Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 253
Скачиваний: 1
ется к угловому рычагу /, расположенному в неподвижном бач ке 3, наполненном маслом. Развиваемое колоколом усилие урав
новешивается |
пружиной 5. |
При перемещении |
колокола |
вслед- |
|||||
кИП |
. |
|
ствие |
изменения |
давле- |
||||
|
|
ния |
поворачивается |
сек |
|||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
тор 2, жестко |
связанный |
|||||
|
|
|
с рычагом / и сцеплен |
||||||
|
|
|
ный с шестеренкой 8, си |
||||||
|
|
|
дящей на оси рамки 9 |
||||||
|
|
|
ферродинамического |
дат |
|||||
|
|
|
чика |
7. |
Таким |
образом, |
|||
|
|
|
угол |
поворота рамки |
дат |
||||
|
|
|
чика, |
а |
следовательно, и |
||||
|
|
|
ее э. д.с. |
пропорциональ |
|||||
|
|
|
ны |
разности |
давлений, |
||||
|
|
|
действующей на колокол. |
||||||
|
|
|
Регулировка |
|
натяжения |
||||
|
|
|
пружины |
5 |
осуществляет |
||||
|
|
|
ся с помощью |
установоч |
|||||
|
|
|
ного винта 6. |
|
|
|
|||
|
|
|
В |
настоящее |
время |
||||
Рис. 65. Схема |
колокольного |
дифмано |
выпускается |
широкая |
но |
||||
менклатура |
колокольных |
||||||||
метра. |
|
|
приборов, |
предназначен |
|||||
|
|
|
|||||||
|
|
|
ных для измерения дав |
||||||
|
|
|
ления, разрежения |
и |
пе |
||||
репадов давлений. Передаточная функция колокольных дифма-
нометров имеет |
следующий вид: |
К |
|
|
|
W(p) |
= |
|
|
|
|
|
||
|
|
т\р2 + Тхр + 1 ' |
( 2 5 5 ) |
|
Коэффициент К, определяемый крутизной статической харак |
||||
теристики, и постоянные |
времени |
Т имеют следующие |
значения |
|
в зависимости |
от типа |
прибора: |
/ С = (1,6н-6,4) • 10~3 |
В - м 2 /Н; |
Ті = 0,7 -г-1,4 с; |
Т2 = 0,35 -н 0,6 с. |
|
|
|
КОЛЬЦЕВЫЕ ДИФМАНОМЕТРЫ
Кольцевые дифманометры применяются для измерения пере падов давлений, а также небольших давлений и разрежений. Действие этих приборов основано на принципе так называемых «кольцевых весов» (рис. 66).
Прибор представляет собой качающуюся металлическую кольцевую трубку 1 круглого или прямоугольного сечения, раз деленную сверху на две части глухой перегородкой 6. Посред ством траверсы с призмой 2 кольцо опирается на неподвижную подушку 3 и имеет возможность поворачиваться на некоторый угол (50—60°). С траверсой прибора связана стрелка прибора 5.
Нижняя половина кольцевой трубки заполнена рабочей жидко стью (дистиллированной водой, трансформаторным маслом). Полости кольца сообщаются с измеряемой средой гибкими ме таллическими (спиральными) или резиновыми трубками 7 и 8 небольшого диаметра. Снизу к кольцевой трубке прикреплен ра бочий груз 4 (G). При равенстве давлений в обоих полостях
Рис. 66. Схема действия кольцевого дифманометра.
кольцевой трубки, когда рі = р2 (положение / ) , рабочая жидкость располагается в кольце на одном уровне, груз занимает крайнее нижнее положение, а конец стрелки прибора совпадает с нуле
вой отметкой шкалы. Когда увеличится |
давление pi |
(или умень |
шится давление / 7 2 ) , т. е. при р\>р2 |
(положение |
/ / ) , уровень |
жидкости в левой полости кольца опускается, а в правой будет
подниматься до |
уравновешивания |
столбом жидкости |
высотой |
|||
h появившейся разности давлений |
(Ap = |
pt—р2). |
на |
глу |
||
Одновременно |
под действием разности |
давлений А р |
||||
хую перегородку |
появится |
вращающий момент Мв, который |
за |
|||
ставляет кольцо |
и стрелку |
поворачиваться |
на угол Ф«по часовой |
|||
стрелке. Это вращение происходит до тех пор, пока момент Мв не будет уравновешен противодействующим моментом Мп> ко торый возникает вследствие отклонения груза от вертикальной оси кольца.
Вращающий момент подвижной части дифманометра |
(в Н-м) |
|
|
MB = &pRF, |
(256) |
гдеД Р— разность давлений, Па; |
|
|
R—средний |
радиус кольца, м, |
|
F—площадь |
поперечного сечения кольца, м2 . |
|
Противодействующий момент рабочего груза при повороте подвижной части прибора на угол ф (в Н-м)
|
Мп |
= tnga sin ф, |
(257) |
где т — масса рабочего груза, кг; |
|
|
|
о—расстояние |
центра тяжести S рабочего груза |
G от точки опоры коль |
|
ца, м. |
|
|
|
В положении |
равновесия |
|
|
|
|
Мъ=Мп. |
(258) |
Подставив в уравнение |
(258) значения |
Мв и Мп, получаем |
|
ApRF = tnga sin <р. |
(259) |
Из уравнения (259) может быть |
определен угол |
поворота |
кольца |
|
|
sin ф = (RF/mga) |
Ар. |
(260) |
Так как все величины правой части уравнения (260), за ис ключением Ар, являются величинами конструктивными и постоянными, то из него следует, что измеряемая разность давле ний пропорциональна синусу угла поворота кольца. Следова тельно, при непосредственном соединении стрелки прибора с тра версой шкала будет неравномерной (заметно растянутой в кон це). Дл я получения равномерной шкалы на кольце закрепляется профилированное лекало, по которому скользит ролик, связан ный со стрелкой или пером прибора. Пределы измерения коль цевого дифманометра могут изменяться изменением груза G.
Передаточная функция кольцевых дифманометров имеет вид:
|
|
У ( Р ) = 2 2 К |
> |
(261) |
где К |
= |
(2 -г- 6 ) - 1 0 - 3 В - м 2 / Н ; |
|
|
Ті |
= |
0,7-И ,5 с; |
|
|
Г2 |
= |
0,4^-0,6 с. |
|
|
Кольцевые дифманометры выпускаются на перепады давле ний от 250 Па до 1,6 кПа и давление среды 25 кПа и 0,1 МПа . Класс точности приборов 1 и 1,5.
§ 3. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
МЕМБРАННЫЕ ПРИБОРЫ
За последние годы в пищевой промышленности все более широкое применение находят деформационные мембранные при боры. В качестве чувствительных элементов в этих приборах ис пользуются вялые (мягкие) мембраны, изготовляемые из эла стичных материалов (прорезиненная ткань, специальная резина и т. п.), а также жесткие гофрированные пластинчатые мембра ны или гофрированные мембранные коробки. Профиль гофри ровки пластинчатых жестких мембран может быть различный, например, синусоидальный, пильчатый или трапецеидальный (рис. 67).
Д ля измерения небольших давлений и вакуума применяются мембранные напоромеры и тягомеры. Схема тягонапоромера приведена на рис. 68. В качестве упругого элемента использу ется мембранная коробка 1, состоящая из двух сваренных гоф-
Рис. 67. Формы про филя гофрировки мем бран.
Рис. 68. Схема мембранного тягонапоромера.
рированных мембран и соединенная с измеряемой средой с по мощью трубки 4. С изменением давления среды коробка проги бается и с помощью штифта и системы рычагов 2 поворачивает стрелку 5. Для возврата стрелки в исходное положение имеется возвратная пружина 6, а для настройки нуля прибора — коррек тор нуля 3. Подобные мембранные приборы изготовляются са мых разнообразных типов и модификаций, а также на различные пределы измерения от ± 2 5 0 Па до +25 кПа. Класс точности приборов 2,5.
На .рис. 69 показана схема реле давления с вялой мембраной, служащего 'датчиком в цепях управления и сигнализации при отклонении давления от установленных пределов. Принцип дей ствия реле основан на сравнении давления, действующего на вялую мембрану, и сил упругой деформации цилиндрической
9 И. К- Ґїетров |
129 |
пружины. Прибор состоит из мембранного устройства и связан ной с ним контактной системы. Мембрана / из эластичной рези ны зажата с помощью фланцев между корпусом и крышкой. Над мембраной помещен грибообразный упор 2, воспринимающий
|
нагрузку при передаче |
давления |
||||||||
|
через шток 3 к контактному уст |
|||||||||
|
ройству 4. Внутри корпуса поме |
|||||||||
|
щены пружина 6 и регулировоч |
|||||||||
|
ная |
гайка |
5, с помощью которой |
|||||||
|
настраивается |
прибор. Тарелка |
7 |
|||||||
|
служит |
направляющей |
для хода |
|||||||
|
штока |
и является |
ограничителем |
|||||||
|
максимального |
хода мембраны. |
||||||||
|
При отсутствии давления в поло |
|||||||||
|
сти мембраны шток под действи |
|||||||||
|
ем |
пружины |
занимает |
крайнее |
||||||
|
нижнее |
положение: |
При опреде |
|||||||
|
ленном |
значении |
давления |
осе |
||||||
|
вое усилие, создаваемое мембра |
|||||||||
|
ной, |
преодолевает |
сопротивление |
|||||||
|
пружины |
и шток, |
|
перемещаясь |
||||||
|
вверх, |
производит |
|
переключение |
||||||
|
контактной системы |
датчика. |
|
|
||||||
|
Наиболее |
широко |
мембран |
|||||||
|
ные |
приборы |
используются |
для |
||||||
|
измерения |
перепадов |
давлений, |
|||||||
|
т. е. в |
качестве дифманометров, |
||||||||
|
многие из которых входят в со |
|||||||||
Рис. 69. Схема мембранного ре |
став |
|
соответствующих |
ветвей |
||||||
ГСП и могут |
использоваться |
в |
||||||||
ле давления с вялой мембраной. |
комплекте |
с вторичными прибо |
||||||||
|
||||||||||
|
рами, |
регуляторами |
и |
другими |
||||||
устройствами автоматики, работающими от стандартного элек трического сигнала силой 0—5 или 0—20 мА, пневматического сигнала 20—100 кПа или других сигналов, соответствующих при нятым в системе ГСП.
На рис. 70 приведена схема устройства мембранного дифма нометра с индукционной дистанционной передачей. Давление измеряемой среды подводится к прибору по импульсным труб кам. В плюсовой и минусовой камерах дифманометра помещены две одинаковые мембранные коробки 1 и 2, образованные из сва ренных между собой гофрированных мембран. Коробки укреп лены в разделительной диафрагме, которая зажата между крыш ками корпуса 5. Внутренние полости мембранных коробок за полнены дистиллированной водой и сообщаются через отверстие в диафрагме. С центром верхней мембраны связан сердечник 3 индукционного датчика 4, преобразующего перемещение в элек трический сигнал, подаваемый на вторичный прибор. При изме-
