189732. lajstromszámú szabadalom • Manométer főleg mikromanométer
1 2 A találmány manométer, főleg mikromanométer két vagy több mérőfolyadékkal, egyszerű nullázás! lehetőséggel, mely nagypontosságú mérések elvégzését teszi lehetővé. Az irodalomból és a gyakorlatból a manométerek és a mikromanométerek több változata ismeretes. Helm László: Ipari folyamatok műszerezése (Műszaki Könyvkiadó, 1966) című könyv 4. fejezet 2. közvetlen nyomásmérők részében ismerteti a folyadékos nyomásmérőket. Az egyik legegyszerűbb általánosan elterjedt nyomásmérő a közlekedő edények elvén alapuló folyadékoszlopos, vagy U-csöves nyomásmérő. Legismertebb formája az U-alakúra hajtott üvegcső. Ha a mérőfolyadék a mért közeggel nem érintkezhet alkalmazzák a védőfolyadékos kéttartályos U-csöves manóméiért. A fordított U-csöves nyomásmérőben a mérőfolyadék a mérendő közeg felett helyezkedik el, ennélfogva kisebb sűrűségűnek kell lennie. Az U-csöves nyomásmérők egyik hátránya az, hogy a szintkülönbség méréséhez két leolvasást kell végezni és a leolvasott értékekből kell különbséget képezni. Ezt a hátrányt ki lehet küszöbölni, ha az U-cső egyik szárát nagyobb keresztmetszetű edénnyel helyettesítjük. A vékony szár mellé kell helyezni a skálát úgy, hogy kezdete a mérőfolyadék nyugalmi szintjébe essék. A 169806. lajstromszámú magyar szabadalmi leírás olyan egy mérőfolyadékos mikromanométcrt ismertet, ahol a folyadéktartály folyadékterébe a folyadékszálcsővel párhuzamosan elrendezett nullaszint-jelző folyadékszálcső is be van csatlakoztatva, amely nullaszint-jelző folyadékcső légtere összekötő csövön át a folyadéktartály légterével van összekapcsolva. Ha több folyadék vesz részt a mérésben (pl. mérő, védő és mérendő folyadék) az érzékenység növelhető. Ilyen pl. a kéttartályos U-csöves manométer két mérőfolyadékos változata. A két vagy többfolyadékos megoldásnál az egyik leolvasást egy nullabeállítás helyettesíti. Ez a nullabeállítás azonban csak a folyadéktartály emelésével, merülőtest mozgatással, folyadék utántöltéssel, leszívással, skálamozgatással lehetséges. Kis nyomás, vagy nyomáskülönbség mérésére folyadéktöltésű műszerrel két lehetőség kínálkozik: egyrészt a folyadékszint változásával arányos skálanyújtás, másrészt a szintváltozás leolvasásának finomítása. A két módszer egyesítésével megvalósítható olyan érzékenység, hogy a leolvasási küszöbérték a 10’2 Pa nagyságrendet is eléri. A mikromanométereket általában 1000 Pa alatti nyomás mérésére használják. Az egyik elterjedt kisnyomásmérő a ferdecsöves manométer. A ferde cső a vízszintes síkhoz képest a szöggel állítható. A ferde cső mellett elhelyezett skálán olvasható le a folyadékszint változás. A Hodgson-féle manométernél a mérési pontosság fokozására leolvasó távcsövet használnak. Ebben az esetben a nyomás hatására bekövetkező szintváltozást egy tartály emelésével, illetve süllyesztésével kompenzálják. A leolvasási érzékenység növelésének egyik módja, hogy az U-csöves manométer két szárát nagy keresztmetszetűre alakítják ki, és a két szárat vékony vízszintes csővel kötik össze. Ebben a vízszintes csőrészben a mérőfolyadékot kis folyadék, vagy légbuborékkal szétválasztják. A cső mellé skálát helyeznek, melynek segítségével leolvasható a buborék elmozdulása a nyomáskülönbség hatására. Ez az elmozdulás a függőleges csőkeresztmetszetnek és a vízszintes csőkeresztmetszetnek a hányadosa arányában nagyobb, mint a két cső folyadékszintjének különbsége. Hans Fallin: Messverfahren und Messgeräte der Kraft- und Wâ'rmewirtschaft (Verlag von Wilhelm Knapp, Halle 1950) Flüssigkeitsmanométei für kleine Drücke című részből és a hozzátartozó 91. ábrából olyan manométer megoldás ismerhető meg, melynél a manométer két ága felső részén, pontosabban a felső folyadékterek össze vannak kötve egy elzáró csappal ellátott kiegyenlítő vezetékkel. Az összekötő vezeték fölött mindkét manométer ágban egy-egy kiöblösödő folyadéktartály található. Az öszszekötő vezeték és a beépített elzáró csap lehetővé teszi a két folyadéktér kiegyenlítését, viszonyított nyomáskülönbségek mérését, a méréstartomány nagymérvű kiterjesztését. E megoldás hátránya, hogy pontossága — mivel a manométer két ágában elrendezett felső folyadéktartályok, és a manométerágak keresztmetszete megegyezik — nem nagyobb, mint a manométereké általában. A találmány célkitűzése olyan két vagy több mérőfolyadékos manométer létrehozása, mely nagypontosságú mérések elvégzésére alkalmas az ismert manométerek tulajdonságainak megtartása mellett. A találmány manómé tut, főleg mikromanométer két vagy több mérőcsővel, a felső folyadéktereket összekötő kiegyenlítőcsővel, a kiegyenlítő csőben elrendezett elzáró elemmel, célszerűen legalább egy mérőcsöve felső részén kiképezett felső folyadéktartállyal, melynek legalább egy mérőcsöve alsó részén alsó folyadéktartálya van. A találmányt ábráink segítségével ismertetjük, ahol az 1. ábra egy U-csöves manométer nullázott helyzetben, a 2. ábra az U-csöves manométer alsó folyadéktartályos változata, 3. ábra egy felső folyadéktartályokkal is rendelkező mikromanométer nullázott helyzetben, a 4. ábra a mikromanométer mérés közben, az 5. ábra egy felső folyadéktartályokkal is rendelkező ferdecsöves mikromanométer mérés közben. A legalább két db 1 mérőcsőből álló manométerben az 1 mérőcsövek felső részében helyezkedik el egy-egy 2 felső folyadéktér. Az 1 mérőcsövek alsó része össze van kötve. Ebben az alsó részben helyezkedik el a 3 alsó folyadék, felette mindkét 2 felső folyadéktérben a 4 felső folyadék. A 2 felső folyadékteret az 5 kiegyenlítő cső kapcsolja össze, melyben a 6 elzáró elem van elrendezve. Az 5 kiegyenlítő cső merev (pl. U-csöves manométer), vagy flexibilis kialakítású lehet és áramlási kapcsolatot létesít a két 2 jelű felső folyadéktér között. Az 1 mérőcsövek közül az egyik ferde elrendezésű is lehet. Ez a 7 ferde mérőcső fix beépítésű, vagy elfordítható (változtatható szögű lehet). Az érzékenység fokozása céljából a 2 felső folyadéktér legalább egyikét célszerű a 8 felső folyadéktartállyal is ellátni. 189.732 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2
