Способ измерения разности давлений V-образным манометром Советский патент 1988 года по МПК G01L7/18 

СЛ

С

1

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, а именно, к технике измерения давлений жидкостными и-образными дифференциальными манометрами.

Цель изобретения - повышение точности измерений за счет уменьшения температурной погрешности.

На чертеже изображен U-образный жидкостный дифференциальный манометр, реализующий предлагаемый способ, и схематично показаны уровни жидкости в процессе градуировки и измерений: а - а - линия, характеризующая уровень жидкости в трубках при разности давлений Р, и Р, равной нулю, в условиях градуировки; б - б - линия, характеризующая уровень жидкости в трубках при разности давленийР и Р, равной нулю, в условиях измерений при температуре окружающей среды, отличающейся от градуировоч- ной; Ьц - числовое значение уровня жидкости в трубках, полученное при градуировке; h, н h - числовые значения уровней жидкости в трубках при измерениях.

Манометр состоит из частично заполненных жидкостью 1 двух сообщающихся трубок 2 и 3, вдоль которых размещена шкала Д.

Способ осуществляют следующим образом.

Предварительно производят градуи- ровку манометра. Для зтого при внешних условиях градуировки, в том числе и температуре окружающей ере- ды, определяют объем жидкости, заполняющий трубки манометра, и площади сечения рабочих частей трубок и при разности давлений Р, и Pg, равной .нулю, вычисляют приведенную высоту жидкости, на которую она поднимается в трубках, если условно принять, что каждая трубка вьтрянлена, установлена строго вертикально и, кроме того, имеет по всей длине одинаковую площадь сечения, равную площади сечения ее рабочей части (в действительности площадь сечения трубок не рабочей части прибора может быть любой).

Если S, и Б -площади сечения соответственно первой и второй трубок в их рабочих частях, V - объем жидкости, заполняюще трубки, то условная приведенная высота hg, на которую

10

15

14203982

жидкость 1 поднимается в трубках 2 и 3, равна:

(S,+S).(1)

При условии, что S,, , На шкале 4 против фактического уровня жидкости 1 (линия а - а) наносят отметку, которой присваивают числовое значение, равное уровню h (например, в мм), вычисленное по формуле (1), и далее вверх и вниз от этой отметки на равном расстоянии друг от друга наносят другие отметки шкалы в тех же единицах, которым присваивают числовые значения, соответственно увеличиваюш;иеся в одну и уменьшающиеся в другую сторону от; э- сительно числового значения отметки, нанесенной против фактического уровня жидкости. На этом градуировку манометра заканчивают.

Для измерения свободные концы трубок соединяют г. об1,емами, разность давлений Р, и Р в которых необходи- 25 МО определить.

Допустим, что площади сечения тру- брк S(Sj S. Если температура среды, окружающей прибор, при измерениях равна температуре при градуировке, в этом случае разность давлений, определяемая по основной формуле жид20

30

костного манометра, равна

p,-p,(h;-h;)jg

или,

35

так как h , ho+uh,

, , решая (2) и (3), получаем

Р, -P 2bhpg, где Р, и Р,

(2)

(3) (4)

40

45

50

55

измеряемые давления;, uh - высота, на которую жидкость поднимается в одной трубке и опускается в другой относительно Ьд при условии, если

Р Р ;

Р - плотность рабочей жидкости при градуировке прибора;

g - ускорение свободного падения.

При измерениях, когда температура среды, окружающей прибор, отличается от температуры при градуировке вследствие изменения плотности рабочей жидкости и ее объема, изменяется уровень в трубках (линии б - б) при Р, -Р, и изменяются уровни, на которые жидкость опускается в одной трубкостного манометра, равна

p,-p,(h;-h;)jg

или,

5

так как h , ho+uh,

, , решая (2) и (3), получаем

Р, -P 2bhpg, где Р, и Р,

(2)

(3) (4)

0

5

0

измеряемые давления;, uh - высота, на которую жидкость поднимается в одной трубке и опускается в другой относительно Ьд при условии, если

Р Р ;

Р - плотность рабочей жидкости при градуировке прибора;

g - ускорение свободного падения.

При измерениях, когда температура среды, окружающей прибор, отличается от температуры при градуировке вследствие изменения плотности рабочей жидкости и ее объема, изменяется уровень в трубках (линии б - б) при Р, -Р, и изменяются уровни, на которые жидкость опускается в одной трубке и поднимается в другой, при Р Р, , при этом новые высоты Ь, и h равны: b(K(ho+uh) ;(5)

(), (6) где К - коэффициент, характеризующий расширение рабочей жидкости, зависящий.от температуры окружающей среды. Решая (3) и (6) относительно U т,

получаем

Ь,-Ьг

Ь.+Ьг

Подставляя значение uh уравнение (4), получаем

h 1 -h 2

Р, -Р. 2h

1 .-i-h,

Как следует из уравнения (8), результат измерений не зависит от изменений параметров рабочей жидкости вследствие изменения температуры. Изменения параметров трубок, выполненных из твердьгх тел, вносят очень малые погрешности, так как температурный коэффициент расширения тверды тел значительно меньше )ициента расширения жидкостей. Формула (8), полученная для трубок одинакового сечения, справедлива и для манометро имеющих трубки, сечения рабочих участков, которых .

« Устройство для реализации предлагаемого способа может иметь трубки одинакового или разного сечения и

Р Р, , авны: (5)

(6) зуюжидмпераU т,

10

)

(7)

15

(8)

20

, от костуры. олченьеравердых jc ента 8), о метров учаедлакии

30

рабочих частей. Нерабочая часть трубок может иметь любую форму и.плоп(адь сечения.

Формула изобретения

Способ измерения разности давлений и-образным манометром, заключающийся в том, что предварительно проводят проверку нуля путем подачи на входы манометра одинакового давления, а при измерении фиксируют уровни жидкости в трубках манометра, после чего вычисляют искомую разность давлений, отличающийся тем, что, с повьппения точности за счет уменьшения температурной погрешности, проверку нуля проводят при градуировке манометра, а искомую разность давлений вычисляют из соотношения

Р Р -9Ь « г.

P -Pa-2hopg 7Th-,

где Р, и Р - измеряемые давления; hj, и Р - соответственно уровень жидкости при проверке нуля и плотность жидкости при градуировке манометра; g - ускорение свободного

падения;

h, и h - уровни жидкости в трубках манометра.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и позволяет повысить точность измерений за счет зтиеньшения температурной погрешности. Предварительно осуществляют градуировку манометра, в процессе которой проводят проверку нуля подачей на его входы одинакового давления. При измерении фиксируют по шкале 4 уровни жидкости в сообщающихся трубках 2 и 3. Приведено соотношение, из которого вычисляют разность давлений. 1 ил.