Quasi tutti i manometri sul mercato appartengono a una delle due famiglie e conoscere la differenza fa risparmiare tempo, denaro e problemi di manutenzione. In base al principio di misurazione, i due tipi di manometri sono manometri meccanici e manometri idrostatici (a colonna di liquido). . I manometri meccanici rilevano la pressione attraverso la deformazione elastica di un elemento metallico, mentre i manometri idrostatici bilanciano la pressione misurata rispetto all'altezza di una colonna di liquido. Questa guida spiega come funziona ciascuna famiglia, i principali sottotipi che incontrerai sul campo e i fattori di selezione più importanti prima di effettuare un ordine.
I due tipi principali di manometri: una panoramica
Il modo più veloce per classificare un manometro è chiedersi come rileva la pressione. Un manometro meccanico utilizza un elemento elastico deformabile, solitamente un tubo Bourdon, un diaframma o una capsula, che si muove sotto pressione e guida un puntatore attraverso un collegamento e un treno di ingranaggi. Un manometro idrostatico utilizza il peso di una colonna di liquido: la pressione spinge il liquido verso l'alto finché l'altezza della colonna non bilancia la pressione applicata e il livello del liquido diventa il segnale leggibile.
I misuratori meccanici dominano le installazioni industriali perché sono robusti, autonomi e disponibili da pochi pollici di acqua a migliaia di bar. I manometri idrostatici sopravvivono principalmente nei laboratori, sui banchi di taratura e nei lavori a bassa pressione differenziale, dove la semplicità e l'assenza di parti in movimento sono veri vantaggi.
Vale la pena notare che "due tipi" possono anche riferirsi al riferimento di pressione. Per riferimento, gli strumenti si dividono in tipi di pressione relativa e tipi di pressione assoluta. Entrambi i sistemi sono validi; questo articolo utilizza il principio di misurazione come struttura principale e torna alle classi di riferimento in una sezione successiva.
Manometri meccanici: il cavallo di battaglia industriale
I manometri meccanici sono la scelta predefinita per la maggior parte dei sistemi di processo, idraulici, pneumatici e HVAC. Il principio di funzionamento è coerente tra i sottotipi: la pressione agisce su un elemento elastico, l'elemento si deforma proporzionalmente, un collegamento amplifica il movimento e un meccanismo a ingranaggi fa ruotare un puntatore su un quadrante calibrato. L'elemento specifico determina i punti di forza e i limiti di ciascun indicatore.
Manometri a molla tubolare
La molla tubolare è l'elemento sensibile più utilizzato nella misurazione della pressione industriale. Un tubo a C o a spirale tende a raddrizzarsi quando la pressione interna aumenta; questo movimento viene trasmesso attraverso un collegamento ad un ingranaggio a settore e pignone che fa ruotare l'indice.
I manometri a tubo Bourdon coprono intervalli di pressione medio-alti, da pochi bar a diverse migliaia di bar, rendendoli adatti per l'idraulica, i compressori, le linee del vapore e i processi di raffineria. Gestiscono la maggior parte dei gas e dei liquidi puliti, ma dovrebbero essere evitati per fluidi altamente viscosi o cristallizzanti che possono ostruire il tubo.
Per compiti generici, uno strumento a tubo Bourdon standard come il Manometro Y60 fornisce indicazioni affidabili nella maggior parte degli ambienti industriali di routine. Quando il fluido di processo è corrosivo o l'ambiente richiede parti a contatto con il fluido in acciaio inossidabile, l'aggiornamento usuale è un misuratore petrolchimico interamente in acciaio inossidabile.
Manometri a membrana
In un manometro a membrana, la pressione agisce su un diaframma circolare flessibile, un sottile disco di metallo o elastomero fissato tra le flange. Il diaframma si flette sotto pressione e la deflessione viene trasferita al meccanismo dell'indice tramite un'asta di spinta o una leva.
Il design del diaframma offre due vantaggi pratici. Innanzitutto misura le basse pressioni con una sensibilità migliore rispetto a una valvola Bourdon. In secondo luogo, il diaframma può essere realizzato o rivestito con materiali resistenti alla corrosione come il PTFE, e la sua ampia superficie resiste all'intasamento in fluidi viscosi o carichi di particelle.
Per questi motivi, i manometri a membrana sono comuni nei processi chimici, farmaceutici, nella produzione alimentare e nel trattamento delle acque. Quando il fluido è aggressivo o la pressione della linea è bassa, a manometro a membrana è spesso la scelta più sicura, con le parti a contatto con il fluido specificate per adattarsi al processo.
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Un misuratore a capsula è costituito da due diaframmi circolari saldati insieme ai bordi per formare una capsula sigillata. Quando la pressione entra nella capsula, questa si espande o si contrae leggermente e il movimento risultante guida il puntatore.
Poiché l'area effettiva è ampia e la forza di ripristino è ridotta, i manometri a capsula eccellono a pressioni e vuoto molto bassi, in genere da pochi millibar a diverse centinaia di millibar. Vengono utilizzati per il monitoraggio della micropressione del gas nei condotti di ventilazione, per il controllo della combustione dei bruciatori, nelle camere bianche e per la misurazione della pressione dell'aria in laboratorio.
Per il servizio con gas a bassa pressione, a manometro a capsula fornisce la risoluzione che una valvola Bourdon semplicemente non può raggiungere in questa gamma.
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I manometri idrostatici - comunemente chiamati manometri - sono i più antichi strumenti di pressione ancora in uso. Si basano sul fatto che una colonna liquida di densità nota esercita una pressione proporzionale alla sua altezza. La pressione misurata viene applicata ad una gamba dello strumento; il liquido si muove finché l'altezza della colonna non bilancia la pressione applicata e la differenza nei livelli del liquido viene letta rispetto a una scala.
- Manometro a tubo a U: un tubo trasparente a forma di U parzialmente riempito di liquido; la differenza tra le due altezze delle gambe è uguale alla pressione applicata.
- Manometro a pozzo (a gamba singola): un grande serbatoio collegato a uno stretto tubo verticale; l'aumento nel tubo indica la pressione e la piccola caduta nel serbatoio viene compensata o trascurata.
- Manometro a tubo inclinato: un manometro a pozzo con il tubo inclinato per amplificare piccole variazioni di altezza, fornendo un'alta risoluzione per pressioni molto basse.
I manometri idrostatici rimangono preziosi per la calibrazione di laboratorio, la misurazione di bassa pressione differenziale e le dimostrazioni educative perché non necessitano di alimentazione e non hanno parti mobili. I loro limiti sono reali: campo di misura limitato, requisiti rigorosi per il montaggio verticale e sensibilità alle vibrazioni e alla temperatura. Nei moderni impianti industriali, i manometri idrostatici sono stati in gran parte sostituiti da strumenti meccanici ed elettronici, ma nessun'altra tecnologia eguaglia la loro semplicità per lavori di precisione a bassa pressione.
Comprensione del riferimento di pressione: pressione relativa e pressione assoluta
Una volta stabilito il principio di misurazione, è ancora necessario scegliere il riferimento di pressione, il secondo significato comune di "due tipi di manometri". La pressione relativa si riferisce alla pressione atmosferica ambientale: il manometro legge zero quando è aperto all'atmosfera e il valore visualizzato è uguale alla pressione assoluta meno la pressione atmosferica.
Un manometro per pneumatici è l'esempio quotidiano. Quando si legge 0, il pneumatico contiene effettivamente un'atmosfera di pressione, quindi lo strumento visualizza una pressione superiore a quella atmosferica.
La pressione assoluta viene misurata rispetto a un vuoto perfetto ed è uguale alla pressione relativa più la pressione atmosferica. I manometri assoluti sono necessari quando il processo dipende dalla reale pressione termodinamica, come la distillazione sotto vuoto, la misurazione della pressione del vapore e le applicazioni sensibili all'altitudine.
Un terzo riferimento, la pressione differenziale, misura la differenza tra due punti di processo anziché tra il processo e un riferimento fisso.
La selezione del riferimento sbagliato produce letture fuorvianti e può creare rischi per la sicurezza. Se una nave è destinata a funzionare a una pressione assoluta specifica, un manometro calibrato sulla pressione relativa può sottostimare la pressione interna effettiva di circa un bar a livello del mare. Quando il segnale deve raggiungere un controller, an Trasduttore di pressione HVAC converte la lettura in un'uscita elettrica standard.
Come scegliere il tipo di manometro giusto per la tua applicazione
Scegliere tra meccanico e idrostatico - e poi tra Bourdon, diaframma e capsula - diventa semplice se si seguono cinque fasi decisionali.
- Determinare l'intervallo di pressione. Basse pressioni inferiori a circa un bar indicano modelli a capsula o diaframma. Le pressioni medie e alte indicano il design del tubo Bourdon.
- Analizzare i media. I fluidi corrosivi richiedono un manometro a membrana o parti a contatto con il fluido in acciaio inossidabile. I mezzi viscosi o carichi di particelle preferiscono un manometro a diaframma. I gas puliti a bassa pressione favoriscono un manometro a capsula.
- Valutare l'ambiente. Le vibrazioni sono una delle principali cause di guasto prematuro del misuratore. Nelle applicazioni ad alte vibrazioni come pompe e compressori, an manometro sismico riempito d'olio smorza le vibrazioni del puntatore e prolunga la durata.
- Definire il riferimento di pressione. Utilizzare la pressione relativa per la maggior parte dei processi dell'impianto, la pressione assoluta per le applicazioni legate al vuoto e la pressione differenziale per il monitoraggio del filtro o del flusso.
- Considerare l'installazione e il collegamento. Controllare le dimensioni del quadrante, il tipo di montaggio, la filettatura della connessione al processo e se è necessario un capillare per il montaggio remoto.
La tabella seguente riassume le scelte tipiche del settore per ciascuna famiglia di misuratori.
Scelte tipiche del settore basate sul principio di misurazione, sui fluidi e sulle condizioni operative. | Industria | Tipo di calibro tipico | Perché è selezionato |
| Petrolchimico | Tipi interamente in acciaio inossidabile, riempiti d'olio o a membrana | Mezzi corrosivi, alta pressione, vibrazioni |
| HVAC | Manometri capillari o trasduttori di pressione | Lettura remota e integrazione del sistema di controllo |
| Trattamento dell'acqua | Manometri con tenuta a membrana | Resistenza agli intasamenti e parti bagnate resistenti alla corrosione |
| Medico | Medico equipment pressure gauges | Servizio con aria pulita, a bassa pressione, ossigeno e vuoto |
| Marino e automobilistico | Manometri sismici, antifatica e olio | Resistenza alle vibrazioni, agli urti e alla fatica meccanica |
Nello specifico, per il servizio di trattamento dell'acqua, a manometro per trattamento acqua con separatore a membrana combina la sensibilità alla bassa pressione del principio del diaframma con la protezione di tenuta necessaria per le linee di acqua filtrata, dosaggio di prodotti chimici e fanghi.
Manometro per il trattamento dell'acqua all'ingrosso con guarnizione a membrana Produttori, fatto Come produttori di manometri per il trattamento dell'acqua con guarnizione a membrana in Cina e fabbrica di manometri per il trattamento dell'acqua con guarnizione a membrana,... Visualizza il prodotto → L'impatto dei due tipi di manometri sulle vostre operazioni
Questa classificazione è puramente accademica? No. Ha conseguenze dirette in termini di operatività, sicurezza e costo totale di proprietà.
Un misuratore che soddisfa il suo compito è prevedibile: l'indice rimane stabile, le letture rimangono ripetibili e lo strumento sopravvive alla vita utile prevista. Una mancata corrispondenza produce modalità di fallimento riconoscibili. L'installazione di un manometro a tubo Bourdon vuoto su una pompa alternativa provoca un puntatore rimbalzante e un'usura accelerata degli ingranaggi. Il posizionamento di un manometro standard in lega di rame su una linea chimica corrosiva provoca una rapida corrosione e, nel peggiore dei casi, un'improvvisa perdita di contenimento.
La conclusione pratica è definire il processo (intervallo di pressione, fluido, vibrazione, riferimento) prima di considerare il prezzo o la consegna. In caso di dubbi, discutere l'applicazione con il produttore; un produttore specializzato di calibri può mappare le condizioni del processo su una specifica famiglia di prodotti. Puoi rivedere il nostro gamma di prodotti relativi ai manometri per settore per vedere come ciascun tipo viene applicato nella pratica.
Conclusione
Due idee organizzative rimarranno con te. In base al principio di misura, i due tipi di manometri sono meccanici (a molla, a membrana e a capsula) e idrostatici (manometri a colonna di liquido). I calibri meccanici svolgono la stragrande maggioranza dei compiti industriali; i manometri idrostatici rimangono essenziali nella calibrazione e nei lavori di precisione a bassa pressione. In base al riferimento di pressione, gli strumenti sono classificati come tipi di pressione relativa, assoluta o differenziale e il riferimento deve corrispondere ai requisiti del processo.
Quando specifichi il tuo prossimo misuratore, inizia con il principio di misurazione, quindi conferma il riferimento, i materiali bagnati e le condizioni ambientali. Questa sequenza porta ad una scelta tecnicamente valida ed economicamente vantaggiosa. Per soluzioni specifiche del settore, sfoglia le nostre categorie di prodotti e abbina la famiglia di misuratori al tuo processo.
