مما يتكون أنبوب بوردون؟ أنبوب بوردون: بالتفصيل بلغة بسيطة

الجزء الرئيسي في أدوات قياس الضغط هو ما يسمى بنابض بوردون، وهو عبارة عن أنبوب مجوف مثني في قوس دائري مع مقطع عرضي بيضاوي أو أي مقطع عرضي ممدود آخر (الشكل 147).

يتم تقويم هذا الأنبوب إلى حد ما، ويتم نقل حركة نهاية الأنبوب من خلال آلية الضرب إلى إبرة قياس الضغط (الشكل 148).

وبناء على انحراف السهم، يتم الحكم على قيمة الضغط المقاس.

في أحد الكتب الخاصة بأدوات القياس، حدث أن رأينا الشرح التالي لمبدأ تشغيل أنبوب بوردون: "يعتمد عمل زنبرك بوردون على حقيقة أن الضغط داخل الأنبوب على السطح العلوي للأنبوب سيكون الربيع أكبر من الضغط على سطحه الداخلي. في الواقع، إذا كان الأنبوب يحتوي على مقطع عرضي مستطيل وإذا أشرنا إلى نصف القطر الخارجي والداخلي للأنبوب بـ R 1 و R 2، فإن الأسطح الخارجية (S 1) والداخلية (S 2) للأنبوب ستكون متساوية ، على التوالى
، حيث φ هي الزاوية المركزية للزنبرك، وهي الحجم في المستوى المتعامد مع مستوى الرسم، R 1 و R 2 هما نصف القطر.

تحت الضغط ص كجم/سم 2 الضغط الكلي على السطح الخارجي

وإلى الداخل ، وستكون القوة P 1 أكبر من القوة P 2 وستميل إلى تقويم الزنبرك"

فهل هذا التفسير صحيح؟

توضيح خطأ.وفق المنطق أعلاهأنبوب، بغض النظر عن شكل المقطع العرضي،تحت الضغط الداخلي يجب دائمًا تقليل انحناءه - تصويبه. خبرة،لكن، يظهرهذا الأنبوب مع دائريالمقطع العرضي لا يستجيب على الإطلاق للضغوط الداخلية ،وأنبوب ذو مقطع عرضي مع الترتيب العكسي للمحاور الكبرى والصغرى،تحت الضغط الداخلي لا يقلل بل يزيد من انحناءه.

ولم يأخذ صاحب الشرح أعلاه في الاعتبار أن، باستثناء القوى P 1 و P 2،تعمل على الأسطح س 1و س 2، هناك أيضا القوة المؤثرة على الجزء السفلي من الأنبوب.هذه القوة تعطي لحظة،بالضبط يساوي الفرق بين لحظات القوة P 1 و P 2، لذا عزم الانحناء في أي قسم من الأنبوب هو صفر. وفي هذه الحالة لا داعي لحساب حجم هذه القوى للتحقق مما قيل. سطح الأنبوب يمينمن قسم مأخوذ تعسفا أأ(الشكل 404) هو مغلقالسطح، والضغط سوف يعطي في هذا القسم فقط طبيعيقوة تساوي ناتج الضغط ومساحة المقطع العرضي "في المنطقة الواضحة".

في أيشكل الأنبوب لن تنتج قوى الضغط عزم الانحناء على الإطلاق. شرط ضروري لتشغيل الأنبوبيكون تشوه كفاف المقطع العرضي.مهما كان الشكل غير الدائري للمقطع العرضي للأنبوب، فإنه يكون تحت تأثير الضغط الداخلي الزائد ويميل محيط هذا القسم إلى أخذ شكل دائرة.في نفس الوقت محور ثانويأقسام سوف تزيد قليلاأ الكبيرة سوف تنخفضوسيأخذ الكفاف بأكمله نفس الشكل تقريبًا كما هو موضح بالخط المتقطع في الشكل. 404. في نفس الوقت كل ألياف طوليةأنبوب سوف تحصل على بعض الحركة في اتجاه موازي للمحور الأصغرأقسام. في الشكل. 404 هي خطوة ل ألياف مليونأشار بواسطة ث.

عندما الألياف مليونسوف تتحرك حسب المبلغ ث،سوف يذهب إلى القوس نصف قطر أكبروسوف تظهر تمتدالجهد االكهربى. في الألياف الكذب تحت المحور المحايد، سوف تظهر ضاغطةالجهد االكهربى. سيكون الأنبوب انتصب.

وفي ضوء ما قيل، يتضح السبب الأنبوب الدائري لا يستجيب للضغط الداخلي. في هذه الحالة يمتد محيط القسم فقط، وحجمها ثسوف لا يكاد يذكر. لذلك التغيير في انحناء الأنبوب الدائري صغير جدًاوفي الإعداد المعتاد للتجربة لم يتم الكشف عنها.

يستخدم مقياس ضغط أنبوب بوردون لقياس ضغط المقياس من 0.6 إلى 70 بار. إنه جهاز قياس الضغط الميكانيكي ويعمل بدون مصدر طاقة.

أنبوب بوردون هو أنبوب على شكل حلقة مع مقطع عرضي بيضاوي. يؤثر ضغط الوسط المقاس على السطح الداخلي للأنبوب ويسبب حركة الطرف السائب للأنبوب. هذه الحركة هي قياس للضغط ويتم عرضها من خلال آلية. هذه الحركة هي مقياس لكمية الضغط ويتم عرضها من خلال آلية.

أحد طرفي أنبوب بوردون على شكل حرف C مفتوح، والآخر يسمى الطرف مغلق. يتم توصيل الطرف المفتوح بوصلة بها فتحة مدخل داخل الأنبوب. يتم توصيل مصدر الضغط بأداة التوصيل، بحيث يتدفق الضغط من المصدر عبر المدخل إلى الأنبوب.

عند تطبيق الضغط، يبدأ أنبوب بوردون في التحرك. اعتمادًا على تصميم العنصر ونوع الضغط المطبق، يميل الأنبوب إما إلى الاستقامة أو الالتفاف. صحيح أن إزاحة الطرف عند تطبيق الضغط أمر ضئيل، وفي معظم الحالات لا يزيد عن سنتيمتر واحد. في هذه الحالة، يتناسب مقدار إزاحة الطرف مع مقدار الضغط المطبق. يقوم مقياس الضغط الذي يتصل به الطرف بتحويل هذه الحركة الصغيرة للطرف إلى حركة إبرة يمكن قراءتها.

بالإضافة إلى أنبوب بوردون على شكل C، هناك أنبوب بوردون حلزوني، هيكله الأساسي هو نفس أنبوب بوردون على شكل C، باستثناء أن الأنبوب في هذه الحالة له شكل حلزوني.

يتيح هذا اللف إمكانية تقويم الأنبوب إلى حد أكبر من الأنبوب على شكل C. في النهاية، تكون إزاحة طرف الأنبوب عند تطبيق الضغط أكبر من إزاحة الأنبوب C. نظرًا لأن بعض الأدوات تتطلب إزاحة أكبر من الأنبوب C، فإن هذه الزيادة باستخدام أنبوب حلزوني تعتبر ميزة.

عمل عملي

الغرض من العمل:دراسة أجهزة قياس ضغط الزنبرك من نوع OBM (الجهاز، مبدأ التشغيل، التشغيل).

مقياس ضغط الزنبرك من النوع OBM

مقياس الضغط (من الكلمة اليونانية مانوس - نادر وفضفاض وميترو - قياس) - جهاز لقياس الضغط الزائد (الضغط فوق الغلاف الجوي) للأبخرة أو الغازات أو السوائل الموجودة في مكان مغلق. أحد أنواع أجهزة قياس الضغط هو مقياس الفراغ - جهاز لقياس الضغط القريب من الصفر ومقياس ضغط الفراغ - جهاز لقياس الفراغ والضغط الزائد.

الأكثر شعبية بين المستهلكين هي مقاييس الضغط مع أنبوب بوردون أو مقاييس ضغط التشوه، التي اخترع تصميمها E. Bourdon في عام 1849.

أنبوب بوردون هو العنصر الهيكلي الرئيسي لمقياس الضغط، وهو العنصر الحساس له، وهو محول الضغط الأساسي.

يُصنع أنبوب بوردون عادةً من النحاس أو البرونز الفوسفوري، وله شكل نصف دائري للضغوط المنخفضة، وشكل ملفوف للضغوط المتوسطة والعالية. يتم توصيل أحد طرفي الأنبوب بتركيبة المدخل الخاصة بمقياس الضغط، وهو عنصر التوصيل بالوسط الذي يتم قياسه، ويتم إغلاق الطرف الآخر ويقع في ناتئ. باستخدام أنابيب ذات شكل أكثر تعقيدًا (حلزونية، حلزونية)، من الممكن الحصول على أجهزة ذات حساسية أكبر، ولكن بحد قياس أصغر.

مبدأ تشغيل أجهزة قياس ضغط التشوه.

تحت ضغط الوسط، يتحرك الطرف الكابولي لأنبوب بوردون - يحاول الأنبوب الاستقامة. ويتناسب حجم هذه الحركة مع حجم الضغط.

يقوم ذراع التروس البسيط بتشغيل المؤشر الذي يشير إلى قيمة الضغط على مقياس الأداة. معظم مقاييس الضغط من العلامات التجارية المحلية MP، MTP، DM TM، M 3/1، OBM، MTI، MPTI، MO، مقاييس الضغط الألمانية Wika 111.10، 111.12، 213.53، RCh، RСhg، RChgG وأجهزة قياس الضغط من الشركات المصنعة الأخرى لديها مثل هذا جهاز.

يظهر الشكل 1 منظرًا عامًا لمقياس ضغط الزنبرك من النوع OBM.

الشكل 1 - مقياس ضغط الزنبرك من النوع OBM

الشكل 2 - رسم تخطيطي لمقياس الضغط بأنبوب بوردون

1-أنبوب بوردون، آلية نقل ذات قضيبين، قطاع 3 أسنان، 4 مؤشرات، 5 تركيبات

تستخدم النوابض الأنبوبية كعناصر حساسة في أجهزة قياس الضغط. كما يتبين من الشكل. 3، أحد طرفي الزنبرك الأنبوبي 3 يدخل في التركيب 7 لتلقي الضغط المقاس. تحت تأثير الضغط، سيتم تشويه (ثني) الطرف الحر لأنبوب الضغط 5، ويتناسب مقدار التشوه المرن مع الضغط المقاس. ونتيجة لهذه العلاقة فإن إبرة القياس 1 نتيجة لحركة الوحدة الحركية (القبيلة 2 - القطاع 4 - السائق 6) تظهر القيمة الحقيقية للضغط المقاس نسبة إلى مقياس الجهاز.

الشكل 3 - رسم تخطيطي حركي لمقياس الضغط باستخدام أنبوب بوردون

1-سهم، 2-أنبوب، 3-زنبرك، 4-قطاع أسنان، 5-مستشعر ضغط (أنبوب ضغط)، 6-رصاص، 7 تركيبات

يتم إصلاح أجهزة قياس الضغط الزنبركية والتسجيلية من خلال خدمات الإصلاح التابعة لقسم المقاييس. للقيام بذلك، في منطقة خاصة، يجب أن تكون أماكن العمل مجهزة بنظارات احتياطية ذات نطاق قياسي يبلغ قطرها 60 و 100 و 160 و 250 ملم، ومقاييس قياسية، وساحبات خاصة لتفكيك إبر القياس من محاور الأجهزة؛ مشابك لتثبيت أجزاء أجهزة قياس الضغط، ومجموعة من السلالم لاستعادة الخيوط المسدودة للتجهيزات M 20X1.4، وأجهزة لرسم المقاييس، ومجموعات من الملقط ومكبرات الساعة، ومجموعات من مواقد الغاز الصغيرة لحام العناصر الحساسة (الينابيع).

تتمثل العمليات الأكثر كثافة في العمالة في استبدال العنصر الحساس (الأنبوب) لمقياس الضغط وضبط الرابط الحركي "القطاع - الأنبوب" (انظر الشكل 3).

يتم استبدال عنصر الاستشعار الخاص بالجهاز بعد استخدامه لقياس الضغط الذي يتجاوز الحد الأقصى. ونتيجة لذلك، يتمدد الأنبوب، مسببًا تشوهًا متبقيًا لا يمكن إصلاحه. لإصلاح مثل هذا الجهاز، يتم تفكيكه بالكامل، المناسب 7 تأمينه في الرذيلة وتفكيك الأنبوب باستخدام شعلة الغاز 5 من المجلس. بعد ذوبان اللحام، تتم إزالة الأنبوب المعيب باستخدام الزردية، وفي مكانه، بعد تنظيف السطح، يتم تثبيت زنبرك قياس مماثل (عند حد قياس الضغط المحدد). تتم معالجة منطقة اللحام بمذيب - الصنوبري مع الأسيتون (الكحول) أو حمض الهيدروكلوريك.

أنبوب بوردون هو عنصر مرن في الأجهزة يسمح بمراقبة الضغوط على جميع المستويات المستخدمة في الصناعة. فهو يستشعر التغيرات في الضغط ويحول هذه التغييرات إلى حركة ميكانيكية. عادةً ما يتم توصيل أنبوب بوردون بمقياس الضغط، والذي يعرض التغير في الضغط على مقياس متدرج.

أنبوب بوردون ليس جهاز قياس مستقل، بل هو عنصر مساعد يتم تركيبه في جهاز القياس. يسمح لك بإنشاء فرق الضغط اللازم لقياس معدل تدفق السائل أو الغاز أو البخار. تعد مقاييس ضغط أنبوب بوردون من أدوات القياس الأكثر شيوعًا نظرًا لتكلفتها المنخفضة وتعدد استخداماتها وموثوقيتها العالية.

مصنوعة من مجموعة متنوعة من المعادن، بما في ذلك البرونز والنحاس والفولاذ المقاوم للصدأ. يتم تحديد اختيار المادة حسب بيئة التطبيق ومستوى الضغط المُقاس: كلما زاد الضغط، أصبحت المادة أقوى.

مبدأ عمل أنبوب بوردون

أنواع أنابيب بوردون

يوجد أيضًا أنبوب بوردون اللولبي، تصميمه مشابه جدًا لتصميم الأنابيب الحلزونية على شكل حرف C. أحد الاختلافات الرئيسية هو: في الأنبوب الحلزوني، يتم لف اللفات بطريقة حلزونية قريبة من بعضها البعض. وهذا يجعل تصميم الأنبوب أكثر إحكاما من غيره ويمكن استخدامه في الأماكن الضيقة. تمامًا مثل الحلزون، يتمتع الأنبوب الحلزوني بإزاحة طرفية أكبر مقارنة بالأنبوب C.

مقياس الضغط(من الكلمة اليونانية مانوس - نادر وفضفاض وميترو - قياس) - جهاز لقياس الضغط الزائد (الضغط فوق الغلاف الجوي) للأبخرة أو الغازات أو السوائل الموجودة في مكان ضيق. وهناك نوع من قياس الضغط مقياس الفراغ– جهاز لقياس الضغط القريب من الصفر و مقياس الضغط والفراغجهاز لقياس الفراغ والضغط الزائد.

الأكثر شعبية بين المستهلكين أجهزة قياس الضغط في أنبوب بوردونأو مقاييس ضغط التشوه التي اخترع تصميمها إي. بوردون في عام 1849.
أنبوب بوردون - العنصر الهيكلي الرئيسي لمقياس الضغط، وهو عنصره الحساس، وهو محول الضغط الأساسي.
أنبوب بوردونعادة ما تكون مصنوعة من النحاس أو البرونز الفوسفوري، ولها شكل نصف دائري للضغوط المنخفضة، وشكل ملفوف للضغوط المتوسطة والعالية. يتم توصيل أحد طرفي الأنبوب بتركيبة المدخل الخاصة بمقياس الضغط، وهو عنصر التوصيل بالوسط الذي يتم قياسه، ويتم إغلاق الطرف الآخر ويقع في ناتئ. باستخدام أنابيب ذات شكل أكثر تعقيدًا (حلزونية، حلزونية)، من الممكن الحصول على أجهزة ذات حساسية أكبر، ولكن بحد قياس أصغر.

مبدأ تشغيل أجهزة قياس ضغط التشوه.

تحت ضغط الوسط، يتحرك الطرف الكابولي لأنبوب بوردون - يحاول الأنبوب الاستقامة. ويتناسب حجم هذه الحركة مع حجم الضغط.
يقوم ذراع التروس البسيط بتشغيل المؤشر الذي يشير إلى قيمة الضغط على مقياس الأداة. معظم مقاييس الضغط من العلامات التجارية المحلية MP، MTP، DM TM، M 3/1، OBM، MTI، MPTI، MO، مقاييس الضغط الألمانية Wika 111.10، 111.12، 213.53، RCh، RСhg، RChgG وأجهزة قياس الضغط من الشركات المصنعة الأخرى لديها مثل هذا جهاز.

رسم تخطيطي لمقياس الضغط مع أنبوب بوردون

1-أنبوب بوردون، آلية نقل ذات قضيبين، قطاع 3 أسنان، 4 مؤشرات، 5 تركيبات

بالإضافة إلى مقاييس ضغط المؤشر، يتم استخدام مقاييس الضغط غير المتدرجة (التي لها تصميم جهاز مماثل) DER مع إشارات خرج كهربائية موحدة على نطاق واسع، وتستخدم في أنظمة التحكم والتنظيم التلقائي والتحكم في العمليات التكنولوجية المختلفة.
العيب الكبير لمقاييس ضغط التشوه هو التباطؤ.
جوهر الظاهرة: العنصر المشوه في أنبوب بوردون، المعرض لضغط عالٍ، سيعطي قراءات مضخمة قليلاً في القياسات اللاحقة. الأمر نفسه ينطبق على مقياس الفراغ، الذي، بعد الضخ إلى فراغ عميق، على العكس من ذلك، سوف يقلل من القراءات. وبالنظر إلى أن نظام مضخة التفريغ يعمل في نطاق ضغط من الغلاف الجوي إلى 0.133 باسكال (10 فولت -3 مم زئبق)، فإن مثل هذه الاختلافات ستؤثر سلبًا على دقة مقياس الضغط.

لمنع تلف أجهزة قياس الضغط بسبب انخفاض الضغط الكبير في أنظمة القياس، يتم توفير صنبور أو صمام يقوم بإيقاف تشغيل الجهاز بين القياسات.