Справочная информация
Вакуум — состояние среды, абсолютное давление которой меньше атмосферного (по ГОСТ 5197-85).
Абсолютное давление — давление, измеряемое от абсолютного нуля (абсолютного вакуума). Относительное давление — давление, измеряемое от атмосферного.
Если вакуумный насос откачивает вакуумную камеру и откачал половину всего находившегося там воздуха, то относительное давление, которое создано в камере -0,5 атм., а если то же самое давление представить в абсолютных единицах, то оно будет равно 0,5 атм. То есть — 0,5 атм. (отн.) = 0,5 атм. (абс.). Если давление, создаваемое вакуумным насосом указывается со знаком "-", это значит, что давление указано в относительных единицах.
В вакуумной технике, как правило, применяется абсолютная система измерения давления, в компрессорной относительная.
Атмосферное давление (то, чем мы с вами дышим) равно в абсолютных единицах:
10 метров водяного столба
Пример 1: в описании вакуумного насоса указан параметр "предельное остаточное давление 120 мбар" Как вакуум, которой создает насос соотносится с атмосферным давлением? 1 атм. (абс.) = 1000 мбар. (абс.) = 0 атм. (отн.). Следовательно: 120 мбар = — 0,88 атм.
Пример 2: Для работы оборудования требуется создавать вакуум -0,6. -0,7 Бар. Возможно ли использовать водокольцевой вакуумный насос Robuschi серии RVS для этого применения? По таблице на нашем сайте смотрим предельное остаточное давление водокольцевых насосов: 33 мбар. Атмосферное давление 1000 мбар, следовательно, водокольцевой насос может создать вакуум -0,967 атм., это более глубокий вакуум чем требуется, следовательно водокольцевой насос сможет обеспечить вакуум, необходимый для работы оборудования. В общем случае рекомендуем проконсультироваться с нашими специалистами при подборе вакуумного оборудования, так как существует множество других факторов определяющих возможность или невозможность использования конкретных типов вакуумных насосов в конкретных применениях.
Абсолютный ноль давления недостижим. На стрелочном вакуумметре мы можем увидеть значение "-1 Бар", но это не означает, что в откачиваемом объеме не осталось ни одной молекулы газа, это значит что точности вакуумметра не достаточно что бы адекватно измерить данный уровень вакуума.
Рассчет времени вакуумирования емкости
Как рассчитать за какое время вакуумный насос откачает вакуумную камеру?
В отличии от жидкостей, газы занимают весь имеющийся объем и если вакуумный насос откачал половину воздуха, находящегося в вакуумной камере, то оставшаяся часть воздуха вновь расширится и займет весь объем.
t — время необходимое для откачки вакуумного объема от давления p1 до давления p2
V — объем откачиваемой емкости
S — быстрота действия вакуумного насоса
p1 — начальное давление в откачиваемой емкости
p2 — конечное давление в откачиваемой емкости
ln — натуральный логарифм
Полученное при расчете время откачки рекомендуем помножить на коэффициент запаса k=2, так как эта формула не учитывает потери в вакуум проводе.
Пользуйтесь правильными терминами
Приведенные на данной странице термины даны в несколько упрощенном варианте. Для того что бы при подборе вакуумного оборудования правильно и однозначно понимать его характеристики рекомендуем ознакомиться соответствующим ГОСТ-ом:
Форум АСУТП
Антон Владимирович осмотрелся
Сообщения: 159 Зарегистрирован: 12 авг 2010, 07:32 Имя: Антон Владимирович Страна: Россия город/регион: Красноярск Благодарил (а): 3 раза
Относительное давление
Добрый день, господа специалисты,
Есть небольшой вопрос: в описании датчика давления увидел словосочетание «относительное давление». Немного поискав информацию в интернете пришел к выводу, что относительное давление — это разность абсолютного давления и атмосферного давления. Т.е. это понятие включает в себя и избыточное давление, и вакуум? Вся разница лишь в результате (при «+» — это избыточное, при «-» — это вакуум?
Ryzhij почётный участник форума
Сообщения: 5472 Зарегистрирован: 07 окт 2011, 09:12 Имя: Гаско Вячеслав Эриевич Страна: Россия город/регион: Рязань Благодарил (а): 481 раз Поблагодарили: 654 раза
Относительное давление
Сообщение Ryzhij » 20 июн 2016, 13:15
rwg почётный участник форума
Сообщения: 1018 Зарегистрирован: 29 апр 2014, 09:57 Имя: Рыбкин Владимир Геннадьевич Страна: Россия город/регион: Тверь Благодарил (а): 47 раз Поблагодарили: 123 раза
Относительное давление
Сообщение rwg » 20 июн 2016, 16:01
Антон Владимирович осмотрелся
Сообщения: 159 Зарегистрирован: 12 авг 2010, 07:32 Имя: Антон Владимирович Страна: Россия город/регион: Красноярск Благодарил (а): 3 раза
Относительное давление
Вот еще один вопрос:
Есть датчик Rosemount 3051T. В каталоге к этому датчику есть следующая таблица: 
Я думал что нижний предел измерения в датчиках избыточного давления будет 0. В таблице же указано -1 бар, что соответствует 0 абсолютного давления. Есть предположение, что это давление не диапазон измерения, а давление, которое может выдержать сам сенсор. Т.е. в этом случае правильно ли будет считать, что сам диапазон измерения датчика избыточного давления (к примеру для диапазона давления 1) будет равен от 0 до 2,1 бара?
Давыдик С. осмотрелся
Сообщения: 169 Зарегистрирован: 22 май 2013, 16:48 Имя: Давыдик С.В. Страна: Россия город/регион: Москва Поблагодарили: 1 раз
Относительное давление
Сообщение Давыдик С. » 21 июн 2016, 08:58
Антон Владимирович писал(а): Вот еще один вопрос:
Есть датчик Rosemount 3051T. В каталоге к этому датчику есть следующая таблица:
Я думал что нижний предел измерения в датчиках избыточного давления будет 0. В таблице же указано -1 бар, что соответствует 0 абсолютного давления. Есть предположение, что это давление не диапазон измерения, а давление, которое может выдержать сам сенсор. Т.е. в этом случае правильно ли будет считать, что сам диапазон измерения датчика избыточного давления (к примеру для диапазона давления 1) будет равен от 0 до 2,1 бара?
Вячеслав Эриевич правильно сказал, это «абсолютное давление», т.е. «избыточное давление» плюс атмосферное (оно же бара). Это значит что если включить датчик давления то датчик абсолютного давления будет показывать приблизительно 0 бар, датчик избыточного давления приблизительно минус 1 бар. Вроде бы раньше это даже в школе проходили на уроках физики.
Сенсор выдержит и большее давление, чем шкала. Обычно они выпускаются рассчитанными на какое то давление (к примеру до 10 МПа), а калибруются (выбирается шкала), опять же к примеру 3, 5, 7, 10 МПа. При помощи обычного HARD коммуникатора сам можешь менять стандартную шкалу до 10 МПа. При этом, даже если датчик рассчитан до 10 МПа, по у него предусмотрена перегрузка по давлению, величину на память не помню.
Чувствительный элемент избыточника на программном уровне вычитает из измеренного им абсолютного давления атмосферное, ни какие вакуум и разряжения он не измеряет, в Вашем случае используются другие датчики.
Измерение абсолютного и относительного давления в промышленности
Датчик абсолютного давления, относительного давления или дифференциального давления? Этот вопрос возникает в начале измерения давления. В этой статье объясняется, что необходимо учитывать в различных областях применения, и подробно рассказывается о различных типах измерения давления, конструкциях датчиков и принципах измерения.
Различные типы индикации давления
Абсолютное давление – это давление относительно нулевого давления в абсолютном вакууме, т.е. абсолютно пустое место. Абсолютное давление в атмосфере составляет около 1 бар. Дифференциальное давление относится к разности давлений между двумя давлениями, т.е. два абсолютных давления. Особой формой дифференциального давления является относительное давление: относительное давление представляет собой разницу давлений между абсолютным давлением атмосферы и другим значением абсолютного давления. В некоторых публикациях относительное давление также называют избыточным давлением. В компании Trafag используется только термин «относительное давление», чтобы избежать путаницы с термином «избыточное давление», который указывает на устойчивость измерительной ячейки к перегрузкам.
Атмосферное давление составляет около 1 бар. Однако она сильно зависит от высоты над уровнем моря и погодных условий. Стандартное атмосферное давление при 15°С на уровне моря составляет 1013,25 гПа (101,325 кПа). На высоте 500 м над уровнем моря оно по-прежнему составляет около 950 гПа, а на высоте 2000 м над уровнем моря — около 780 гПа. Барометрические датчики — это те датчики, которые в основном предназначены для измерения атмосферного давления. Эти датчики измеряют абсолютное давление в диапазоне обычно прибл. от 700 гПа до прибл. 1200 гПа.
Различные датчики давления
В промышленности чаще всего используются датчики относительного давления. Однако также используются датчики абсолютного давления. Датчики для измерения относительного давления наиболее просты по конструкции. Измеряемая жидкая или газообразная среда подается на так называемую сторону давления. С обратной стороны на мембрану измерительной ячейки действует атмосферное давление (рис. 2а).
У датчиков для измерения абсолютного давления задняя сторона изолирована от атмосферы. Если на задней стороне имеется закрытое пространство, допускающее деформацию измерительной мембраны, в этом пространстве должен преобладать вакуум с абсолютным давлением 0 бар (рис. 2б).
Датчики перепада давления в принципе аналогичны датчикам относительного давления. На их обратную сторону также действует определенное давление. Однако существуют дополнительные проблемы, связанные с конструктивной реализацией, поскольку измеряемая среда на обратной стороне, в отличие от датчиков относительного давления, не является (чистым) воздухом при давлении около 1 бар. В так называемых датчиках дифференциального давления Wet/Wet любая среда может подаваться на обратную сторону при любом давлении. Это, конечно, должно быть герметизировано относительно конструкции измерительного моста. Мокрые/мокрые датчики перепада давления – это те конструкции, в которых любая измеряемая среда может быть нанесена на обе стороны мембраны. В датчиках перепада давления Wet/Dry только сухой, чистый, неагрессивный газ может контактировать с датчиком в качестве измеряемой среды с одной стороны — с обратной стороны датчика.
Датчик абсолютного или относительного давления?
Следует ли использовать датчик абсолютного или относительного давления, зависит от нескольких факторов. Два основных критерия можно разделить на критерии, специфичные для приложения, и критерии, специфичные для устройства.
Критерии для конкретных устройств
Поскольку датчики относительного давления обычно дешевле из-за их более простой конструкции, в зависимости от принципа измерения возникает вопрос, необходимо ли измерять абсолютное давление, или же требование измерения может быть также решено с помощью измерения относительного давления. Для очень высоких диапазонов измерения, напр. 400 бар в гидравлических системах обычно используют датчики относительного давления и при необходимости добавляют желаемое атмосферное давление в качестве константы. При этих высоких давлениях измерения влияние атмосферы и уровня моря настолько мало, что ошибка становится незначительной по сравнению с другими неопределенностями измерения.
Другим важным аспектом является требуемая точность измерения: чем точнее должно быть измерение, тем более критичным становится влияние изменений атмосферного давления и тем выше должен быть диапазон измерения, поэтому фактически этим влиянием все же можно пренебречь.
В таблице 1 показано, насколько большим должен быть диапазон измерения, чтобы влияние на результат измерения не превышало определенной погрешности (в процентах от диапазона) в случае возможного изменения атмосферного давления по отношению к расчетному нормативу.
Критерии для конкретных приложений
Несмотря на то, что все еще существуют довольно общие указания и правила для критериев конкретного устройства относительно того, следует ли использовать датчики абсолютного или относительного давления, вряд ли возможно дать общие рекомендации для критериев конкретного применения. Поэтому следующие примеры показывают, скорее в качестве примера, некоторые потенциальные критерии, которые необходимо учитывать.
Закрытые системы: В закрытых системах, таких как контуры охлаждения, давление среды реагирует независимо от давления окружающей среды. Поэтому иногда измеряют абсолютное давление. Однако из соображений стоимости используются преобразователи относительного давления. Поскольку, если все датчики относительного давления измеряют одно и то же атмосферное давление, атмосферное влияние уравновешивается, если используются только различия между отдельными точками измерения, а не абсолютный уровень давления.
Параметры процесса: поскольку соотношение воздуха и топлива является решающим во многих процессах сгорания, эти расчеты обычно основаны на значениях абсолютного давления для идеального соотношения. Поэтому во многих случаях при исследовании процессов горения измеряют абсолютное давление. Альтернативой является использование датчиков относительного давления и сопоставление их с барометрическим датчиком, который точно измеряет атмосферное давление. Недостатком этого метода является то, что погрешности датчика относительного давления и барометрического датчика складываются в общую погрешность измерения.
Какой датчик давления выбрать?
Поскольку каждый принцип измерения предлагает немного разные возможности для измерения абсолютного и относительного давления, будут обсуждаться только наиболее распространенные принципы измерения в промышленной среде: тонкопленочные датчики на стали, толстопленочные датчики на керамике и пьезорезистивные датчики.
Тонкопленочные датчики на стали: Тонкопленочные датчики на стали используются везде, где это возможно, благодаря их превосходной стойкости к перегрузкам и долговременной стабильности, особенно при высоких температурах или во время пиков давления. Однако из-за конструкции реализовать тонкопленочный датчик абсолютного давления на стали очень сложно. Поэтому он используется только в приложениях, где размер (тонкопленочные датчики на стали очень компактны) или требования к долговременной стабильности не позволяют использовать керамические или пьезорезистивные датчики.
Толстопленочные датчики на керамике: Керамические датчики также могут быть изготовлены как абсолютные датчики относительно экономичным способом. В силу принципа их точность несколько ниже, чем у тонкопленочных или пьезодатчиков, но достаточна для большинства промышленных применений. Поэтому их очень часто используют в качестве датчиков абсолютного давления. В качестве датчиков относительного давления они в основном выбираются, если измеряемая среда является коррозионно-активной и может повлиять на стальную мембрану.
Пьезорезистивные датчики: полупроводниковые чипы внутри пьезорезистивных датчиков имеют гораздо более высокий уровень сигнала, чем резисторы тонкопленочных и толстопленочных датчиков. Следовательно, пьезорезистивные датчики достигают более высокой точности при соответствующих усилиях по калибровке. Однако они более чувствительны к более высоким температурам и, следовательно, более склонны к дрейфу сигнала, особенно в жарких условиях. Это снижает их долговременную стабильность. Поэтому они либо используются в качестве эталонных датчиков давления и регулярно калибруются, либо используются там, где возможный дрейф сигнала может быть без проблем принят приложением. Пьезорезистивные датчики также могут быть выполнены относительно просто как датчики абсолютного давления. Как уже упоминалось, в дополнение к выбору измерения абсолютного или относительного давления, многие другие критерии играют роль в выборе идеального датчика давления.
Что значит абсолютное давление? Чем отличается от относительного (видимо)
Давление является важной физической величиной, описывающей поведение жидких и газообразных сред в системах контроля технологических процессов. Датчики давления дают информацию о давлении сжатого воздуха, газа, пара, масла и других веществ, обеспечивая надлежащее протекание контролируемого процесса и предупреждая аварийные ситуации.
Наиболее часто встречающиеся измерения давления подразделяются на: измерение абсолютного давления (ДА), избыточного (ДИ), вакуумметрического (ДВ), разности давлений (ДД).
Абсолютное давление Р – полное давление, под которым находится жидкость (газ, пар). Оно равно сумме давлений избыточного Ри и атмосферного Ра
из чего следует:
т.е. избыточное давление равно разности между абсолютным давлением, большим атмосферного и атмосферным давлением.
Вакуумметрическое давление (разрежение, вакуум) – разность между атмосферным давлением и абсолютным давлением меньше атмосферного:
Барометры- приборы для измерения ДА
Манометры — приборы для измерения ДИ
Мановакууметры — приборы для измерения ДИ, ДВ
Дифференциальные манометры- приборы для измерения
ДД , т.е. разности двух давлений, ни одно из которых, как правило не является давлением окружающей среды (кроме использования ДМ для измерения уровня)
Единицы измерения давления:
кПа
бар
атм
кгс/см2
мм.рт.ст.при 0 оС
мм.вод.ст.при 4оС
фунт/дюйм
Представьте себе два сообщающихся сосуда с водой. Из одного сосуда сверху постоянно высасывают газ (до полного вакуума). А второй сосуд сообщается сверху с окружающей средой (атмосферой). Между уровнями воды будет разница, равная абсолютному давлению окружающей среды (атмосферы), примерно 10м, или около 100000 Па. Оно постоянно меняется.
А теперь второй сосуд мы соединим с емкостью со средой под давлением, большим атмосферного. Разность уровней будет еще больше. Разница между этими двумя разностями уровней — относительное давление. Для атмосферы соответственно оно равно 0, а вот для пара в скороварке будет больше 0, а вот со всасывающей стороны вентилятора — меньше 0
На самом деле, действительно, закипит. Но, если при очень низкой температуре (для понимания)
Абсолютное давление – это истинное или полное давление, величина, измеренная относительно полного вакуума. Данный параметр состояния исчисляется, как отношение силы, действующей на поверхность, к общей площади этой поверхности, или как сумма значений манометрического и атмосферного давления.
Абсолю́тное давле́ние ─ это истинное давление сплошных масс (жидкостей, паров и газов), отсчитываемое от абсолютного нуля давления ─ абсолютного вакуума. Абсолютный нуль давления макроскопических объёмов вещества практически недостижим, так как любое твёрдое тело образует пары, да и космическое пространство также не представляет собой абсолютную пустоту, лишённую вещества, поскольку содержит водород в количестве нескольких молекул на кубический сантиметр.
Различают также избыточное или манометрическое (приборное) давление и давление окружающей среды (в земных условиях ─ атмосферное давление). Избыточное давление представляет собой разность абсолютного давления и давления окружающей среды. Эта разность может быть как положительной, так и отрицательной. В последнем случае её называют разрежением или вакуумом, а избыточное давление – остаточным. Измерение абсолютного давления в земных условиях связано с определёнными трудностями. Практически измеряют атмосферное давление приборами барометрического типа, избыточное давление ─ приборами манометрического типа, а абсолютное давление вычисляют по формуле.
Различают давление атмосферное, избыточное и абсолютное.
Атмосферным называют давление воздуха (атмосферы) на землю и на предметы, которые находятся на ней. Это давление называется ещё барометрическим давлением, поскольку оно измеряется барометром. Обозначается Рбар. Давление воздуха на уровне моря при температуре 0 °С равно 760 мм рт ст. Его принято называть физической атмосферой (атм). С увеличением высоты над уровнем моря атмосферное давление уменьшается.
Избыточное давление- это излишек над атмосферным давлением. Это давление измеряется манометром, поэтому его ещё называют манометрическим или рабочем (кгс/см2, мм. рт. ст., мм. вод. ст.). Соотношение между этими единицами следующее:
1 ат = 1 кгс/см2 = 735,6 мм. рт. ст. = 10 000 мм. вод. ст. =10 м. вод. ст. = 10 000кгс/см2.
Абсолютное давление — это давление жидкостей или газов в закрытом сосуде. Обозначается Рабс. Оно равно сумме избыточного и атмосферного давлений.
Рабс = Ризб + Рбар
Абсолютное давление может быть больше или меньше атмосферного. Давление ниже атмосферного называется вакуумом (Рвак). В котельной практике это разряжение (тяга) в топке котла и газоходах.
В международной системе единиц СИ основной единицей измерения давления есть ньютон на квадратный метр (Н/М2). По решению Международного комитета мер и веса эта единица названа паскалем (Па)
1 Па = 1 Н/м2 Эта единица давления очень мала и использовать её на практике невыгодно, поэтому используют кратные несистемные единицы:
1 кПа = 1 000 Па = 103 Па
1 МПа = 1 000 000 Па = 106 Па
1гПа = 1 000 000 000 Па = 109 Па
1 мм вод. ст. = 9,8066 Па = 10 Па
В технике различают давления, отсчитываемые от абсолютного вакуума и от барометрического давления. Первое называют абсолютным давлением, а второе, в зависимости от того, больше оно или меньше барометрического — избыточным давлением или разрежением.