Tutto Su Manometri – Cosa Sono e Come Funzionano

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Manometri sono strumenti di precisione che vengono utilizzati per misurare la pressione, che è la forza esercitata da un gas o liquido per unità di superficie, dovuta agli effetti del peso del gas o del liquido dalla forza di gravità. A seconda del tipo e del modo in cui sono configurati, i manometri possono essere configurati per fornire una misurazione di diversi valori di pressione. Un tipo comune di manometro con cui la maggior parte delle persone sono familiari è quello che i medici e professionisti medici utilizzano per misurare e monitorare la pressione sanguigna di un paziente. Questo tipo di manometro è chiamato sfigmomanometro.

Questo articolo descriverà i diversi tipi di manometri, spiegare come funzionano, presentare le loro applicazioni, e discutere considerazioni fattore di correzione utilizzati per manometri.

Definizioni di pressione

È utile rivedere alcuni principi di base relativi alla pressione. La pressione è una misura della quantità di forza (F) che viene esercitata per unità di superficie (A):

L’unità di misura della pressione è, pertanto, un valore di forza diviso per il quadrato del valore della distanza. In unità metriche, l’unità di misura per la pressione è Newton / (metro) 2, noto come Pascal (Pa). Altre unità di misura di pressione comuni includono libbre per pollice quadrato (psi), millibar, atmosfere (atm), millimetri di mercurio (mm Hg) e pollici di acqua (in H2O).

la Pressione può essere rappresentato in termini di tre categorie specifiche:

• pressione Assoluta
• pressione
• pressione Differenziale

misure di pressione Assoluta il valore della pressione che viene esercitata relativa alla zero assoluto di pressione di vuoto. La pressione del manometro presenta la differenza tra il valore misurato della pressione e la pressione atmosferica locale (si pensi in termini di un manometro per pneumatici). La pressione differenziale viene utilizzata per descrivere una misurazione che rappresenta la differenza tra due livelli di pressione (sconosciuti), in cui non viene specificata una pressione di riferimento, ma la misurazione della quantità di pressione con cui i due differiscono è ancora importante.

Pertanto, la pressione totale o assoluta può essere definita in termini di pressione del manometro e pressione atmosferica come segue:

Tipi di Manometri

Manometri possono essere classificate come essere di due tipi principali, manometri analogici e digitali, manometri, ognuno dei quali sono discussi di seguito.

Manometri analogici e come funzionano

I manometri analogici utilizzano un fluido contenuto in un tubo a forma di U e funzionano secondo il principio dell’equilibrio idrostatico. Il fluido nel tubo si depositerà alla stessa altezza in ogni gamba del tubo quando entrambe le estremità sono aperte alla pressione atmosferica. Ma se la pressione positiva viene applicata a una delle gambe del tubo a forma di U, allora il livello di liquido cadrà in quella gamba e salirà nell’altra gamba. Questo perché la pressione costringerà il fluido a cadere in una gamba e salire nell’altra fino a quando il peso della colonna di fluido che risulta dalla pressione applicata è sufficiente per opporsi a quel valore di pressione. Quindi, la distanza verticale tra il livello del fluido nelle due gambe del tubo rappresenta una misura della quantità di pressione applicata. Questi tipi comuni di manometri analogici sono indicati come manometri a tubo U. Il valore di pressione (P) osservato è una funzione dell’altezza (h) e della densità (ρ) del fluido utilizzato nel manometro, il valore (g) che rappresenta la costante gravitazionale.

Un altro tipo di manometro analogico è il tipo di pozzo manometro, a volte indicato come un manometro cisterna. Il manometro di tipo well è come lo stile del tubo U, con la differenza che una delle gambe della U ha un’area della sezione trasversale molto più grande di quella della seconda gamba. Questa disposizione si traduce in un movimento minore del livello del fluido nella gamba più grande quando esposto alla pressione, consentendo efficacemente l’uso di una singola scala da leggere per ottenere il valore di pressione, al contrario di due scale nello stile del tubo a U.

I manometri inclinati come suggerisce il nome sono progettati con un tubo che non si siede verticalmente, ma piuttosto con un angolo poco profondo rispetto al piano orizzontale. Questo design consente di osservare una quantità relativamente piccola di variazione di pressione dallo strumento, offrendo così una migliore sensibilità e risoluzione.

Un altro tipo di manometro è chiamato manometro assoluto. I manometri assoluti utilizzano una gamba sigillata che consente di esporre alla pressione esterna solo una gamba del tubo del manometro. Sul lato sigillato, esiste una condizione di vuoto che rappresenta la pressione zero assoluta sigillata da una colonna di mercurio. Il manometro misura quindi la pressione assoluta piuttosto che la pressione del manometro o la pressione differenziale. Questo tipo di manometro può essere lo stile del pozzo dello stile del tubo di U descritto sopra. I barometri a mercurio che misurano la pressione atmosferica sono un esempio comune di manometro assoluto.

Vari fluidi sono utilizzati nei manometri analogici. I fluidi comuni sono mostrati nella Tabella 1, sotto, che a volte sono indicati come fluidi manometrici. Cambiando il fluido utilizzato, è possibile variare la precisione, la portata e la sensibilità del manometro analogico. I fluidi con densità superiori all’acqua forniscono gamme più elevate ma risoluzioni più basse. Allo stesso modo, abbassando la densità del fluido manometrico, chiamato anche il fluido incriminante, diminuirà il campo di pressione ma aumenterà la sua sensibilità.

Tabella 1 – Esempi di indicazione di fluidi per l’uso nei manometri

* Il peso specifico rappresenta il rapporto tra la densità del fluido rispetto alla densità dell’acqua.

Indicando Fluido	intervallo di Temperatura	peso Specifico*
Alta Purezza Mercurio	-30oF – 200oF	13.54 @ 71.6oF
Red Oil #827	40oF – 120oF	0.827 @ 60oF
Red Unity Oil # 100	30oF – 100oF	1.00 @ 73oF
Green Concentrate #1000	40oF – 120oF	1.000 @ 55oF
Acetylene Tetrabromide	40oF – 100oF	2.95 @ 78oF
Dibutyl Phthalate	20oF – 150oF	1.04 @ 80oF

Manometri digitali e come funzionano

I manometri digitali, noti anche come manometri elettronici, non si basano sul bilanciamento idrostatico dei fluidi per determinare la pressione. Invece, contengono un trasduttore di pressione, un dispositivo che può convertire un livello di pressione osservato in un segnale elettrico il cui valore caratteristico è proporzionale o un proxy per l’entità della pressione. La parte elastica del trasduttore devia sotto pressione e tale deflessione viene quindi convertita in un valore di un parametro elettrico che può essere rilevato e calibrato per una lettura della pressione. I trasduttori di pressione utilizzano tipicamente uno dei tre tipi di parametri elettrici: resistivo, capacitivo o induttivo.

1. I trasduttori resistivi provocano la deformazione che modifica la resistenza elettrica di un estensimetro.
2. I trasduttori capacitivi si basano sulle variazioni del valore di capacità osservate derivanti dalla deformazione che modifica la posizione relativa delle due piastre di un condensatore.
3. I trasduttori induttivi utilizzano la deformazione della porzione elastica per alterare il movimento lineare di un nucleo ferromagnetico collegato all’interno di una bobina o induttore. Questo movimento varia l’emf indotta e la corrente alternata generata nella bobina.

Per eseguire misurazioni su pressioni molto basse, sono utilizzati altri tipi di stili di trasduttori di pressione, tra cui un manometro Pirani, un trasduttore di tipo termocoppia e un manometro di ionizzazione. I manometri a bassa pressione sono anche chiamati micromanometri.

Manometri digitali alcuni vantaggi rispetto ai modelli analogici. Manometri digitali:

• Sono portatili in termini di dimensioni, pesano meno, e dispongono di facile lettura display.
• Può interfacciarsi con un computer o un controllore logico programmabile (PLC).
• Non fare affidamento sull’uso di fluidi manometrici, alcuni dei quali (mercurio, ad esempio) possono essere tossici.
• Non sono soggetti a problemi relativi alle proprietà del fluido che possono influire sulla precisione delle misurazioni.
• Può correggere le deviazioni dalle condizioni standard tramite la programmazione del software.

Poiché non sono uno standard primario, tuttavia, richiedono una calibrazione periodica rispetto a uno standard primario.

Correzioni di proprietà del fluido Applicabili ai manometri

I manometri analogici che si basano sulle proprietà dei fluidi sono soggetti alla necessità di correzioni. La densità dei fluidi non è costante con la temperatura e l’intensità del campo gravitazionale varia in funzione sia dell’elevazione sul livello del mare che della latitudine. Questi fatti impongono l’uso di metodologie di correzione e la necessità di stabilire riferimenti standard in modo che una definizione di pressione possa essere stabilita e concordata. Il riferimento 5 di seguito contiene una spiegazione completa delle metodologie che si applicano a queste correzioni, che sono solo brevemente presentate qui.

• Correzione per la densità del fluido-regola per il fatto che la densità del fluido che indica non è costante con la temperatura
• Correzione per il campo di gravitazione – regola per la variazione della forza del campo gravitazionale ad una data altitudine e latitudine, rispetto al suo valore a livello del mare e 45.54oN lattitude
• Correzione per la Pressione di Testa – regola il differenziale tra la colonna di fluido di densità e di pressione medio della stessa altezza
• Correzione per la modifica in Scala – regola il fatto che la marcata scala di gradazioni cambierà la loro distanza di separazione a causa del cambiamento di temperatura alla quale la pressione di lettura viene eseguita (questo a causa della dilatazione termica/contrazione del materiale da cui la scala è costruita)
• Correzione per la Comprimibilità dei Liquidi – questa correzione è applicabile soprattutto alle alte pressioni in cui la densità del fluido possono cambiare a causa del fluido di compressione
• Altre rettifiche – questi includono l’assorbimento dei gas di liquido che possono alterare la sua densità, così come l’effetto capillare che effetti come la lettura è interpretato da la scala

Come Manometri Sono Usati

Manometri sono utilizzati in una varietà di industrie e in grado di misurare la pressione e la portata. Gli usi comuni includono:

• sistemi HVAC manutenzione
• Meteorologiche e le condizioni meteo di monitoraggio
• Gas di monitoraggio della pressione nelle tubazioni
• flusso di Fluido di misurazioni
• misurazioni Fisiologiche come la pressione sanguigna
• Monitoraggio i sistemi di compressione operazioni

Sommario

In questo articolo viene presentata una breve rassegna di manometri e come funzionano. Per informazioni su altri prodotti, consulta le nostre guide aggiuntive o visita la piattaforma Thomas Supplier Discovery per individuare potenziali fonti di approvvigionamento o visualizzare i dettagli su prodotti specifici.

Sorgenti:

1. https://www.enotes.com/homework-help/how-does-manometer-work-what-its-purpose-how-can-531462
2. https://sciencing.com/do-manometers-work-5187684.html
3. https://www.brighthubengineering.com/marine-engines-machinery/106548-using-a-u-tube-manometer-for-measuring-fluid-and-gas-pressures/
4. https://faraday.physics.utoronto.ca/PVB/Harrison/Manometer/Manometer.html
5. https://www.meriam.com/assets/eng/050-MHB-1.pdf https://sciencestruck.com/manometer-working-principle-types-applications
6. http://www.dwyer-inst.com/DC/HVACCatalog/
7. http://www.validyne.com/blog/simplicity-accuracy-nothing-beats-pressure-manometer/
8. https://sciencing.com/inclined-manometer-advantages-8761430.html
9. https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN1573.pdf?&srch=1
10. https://www.surecontrols.com/how-low-pressure-transducers-work/
11. https://www.fierceelectronics.com/components/manometer-basics

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