Манометр

Манометр, прибор для измерения степени упругости жидкостей и газов, заключенных в замкнутом пространстве. В технике М. для измерения упругости меньше одной атмосферы получили специальное название в а к у у м е т р о в (смотрите Вакуум).

По устройству М. можно разделить на две категории: М. с жидкостью, измеряющие давление высотой столба жидкости, и М. пружинные, измеряющие давление посредством трубчатой пружины или упругой мембраны, изменяющих свою кривизну пропорционально производимому на их стенки давлению. В лабораторной практике наибольшее применение имеют М. с жидкостью (ртуть, вода, масло и тому подобное.) вследствие простоты устройства таких приборов, надежности и точности их показаний. В промышленной практике такого рода приборы могут иметь лишь ограниченное применение, так как они неудобны для измерения высоких давлений и требуют специальной покойной установки и весьма бережного обращения. Для измерения давления в 1 atm ртутный М. должен иметь высоту не менее 0,8 м, а следовательно для измерения давления например 100 atm потребовалась бы длина около 80 метров Если ртуть заменить водой,жидкостью почтив 13,5 раз более легкой, чем ртуть, то для измерения того же давления в 100 atm понадобилась бы трубка длиной почти в 1 км. Самый длинный ртутный М. во всем мире устроен на Эйфелевой башне в Париже; при помощи этого М. можно измерять давления до 400 atm. Для уменьшения высоты М.с жидкостью можно устраивать их в форме ряда U-образных трубок, соединенных между собой и наполненных наполовину ртутью, наполовину водой. Общая высота столба жидкости т. о. может быть сделана как угодно большой в зависимости от высоты каждого колена и их числа. В Главной палате мер и весов в Ленинграде устроен такой М., занимающий относительно небольшое место и дающий возможность измерять с большой точностью давления до 100 atm. При измерении давления ртутным М. необходимо принимать во вни-

so 80 же мание изменение уд. веса ртути с t°; обычно градуировка делается полагая t° столба равной 0°; при более высокой ί° необходимо уменьшать показаниям, на величину, указанную на графике фигура 1. Устройство ртутного манометра для измерения небольших I, давлений или разре- |¹женийвиднонафигура2.

М. пружинные, как выше замечено, осно- фигура 1.

ваны на применении металлич. пружины или упругой металлич. мембраны, деформирующихся под действием давления на них жидкости или газа. Если эту деформацию при помощи системы передаточных рычагов и зубчаток передать вращающейся указательной стрелке, то получится простой прибор для измерения давления в том замкнутом пространстве, с которым соединена пружина М. Главной частью пружинного М. является дугообразно изогнутая трубка а (фигура 3) из достаточно упругого материала, имеющая овальное сечение. Если открытый конец этой трубки закрепить неподвижно на стойке б и нагнетать через него в закрытую с другого конца трубку газ или жидкость, то-трубка под влиянием внутреннего давления раскручивается и закрытый свободный ее конец отклоняется на угол, пропорциональный, в определенных пределах давлений, величине последнего. Это перемещение конца трубки передается при помощи тяги в зубчатому сектору г, к-рый зацепляется с шестеренкой, сидящей на оси стрелки. Как длина тяги в, так и точка присоединения ее к сектору сделаны изменяющимися, чтобы дать возможность выверки прибора, а именно: изменяя длину тяги е, можно поставить стрелку на нуль, а перемещая точку соединения ее с

Фигура 2.

сектором, изменяют передаточное отношение и таким образом приноравливают его к индивидуальным особенностям пружины. В пластинчатых или мембранных М. (фигура 4) давление измеряется величиной деформации упругой мембраны а; движения ее

Т. Э. т. XII.

Фигура 4.

передаются стержнем б через промежуточный рычажок в на зубчатый сектор г, зацепляющийся с шестеренкой, которая сидит на оси стрелки. Небольшая спиральная пружина д (фигура 3 и 4) служит для силового замыкания всех отдельных членов передаточного механизма и предотвращения мертвого хода.

Теория манометрической трубки до настоящего времени не может считаться достаточно полно разработанной, и все расчеты, производимые по формулам, предложенным разными исследователями этого вопроса, не дают результатов, вполне совпадающих с данными практики. Наиболее удовлетворительное решение этой задачи предложено известным голландским математиком и физиком Лоренцом, который вывел формулу для приближенного расчета размеров манометрической трубки, предназначенной для измерения давлений в определенных пределах. Эта формула вполне подтверждает выработанные практикой требования, предъявляемые кманометрич. трубке, а именно: сечение трубки должно иметь овальную форму, причем большая ось овала должна быть перпендикулярна к плоскости витка пружины. При таком устройстве трубка при возрастании внутри ее давления подвергается раскручиванию. Если же малая ось овала перпендикулярна к плоскости витка, то такая трубка с возрастанием давления закручивается. При просвете трубки круговой формы давление не изменяет кривизны трубки и такая трубка для изготовления манометров не пригодна. В СССР приказом по ВСНХ от 28 февраля 1925 г. К» 512 введена обязательная поверка М., устанавливаемых на паровых котлах и других машинах, где требуется измерять давление или разрежение. Поверка М. осуществляется путем присоединения их к замкнутому пространству, в котором поддерживается определенное давление.

Величина давления или определяется особо точными, т.н. контрольны м и, М. или обусловливается самым способом образования давления, как например в так называемым поршневом М., изображенном на фигуре 5. Поршень а проходит через плотно пришлифованный сальник в цилиндр б, сообщающийся посредством канала в с испытуемыми приборами. В верхней своей части поршень несет платформу, на которую кладут грузы з, рассчитанные таким образом, что каждый из них вызывает увеличение давления на определенное число единиц. Для этого их делают обычно веса (в килограммах), кратного эффективной площади поршня в см²:

Фигура 5.

последняя несколько отлична от геометрической площади поперечн. сечения поршня и определяется опытом. Для уничтожения влияния трения между стенками цилиндра и поршнем, последний перед отсчетом приводят во вращение, В виду того что манометрическая трубка работает правильно только в определенных пределах давлений, как общее правило установлено, что каждый М. может применяться для измерения давлений, находящихся в пределах между 7з и ²/з наибольшего давления, для которого предназначен данный прибор. Для измерения давления газов или жидкостей, химически действующих на пружину М., применяют трубки из материала, не подвергающегося этому действию. Особенную опасность представляют случаи, когда газ или жидкость могут образовывать горючее или чатое соединение с металлом трубки. Поэтому например для измерения давления сжатого кислорода нельзя применять М., если в нем имеются какие-либо органич. вещества (масло, бумага и тому подобное.). Для измерения давления ацетилена нельзя применять М. с медной пружиной,так как образующееся при действии ацетилена соединение с медью— вещество чатое. Для измерения давления аммиака нельзя также, применять медные пружины, так как аммиак действует химически на медь и быстро разрушает прибор.

Лит.: С и д о р о в И. И., Манометры, их устройство и поверка, Л., 1928; Мещерский И. В., «Временник Главной палаты мер и весов». Л., 1925, вып. 1/13, стр. 120; Gramberg A., Technische Messungen bei Maschinenuntersuchungen und zur Be-triebskontrolle, 5 Aufl., В. 1, Berlin, 1923; Manometer d. Phys.-techn. Reichsanstalt, «Z. d. VDI», 1900, p. 261; Klein, Der Genauigkeitsgrad v. Hocbdruck-messern, ibid., 1910, p. 792; Stroraeyer. Remarks on Pressure Gauges, «Engineering», London, 1907, p. 316,-Jacobus, Measuring of Pressures of 10 000 lbs. p. sti. inch, «Engineering News», L., 1897, p. 327; Marten s. Apparate zur Messung hoher Flussigkeits-driicke, «Z. d. VDI», 1909, p. 747. А. Доброхотов.