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技術文章
U型壓力計是一種基于液柱靜力學原理工作的簡單而可靠的測壓儀器,廣泛應用于實驗室、暖通空調(HVAC)、潔凈室、工業管道系統以及環境監測等領域,用于測量氣體的相對壓力、負壓(真空度)或壓差。其結構簡單、讀數直觀、無需電源,是壓力測量中的經典工具。
一、U型壓力計的工作原理
U型壓力計由一根彎曲成“U”形的透明玻璃管構成,通常固定在帶有刻度的標尺板上。管內注入一定量的指示液,如水、酒精、油或水銀等,具體選擇取決于測量范圍和介質性質。在未施加壓力時,兩側液面處于同一水平高度。當將待測氣體壓力接入U型管的一端,而另一端接大氣或參考壓力時,壓力差會使一側液面下降,另一側上升,形成高度差“h”。根據公式P=ρgh(其中ρ為液體密度,g為重力加速度,h為液面差),即可計算出壓力值。
二、安裝與使用步驟
設備檢查與安裝
使用前應檢查U型管是否完好無損,無裂紋或堵塞。將壓力計垂直安裝在平穩、無振動的支架或墻面上,確保標尺垂直,避免傾斜造成讀數誤差。
注入指示液
根據測量范圍選擇合適的液體(如測微壓常用水或酒精,高壓差可用水銀)。通過漏斗緩慢注入U型管,使液面初始時位于標尺中間位置,確保兩側液面等高。
連接測壓管路
將U型管的一端通過橡膠軟管連接至被測系統(如風管、過濾器前后端),另一端可開放于大氣(測表壓)或連接另一測點(測壓差)。連接應密封良好,防止漏氣。
讀取數據
待液面穩定后,讀取兩側液面的垂直高度差。讀數時視線應與液面凹面最低點(水)或凸面最高點(水銀)齊平,避免視差。記錄差值“h”,結合液體密度計算實際壓力。
安全注意事項
若使用水銀,操作時應格外小心,防止泄漏造成環境污染和健康危害。測量腐蝕性或有毒氣體時,應加裝隔離裝置或使用惰性液體。
三、使用后的維護與保養
清潔與存放
使用完畢后,應將指示液妥善回收或處理(尤其水銀需專業回收)。用清水或適當溶劑清洗U型管內部,晾干后存放在干燥、避光、防塵的環境中,避免高溫或劇烈震動。
定期校驗
雖然U型壓力計結構簡單,但長期使用可能導致標尺松動或玻璃變形。建議定期與標準壓力計比對,確保測量精度。
檢查密封性
每次使用前檢查連接軟管是否老化、龜裂,接口是否緊密,確保系統氣密性良好。
U型壓力計以其結構簡單、成本低廉、測量直觀等優點,至今仍在眾多領域發揮著重要作用。盡管現代電子壓力傳感器發展迅速,但U型壓力計在教學、現場調試和低精度要求的場合仍具有不可替代的價值。正確安裝、規范操作和科學維護,不僅能延長其使用壽命,更能確保測量結果的準確可靠,為工程實踐和科學研究提供有力支持。