Презентация " Метрология. Давление." по профессии слесарь по КИПиА

Метрология - это наука об измерениях.
Основная задача метрологии - поверка и испытание мер и измерительных приборов для установления точности и надежности их действия.
Измерение - это сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения.
Методы измерения делятся на:
а) прямые (непосредственные) - измерение давления;
б) косвенные - измерение расхода;
в) совокупные (используются редко).

Полный предел шкалы - определяется по формуле X = Xmax - Хmin
где: Xmax - конечное значение шкалы; Xmin - начальное значение шкалы.
Для односторонней шкалы: X = Xmax
Пример:
Прибор имеет предел измерения шкалы от
- 500С до + 3000С. Определить полный предел измерения шкалы прибора.
Xmax = 3000C
Xmin = - 500C
X =?
X = Xmax - Xmin = 3000C - (-500C) = 3500C

Цена деления шкалы - это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы.
Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.
С =  X / n
где: С - цена деления;
 X - изменение измеряемой величины;
 n - перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы.

Пример:
Термометр имеет предел измерения от 200 до 6000С, количество делений - 200. Определить цену деления шкалы.
X min = 2000C
X max = 6000C
n = 200 дел
C=?
 X = X max - X min = 6000C -2000C = 4000C
С =  X / n = 4000C/ 200дел=20C

Чувствительность.
Чувствительность и цена деления - это взаимообратные величины.
где S - чувствительность.
Чем больше цена деления, тем меньше чувствительность и наоборот.
 Чувствительностью прибора называют отношение перемещения его указателя к изменению значения величины, вызывающей это перемещение.

где S - чувствительность;
n - перемещение указателя (угловое или линейное);
Х - изменение величины, вызывающей это перемещение.
 Пример :
Два однотипных термометра имеют шкалы по 100 делений, но с пределами измерения:
от 00 до 500С;
от 00 до 1000С.
Определить, какой прибор чувствительнее и во сколько раз?

Определить, какой прибор чувствительнее и во сколько раз?
n1 = 100 дел
n2 = 100 дел
Х1 = 500C
Х2 = 1000C
Решение
S1=? S2=? S1 / S2 =?
𝑆 1 = ∆𝑛 1 ∆𝑥 1 = 100 50 =2 дел/℃
𝑆 2 = ∆𝑛 2 ∆𝑥 2 = 100 100 =1 дел/℃

Класс точности - это величина относительной приведенной погрешности.
Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора.
Класс точности не имеет единицы измерения.
Стандартный ряд классов точности:
0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.
Чем класс точности выше, тем прибор точнее.
В промышленности применяют в основном приборы классов:0,5; 1,0; 1,5.
Класс точности 1,5, например, означает, что наибольшая допустимая погрешность при измерении этими приборами не должна превышать 1,5 % от предела измерения.

 Давление - один из важнейших параметров технологических процессов.
Давлением называется отношение силы, действующей на площадь, к величине площади.
P = F / S, где F – сила; S – площадь.  
Различают давления:
барометрическое (атмосферное) - Ратм;
абсолютное - Рабс;
избыточное - Ризб;
вакуум (разрежение) - Рвак

Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.
Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар. Рабс = Ризб + Ратм
Избыточное давление - это давление сверх атмосферного. Ризб = Рабс - Ратм
Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.
Вакуум - это недостаток давления до атмосферного. Рвак = Ратм - Рабс

Единицы измерения давления
Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).
Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м2.

Внесистемные единицы: кгс/см2; мм вод.ст.;
мм рт. ст; бар, атм.
Соотношение между единицами измерения:
1 кгс/см2 = 98066,5 Па = 0,1 МПа
1 мм вод.ст. = 9,80665 Па
1 мм рт.ст. = 133,322 Па
1 бар = 105 Па
1 атм = 9,8* 104 Па

Классификация приборов для измерения давления
По принципу действия:
жидкостные;
деформационные;
грузопоршневые;
электрические.

По роду измеряемой величины
манометры - приборы для измерения абсолютного и избыточного давления;
вакуумметры - приборы для измерения вакуума;
мановакуумметры - для измерения избыточного давления и вакуума;
дифманометры - для измерения разности двух давлений;
барометры - для измерения атмосферного давления;
напоромеры (микроманометры) - для измерения малых избыточных давлений;
тягомеры - приборы для измерения малых разрежений;
тягонапоромеры - приборы для измерения малых избыточных давлений и малых разрежений. 

Пружинный манометр:
1 –ниппель;
2 –держатель;
3 - (корпус) плата;
4 – ось;
5–шестерёнка (трибка);
6 –пружина;
7- трубка Бурдона;
8- запаянный конец;
9 -зубчатый сектор;
10 –стрелка;
11-тяга.

Под действием давления сечение трубки стремится принять круглую форму, вследствие чего трубка разворачивается на величину, пропорциональную давлению. При снижении давления до атмосферного, трубка принимает первоначальную форму.
Чувствительным элементом (ЧЭ) манометра является одновитковая трубчатая пружина, представляющая собой согнутую по окружности трубку с сечением в форме овала. Трубчатая пружина изготавливается из бронзы, латуни или стали в зависимости от назначения прибора и пределов измерения.

Один конец трубки впаян в держатель со штуцером, который предназначен для присоединения манометра к источнику давления.
Второй конец трубки - свободный, герметически закрыт.
К свободному концу трубчатой пружины присоединена тяга. Другой конец тяги подсоединяется к хвостовику зубчатого сектора. Хвостовик зубчатого сектора имеет прорезь (кулису), вдоль которой при регулировке прибора можно перемещать конец тяги.

Зубчатый сектор удерживается на оси и входит в зацепление с маленькой шестеренкой, называемой трибкой. Она жестко насажена на ось стрелки.
Под действием давления внутри трубки свободный конец ее перемещается и тянет за собой тягу. При этом поворачивается зубчатый сектор и трибка, на оси которой насажена стрелка. Конец стрелки показывает по шкале прибора величину измеряемого давления.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной ОБМ
 ОБМ-100; ОБМ-160 - манометры общего назначения;
100, 160 - диаметр корпуса в мм.
Эти приборы наиболее распространены.
Их преимущества: простота устройства; надежность в работе; компактность; большой диапазон измерения; малая стоимость.
Принцип действия основан на уравновешивании измеряемого давления силой упругой деформации пружины.

Стандартные шкалы манометров
0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0
6 10 16 25 40
60 100 160 250 400
600 1000 1600 кгс/см2

Подбор манометров по разрешенному
рабочему давлению
 На шкале манометра должна быть нанесена красная черта, соответствующая разрешенному рабочему давлению.
Красная черта ставится на 2/3 шкалы манометра.

Если нужно подобрать манометр по разрешенному давлению Рразр
(Рразр · 3 ): 2
и подбирают ближайшее большее значение из манометрического ряда. 
Пример
Подобрать шкалу манометра, если Рразр = 10 кгс/см2
(10 · 3) : 2 =15
Такой шкалы нет, поэтому шкала выбирается от 0 до 16 кгс/см2. 

Электроконтактные манометры (ЭКМ) — пружинный манометр с электроконтактами, который применяется в системах автоматического контроля, регулирования и сигнализации.

Электроконтактные манометры
снабжены двумя контрольными стрелками с контактами. Контрольные стрелки устанавливают на «max» и «min» давления (устанавливаются заданные пределы давления),
А стрелка прибора (несущая контакты), пемещается и дает сигнал, если давление достигло значений, установленных контрольными стрелками.

Применение
ЭКМ - электроконтактный манометр (применяется для сигнализации параметров во взрывобезопасных помещениях);
ЭКВ - электроконтактный вакуумметр;
ВЭ-16рб - электроконтактный манометр, во взрывозащищённом исполнении.

Какие требования предъявляются к манометрам?
Манометр может устанавливаться на штуцере сосуда или трубопроводе до запорной арматуры. Манометры должны иметь класс точности:
2,5 – при рабочем давлении до 25 кг/см2;
1,5 – при рабочее давлении свыше 25 кг/см2.
Манометр должен выбираться с такой шкалой, чтобы предел измерения рабочего давления находился во второй трети шкалы.

На шкале манометра владельцем сосуда должна быть нанесена красная черта, указывающая рабочее давление в сосуде.

Взамен красной черты разрешается прикреплять к корпусу манометра металлическую пластину, окрашенную в красный цвет и плотно прилегающую к стеклу манометра.

Манометр должен быть установлен так, чтобы его показания были отчетливо видны обслуживающему персоналу, при этом шкала его должна быть расположена вертикально или с наклоном вперед до 30º для улучшения видимости показаний.
Если манометр установлен на высоте до 2 м от уровня площадки наблюдения за манометром, то его диаметр должен быть не менее 100 мм,
на высоте от 2 до 3 м - не менее 160 мм ,
на высоте от 3 до 5 м - не менее 250 мм.
на высоте более 5 м должен быть установлен сниженный М в качестве дублирующего.

Манометр не допускается к применению
когда:
отсутствует пломба или клеймо с отметкой о проведении поверки;
просрочен срок поверки;
стрелка при его отключении не возвращается к нулевому показанию шкалы на величину, превышающую половину допускаемой погрешности для данного прибора;
разбито стекло или имеются повреждения (вмятины, ржавчина на корпусе), которые могут отразиться на правильности его показаний.

Поверка манометров с их опломбированием или клеймением должна производиться не реже одного раза в 12 месяцев.
Кроме того, не реже одного раза в 6 месяцев владельцем сосуда должна производиться дополнительная проверка рабочих манометров контрольным манометром с записью результатов в журнал контрольных проверок.