Прилади для вимірювання тиску й розрідження

Прилади для вимірювання надлишкового тиску називають манометрами, для виміру тиску розріджених газів (тиск менше атмосферного) - вакуумметрами. За принципом дії манометри підрозділяють на п'ять типів: рідинні, компресійні, деформаційні, теплові й іонізаційні.

Найбільш простий метод вимірювання тиску за висотою стовпа рідини (рідинний манометр). Принцип дії рідинного манометра заснований на створенні різниці висот стовпчиків рідини h у колінах U-образної скляної трубки під дією різниці тисків Р₁ і Р₂ (рис. 1.3):

(Па),

де g = 9,81 м/с² - прискорення вільного падіння;

- густина рідини, якою заповнено манометр (кг/м³);

h - різниця висот рідини в колінах манометра (м).

Рис. 1.3. U-образний манометр

Показання U-образного манометра не залежать від діаметра та форми трубки. Щоб уникнути виникнення погрішності вимірів прилад необхідно розташовувати вертикально.

Більш зручніший в експлуатації деформаційний манометр (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Схема пристрою деформаційного манометра із трубкою Бурдона:

1 - трубка Бурдона, 2 - важіль передавального механізму, 3 - передавальний механізм, 4 – стрілка

Трубка з латуні або фосфористої бронзи, що має С-образну форму (трубка Бурдона), з'єднана із вхідним патрубком манометра. Під тиском газу запаяний кінець трубки переміщається, тобто трубка намагається розпрямитися. Величина цього переміщення пропорційна величині тиску. Нескладна важільно-зубчаста передача надає рух стрілці, що вказує на шкалі приладу величину тиску. За такою схемою побудовані широко розповсюджені манометри серій МП, МТП, ДМ й ін. Шляхом застосування трубок більш складної форми (спіральної, гвинтоподібної) можна одержувати прилади з більшою чутливістю, але меншою межею виміру.

Істотним недоліком деформаційних манометрів є гістерезис, тобто елемент, що деформується (трубка або мембрана), який піддається впливу високого (або низького) тиску, при наступних вимірюваннях буде давати трохи завищені (занижені) показання. Для запобігання ушкодження деформаційних і рідинних манометрів через значні перепади тиску у вакуумних системах передбачається кран або клапан, що відключає прилад у проміжках між вимірюваннями.

Прилади для вимірювання витрати рідини

Для виміру витрат води в ряді лабораторних установок, застосовуються витратоміри постійного перепаду тисків - ротаметри. Принцип дії ротаметра заснований на вертикальному переміщенні поплавка, що перебуває усередині конічної трубки, за рахунок тиску потоку рідини. При зміні положення поплавка прохідний перетин між ним і внутрішньою стінкою конічної трубки змінюється, що веде до зміни швидкості потоку в прохідному перетині, а, отже, до зміни перепаду тисків на поплавку. Переміщення поплавка відбувається доти, поки перепад тисків не стане рівним масі поплавка, що діє на одиницю площі його поперечного переріза. При цьому кожній величині витрати даного середовища строго відповідає певне положення поплавка.

Прилади для визначення густини рідин

Вміст спирту у водно-спиртових розчинах визначається ареометричним методом металевими або скляними спиртомерами. Ці прилади градуйовані за водно-спиртовими розчинами і дозволяють безпосередньо відраховувати об'ємні відсотки безводного спирту в досліджуваному зразку.

Принцип дії спиртометрів полягає в наступному. Якщо в аналізовану рідину помістити напівзанурений поплавок, то при зміні густини рідини він буде спливати й поринати доти, поки його маса не врівноважиться з масою витиснутої рідини. Глибина занурення поплавка служить мірою густини аналізованої рідини.

Скляний спиртометр являє собою поплавок правильної циліндричної форми, що складається із двох частин: нижньої – великого діаметра з вантажем (металевим дробом) і верхньої – меншого діаметра з вимірювальною шкалою. Відмітки шкали показують вміст спирту в розчині в об'ємних відсотках при температурі 20⁰С. Тому часто для зручності перевірки температури рідини в спиртометрах є й термометри. Якщо температура досліджуваної рідини відрізняється від температури калібрування (20⁰С), то для розрахунку вмісту спирту, необхідно користуватися спеціальними таблицями.