Файл: Петров И.К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности учебник.pdf

дующие значения:Ті = (0,014-0,5) - Ю - 2 с ; т2 — (0,8ч-3,2) • Ю - 2 с. Выпускается также широкая номенклатура пружинных при­ боров, входящих в унифицированную систему пневматических и электрических взаимозаменяемых датчиков ГСП и используемых в комплекте с вторичными приборами и специальными устройст­ вами, работающими от стандартных сигналов, пневматических

или электрических.

§4. ПРИБОРЫ ГРУЗОПОРШНЕВЫЕ, ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ

ИСПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Большинство из этих приборов предназначено для исследова­ тельских и поверочных работ, при проведении которых требуется измерять давление в широком диа­ пазоне, с высокой точностью и в труд­ нодоступных местах.

уплотнительных устройств (манжет, колец и т. п.). Пренебрегая силами трения, можно записать условие равновесия в следую­

и стенками канала цилиндра происходит незначительное про­ сачивание жидкости вверх и медленное опускание поршня. He­

rn

обходимо, чтобы скорость опускания была очень мала и не превышала нескольких тысячных долей сантиметра в секунду. Для уменьшения влияния трения поршню часто придается вра­ щательное движение либо от руки, либо с помощью специально-, го электродвигателя.

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ

Для измерения давления в труднодоступных местах применя­ ются электрические манометры и вакуумметры, принцип дейст­ вия которых основан на прямом или косвенном преобразовании измеряемого давления в какую-либо электрическую - величину, функционально с ним связанную.

Манометры сопротивления. Действие приборов этой группы основано на изменении сопротивления чувствительного элемен­ та под воздействием внешнего давления. Принципиально дат­ чиком давления может служить любой металл или полупровод­ ник. Однако для использования в качестве датчика должен быть подобран металл с большим изменением сопротивления под дей­ ствием давления, так называемым пьезокоэффициентом, и малым температурным коэффициентом. Наиболее полно этим требова­ ниям отвечает манганин, хотя пьезокоэффициент его невелик. Изменение сопротивления (в Ом) при приложении давления к материалу будет следовать закону, описываемому уравнением

очень массивный корпус, в полость которого подводится измеряе­ мое давление. В полости находится катушка, на которой в один

щью известных методов (использование логометра, моста, потен­ циометра и др.).

Кроме металлических датчиков, в качестве чувствительных элементов могут применяться полупроводниковые или угольные. Пьезокоэффициент таких датчиков в тысячи раз больше, чем манганина, однако зависимость их сопротивления от давления нелинейна. Кроме того, имеет место большой гистерезис и зна­ чительное влияние температуры. Полупроводниковые датчики сопротивления механически непрочны и могут применяться до давления не выше 10 МПа.

Мембранно-емкостные манометры. Принцип действия этих приборов основан на изменении емкости плоского конденсатора при изменении расстояния между его обкладками. Применяют­

лений, компенсируется электростатической силой притяжения, вызванной разностью потенциалов U между мембраной М и электродом Е. Условие равновесия может быть записано в сле­ дующем виде:

постоянная прибора Ь0 характеризуется геометрическими разме­ рами измерительного устройства, а ее величина определяется экспериментально и обусловливается размером d0 (расстоянием между мембраной и электродом) и радиусами мембраны и элек­ трода Ям и R E •

Пьезоэлектрические манометры. Принцип действия этих при­ боров основан на свойстве некоторых кристаллических веществ создавать электрические заряды под влиянием приложенной силы. Это явление называется пьезоэффектом. Пьезоэффект наб­ людается у кристаллов кварца, турмалина, сегнетовой соли, титаната бария и некоторых других" веществ. Достоинством пьезоэффекта является его безынерционность, что делает пьезо­ электрические манометры очень удобными при исследованиях процессов с быстро меняющимся давлением (кавитация, взрывы

и т. п.). Наиболее часто в приборах этого типа применяется кварц. Пьезоэлектрический эффект кварца не зависит от тем­ пературы в пределах до +500° С, ito при температуре выше 570° С становится равным нулю.

ПРИБОРЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Кэтой группе приборов могут быть отнесены теплопроводные, ионизационные и некоторые другие типы, манометров, которые, однако, в пищевой промышленности сколько-нибудь широкого распространения не получили.

Теплопроводные манометры. В этих приборах используется явление, заключающееся в том, что при низких абсолютных дав­ лениях (или глубоком вакууме) длина свободного пробега мо­ лекул соизмерима с геометрическими размерами системы и в этом случае теплопроводность газа обусловливается его давле­ нием. Эта зависимость используется в теплопроводных маномет­ рах для измерения давления газов в пределах от Ю - 3 до 100 Па. Датчик прибора состоит из нагревателя и измерителя темпера­ туры, помещенных в сосуд, в котором производится измерение давления. В качестве измерителей температуры применяются термопары или термометры сопротивления.

Ионизационные манометры. Действие ионизационных прибо­ ров (вакуумметров) основано на зависимости силы ионного тока в газе от давления. Приборы различаются по способу ионизации газа. Чаще всего ионизационный вакуумметр состоит из мано­ метрической лампы, присоединяемой к исследуемому объему, и измерительного устройства. Теоретически и экспериментально доказано, что в таких приборах (манометрических лампах) име­ ет место следующее соотношение.

ции, от электрического режима и природы находящегося в ней газа.

Как правило, определение значения Ки> т. е. градуирование лампы, производится экспериментально по какому-либо абсолют­ ному манометру. Манометрическими лампами можно измерять очень низкие давления: 0,1—1 нПа.