямляющаяся под давлением, — оказалась настолько удачной, что применяется до сих пор. В XX веке появились электрические, а затем и цифровые датчики давления, основанные на тензорезистивном, ёмкостном и пьезоэлектрическом принципах.

¶Принцип действия

По физическому принципу давлеметры делятся на несколько типов.

¶Жидкостные

Основаны на уравновешивании измеряемого давления столбом жидкости (ртути, воды, масла). Просты и точны, но громоздки и непригодны для высоких давлений. Применяются в лабораториях и U-образных манометрах.

¶Деформационные (механические)

Чувствительный элемент деформируется под давлением, а деформация передаётся на стрелку через рычажный механизм. Основные разновидности чувствительных элементов:

• трубка Бурдона (для избыточного давления);
• мембрана и мембранная коробка (для малых давлений);
• сильфон (для измерения разрежения и перепадов).

¶Электрические и электронные

Давление преобразуется в электрический сигнал. Используются тензорезисторные, ёмкостные, пьезоэлектрические и индуктивные преобразователи. Такие датчики компактны, точны и легко интегрируются в системы автоматики.

¶Классификация

Класс точности указывает допустимую погрешность в процентах от диапазона измерений. Чем меньше число, тем точнее прибор.

¶Применение

Давлеметры востребованы практически во всех отраслях, где важны контроль и регулирование давления:

• автомобильная техника — контроль давления в шинах, топливной и тормозной системах, кондиционере;
• промышленность — котлы, компрессоры, трубопроводы, гидравлика и пневматика;
• энергетика — паровые турбины, теплообменники, системы отопления;
• медицина — тонометры для измерения артериального давления, аппараты ИВЛ;
• нефтегазовый комплекс — контроль устьевого и пластового давления;
• быт — манометры газовых баллонов, систем водоснабжения, отопительных котлов.

Отдельная категория — шинные давлеметры (автомобильные манометры), которые выпускаются в виде стрелочных, цифровых и встроенных в насосы устройств.

¶Точность и поверка

Точность измерения зависит от класса прибора, температуры среды, вибраций и правильности установки. Промышленные манометры подлежат обязательной периодической поверке — процедуре подтверждения метрологических характеристик. В России поверка проводится аккредитованными организациями, а результаты заносятся в Федеральный информационный фонд по обеспечению единства измерений.

Бытовые приборы поверке не подлежат, но требуют проверки: например, автомобильные давлеметры рекомендуется сверять с эталонным манометром.

¶Выбор прибора

При выборе учитывают:

1. диапазон измеряемых давлений (рабочее давление должно находиться в средней трети шкалы);
2. класс точности;
3. тип измеряемой среды (агрессивность, вязкость, температура);
4. условия эксплуатации (вибрация, влажность, взрывоопасная зона);
5. способ монтажа и присоединения.

Для агрессивных сред применяют разделители и защитные мембраны, для взрывоопасных зон — искробезопасные датчики.

¶Современные тенденции

Развитие электроники привело к появлению «умных» датчиков давления с цифровой индикацией, беспроводной передачей данных и интеграцией в системы «интернет вещей». Такие устройства позволяют дистанционно контролировать трубопроводы, шины и технологические процессы, автоматически оповещая об отклонениях. Несмотря на это, механические стрелочные манометры сохраняют позиции благодаря простоте, надёжности и работе без источника питания.