الخميس، 20 مارس، 2014

بحث في ميكانيكا الموائع اجهزه قياس الضغط بالفرنسية

بحث في ميكانيك الموائع اجهزه قياس الضغط
instrumentsDe nombreux instruments ont été inventés pour mesurer la pression , avec des avantages et des inconvénients différents . Plage de pression , sensibilité , dynamique et rentable tout varient de plusieurs ordres de grandeur de l'une conception de l'instrument à l'autre. Le type le plus ancien est la colonne de liquide ( un tube vertical rempli de mercure ) de manomètre inventé par Evangelista Torricelli en 1643 . Le tube en U a été inventé par Christian Huygens en 1661 .hydrostatiqueJauges hydrostatiques ( tels que le manomètre à colonne de mercure) comparent la pression hydrostatique de la force par unité de surface à la base d'une colonne de fluide . Mesures de l'écartement hydrostatiques sont indépendantes de la nature du gaz à mesurer, et peuvent être conçus pour avoir une calibration très linéaire . Ils ont réponse dynamique pauvres.
 
pistonDes jauges de type à piston contrebalancer la pression d'un fluide avec un ressort ( par exemple des jauges de pression des pneumatiques de relativement faible précision ) ou un poids de solide , dans ce cas, il est connu en tant que balance manométrique , et peut être utilisée pour l'étalonnage des autres jauges .colonne de liquideLa différence de hauteur de fluide dans un manomètre à colonne de liquide est proportionnelle à la différence de pression .Jauges à colonne de liquide sont constitués d' une colonne verticale de liquide dans un tube dont les extrémités sont exposées à des pressions différentes. La colonne augmentera ou diminuera jusqu'à ce que son poids soit en équilibre avec la différence de pression entre les deux extrémités du tube . Une version simple est un tube en forme de U à moitié plein de liquide , dont un côté est relié à la région d'intérêt alors que la pression de référence (qui peut être la pression atmosphérique ou sous vide ) est appliquée à l'autre . La différence de niveau de liquide représente la pression appliquée. La pression exercée par une colonne de liquide de hauteur h et de la densité ρ est donné par l'équation de la pression hydrostatique , P = hgρ . Par conséquent, la différence de pression entre la pression appliquée Pa et la pression P0 de référence à un manomètre à tube en U peut être trouvée en résolvant Pa - P0 = hgρ . En d'autres termes , la pression sur l'une des extrémités du liquide (en bleu dans la figure de droite ) doit être en équilibre (étant donné que le liquide est statique ) et ainsi Pa = P0 + hgρ . Si le fluide étant mesuré est sensiblement dense , corrections hydrostatiques peuvent doivent être pris pour que la hauteur entre la surface mobile du manomètre fluide de travail et le lieu où l'on souhaite sauf lorsque l'on mesure la pression différentielle d'un fluide ( par exemple à travers une mesure de pression plaque d'orifice ou du venturi ) , auquel cas la densité ρ doit être corrigée par soustraction de la densité du fluide qui est mesuré [2].Bien que tout fluide peut être utilisé , le mercure est préféré pour sa haute densité ( g/cm3 13,534 ) et la pression de vapeur faible . Pour de faibles différences de pression bien supérieure à la pression de vapeur d'eau , l'eau est couramment utilisé ( et « pouces d'eau " est une unité commune de pression ) . Manomètres à colonne de liquide sont indépendants de la nature du gaz à mesurer et un calibrage hautement linéaire . Ils ont réponse dynamique pauvres. Lors de la mesure vide , le liquide de travail peut s'évaporer et contaminer le vide si sa pression de vapeur est trop élevée . Lorsque l'on mesure la pression du liquide , une boucle remplie d'un gaz ou d' un fluide de la lumière peut isoler les liquides pour les empêcher de se mélanger , mais cela peut ne pas être nécessaire , par exemple quand on utilise le mercure comme fluide de manomètre pour mesurer la pression différentielle d'un fluide tel que l'eau . Jauges hydrostatiques simples peuvent mesurer des pressions allant de quelques Torr (quelques 100 Pa ) à quelques atmosphères . ( Environ 1000000 Pa)Un seul membre à colonne de liquide a une plus grande manomètre réservoir au lieu d' un côté du tube en U et a une échelle à côté de la colonne plus étroite. La colonne peut être enclin à amplifier encore le mouvement de liquide . Basé sur l'utilisation et la structure suivante type de manomètres sont utilisés [ 3 ]Une . manomètre simple2 . micro manomètre3 . manomètre différentiel4 . Manomètre différentiel inversé

 
Une jauge McLeod , vidé de mercurejauge McLeodUne jauge McLeod isole un échantillon de gaz et le comprime dans un manomètre à mercure modifié jusqu'à ce que la pression est de quelques mmHg. Le gaz doit être bien comporté lors de sa compression ( il ne doit pas se condenser , par exemple ) . La technique est lente et inadaptée à la surveillance continue , mais est capable de bonne précision .Portée utile : 10-4 torr ci-dessus [ 4 ] (environ 10-2 Pa ) aussi haut que 10-6 Torr ( 0,1 MPa) ,0,1 mPa est la plus faible mesure directe de la pression qui est possible avec la technologie actuelle . D'autres jauges à vide peuvent mesurer des pressions inférieures , mais seulement indirectement par la mesure d'autres propriétés de pression contrôlée . Ces mesures indirectes doivent être calibrés en unités SI via une mesure directe , le plus souvent une jauge McLeod . [ 5 ]anéroïdeAnéroïde jauges sont basées sur un élément de détection de pression métallique qui fléchit élastiquement sous l' effet d'une différence de pression à travers l'élément . " Anéroïde " signifie " sans fluide », et le terme initialement distingue ces jauges de jauges hydrostatiques décrits ci-dessus . Toutefois, les jauges anéroïde peuvent être utilisés pour mesurer la pression d'un liquide , ainsi qu'un gaz , et ils ne sont pas le seul type de jauge qui peut fonctionner sans fluide . Pour cette raison , ils sont souvent appelés jauges mécaniques dans la langue moderne . Jauges anéroïde ne dépendent pas de la nature du gaz à mesurer , à la différence des jauges thermiques et d'ionisation , et sont moins susceptibles de contaminer le système de jauges hydrostatiques. L'élément de détection de pression peut être un tube de Bourdon , un diaphragme , une capsule , ou un ensemble de soufflet , ce qui va changer de forme en réponse à la pression de la région en question . La déviation de l'élément de détection de pression peut être lue par une tringlerie reliée à une aiguille , ou elle peut être lue par un transducteur secondaire . Les transducteurs secondaires les plus communs dans des jauges à vide modernes mesurer une variation de capacité due à la déformation mécanique . Jauges qui s'appuient sur un changement de capacités sont souvent désignés comme des jauges Baratron .Bourdon

 
Membrane de type manomètreLe manomètre Bourdon utilise le principe selon lequel un tube aplati tend à changer pour une section plus circulaire lorsqu'il est sous pression . Bien que cette modification de la section transversale peut être à peine perceptible , et donc impliquant des contraintes modérées dans le domaine élastique des matériaux facilement réalisables , la déformation du matériau du tube est agrandie par formage du tube en forme de C ou même une hélice , par exemple que tout le tube a tendance à se redresser ou dérouler , de manière élastique , comme il est sous pression. Eugene Bourdon breveté sa jauge en France en 1849 , et il a été largement adopté en raison de sa sensibilité supérieure , la linéarité et la précision ; Edward Ashcroft a acheté les droits de brevet américains de Bourdon en 1852 et est devenu un important fabricant de jauges . Aussi en 1849 , Bernard Schaeffer à Magdebourg , Allemagne breveté un diaphragme succès ( voir ci-dessous ) de la jauge de pression , qui , conjointement avec la jauge Bourdon , a révolutionné la mesure de la pression dans l'industrie . [ 6 ] Mais en 1875 , après les brevets de Bourdon expiré , sa société Schaeffer et Budenberg également fabriqué des jauges de tube de Bourdon .Dans la pratique , une paroi mince tube fermé extrémité aplatie est connecté à l'extrémité creuse à un tuyau fixe contenant la pression du fluide à mesurer. Lorsque la pression augmente , les fermés extrémité se déplace en arc de cercle , et ce mouvement est transformé en rotation d'un ( segment de ) l'engin par une liaison de raccordement est généralement réglable . Un pignon de petit diamètre est présent dans l' arbre porte-aiguille , de sorte que le mouvement est amplifié en outre par le rapport d'engrenage . Le positionnement de la carte d' indicateur derrière l'aiguille , de la position initiale de l' arbre d'aiguille , la longueur de la liaison et de la position initiale , tout fournir un moyen pour calibrer le pointeur pour indiquer la plage désirée de pression pour les variations dans le comportement du tube de Bourdon lui-même. La pression différentielle peut être mesurée par des jauges contenant deux tubes de Bourdon différentes, avec des liaisons de raccordement.Les tubes de Bourdon mesurent pression relative, par rapport à la pression atmosphérique ambiante , par opposition à la pression absolue , le vide est détecté en tant que mouvement en sens inverse . Certains baromètres anéroïdes utilisent des tubes Bourdon fermés aux deux extrémités ( mais la plupart des diaphragmes ou des capsules utilisation , voir ci-dessous ) . Lorsque la pression mesurée est pulsée rapidement , par exemple lorsque la jauge est proche d'une pompe à reprocating , une restriction à l' orifice dans le tuyau de raccordement est fréquemment utilisé pour éviter une usure inutile de l'engrenage et de fournir une lecture moyenne ; lorsque l'ensemble de jauge est soumise à mécanique vibration , le cas entier, y compris le curseur et la carte de l'indicateur peut être rempli d' une huile ou de la glycérine . En tapant sur la face de la jauge n'est pas recommandé car il aura tendance à falsifier leurs relevés réels initialement présentés par le tube gauge.The Boudon est séparée de la face de la jauge , ce qui a l'effet de ne sur la lecture réelle de la pression . Jauges modernes typiques de haute qualité offrent une précision de ± 2 % de la plage , et une jauge spéciale de haute précision peuvent être aussi précis que 0,1 % de la pleine échelle . [ 7 ]Dans les illustrations suivantes le visage de couverture transparente de la pression de combinaison photo et jauge à vide a été supprimé et le mécanisme dessaisi de l'affaire . Cette jauge est particulièrement vide et manomètre de combinaison utilisée pour le diagnostic automobile :

 
Côté de l'indicateur avec la carte et d'une ligne

 
Côté mécanique avec tube de Bourdon• le côté gauche de la face , utilisé pour mesurer le collecteur de vide , est calibré en centimètres de mercure sur son échelle intérieure et pouces de mercure sur son échelle extérieure .• la partie droite de la face est utilisée pour mesurer la pression de la pompe à carburant et est calibré en fractions de 1 kgf / cm ² sur son échelle intérieure et livres par pouce carré sur son échelle extérieure .Les détails mécaniques

 
Les détails mécaniquesParties fixes :• A: bloc récepteur . Ce joint du tuyau d'entrée à l'extrémité fixe du tube de Bourdon (1) et fixe la plaque de châssis ( B). Les deux trous reçoivent vis qui fixent le cas .• B : plaque de châssis . La carte de visage est joint à la présente . Il contient des trous de support pour les essieux .• C : plaque de châssis secondaire . Il supporte les extrémités externes des essieux .• D: Postes à rejoindre l'espace et les deux plaques de châssis .Pièces mobiles :Une . Extrémité fixe de tube de Bourdon . Cette communique avec le tuyau d'entrée à travers le bloc récepteur .2 . Fin de tube de Bourdon en mouvement. Cette extrémité est scellée .3 . Pivot et pivot .4 . Maillon de raccord de tige de pivot de levier (5) avec des broches pour permettre une rotation conjointe .5 . Levier . Ce prolongement de l'engrenage de secteur (7) .6 . Tige d'axe de vitesse du secteur .7 . Rapport de secteur .8 . Axe d'aiguille de l'indicateur . Cela a un engrenage droit qui engage le secteur denté (7) et s'étend à travers la face d' entraînement de l'aiguille indicatrice . En raison de la courte distance entre le levier de liaison de bras bossage et l'axe de pivotement et la différence entre le rayon effectif du secteur denté et celui de la roue droite , tout mouvement du tube de Bourdon est grandement amplifiée . Un petit mouvement des résultats , tube dans un grand mouvement de l'aiguille indicatrice .9 . Ressort de cheveux pour précharger le train d'éliminer des cils vitesse et de l'hystérésis .diaphragme

 
Un tas de capsules de pression avec des membranes ondulées dans un barographe anéroïde .Un second type de manomètre anéroïde utilise la déformation d'une membrane flexible qui sépare les régions de pression différente . La quantité de déviation est répétable pour des pressions connues de sorte que la pression peut être déterminée à l'aide de l'étalonnage. La déformation d'une membrane mince est fonction de la différence de pression entre ses deux faces . Le visage de référence peut être ouvert à l'atmosphère pour mesurer la pression de la jauge , ouvert à un second port pour mesurer la pression différentielle , ou peut être scellé contre un vide ou une autre pression de référence fixe pour mesurer la pression absolue . La déformation peut être mesurée en utilisant des techniques mécaniques, optiques ou capacitifs. Membranes céramiques et métalliques sont utilisés .Portée utile : supérieure à 10-2 Torr [ 8 ] (environ 1 Pa )Pour les mesures absolues , capsules à pression soudés avec des membranes de chaque côté sont souvent utilisés .Forme:• Appartement• ondulé• tube aplati• capsule
 
souffletEn jauges destinés à détecter de petites pressions ou différences de pression , ou exiger que la pression absolue mesurée , le train d'engrenages et de l'aiguille peuvent être entraînés par une chambre à soufflet fermée et scellée , appelé un anéroïde , qui signifie « sans liquide " . ( Les premiers baromètres utilisés une colonne de liquide comme l'eau ou le mercure métallique liquide en suspension par un vide . ) Ce soufflet configuration est utilisée dans les baromètres anéroïdes ( baromètres avec une aiguille indiquant et composer la carte ) , altimètres, barographes d'enregistrement de l'altitude et l'altitude instruments de télémétrie utilisés dans radiosondes météorologiques ballon . Ces dispositifs utilisent la chambre étanche en tant que pression de référence et sont entraînés par la pression extérieure . D'autres instruments de l'avion sensibles tels que les indicateurs de vitesse de l'air et indicateurs de vitesse de montée ( de variomètres ) ont des correspondances vers la partie interne de la chambre anéroïde et à une chambre d'enceinte externe .
Les instruments et les commutateurs de pression









   
Jauges et commutateurs de pression sont parmi les instruments les plus souvent utilisés dans une usine . Mais en raison de leur grand nombre , attention à l'entretien - et de fiabilité - peut être compromise . En conséquence , il n'est pas rare chez les plantes âgées de voir beaucoup de jauges et interrupteurs hors service . Cela est regrettable car , si une plante est exploité avec un interrupteur à pression défectueux, la sécurité de l'installation peut être compromise. Inversement, si une plante peut fonctionner en toute sécurité pendant une jauge est défectueux, il montre que la jauge n'a pas été nécessaire en premier lieu . Par conséquent , un but de bonne conception processus d'instrumentation est d'installer moins nombreux mais plus utiles et plus fiables jauges et commutateurs pression .
   
Une façon de réduire le nombre de jauges dans une plante est d'arrêter de les installer sur la base de l'habitude ( comme placer un manomètre sur la décharge de chaque pompe ) . Au lieu de cela , examiner la nécessité pour chaque appareil individuellement. Lors de l'examen il faut se demander : « Que vais-je faire à la lecture de ce calibre ? " et installer un que s'il existe une réponse logique à la question . Si une jauge indique seulement que la pompe est en marche, il n'est pas nécessaire , puisque l'on peut entendre et voir. Si la jauge indique la pression ( ou chute de pression ) dans le processus , que l'information n'a de valeur que si l'on peut faire quelque chose ( comme le nettoyage d'un filtre ) , sinon il est inutile . Si on se rapproche de la spécification des manomètres avec cet état d'esprit , le nombre de calibres utilisés sera réduite. Si une plante utilise moins , de meilleures mesures , la fiabilité va augmenter.

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