Hoe Werkt een Balgmanometer?

Een balgmanometer bestaat uit een flexibele metalen balg die uitzet of inkrimpt als reactie op drukveranderingen. Het uitzetten en inkrimpen wordt omgezet in een afleesbare meting door een aangesloten mechanisch of digitaal display. Hij kan absolute, differentiële of positieve en negatieve (vacuüm) overdruk meten. Deze meters hebben een hoge nauwkeurigheid en duurzaamheid, waardoor ze een populaire keuze zijn in vele industriële en laboratoriumomgevingen. Zij worden gewoonlijk gebruikt in toepassingen met lage tot middelhoge systeemdrukken, zoals procescontrole, vloeistofkrachtsystemen en gasanalyse. Dit artikel geeft een technisch overzicht van balgmanometers, met inbegrip van hun ontwerp en werking, alsmede hun voordelen en beperkingen.

Inhoudsopgave

• Balgmanometer werkingsprincipe
• Selectiecriteria
• Balgmanometer toepassingen

Werkingsprincipe

Lees onze artikelen over membraanmanometers, vloeistofgevulde manometers en bourdonbuismanometers voor meer informatie over andere soorten manometers.

Er zijn twee soorten balgmanometers: enkelvoudige en dubbele balgmanometers. Een enkele balgmanometer meet de overdruk of vacuümdruk van een systeem, terwijl een tweebalgmanometer de absolute en differentiële druk meet. Lees onze gids over druktypes voor meer informatie.

Enkelvoudige balgmanometer

Een enkele balgmanometer meet de druk ten opzichte van de atmosferische druk, met andere woorden de overdruk en de vacuümdruk. De systeemmedia stromen in de manometer via de drukinlaat van de manometer (figuur 2 met label C). Bij toepassingen met lage druk stroomt het medium rechtstreeks in de balg (figuur 2 met label B) en bij toepassingen met hoge druk stroomt het medium rond de balg. Het verschil in druk binnen en buiten de balg zorgt ervoor dat deze uitzet of inkrimpt. De balg is mechanisch verbonden met de wijzer (figuur 2 met label A). Het uitzetten en inkrimpen van de balg beweegt de wijzer proportioneel om de druk van de media aan te geven. Balgen zijn meestal veerbelast, zodat ze niet volledig kunnen uitzetten, waardoor de kans op schade aan de balg minimaal is.

Dubbele balgmanometer

Manometers met twee balgen worden gewoonlijk gebruikt om de absolute druk te meten. Eén balg is geëvacueerd en verzegeld, waardoor het een perfect vacuüm is. De andere balg is verbonden met de procesdruk van het systeem. De twee balgen zijn verbonden door een balansmechanisme op een vaste spil. Verhoging van de systeemdruk doet de meetbalg uitzetten, waardoor het bewegingsbalansmechanisme kantelt en de naald die de absolute druk aangeeft, beweegt.

Dubbele balgmanometers zijn ook geschikt voor het meten van verschildruk. De ene balg sluit aan op de lagedrukzijde van het systeem en de andere op de hogedrukzijde. Elke balg beïnvloedt de beweging van het wijzermechanisme om het verschil in druk op de balgen aan te geven.

Selectiecriteria

• Manometer materiaal: Het manometer materiaal moet chemisch compatibel zijn met de media van het systeem. Een balgmanometer wordt in het algemeen gemaakt van roestvrij staal, Inconel, messing, berylliumkoper of fosforbrons. Roestvrij staal heeft de voorkeur vanwege zijn corrosiebestendige eigenschappen. Zie voor meer details onze chemische compatibiliteitstabel.
• Manometer diameter: Balgmanometers zijn verkrijgbaar in een groot aantal maten. Over het algemeen heeft de wijzerplaat een diameter van 6-10 cm.
• Drukbereik: Voor een veilige en spanningsvrije werking is het belangrijk rekening te houden met het maximale en minimale drukbereik van de toepassing. De maximale bedrijfsdruk mag niet hoger zijn dan 75% van het volledige schaalbereik van de manometer of 65% voor pulserende druk. Een balgmanometer wordt aanbevolen voor controledrukbereiken tussen 0,2 en 1 kg/cm2 (2,8 en 14,5 psi).
• Hysterese: Hysteresis betekent dat het drukgevoelige element (balg) niet terugkeert naar zijn oorspronkelijke positie zodra de druk zijn mechanische vervorming veroorzaakt. In het algemeen vertonen metalen balgen een verwaarloosbare hysterese zolang de doorbuiging onder de elasticiteitsgrens van de veer blijft. Voorbij de elasticiteitsgrens kan de balg permanent vervormen. Meer weten over hysteresis? Lees dan ons artikel over de hysteresis van drukschakelaars.
• Balg fabricage: Balgen worden gewoonlijk gemaakt van een dunwandige naadloze buis met een wanddikte die gewoonlijk varieert van 0,008 tot 0,3 mm. Fosforbronzen balgen bieden goede hysterese-eigenschappen. Roestvrij staal is goed bestand tegen corrosie, maar kan minder elastisch zijn. Lees ons artikel over het kiezen van het juiste huisvestingsmateriaal voor meer informatie.

Lees voor meer informatie over selectiecriteria ons artikel over selectietips voor manometers.

Toepassingen

In vergelijking met andere meters biedt de balgmanometer het voordeel van lage kosten. Het biedt ook een uitstekende drukmeting voor lage tot gemiddelde drukbereiken. Hij is echter mogelijk niet geschikt voor toepassingen onder hoge druk. Deze meters kunnen ook worden aangepast aan absolute of differentiële druk. Deze voordelen maken balgmanometers geschikt voor gebruik in toepassingen zoals:

• HVAC: Balgmanometers meten de druk van het koelmiddel of de lucht in het systeem.
• Krachtoverbrenging: Balgmanometers worden gewoonlijk geïnstalleerd aan de perszijde van een pomp om de druk van de vloeistof (olie) in het systeem te meten.
• Lucht- en ruimtevaartsystemen: Er zijn verschillende subsystemen in lucht- en ruimtevaartsystemen waarvoor balgmanometers kunnen worden gebruikt. Bijvoorbeeld brandstofsystemen, pneumatische en hydraulische systemen en motorsystemen.
• Elektrische onderbrekers: Een elektrische onderbreker gebruikt een geïsoleerd gas om elektrische contacten te scheiden om een elektrisch circuit te openen of te sluiten. Een balgmanometer leest de druk van het gas af.