Инженер-технолог подходит к только что доставленному насосному агрегату, смотрит на приборы давления и уже знает, что находится внутри каждого круглого корпуса. На большинстве промышленного оборудования, эксплуатируемого сегодня, эти небольшие датчики имеют один и тот же принцип работы. Перед инженерами и заводскими коллективами, которые закупают приборы, всегда возникает один и тот же вопрос: какой манометр является наиболее распространенным? Короткий ответ: манометр с трубкой Бурдона. В этой статье объясняется, почему эта конструкция стала стандартом во всех отраслях, как она работает, какие существуют альтернативы и как выбрать правильный манометр для конкретного применения.
Наиболее распространенным манометром является манометр с трубкой Бурдона.
Манометр с трубкой Бурдона, названный в честь французского инженера Эжена Бурдона, запатентовавшего эту конструкцию в 1849 году, является наиболее широко используемым прибором для измерения давления в мире. Его можно найти на заводах, в компрессорных, нефтеперерабатывающих заводах, водоочистных станциях, гидравлических системах и тысячах других установок. Слово «манометр» в этом обсуждении относится к самому прибору, и в этой категории приборов тип трубки Бурдона встречается чаще всего.
Спустя более 150 лет после его изобретения основная конструкция не изменилась. Он полностью механический, не требует электропитания, выдерживает суровые условия и дает стабильные локальные показания. Когда кто-то говорит «стандартный манометр», в большинстве случаев он имеет в виду манометр с трубкой Бурдона.
Почему манометр с трубкой Бурдона стал отраслевым стандартом
Ни одна особенность не объясняет доминирование этого типа датчиков. Это сочетание нескольких инженерных преимуществ, которые трудно превзойти в совокупности.
- Простой и надежный. Изогнутая трубка, звено, сектор шестерни и указатель. Есть несколько деталей, которые могут изнашиваться или ломаться.
- Очень широкий диапазон давления. Приборы с трубкой Бурдона рассчитаны на давление от 0,6 до нескольких тысяч бар, что подходит для подавляющего большинства промышленных процессов.
- Никакой мощности не требуется. В отличие от датчиков и передатчиков, механический манометр по-прежнему показывает давление во время сбоя питания.
- Адекватная точность. Стандартные классы 1,6 или 1,0 охватывают большинство функций мониторинга, сигнализации и безопасности.
- Низкая стоимость изготовления. Развитое массовое производство удерживает закупочную цену намного ниже, чем у электронных альтернатив.
- Быстрая замена. Стандартные размеры циферблата, типы резьбы и формы крепления означают, что запасной манометр можно установить за считанные минуты.
Благодаря этому набору качеств манометры с трубкой Бурдона снова и снова появляются в промышленности. Если вы сравниваете его с элементами диафрагменного типа, наше техническое руководство по Выбор манометра с трубкой Бурдона или диафрагмой может помочь вам понять точки пересечения.
Как работает манометр с трубкой Бурдона
Чувствительный элемент представляет собой изогнутую или спиральную трубку овального сечения. При подаче давления в трубку поперечное сечение становится более круглым, а свободный конец трубки слегка выпрямляется. Звено и сектор шестерни усиливают это небольшое движение и поворачивают указатель по калиброванной шкале.
- Жидкость или газ под давлением поступает в открытый конец трубки Бурдона.
- Деформация трубки растет с ростом давления.
- Соединительное звено передает движение на зубчатый сектор.
- Указатель перемещается по циферблату, показывая измеренное значение.
- Когда давление падает, эластичная трубка возвращает указатель к нулю.
Поскольку упругий элемент выполняет свою работу, качество материала и термообработка контролируют повторяемость. Латунь и фосфористая бронза используются в воздухе, воде и масле. Для агрессивных сред используются трубка из нержавеющей стали 316 и приварная муфта. Когда насосы или компрессоры создают вибрацию, корпус наполняется глицерином или силиконовым маслом, чтобы ослабить дрожание указателя и защитить механизм.
Распространенные варианты манометра с трубкой Бурдона
Не все манометры с трубкой Бурдона имеют одинаковую форму. Производители выпускают трубки различной геометрии для удовлетворения различных уровней давления и требований к чувствительности.
- С-образная трубка: Самая распространенная вариация. Он компактен, прост в изготовлении и выдерживает давление от нескольких бар до примерно 1000 бар.
- Спиральная трубка: Трубка намотана на несколько витков, что увеличивает эффективный угловой ход. Спиральные трубки обеспечивают лучшую чувствительность в нижних диапазонах.
- Спиральная трубка: Длинная спиральная катушка обеспечивает большое отклонение и часто используется для записывающих инструментов и систем высокого давления.
Помимо формы трубки, имеет значение стиль корпуса. Обычные размеры циферблата для промышленного использования составляют 63 мм, 100 мм и 160 мм. Радиальное соединение (нижнее крепление) характерно для непосредственной установки на трубу или трубопровод; осевое соединение (заднее крепление) применяется на панелях и щитах управления. Для стандартных промышленных инструментов диаметром 60 мм серия Y предлагает надежный и экономичный вариант трубки Бурдона.
Манометр с трубкой Бурдона серии Y60 для промышленного использования Надежный радиальный или осевой манометр диаметром 60 мм, подходящий для непосредственного монтажа на трубе или панели. Его прочная конструкция обеспечивает точный мониторинг газов и жидкостей в пневматических системах. Посмотреть продукт → Другие типы манометров, часто встречающиеся в полевых условиях
Манометр с трубкой Бурдона является наиболее распространенным типом, но не единственным. Другие механические конструкции решают конкретные проблемы в процессах низкого давления, коррозионных или гигиенических процессах. Их знание предотвращает дорогостоящее несоответствие между датчиком и применением.
Типичный диапазон и предпочтительное применение каждого распространенного типа манометра. | Тип датчика | Чувствительный элемент | Типичный диапазон давления | Лучше всего подходит для |
| Трубка Бурдона | Изогнутая металлическая трубка | от 0,6 до 1000 бар | Общепромышленное, гидравлическое, пневматическое, паровое обслуживание |
| Диафрагма | Гофрированная металлическая диафрагма | от 16 мбар до 40 бар | Коррозионные среды, вязкие жидкости, суспензии, гигиенические процессы |
| Капсула | Две сварные диафрагмы | от 2,5 до 600 мбар | Очень низкое давление газа, измерение тяги, контроль расхода воздуха |
| Сильфоны | Металлический сильфонный элемент | от 0,6 до 10 бар | Газ и пар низкого давления, индикация уровня |
| Цифровая электроника | Датчик давления и дисплей | Зависит от диапазона датчика | Высокоточное считывание, удаленные данные, задачи калибровки |
В приведенной ниже таблице показан типичный диапазон давления основных механических типов. Манометр с трубкой Бурдона охватывает самую широкую часть промышленного спектра, что является еще одной причиной его доминирующего положения.
Типичный диапазон давления в зависимости от типа манометра (иллюстративно)
Трубка Бурдона
0,6 – 1000 бар Диафрагма
16 мбар – 40 бар Мембранные манометры заслуживают особого внимания, поскольку они решают ряд задач, которые не могут решить трубки Бурдона. Если технологическая среда агрессивна, содержит твердые частицы или может кристаллизоваться, измерительную систему защищает мембранный элемент. Этот тип широко распространен в пищевой, фармацевтической промышленности и на линиях очистки воды, где чистота и изоляция являются приоритетами.
Какой манометр наиболее распространен в каждой отрасли
Хотя манометр с трубкой Бурдона является абсолютным победителем, баланс меняется, когда вы заходите в определенный сектор. Наиболее распространенный манометр в одной отрасли обычно представляет собой специализированную модификацию, выбранную для местных условий.
Общее производство, гидравлика и пневматика
Стандартный манометр с трубкой Бурдона из медного сплава используется на насосах, компрессорах, станках и испытательных стендах. Типичным решением является циферблат диаметром 63 или 100 мм с соединением 1/4 дюйма BSP или NPT, выбранный таким образом, чтобы нормальное рабочее давление оставалось в пределах от 25% до 75% шкалы.
Нефтехимическая и химическая переработка
Обычно выбирают манометры Бурдона и мембранные манометры, полностью изготовленные из нержавеющей стали. Детали, контактирующие с рабочей средой, устойчивы к воздействию соляной кислоты, сероводорода и других агрессивных химикатов. Мембранное уплотнение из ПП или ПТФЭ предотвращает кристаллизацию и засорение в полимеризующихся средах.
ОВиК и охлаждение
Манометры холодильного оборудования с капиллярной трубкой допускают удаленный монтаж на панели, когда чувствительный элемент находится на линии хладагента. В сервисных комплектах наиболее распространенным инструментом является манометр с двойной шкалой который показывает как давление, так и температуру насыщения для таких хладагентов, как R134a, R22 или R410A.
Очистка и фильтрация воды
Диафрагма-sealed gauges are common on water lines that carry suspended solids, while compact Bourdon gauges appear on filter housings and reverse osmosis manifolds. Brass internals are acceptable for potable water; seawater and chemical dosing lines need stainless steel wetted parts.
Медицинское оборудование
Небольшие прецизионные манометры используются в наркозных аппаратах, аппаратах искусственной вентиляции легких, регуляторах кислорода и вакуумных системах. Точность и плавность реакции важнее широкого диапазона, а смачиваемые материалы должны быть совместимы с медицинскими газами.
Логика выбора начинается с одних и тех же трех вопросов в каждой отрасли: какова технологическая среда, каково рабочее давление и какова среда установки. Как производитель, мы создаем датчики, охватывающие все эти категории, и наши инженеры могут порекомендовать конкретную модель, если область применения выходит за рамки стандартного диапазона.
Мембранный манометр из нержавеющей стали для нефтехимической промышленности Этот манометр, изготовленный из коррозионностойких материалов и оснащенный мембранным разделителем, работает в агрессивных средах, при высоких температурах, вибрации и рисках засорения, что делает его идеальным для требовательных нефтехимических процессов. Посмотреть продукт → 
Манометр HVAC без капилляра Устраняет капиллярные соединения, что упрощает установку, сокращает необходимость технического обслуживания и повышает устойчивость к вибрации. Надежный выбор для систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, где важны долгосрочная стабильность и низкие затраты. Посмотреть продукт → Практический контрольный список для выбора манометра
Выбор манометра становится простым, если требования записаны в фиксированном порядке. Большинство сбоев на местах происходят из-за одного пропущенного шага, а не из-за загадочного дефекта продукта.
- Определите технологическую среду. Определите, какие части манометра будут контактировать со средой, затем выберите соответственно материал, контактирующий с измеряемой средой (латунь, бронза, нержавеющая сталь 316, ПП, ПТФЭ).
- Определите максимальное рабочее давление. Выберите полномасштабный диапазон, который в 1,5–2 раза превышает нормальное рабочее давление, чтобы упругий элемент работал в безопасной и повторяемой области.
- Укажите требования к точности. Класс 2,5 или 1,6 является общим для мониторинга; класс 1.0 используется для тестирования и калибровки; 0,25 или выше — это область цифровых инструментов.
- Проверьте температуру среды. Если температура процесса превышает примерно 80°C, используйте сифон, охлаждающий элемент или разделительную диафрагму, чтобы удерживать манометр в пределах допустимой температуры.
- Оцените вибрацию и пульсацию. При обслуживании нагнетательного насоса или компрессора выберите манометр, заполненный жидкостью, или добавьте демпфер давления для защиты движения.
- Подтвердите присоединение к процессу. Обычные резьбы: 1/4 дюйма NPT, 1/2 дюйма NPT, G1/4, G1/2 и M20×1,5. Тип и размер резьбы должны точно соответствовать порту процесса.
- Исправьте монтажную схему. Радиальное присоединение для непосредственного монтажа на трубе, осевое присоединение для монтажа на панели, а также монтаж на фланце или кронштейне, при котором манометр должен располагаться заподлицо с панелью.
- Выберите размер циферблата. Корпус диаметром 63 мм подходит для портативного или OEM-оборудования; Корпуса диаметром 100 и 160 мм улучшают читаемость и обеспечивают более точное деление шкалы.
Распространенные ошибки при покупке манометров
Полномасштабный диапазон слишком близок к рабочему давлению
Когда нормальное рабочее давление превышает 75% шкалы, упругий элемент испытывает постоянное напряжение и быстрее теряет точность. Оставьте запас выше максимального ожидаемого значения.
Неправильный материал для носителя
Латунные и медные сплавы пригодны для воздуха, масла и чистой воды, но быстро повреждаются кислотами, морской водой и аммиаком. Перед установкой проверьте таблицу совместимости деталей, контактирующих с измеряемой средой.
Манометр Бурдона, используемый для газопровода низкого давления
При давлении ниже примерно 0,6 бар трубка Бурдона реагирует плохо, и указатель трудно считывать точно. Капсульный или мембранный манометр лучше подходит для газа низкого давления.
Сухой манометр, установленный на вибрирующей линии
На линиях нагнетания насоса и компрессора сухой манометр может выйти из строя в течение нескольких недель из-за дрожания указателя. Заполненный жидкостью корпус или демпфер в соединении защищает движение шестерни.
Основы калибровки и обслуживания
Даже надежный механический манометр требует внимания при обслуживании. Обычно рекомендуется проверять калибровку каждые 6–12 месяцев, в зависимости от режима работы и того, насколько важны показания для безопасности предприятия. Манометр, который не возвращается к нулю, имеет изогнутый указатель, имеет поцарапанный циферблат или имеет треснутую линзу, должен быть немедленно выведен из эксплуатации.
Во время калибровки в качестве стандарта используется грузопоршневой манометр или калиброванный эталонный манометр. Давление подается пятью равномерно распределенными шагами до максимального значения, а затем обратно. Разница между показанием и эталонным значением сравнивается с допустимым пределом класса точности. Если погрешность выходит за пределы, манометр отрегулирован или заменен.
Часто задаваемые вопросы
Является ли манометр с трубкой Бурдона наиболее точным типом манометров?
Нет. Цифровые манометры могут достигать 0,25% от полной шкалы или выше. Однако точность манометра с трубкой Бурдона, обычно класса от 1,0 до 2,5, достаточна для большинства функций промышленного мониторинга и безопасности, а более низкая стоимость и более высокая надежность объясняют, почему он остается наиболее распространенным выбором.
Когда следует выбирать мембранный манометр вместо манометра с трубкой Бурдона?
Выбирайте мембранный манометр, если среда коррозионная, вязкая, содержит твердые частицы или имеет давление ниже 0,6 бар. Мембранный элемент также предотвращает попадание технологической жидкости в механизм, что увеличивает срок службы в грязных средах.
Должен ли я использовать сухой или заполненный жидкостью манометр?
В жидкостных манометрах используется глицерин или силиконовое масло для гашения вибрации и пульсации. Для насосов, компрессоров и транспортных средств манометр, заполненный жидкостью, обеспечивает более длительный срок службы. Для стабильных и чистых процессов сухой манометр легче и его легче считывать на расстоянии.
Что означает класс точности 1,6 на циферблате манометра?
Это означает, что максимальная погрешность в любой точке шкалы находится в пределах плюс-минус 1,6% от полного значения шкалы. Для манометра от 0 до 10 бар отображаемое значение может отклоняться от истинного давления на величину до 0,16 бар.
Как долго может работать манометр с трубкой Бурдона?
При чистом, стабильном применении и отсутствии случаев избыточного давления качественный манометр с трубкой Бурдона обычно служит от нескольких лет до более десяти лет. Ограничивающими факторами являются температура, вибрация, коррозия и циклы давления, а не только время.
Когда инженеры спрашивают, какой манометр самый распространенный, ответ не меняется уже более века. Манометр с трубкой Бурдона является стандартным прибором, поскольку он предлагает полезное сочетание диапазона, точности, стоимости и долговечности. В необычных условиях диафрагма, капсула, сильфоны и цифровые манометры, описанные в этом руководстве, вступают в действие и дополняют картину измерения давления.
Мы производим манометры с трубкой Бурдона и специализированные модели для систем отопления, вентиляции и кондиционирования, нефтехимической, водоподготовки, медицины и общепромышленного использования. Если вы не уверены, какой тип подходит для вашего процесса, пришлите нам среду, диапазон давления и сведения об установке, и наша команда инженеров порекомендует подходящую модель.
