Файл: Автоматизация_Staroverov1.doc

ческим преобразователем МТ-6. Температура рабочей нити пре­образователя поддерживается во всем диапазоне постоянной (220 °С). Величиной, по которой судят о давлении, является на­пряжение, прилагаемое для нагрева нити.

Работа преобразователей ионизационных вакуумметров осно­вана на использовании зависимости интенсивности ионизации газа от давления. Основной частью такого преобразователя (рис. 73) является баллон 2, в котором размещен катод 4, эми­тирующий электроны, сетка 3, окружающая катод, и анод 1, охватывающий сетку. На сетке поддерживается положительный по отношению к катоду потенциал (100 ... 200 В), потенциал анода — отрицательный (2 ... 5 В).

Электроны, эмитируемые катодом, ускоряются сеткой. Со­ударяясь с молекулами газа в баллоне, электроны их ионизи­руют. Образующиеся в пространстве между сеткой и анодом поло­жительные ионы собирает анод, а положительные ионы, обра­зующиеся в пространстве между сеткой и катодом, перемещаются обратно к катоду. Электроны и отрицательные ионы собирает положительно заряженная сетка. Скорость образования ионов

пропорциональна количеству газа в баллоне и числу электро­нов, необходимых для ионизации.

Промышленность выпускает ионизационные вакуумметры ти­пов ВН-12 и ВН-14, а также комбинированные вакуумметры ВИТ-2 и ВИТ-3.

Ионизационный вакуумметр ВИ-12 предназначен для измере­ния давления газов в диапазоне 10^-8 ... 10^-8 Па в лабораторных условиях. Он состоит из переносной измерительной установки и одного из двух манометрических преобразователей: ИМ-112 в стеклянной колбе или МИ-12-8, выполненного на фланце с ме­таллическим уплотнением (табл. 11).

Ионизационный вакуумметр ВИ-14 предназначен для измере­ния давления в диапазоне 13,3 ... 10^-8 Па в металлических ва­куумных системах. Он комплектуется ионизационным преобразо­вателем МИ-27 и имеет поддиапазонное переключение диапазо­нов и две обзорные шкалы с диапазонами 10~⁸ ... 13,3 Па и 10~⁸ ... 10^-8 Па. Для измерения давления в стеклянных систе­мах используется преобразователь ИМ-12.

Ионизационно-термопарные вакуумметры ВИТ-2 и ВИТ-3 предназначены для измерения разрежения газов в промышлен­ных условиях. Они представляют собой комбинированные уста­новки, состоящие из электронной системы измерения и иониза­ционного и термопарного преобразователей.

Вакуумметр ВИТ-2 предназначен для измерения давлений в диапазоне 6,66-10"® ... 2,66 Па, а вакуумметр ВИТ-3 в диапа­зоне 6,66-10-" ... 1,33- 10^а Па.

---

Вакуумметр ВИТ-2 измеряет давление в диапазоне 1,33х Х10'¹ ... 26,6 Па с помощью термопарных преобразователей типа ПМТ-2; ПМТ-4М или МТ-8, а в диапазоне высокого вакуума — с помощью ионизационных преобразователей типа ПМИ-2 или ЛМ-3-2.

Преобразователи ПМИ-2, МИ-10-2 и ЛМ-3-2 являются иониза­ционными преобразователями триодного типа.

Недостатком, ограничивающим применение ионизационных вакуумметров, является наличие накаленного катода, разрушаю­щегося при повышении давления.

Принцип работы электроразрядных магнитных вакуумметров основан на использовании зависимости тока электрического раз­ряда в магнитном поле от концентрации газа, а следовательно, и его давления. В баллоне 4 (рис. 74), соединенном с системой, в которой измеряется вакуум, помещены катодные пластины 2 и кольцевой анод 1. К электродам прикладывается напряжение 2 ... 3 кВ. Сила тока электрического разряда, возникающего между электродами, зависит от давления в баллоне и измеряется микро­амперметром. Баллон с электродами расположен между полю­сами 3 постоянного магнита.

Совместное действие электрического и магнитного полей на электроны значительно удлиняет их траектории и увеличивает вероятность ионизации газа в баллоне, что способствует возник­новению самостоятельного разряда при низком давлении. Все это повышает чувствительность вакуумметров и увеличивает предел измерения до 10^-12 Па.

Вакуумметры в литейных и термических цехах в основном при­меняют для контроля давления в вакуумных плавильных и на­гревательных печах.

2. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ КОНТРОЛЕ

ДАВЛЕНИЯ

К числу мероприятий по технике безопасности при экс­плуатации устройств и приборов для контроля давления и раз­режения относятся следующие.

Все приборы должны быть установлены в местах, доступных для подхода при эксплуатации, и иметь хорошую освещенность шкал.

Для предохранения окружающего воздуха от загрязнения продуктами продувки импульсных линий необходимо использо­вать дренажные и канализационные трубопроводы.

Электропитание приборов должно осуществляться с централь­ного пульта, помещенного в закрытый шкаф. Линии электропи­тания должны иметь средства защиты от перегрузок и коротких замыканий.

Все приборы, к которым подводится электропитание, долж­ны быть заземлены.

Контрольные вопросы и задания

---

1. Расскажите о классификации различных видов давления.

2. В каких единицах измеряется давление и вакуум?

3. Как классифицируются приборы для контроля давления и вакуума?

4. Как устроены и работают жидкостные манометры?

5. Как классифицируются деформационные манометры?

6. Расскажите о принципах действия деформационных манометров.

7. Как устроен и работает грузопоршиевой манометр?

8. Как устроен и работает пьезоэлектрический манометр?

9. Как устроен и работает манометр с индуктивным преобразователем? 10 Как классифицируются тягонапоромеры?

11. Как устроен и работает чашечный тягонапоромер?

12. Как устроены и работают кольцевые весы?

13. Как устроен и работает колокольный тягонапоромер?

14. Как устроен и работает деформационный тягонапоромер?

15. Расскажите о классификации вакуумметров.

16. Как устроен и работает тепловой вакуумметр?

17. Как устроен и работает ионизационный вакуумметр?

18. Как устроен и работает газоразрядный вакуумметр?

---

Глава 9. Контроль расхода, количества и уровня

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ

Одними из наиболее важных параметров технологиче­ского процесса являются количество и расход вещества. Уточним значение этих терминов.

Если под количеством вещества подразумевается объем или масса отмеренного вещества, то под расходом понимают коли­чество вещества, проходящего непрерывно в потоке (в трубе, на транспортере и т. д.) за единицу времени.

В системе СИ объемный расход <2 измеряется в кубических метрах в секунду, а массовый М — в килограммах в секунду, иногда используют единицу — литр в секунду.

Для измерения расходов газов и жидкостей применяют при­боры, называемые расходомерами.

В тех случаях, когда требуется отмерять и учитывать коли­чество вещества, используют счетчики и весы. С их помощью ве­дут учет сырья и готовой продукции, электроэнергии, пара и воды.

Применяют также комбинированные приборы; в расходомеры встраивают интегрирующие (суммирующие) устройства, позво­ляющие вести суммарный учет вещества, израсходованного за заданный промежуток времени.

В зависимости от принципа действия приборы для измерения расхода жидкостей и газа подразделяют на расходомеры обтека­ния, переменного перепада давления и переменного уровня, ин­дукционные, тахометрические и объемные.

Для измерения расхода твердых и сыпучих материалов ис­пользуют механические, электрические, фотоэлектрические с ра- диоизотопными счетчиками весы и весы с ручной наводкой, а также автоматические порционные, платформенные и автомобиль­ные, тензометрические и другие весы.

Для контроля уровня жидкости или сыпучего материала применяют приборы, называемые уровнемерами. Уровень жидко­сти или сыпучего материала — это высота Границы раздела жидко­сти или сыпучего материала и воздуха (газа), находящегося над жидкостью или сыпучим материалом, относительно услов­ного (нулевого) отсчета. Отсчетом измерения уровня, как пра­вило, является резервуар или бункер, в котором измеряется уро­вень жидкости или сыпучего материала.

Большое разнообразие объектов измерения обусловило много­образие физических принципов и средств измерений уровня, удовлетворяющих тем или иным требованиям.

Все приборы контроля уровня можно разделить по метроло­гическому принципу на две группы. Первую группу приборов используют для непрерывного измерения уровня и называют уровнемерами. Приборы второй группы предназначены для сигнализа­ции о достижении заданного (контрольного) уровня, например верхнего или нижнего. Их называют сигнализаторами уровня.

---

2. РАСХОДОМЕРЫ

В соответствии с применяемыми методами приборы для измерения расхода подразделяют на расходомеры обтекания, переменного перепада давления, переменного уровня, индукцион­ные, тахометрические и объемные. Последние чаще используют в качестве счетчиков.

Рис. 75. Ротаметры:

Из расходомеров обтекания наибольшее распространение по­лучили расходомеры постоянного перепада давления, получив­шие название ротаметров. Чувствительным элементом этих прибо­ров является поплавок (шарик), воспринимающий динамическое давление потока. Принцип действия ротаметра (рис. 75) основан на том, что при движении жидкости или газа снизу вверх через конусную трубку 1 поплавок 2 поднимается (опускается) до тех пор, пока его сила тяжести не уравновесится разностью давлений до и после поплавка и выталкивающей силой. При постоянной плотности и кинематической вязкости сред значение расхода со­ответствует строго определенному положению поплавка.

о)

К основным преимуществам ротаметров следует отнести про­стоту конструкции, значительный диапазон измерения и воз­можность измерения малых расходов и расходов агрессивных сред. К недостаткам относятся большая чувствительность к из­менению вязкости жидкой среды при изменении температуры и невозможность измерения расхода загрязненных жидкостей, из

которых выпадают осадки.

Б)

Промышленность выпу­скает ротаметры трех ви­дов: показывающие (табл. 12) для местного контроля рас­хода без передачи информа­ции (рис. 75, а); с электри­ческой дистанционной пере­дачей информации без мест­ной шкалы (рис. 75, б) и с пневматической дистанцион­ной передачей и местной шкалой показаний.

В термических и литей­ных цехах ротаметры при­меняют для измерения рас­хода природного газа, азота, аммиака и водорода.

а — для местного измерения; б — с электри­ческой передачей информации; 1 — кониче­ская трубка; 2 — поплавок

Работа расходомеров пе­ременного перепада давления

Технические характеристики ротаметров

Тип	Верхний предел измерения. м*/ч		Диаметр условного прохода, мм
	по воде	по воздуху
РМ-А-0,0025	0,0025		3
РМ-А-0.1ГУЗ	—	0,1	3
РМ-0.016ЖУЗ	0,016	—	6
РМ-0.25ГУЗ	—	0,25	6
РМ-0.16ЖУЗ	0,16	—	15
РМ-0.25ГУЗ	—	0,25	15

---