Виды давления в системе измерения: избыточное давление, абсолютное, вакууметрическое и не только

Давление - важнейший физический параметр, характеризующий состояние газообразных и жидких сред. От величины давления зависят многие технологические процессы, поэтому точность его измерения часто является критической. Существует несколько основных видов давления, которые измеряются различными приборами.

Абсолютное давление

Абсолютное давление измеряется относительно абсолютного вакуума и обозначается буквой "а" после единицы измерения. Например, 1 бар(а). Абсолютное давление используется в расчетах по молекулярной физике и термодинамике для определения плотности и агрегатного состояния вещества. Приборы для измерения абсолютного давления называются абсолютными манометрами.

Избыточное давление

Избыточное или манометрическое давление измеряется относительно атмосферного давления. Оно обозначается буквой "i" после единицы измерения. Избыточное давление всегда имеет положительное значение и показывает, насколько давление в системе превышает атмосферное давление. Избыточное давление часто используется в промышленности для контроля состояния оборудования. Датчики избыточного давления широко применяются в системах автоматизации.

Вакуумметрическое давление

Вакуумметрическое или разреженное давление указывает, насколько давление в системе ниже атмосферного. Оно всегда имеет отрицательное значение. Вакуумметрическое давление обозначается буквой "v" и измеряется специальными приборами - вакуумметрами. Примеры использования вакуумметрического давления - контроль разрежения в вакуумных системах, измерение абсолютного давления газов.

Дифференциальное давление

Дифференциальное давление - это разность между давлениями в двух точках системы. Оно может быть как положительным, так и отрицательным. Дифференциальное давление широко используется для измерения перепада давления в технологических процессах. Например, контроль загрязненности фильтров по перепаду давления до и после них. Для измерения дифференциального давления применяют дифманометры.

Гидростатическое давление

Гидростатическое давление создается столбом жидкости и напрямую зависит от его высоты. Оно имеет только положительные значения и распространяется одинаково во всех направлениях. Гидростатическое давление используется, например, для измерения уровня жидкости в резервуарах с помощью датчиков гидростатического давления.

Таким образом, существует несколько основных видов давления, отличающихся началом отсчета и направлением действия. Выбор нужного типа прибора для измерения давления зависит от конкретных условий и задач технологического процесса.

Применение избыточного давления

Избыточное давление широко используется в различных отраслях промышленности и быту. Рассмотрим некоторые типичные примеры.

В системах водоснабжения избыточное давление создается насосами для подачи воды по трубам. Чем выше этажность здания, тем большее избыточное давление требуется для подачи воды на верхние этажи. Клапаны избыточного давления используются для защиты труб от превышения максимально допустимого давления.

В промышленных печах и реакторах часто создается избыточное давление для интенсификации технологических процессов. Например, повышенное давление ускоряет процессы термообработки металлов. Клапаны избыточного давления защищают оборудование от разрушения.

Избыточное давление используется в пневматических системах для передачи энергии сжатого воздуха к работающим механизмам. Пневмоинструмент, пневмоприводы, пневмоцилиндры - примеры таких устройств.

Контроль избыточного давления

Датчики избыточного давления широко используются в системах контроля и управления технологическими процессами. Они позволяют непрерывно отслеживать текущее значение давления и подавать сигнал в случае выхода его за допустимые пределы.

На опасных производственных объектах обязательно устанавливается аварийная сигнализация по избыточному давлению. При превышении заданных пороговых значений срабатывает звуковая и световая сигнализация, происходит аварийная остановка работающего оборудования.

Регуляторы давления используются в системах автоматики для стабилизации избыточного давления на заданном уровне. Они могут как понижать, так и повышать давление в зависимости от показаний датчиков.

Таким образом, контроль и регулирование избыточного давления является важной задачей для обеспечения безопасности и эффективности работы технологического оборудования.

Принцип работы датчиков избыточного давления

Датчики избыточного давления работают на основе различных физических принципов. Рассмотрим наиболее распространенные.

Пьезорезистивные датчики используют зависимость электрического сопротивления полупроводников от давления. Изменение давления вызывает деформацию чувствительного элемента и, как следствие, изменение его сопротивления.

Емкостные датчики содержат электроды, между которыми образуется конденсатор. При увеличении давления расстояние между обкладками уменьшается, что приводит к росту электрической емкости конденсатора.

Индуктивные датчики основаны на зависимости индуктивности катушки от положения сердечника, которое меняется при изменении давления.

Вибрационные датчики используют зависимость частоты собственных колебаний чувствительного элемента от давления. Частота колебаний определяется электронными методами.

Метрологические характеристики датчиков давления

Основными метрологическими характеристиками датчиков давления являются:

• Диапазон измерений - минимальное и максимальное значения давления, которые может измерить датчик.
• Погрешность - максимально возможное отклонение показаний датчика от истинного значения давления.
• Чувствительность - минимальное изменение давления, которое может быть зарегистрировано датчиком.
• Время отклика - интервал времени от момента изменения давления до получения установившихся показаний датчика.

Правильный выбор датчика с необходимыми метрохарактеристиками - залог получения точных и надежных измерений давления.

Области применения датчиков давления

Датчики давления широко используются в самых разных областях:

• Контроль давления в гидравлических и пневматических системах
• Измерение расхода и уровня жидкостей и газов
• Мониторинг давления в резервуарах, трубопроводах, котлах
• Контроль процессов в химической промышленности
• Медицинские измерения давления крови, внутричерепного давления

Таким образом, датчики давления - это универсальные преобразователи, находящие применение в самых разнообразных областях науки и техники.