Inżynier procesu podchodzi do nowo dostarczonego zestawu pomp, spogląda na przyrządy ciśnieniowe i już wie, co znajduje się w każdej okrągłej obudowie. W większości używanych obecnie urządzeń przemysłowych te małe wskaźniki działają na tej samej zasadzie. Inżynierom i zespołom fabrycznym pozyskującym przyrządy zawsze pojawia się to samo pytanie: jaki jest najpopularniejszy manometr? Krótka odpowiedź to manometr z rurką Bourdona. W tym artykule wyjaśniono, dlaczego ten projekt stał się standardem w różnych branżach, jak to działa, jakie istnieją alternatywy i jak wybrać odpowiedni miernik do konkretnego zastosowania.
Najpopularniejszym manometrem jest rurka Bourdona
Manometr z rurką Bourdona, nazwany na cześć francuskiego inżyniera Eugène’a Bourdona, który opatentował tę konstrukcję w 1849 roku, jest najczęściej używanym przyrządem do pomiaru ciśnienia na świecie. Występuje w fabrykach, sprężarkowniach, rafineriach, stacjach uzdatniania wody, układach hydraulicznych i tysiącach innych instalacji. Słowo „manometr” w tej dyskusji odnosi się do samego przyrządu i w tej kategorii przyrządów najczęściej spotyka się typ z rurką Bourdona.
Ponad 150 lat po wynalezieniu podstawowa konstrukcja nie uległa zmianie. Jest w pełni mechaniczny, nie wymaga zasilania, toleruje trudne warunki i zapewnia stabilny odczyt lokalny. Kiedy ktoś mówi „standardowy manometr”, w większości przypadków opisuje manometr z rurką Bourdona.
Dlaczego miernik z rurką Bourdona stał się standardem branżowym
Żadna pojedyncza cecha nie wyjaśnia dominacji tego typu miernika. Jest to połączenie kilku zalet technicznych, które trudno przebić w pakiecie.
- Proste i niezawodne. Zakrzywiona rurka, ogniwo, sektor przekładni i wskazówka. Niewiele jest części, które mogą się zużyć lub zepsuć.
- Bardzo szeroki zakres ciśnień. Przyrządy z rurką Bourdona pokrywają ciśnienie od około 0,6 bara do kilku tysięcy barów, co odpowiada zdecydowanej większości procesów przemysłowych.
- Nie wymaga zasilania. W przeciwieństwie do czujników i przetworników, manometr mechaniczny nadal pokazuje ciśnienie w przypadku awarii zasilania.
- Odpowiednia dokładność. Klasy standardowe 1.6 lub 1.0 obejmują większość zadań związanych z monitorowaniem, alarmami i bezpieczeństwem.
- Niski koszt produkcji. Dojrzała produkcja masowa utrzymuje cenę zakupu znacznie poniżej elektronicznych alternatyw.
- Szybka wymiana. Standardowe rozmiary tarcz, rodzaje gwintów i formy montażu oznaczają, że zapasowy miernik można zainstalować w ciągu kilku minut.
Dzięki temu zestawowi cech rurka Bourdona pojawia się stale w przemyśle. Jeśli porównujesz to z elementami membranowymi, nasz przewodnik techniczny nt Dobór manometru z rurką Bourdona i membraną może pomóc w zrozumieniu punktów przecięcia.
Jak działa miernik z rurką Bourdona
Elementem czujnikowym jest zakrzywiona lub zwinięta rurka o owalnym przekroju. Kiedy ciśnienie dostaje się do rury, przekrój staje się bardziej zaokrąglony, a wolny koniec rury lekko się prostuje. Ogniwo i sektor przekładni wzmacniają ten niewielki ruch i obracają wskazówkę na skalibrowanej skali.
- Płyn lub gaz pod ciśnieniem dostaje się do otwartego końca rurki Bourdona.
- Odkształcenie rury rośnie wraz ze wzrostem ciśnienia.
- Łącznik przenosi ruch do sektora przekładni.
- Wskazówka przesuwa się po tarczy, pokazując zmierzoną wartość.
- Kiedy ciśnienie spada, elastyczna rurka przywraca wskazówkę w stronę zera.
Ponieważ element elastyczny wykonuje pracę, jakość materiału i obróbka cieplna kontrolują powtarzalność. Mosiądz i brąz fosforowy są powszechne w powietrzu, wodzie i oleju. W przypadku mediów korozyjnych stosuje się rurę ze stali nierdzewnej 316 i mufę spawaną. Gdy pompy lub sprężarki wytwarzają wibracje, obudowę wypełnia się gliceryną lub olejem silikonowym, aby wytłumić drgania wskazówki i chronić mechanizm.
Typowe odmiany rurki Bourdona
Nie każdy miernik z rurką Bourdona ma ten sam kształt. Producenci produkują rurki o różnych geometriach, aby sprostać różnym poziomom ciśnienia i wymaganiom dotyczącym czułości.
- Rura w kształcie litery C: Najbardziej rozpowszechniona odmiana. Jest kompaktowy, prosty w produkcji i odpowiedni dla ciśnień od kilku barów do około 1000 barów.
- Rura spiralna: Rura jest nawinięta na kilka zwojów, co zwiększa efektywny ruch kątowy. Lampy spiralne zapewniają lepszą czułość w niższych zakresach.
- Rura spiralna: Długa spiralna cewka powoduje duże ugięcie i jest często wybierana do instrumentów rejestrujących i systemów wysokociśnieniowych.
Oprócz kształtu tuby liczy się styl obudowy. Typowe rozmiary tarcz do zastosowań przemysłowych to 63 mm, 100 mm i 160 mm. Połączenie promieniowe (mocowanie dolne) jest typowe dla bezpośredniego montażu na rurze lub przewodzie; połączenie osiowe (montaż tylny) stosowane jest w panelach i tablicach sterowniczych. Do standardowych przyrządów przemysłowych o średnicy 60 mm seria Y oferuje niezawodną i ekonomiczną opcję z rurką Bourdona.
Manometr z rurką Bourdona serii Y60 do zastosowań przemysłowych Niezawodny manometr promieniowy lub osiowy o średnicy 60 mm, przeznaczony do bezpośredniego montażu na rurze lub panelu. Trwała konstrukcja umożliwia dokładne monitorowanie gazów i cieczy w układach pneumatycznych. Zobacz produkt → Inne typy manometrów powszechnie spotykanych w terenie
Manometr z rurką Bourdona jest najpopularniejszym typem, ale nie jedynym. Inne konstrukcje mechaniczne rozwiązują szczególne problemy w procesach niskociśnieniowych, korozyjnych lub higienicznych. Znajomość ich zapobiega kosztownemu niedopasowaniu miernika do zastosowania.
Typowy zakres i preferowane zastosowanie każdego popularnego typu manometru. | Typ miernika | Element czujnikowy | Typowy zakres ciśnienia | Najlepiej nadaje się do |
| Rurka Bourdona | Zakrzywiona metalowa rurka | 0,6 do 1000 barów | Ogólne usługi przemysłowe, hydrauliczne, pneumatyczne, parowe |
| Membrana | Membrana z blachy falistej | 16 mbarów do 40 barów | Media korozyjne, lepkie ciecze, szlamy, procesy higieniczne |
| Kapsuła | Dwie spawane membrany | 2,5 do 600 mbarów | Bardzo niskie ciśnienie gazu, pomiar ciągu, monitorowanie przepływu powietrza |
| Mieszki | Metalowy element mieszkowy | 0,6 do 10 barów | Gaz i para niskociśnieniowa, wskazanie poziomu |
| Cyfrowa elektronika | Czujnik ciśnienia i wyświetlacz | Zależy od zasięgu czujnika | Wysoka dokładność odczytu, zdalne dane, zadania kalibracyjne |
Poniższy wykres ilustruje typowy zakres ciśnień głównych typów mechanicznych. Rurka Bourdona obejmuje najszerszą część spektrum zastosowań przemysłowych, co jest kolejnym powodem jej dominującej pozycji.
Typowy zakres ciśnienia według typu manometru (ilustracyjny)
Rurka Bourdona
0,6 – 1000 barów Membrana
16 mbarów – 40 barów Manometry membranowe zasługują na szczególną uwagę, ponieważ rozwiązują kilka problemów, których nie jest w stanie rozwiązać rurka Bourdona. Gdy medium procesowe jest korozyjne, zawiera cząstki stałe lub może krystalizować, element membranowy chroni system pomiarowy. Ten typ jest szeroko rozpowszechniony w przetwórstwie żywności, produkcji farmaceutycznej i liniach uzdatniania wody, gdzie priorytetami są czystość i izolacja.
Który manometr jest najbardziej powszechny w każdej branży
Chociaż rurka Bourdona jest ogólnie zwycięzcą, równowaga zmienia się, gdy wchodzisz do określonego sektora. Najpopularniejszym manometrem w jednej branży jest zwykle specjalistyczna odmiana wybrana do warunków lokalnych.
Produkcja ogólna, hydraulika i pneumatyka
Standardowy miernik z rurką Bourdona ze stopu miedzi pojawia się na pompach, sprężarkach, obrabiarkach i stanowiskach testowych. Typowym rozwiązaniem jest tarcza o średnicy 63 mm lub 100 mm z przyłączem 1/4" BSP lub NPT, dobrana tak, aby normalne ciśnienie robocze utrzymywało się w przedziale od 25% do 75% skali.
Przetwórstwo petrochemiczne i chemiczne
Powszechnym wyborem są manometry Bourdona i manometry membranowe wykonane w całości ze stali nierdzewnej. Części zwilżane są odporne na kwas solny, siarkowodór i inne agresywne chemikalia. Membrana uszczelniająca z PP lub PTFE zapobiega krystalizacji i zatykaniu w mediach polimeryzujących.
HVAC i chłodnictwo
Manometry chłodnicze z rurką kapilarną umożliwiają zdalny montaż na panelu, gdy element pomiarowy znajduje się na przewodzie czynnika chłodniczego. W zestawach serwisowych najpopularniejszym instrumentem jest: miernik dwuskalowy który pokazuje zarówno ciśnienie, jak i temperaturę nasycenia czynników chłodniczych, takich jak R134a, R22 lub R410A.
Uzdatnianie i filtracja wody
Membrana-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.
Sprzęt medyczny
Małe precyzyjne mierniki są stosowane w aparatach anestezjologicznych, respiratorach, regulatorach tlenu i systemach próżniowych. Dokładność i płynność reakcji są ważniejsze niż szeroki zakres, a zwilżane materiały muszą być kompatybilne z gazami medycznymi.
Logika wyboru zaczyna się od tych samych trzech pytań w każdej branży: jakie jest medium procesowe, jakie jest ciśnienie robocze i jakie jest środowisko instalacji. Jako producent budujemy mierniki obejmujące wszystkie te kategorie, a nasi inżynierowie mogą polecić konkretny model, gdy zastosowanie wykracza poza standardowy zakres.
Manometr z membraną petrochemiczną, wykonany w całości ze stali nierdzewnej Zbudowany z materiałów odpornych na korozję i uszczelniony membraną, miernik ten radzi sobie z agresywnymi mediami, wysokimi temperaturami, wibracjami i ryzykiem zatkania, dzięki czemu idealnie nadaje się do wymagających procesów petrochemicznych. Zobacz produkt → 
Manometr HVAC bez kapilary Eliminuje połączenia kapilarne, aby uprościć instalację, ograniczyć konserwację i poprawić odporność na wibracje. Niezawodny wybór dla systemów HVAC, gdzie liczy się długoterminowa stabilność i niższe koszty. Zobacz produkt → Praktyczna lista kontrolna dotycząca wyboru manometru
Wybór manometru staje się prosty, gdy wymagania są spisane w ustalonej kolejności. Większość awarii w terenie ma swój początek w jednym pominiętym kroku, a nie w tajemniczej wadzie produktu.
- Zidentyfikuj medium procesowe. Określ, które części miernika będą miały kontakt z medium, a następnie wybierz odpowiednio zwilżany materiał (mosiądz, brąz, stal nierdzewna 316, PP, PTFE).
- Określ maksymalne ciśnienie robocze. Wybierz pełny zakres, który jest 1,5 do 2 razy większy od normalnego ciśnienia roboczego, aby element elastyczny działał w bezpiecznym, powtarzalnym obszarze.
- Podaj wymagania dotyczące dokładności. W przypadku monitorowania powszechnie stosowana jest klasa 2.5 lub 1.6; do testów i kalibracji używana jest klasa 1.0; Wersja 0,25 lub lepsza to domena instrumentów cyfrowych.
- Sprawdź średnią temperaturę. Jeśli temperatura procesu przekracza około 80°C, należy użyć syfonu, elementu chłodzącego lub separatora membranowego, aby utrzymać manometr w zakresie dopuszczalnej temperatury.
- Oceń wibracje i pulsację. W przypadku tłoczenia pompy lub obsługi sprężarki wybierz manometr wypełniony cieczą lub dodaj tłumik ciśnienia, aby zabezpieczyć ruch.
- Potwierdź połączenie procesowe. Typowe gwinty to 1/4" NPT, 1/2" NPT, G1/4, G1/2 i M20×1,5. Typ i rozmiar gwintu muszą dokładnie odpowiadać portowi procesowemu.
- Naprawić układ montażowy. Złącze promieniowe do bezpośredniego montażu na rurze, połączenie osiowe do montażu panelowego oraz montaż kołnierzowy lub wspornikowy, gdzie manometr musi być osadzony równo z panelem.
- Wybierz rozmiar tarczy. Obudowa o średnicy 63 mm pasuje do sprzętu przenośnego lub OEM; Koperty 100 mm i 160 mm poprawiają czytelność i umożliwiają dokładniejsze podziały skali.
Najczęstsze błędy przy zakupie manometrów
Pełny zakres zbyt blisko ciśnienia roboczego
Gdy normalne ciśnienie robocze przekracza 75% skali, element elastyczny podlega ciągłym naprężeniom i szybciej traci dokładność. Pozostaw zapas powyżej maksymalnej oczekiwanej wartości.
Niewłaściwy materiał dla nośnika
Mosiądz i stopy miedzi nadają się do kontaktu z powietrzem, olejem i czystą wodą, ale szybko ulegają uszkodzeniu pod wpływem kwasów, wody morskiej i amoniaku. Przed montażem sprawdź tabelę kompatybilności zwilżanych części.
Manometr Bourdona stosowany w przewodzie gazowym niskiego ciśnienia
Poniżej około 0,6 bara rurka Bourdona reaguje słabo, a wskazówka jest trudna do dokładnego odczytania. W przypadku gazu pod niskim ciśnieniem lepiej sprawdzi się manometr kapsułkowy lub membranowy.
Suchomierz zainstalowany na linii wibracyjnej
Na przewodach tłocznych pomp i sprężarek suchomanometr może ulec awarii w ciągu kilku tygodni z powodu drgań wskazówki. Wypełniona cieczą obudowa lub tłumik na złączu zabezpiecza ruch przekładni.
Podstawy kalibracji i konserwacji
Nawet solidny manometr mechaniczny wymaga uwagi podczas obsługi. Zwykle zaleca się sprawdzanie kalibracji co 6 do 12 miesięcy, w zależności od obciążenia i tego, jak ważny jest odczyt dla bezpieczeństwa instalacji. Wskaźnik, który nie wraca do zera, ma wygiętą wskazówkę, porysowaną tarczę lub pękniętą soczewkę, należy natychmiast wycofać z użytku.
Podczas kalibracji standardowo wykorzystuje się tester ciężaru własnego lub kalibrowany miernik referencyjny. Ciśnienie przykładane jest w pięciu równomiernie rozmieszczonych krokach do pełnej skali, a następnie z powrotem w dół. Różnica między odczytem a wartością odniesienia jest porównywana z dopuszczalnym limitem klasy dokładności. Jeśli błąd wykracza poza limit, manometr należy wyregulować lub wymienić.
Często zadawane pytania
Czy manometr z rurką Bourdona jest najdokładniejszym typem manometru?
Nie. Cyfrowe manometry mogą osiągnąć 0,25% pełnej skali lub więcej. Jednakże dokładność manometru z rurką Bourdona, zwykle klasy 1,0 do 2,5, jest wystarczająca dla większości przemysłowych funkcji monitorowania i bezpieczeństwa, a niższy koszt i wyższa niezawodność wyjaśniają, dlaczego pozostaje on najczęstszym wyborem.
Kiedy powinienem wybrać manometr membranowy zamiast manometru z rurką Bourdona?
Wybierz manometr membranowy, gdy medium jest żrące, lepkie, zawiera ciała stałe lub ma ciśnienie poniżej około 0,6 bara. Element membranowy zapobiega również przedostawaniu się płynu procesowego do ruchu, co poprawia żywotność w zanieczyszczonych mediach.
Czy powinienem używać manometru suchego czy wypełnionego cieczą?
Wskaźniki wypełnione cieczą wykorzystują glicerynę lub olej silikonowy do tłumienia wibracji i pulsacji. W przypadku pomp, sprężarek i pojazdów manometr wypełniony cieczą zapewnia dłuższą żywotność. W przypadku stabilnych, czystych procesów suchomierz jest lżejszy i nieco łatwiejszy do odczytania z dużej odległości.
Co oznacza klasa dokładności 1,6 na tarczy miernika?
Oznacza to, że maksymalny błąd w dowolnym punkcie skali mieści się w granicach plus minus 1,6% wartości pełnej skali. W przypadku manometru o zakresie od 0 do 10 barów wyświetlana wartość może różnić się od ciśnienia rzeczywistego maksymalnie o 0,16 bara.
Jak długo może wytrzymać manometr z rurką Bourdona?
W czystym, stabilnym zastosowaniu, bez występowania nadciśnienia, wysokiej jakości manometr z rurką Bourdona zwykle wytrzymuje kilka lat do ponad dziesięciu lat. Czynnikami ograniczającymi są temperatura, wibracje, korozja i cykle ciśnienia, a nie sam czas.
Kiedy inżynierowie pytają, jaki jest najpopularniejszy manometr, odpowiedź nie zmienia się od ponad wieku. Manometr z rurką Bourdona jest instrumentem standardowym, ponieważ oferuje użyteczną kombinację zasięgu, dokładności, kosztu i trwałości. W nietypowych warunkach membrana, kapsuła, mieszek i manometry cyfrowe omówione w tym przewodniku uzupełniają obraz pomiaru ciśnienia.
Produkujemy manometry z rurką Bourdona i modele specjalistyczne do zastosowań w HVAC, petrochemii, uzdatnianiu wody, medycynie i ogólnym zastosowaniu przemysłowym. Jeśli nie masz pewności, jaki typ będzie odpowiedni dla Twojego procesu, prześlij nam medium, zakres ciśnień i szczegóły instalacji, a nasz zespół inżynierów poleci odpowiedni model.
