Файл: Боронихин А.С. Основы автоматизации производства и контрольно-измерительные приборы на предприятиях промышленности строительных материалов учеб. для техникумов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 117
Скачиваний: 0
шкалой. Воспринимающая часть состоит из |
мембранной коробки |
с двумя гофрированными мембранами 1 (рис. |
11.11). Одна мембрана |
укреплена неподвижно, другая под действием давления или разре жения перемещается. Перемещение мембраны передается на стрел ку прибора 2 передаточным механизмом. В передаточный механизм входят: коленчатый рычаг 3, тяга с рычагом 4 и ось 5 стрелки. Для выравнивания прогиба мембраны и обеспечения равномерности шка лы в тягомерах служат установочные винты 6, которые расположе ны у пластинчатой пружины 7. Корректировку нуля производят поворотом винта 8, который перемещает опорный рычаг 9.
§II.5. РЕЛЕ ДАВЛЕНИЯ
Вразличных технологических установках иногда необходимо знать только максимально допустимые величины давления. Для этой цели применяют устройства, носящие название реле давления. Промышленность выпускает различные реле давления. Так, напри
мер, мембранный сигнализатор падения давления СПДМ (рис. II. 12)
служит для подачи электрического сигнала при повышении или по нижении давления воздуха или газа. Выпускают его с различными
Рис. 11.12. Схема сигнализатора СПДМ |
Рис. 11.13. Схема реле |
|
давления |
пределами настройки до 1 кПа (0,01 |
кгс/см2). Между крышками |
1 я 2 зажата кожаная мембрана 3 с укрепленным на ней штоком 4. Нижняя полость под мембраной соединена с импульсной линией, по которой подается измеряемое давление р, а верхняя — с атмо сферой. Внутри трубки 5 расположена пружина 6, которая действу ет на мембрану в обратном направлении, чем давление р. Трубка 5
26
имеет нарезку, по которой может перемещаться гайка 7, изменяя при этом степень сжатия пружины. Трубка 5 жестко прикреплена к корпусу реле 8 и к верхней крышке 1 мембраны. В корпусе сигна лизатора укреплено коромысло 9, которое может поворачиваться на некоторый угол на опоре 10. Среднее положение коромысла не устойчивое, так как оно находится под действием спиральной пру жины 11. Над коромыслом установлен ртутный переключатель 12.
На штоке 4, соединенном с мембраной 3, имеются два рычага 13 с регулировочными болтами. Назначение этих рычагов— повора чивать коромысло 9 и, следовательно, переключать электрическую цепь при достижении заданных давлений. Так, при падении давления
рв системе до заданной величины мембрана со штоком опустится
иверхний рычаг 13 переместит коромысло 9 из одного крайнего по ложения в другое. При этом ртутный переключатель 12 опрокиды вается в положение «включено». При повышении давления кинема
тическая схема действует аналогично описанному, но в зацепление с коромыслом войдет нижний рычаг и сигнал выключится.
Сильфонный сигнализатор падения давления СПДС устроен так же, как и прибор СПДМ, с той лишь разницей, что чувствитель ным элементом вместо мембраны в нем является сильфон. Сигнали
заторы СПДС выпускают |
на пределы |
настройки |
до 0,8 МПа |
(8 кгс/см2). |
давления РД |
(рис. II. 13) |
основан на |
Принцип действия реле |
уравновешивании силы, создаваемой давлением р при воздейст вии на дно сильфона, силами упругих деформаций сильфона и вин товой цилиндрической пружины. При нарушении равновесия сил, когда давление контролируемой среды отклонится от заданного значения, произойдет замыкание или размыкание контактов пере ключателя (в зависимости от знака изменения давления).
К корпусу реле прикреплен сильфонный механизм, который со стоит из сильфона 1, находящегося в коробке 2. К сильфону припа ян шток 3, который упирается в кронштейн 4. На винт 5 надета пру жина 6, натяжение которой регулируется гайкой 7. При повышении давления сильфон будет сжиматься и шток 3 переместится на вели чину сжатия сильфона. Шток, нажимая на кронштейн 4, перемес тит его, преодолевая при этом сопротивление пружины 6. Одновре менно кронштейн 4 переместит рычаг 8, который переключит кон тактное устройство 9. При понижении давления в подводящей ли нии, а следовательно, и силы, создаваемой давлением на сильфон, последний под действием пружины 6 начнет перемещаться (раз жиматься). При этом пружина воздействует на сильфон через крон штейн 4, который повернется на некоторый угол по часовой стрелке, в связи с чем произойдет новое переключение контактного устройст ва 9.
Реле РД выпускают с одним и двумя сильфонами, в последнем случае реле может контролировать давление сразу в двух точках.
ГЛАВА ІИ
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ
§ III.1. ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О ТЕМПЕРАТУРЕ
Температурой называют величину, характеризующую тепловое состояние тела. Согласно молекулярно-кинетической теории, со общаемая телу тепловая энергия, вызывающая повышение его тем пературы, преобразуется в энергию движения молекул. Измерить эту энергию непосредственно, как длину, массу или объем, не пред ставляется возможным, поэтому ее нельзя выразить в абсолютных единицах измерения. При изменении температуры тела изменяются и его физические свойства: объем, давление в замкнутом объеме, электрическое сопротивление, термоэлектродвижущая сила в замк нутом контуре цепи, интенсивность излучения. Эти свойства тел берут в основу устройства приборов для измерения температуры.
В промышленности строительных материалов, как и во многих других отраслях промышленности, температура является одним из важнейших параметров, характеризующих состояние тела или процесса в целом. Чтобы технологический процесс, например получение цементного клинкера, варка стекла, обжиг и сушка керамических изделий, твердение асбестоцементных и железобетон ных изделий или др., протекал нормально и экономически более выгодно, в большинстве случаев необходим постоянный контроль его теплового режима.
ГОСТ 8550—61 предусматривает применение двух температурных шкал — абсолютной термодинамической температурной (шкалы Кельвина) с единицей измерения кельвин (Т , К) и международ ной практической температурной (шкалы Цельсия) с единицей изме
рения градус. Цельсия |
(t, °С). Абсолютная термодинамическая |
||
температурная шкала |
построена (по |
предложению |
Кельвина |
в 1848 г.) на основе термодинамических |
отношений, вытекающих |
||
из второго начала термодинамики. В качестве основной |
и единст |
||
венной экспериментальной реперной точки X Генеральная конфе ренция по мерам и весам в 1954 г. постановила принять температуру тройной точки воды, равную 273,16 К и лежащую выше точки тая ния льда на 0,01 К. Нижним пределом абсолютной термодинами ческой шкалы является точка абсолютного нуля температуры (0, К).
Международная практическая температурная шкала принята IX Генеральной конференцией по мерам и весам в 1948 г. Эта шка ла основана на постоянных температурах фазового равновесия не-
28
которых веществ и воспроизводится по следующим реперным точ кам в °С:
Точка кипения кислорода ....................................................................... |
— 182,97 |
Тройная точка в о д ы ................................................................................ |
+ 0,01 |
Точка кипения воды (основная реперная точка)......................... |
+100 |
Точка кипения с е р ы ................................................................................ |
+ 444,6 |
Точка затвердевания серебра............................................................... |
+ 960,8 |
Точка затвердевания золота................................................................... |
+1063 |
Соотношение, устанавливающее связь между температурой, вы раженной по абсолютной термодинамической шкале, и той же темпе ратурой по международной шкале, таково:
7 = 7 + 273,15,
где Т — температура по абсолютной термодинамической шкале в К; t — тем пература по международной практической шкале в °С.
Существующие в настоящее время методы и средства измерения температуры классифицируют главным образом с точки зрения фи зических явлений, происходящих в веществах при изменении тем пературы. Суть этих явлений определяет принцип действия соот ветствующих измерительных средств и объединяет их в следующие группы:
1)термометры расширения — для измерения температур в пре делах от —200 до +650° С;
2)манометрические термометры — для измерения температур
впределах от —60 до +650° С;
3)электрические термометры сопротивления — для измерения
температур в пределах от —200 до +650° С; 4) термоэлектрические пирометры — для измерения температур
впределах от —50 до +2000° С;
5)пирометры излучения: радиационные — для измерения тем
ператур в пределах от +400 до +2500° С, оптические — от +800 до +6000° С.
§ II 1.2. ТЕРМОМЕТРЫ РАСШИРЕНИЯ
Принцип работы термометров расширения основан на свойстве тел при изменении температуры изменять свой объем, а следова тельно, и линейные размеры. К числу этих термометров относятся:
1) жидкостные стеклянные термометры, действие которых осно вано на различии при изменении температуры коэффициентов объемного расширения термодинамической жидкости (ртуть, спирт)
истекла;
2)дилатометрические (стержневые) термометры, действие кото
рых основано на различии при изменении температуры коэффициен тов линейного удлинения двух стержней, когда они расположены рядом или один в другом;
3) биметаллические термометры, действие которых основано на различных коэффициентах линейного удлинения пластины, состоя
29
щей из двух металлов или сплавов, имеющих различный коэффи циент температурного расширения.
Дилатометрические и биметаллические термометры не получили распространения как самостоятельные измерительные приборы; их используют в виде отдельных узлов в системах автоматического ре гулирования.
Жидкостные термометры применяют для измерения температур от —190 до +650° С. Эти термометры получили широкое распрост ранение как в лабораторных, так и в технических измерениях. Широкое распространение жидкостных термометров расширения объясняется простотой конструкции. К группе жидкостных стеклянных термометров относятся ртутные и спиртовые термо метры.
Ртутные стеклянные термометры применяют для измерения температуры до —38,85° С (соответствующей температуре тверде ния ртути). Для измерения более низких температур применяют
термометры расширения с органическими жидкостями. Теплоем кость органических жидкостей в 10—15 раз выше, чем ртути, что создает большую инерционность измерения. В качестве термодина
мических органических |
жидкостей до —90° С применяют толуол, |
до —100° С — этиловый спирт и до —190° С — пентан. |
|
Ртутные термометры |
(рис. III. 1) просты по устройству. Они |
состоят из капиллярной трубки- с баллончиком для ртути, шкалы и защитной оболочки. Для изготовления термометров используют жаростойкое стекло.
Для измерения температур, близких к точке кипения ртути или выше ее, искусственно повышают точку кипения ртути за счет создания избыточного давления над ртутью в капиллярной трубке. С этой целью у ртутных термометров для измерения высоких темпе ратур пространство в капиллярной трубке над ртутью заполняют газом (азотом), предварительно удалив воздух. Для измерения тем ператур до 650° С пространство над ртутью заполняют газом под давлением около 2,3 МПа (23 кгс/см2).
В зависимости от назначения термометры изготовляют трех ви дов: технические, лабораторные и образцовые.
Технические термометры изготовляют с вложенной шкалой, большим диаметром капилляра и тонкой хвостовой частью. Их вы полняют с прямым или изогнутым под углом 90 и 135° хвостовиком. Хвостовик бывает различной длины (от 60 до 2000 мм).
Лабораторные ртутные термометры выпускают как с вложен ной шкалой, так и палочные (шкала нанесена на капилляре). Они более точные по сравнению с техническими термометрами.
Образцовые термометры служат для поверки и градуирования технических термометров. Образцовые термометры имеют цену де ления 0,01; 0,1; 0,2°. Их выпускают обычно в виде комплекта из пя ти термометров, перекрывающих пределы измерения от —30 до +302° С.
30
