Файл: Автоматизация_Staroverov.doc

лировки и изменение характеристик во времени вследствие «усталости мембраны».

Манометры с упругими мембранными коробками применяют для измерения атмосферного давления и называются барометрами- анероидами. Атмосферное давление воздействует на герметически закрытую мембранную коробку, во внутренней полости которой создан вакуум.

Для изготовления мембран используют бронзу, латунь и хромоникелевые сплавы.

Принцип действия сильфонных манометров основан на урав­новешивании измеряемого давления силами упругой деформации чувствительного элемента, выполненного в виде сильфона (см. рис. 65, ж, з). Последний представляет собой тонкостенную ци­линдрическую емкость с поперечной гофрировкой. Сильфоны из­готовляют из фосфористой бронзы или коррозионно-стойкой стали. Толщина стенки сильфона колеблется в пределах 0,1 ... 0,3 мм, а диаметр изменяется от 8 до 150 мм. Упругая характеристика сильфонов практически линейна. Для увеличения жесткости вну­три сильфона размещают винтовую пружину (см. рис. 65, з).

Манометры с сильфоном выпускают для измерения давления и перепада давлений в пределах 25 ... 400 кПа и разрежения — 0 ... 98 кПа.

Принцип действия грузопоршневых манометров основан на уравновешивании давления калиброванным грузом. Их применяют для измерения высоких давлений (до 1000 МПа) и используют в качестве образцовых и контрольных приборов (классы точности приборов 0,02; 0,05; 0,2). Применение поршневых манометров для технических измерений крайне ограничено.

Рассмотрим устройство грузопоршневого манометра, предна­значенного для поверки рабочих манометров и контрольных из­мерений (рис. 67). Стальной сосуд 14 через воронку 10 и иголь­чатый клапан 9 заполняют трансформаторным маслом. В верти­кальном цилиндре 7 выполнен канал, в который вставлен шлифо­ванный поршень б с тарелкой для груза 5. Штуцеры Л я 3 пред­назначены для ввертывания поверяемых манометров 4. Игольча­тые вентили 1, 2, 12 служат для перекрытия каналов, а вентиль 8 для спуска масла. Рабочее давление в сосуде определяется массой груза 5. Перемещение поршня 13 вызывает подъем поршня 6 с грузом.

Электрические манометры используют главным образом для измерения сверхвысоких и пульсирующих с высокой частотой давлений. Работа электрических манометров основана на зависи­мости электрических характеристик чувствительных элементов от давления. К числу таких приборов можно отнести пьезоэлек­трические, индукционные и тензометрические манометры.

В пьезоэлектрических манометрах используется пьезоэлектри­ческий эффект, под которым понимают появление электрических зарядов на поверхности ряда кристаллических диэлектриков при

Рис. 68. Схема индуктив­ного (индукционного) мано-

метоа

У манометров с электрическим индуктивным выходом давление, измеряемое упругим чувствительным элементом, преобразуется в электрический сигнал, передаваемый индуктивным преобразо­вателем на вторичный прибор.

Наиболее распространенным манометром этого типа является электрический дистанционный манометр МЭД. В корпусе диа­метром 160 мм помещены держатель с трубчатой одновитковой пружиной, передаточный механизм и индукционная катушка. Давление Р контролируемой системы (рис. 68) подводится к труб­чатой пружине I через радиальный штуцер и, вызывая ее дефор­мацию, перемещает магнитопровод 3 индукционной катушки. Каждому значению измеряемого давления соответствует опреде­ленное положение магнитопровода в катушке. Катушка 2 мано­метра и катушка вторичного прибора 4 включены по дифферен­циально-трансформаторной схеме. Выходной параметр прибора — взаимная индуктивность между первичными и вторичными цепями трансформатора. Чем больше погружен магнитопровод, тем боль­шее напряжение подводится во вторичной обмотке и поступает по вторичному прибору.

Индукционные манометры работают в комплекте со вторичными взаимозаменяемыми приборами и системами централизованного контроля и регулирования. Манометры МЭД выпускают с верхним пределом показаний 160 МПа и классами точности 1 и 1,5.

Тензометрические манометры имеют в качестве чувствительного элемента мембрану с наклеенными на нее тензорезисторами. Их принцип действия заключается в непосредственном преобразова-

Технические характеристики показывающих и сигнализирующих манометров

нии деформации упругой мембраны под воздействием давления в изменение электрического сопрогивления резисторов.

Давление в манометре измеряется с помощью схемы неуравно­вешенного моста, плечами которого являются тензорезисторы. В результате деформации мембраны под воздействием измеряемого давления возникает разбаланс моста в виде напряжения, которое с помощью встроенного в корпус манометра электронного усили­теля преобразуется в электрический выходной сигнал. Верхний предел показаний манометра 40 МПэ, класс точности 0,6; 1,0; 1,5. В табл. 9 приведены технические характеристики манометров, получивших наибольшее распространение.

2. ТЯГОНАПОРОМЕРЫ

Тягонапоромерами называют приборы, предназначен­ные для измерения небольших разрежений и избыточных давлений, тяги дымососов и напоров вентиляционных систем. Они представ­ляют собой разновидность группы приборов для измерения дав­ления, но имеют некоторые специфические особенности, которые и рассматриваются далее.

Рис. 69. Схема кольцевого манометра (тягон апор омер а)

По принципу действия тягонапоромеры подразде­ляют на жидкостные, мем­бранные и сильфонные.

Жидкостные тягонапоромеры выполняют в фор­ме и-образных, чашечных с вертикальной измеритель­ной трубкой, чашечных с на­клонной измерительной труб­кой, кольцевых весов и коло­кольных приборов.Наиболее широко применяют чашеч­ные приборы.

Тягонапоромер ТНВ яв­ляется чашечным микронапо- ромером с вертикальной измерительной трубкой. Затворной рабочей жидкостью служит дистиллированная вода, подкрашен­ная эозином натрия. Пределы измерения'0 ... 1,6 кПа. Основная погрешность прибора ±1,5 %.

Тягонапоромер ТНЖ-Н является чашечным микронапоро- мером с наклонной измерительной трубкой. В качестве затвор­ной жидкости применяемся этиловый спирт. Наклонное располо­жение измерительной трубки позволяет получить растянутую шкалу и благодаря этому измерять малые давления. Особенностью данного прибора является возможность изменения угла наклона измерительной трубки, что позволяет варьировать чувствитель­ность и пределы измерения прибора. Пределы измерения прибора: О ... 0,4 кГ1а; 0 ... 0,63 кПа; 0 ... 1,0 кПа; 0 ... 1,6 кПа. Основная погрешность прибора при нормальной температуре не превы­шает ± 1,5 % от верхнего предела измерений.

Чашечные тягонапоромеры применяют для измерения тяги и напора в топках топливных, плавильных и термических печей и вентиляторов низкого давления.

Кольцевые весы можно использовать в качестве тягонапоро- меров. В отличие от и-образных и чашечных приборов они яв­ляются стрелочными приборами, могут регистрировать значения измеряемых параметров и передавать показания с помощью электрических систем на расстояние.

Чувствительным элементом такого прибора (рис. 69) является плоское металлическое кольцо /, имеющее в верхней части пере­городку 2, которая разделяет внутреннюю полость кольца. С двух сторон перегородки к кольцу подсоединены две резиновые трубки. Одна трубка соединяется с объемом, в котором измеряется давле­ние Р, а другая — с атмосферой. Кольцо с помощью переклади­ны 3 подвешено на Призматической опоре 4. В нижней части кольца закреплен груз 5.

Если давления с двух сторон перегородки кольца равны (Р — Р_атм). то оно находится в равновесии и стрелка 7 занимает нулевое положение (рис. 69, а). Если измеряемое давление больше атмосферного (Р_х > Р_атм), то уровень жидкости с правой стороны повышается, а с левой — понижается. Кольцо 1 поворачивается по часовой стрелке, пока груз не уравновесит кольцо в новом по­ложении (рис. 69, б). Вместе с кольцом поворачивается и стрелка, которая показывает на шкале значение измеряемого напора.

Поскольку измеряемое давление пропорционально синусу угла отклонения кольца, шкала получается неравномерной. Для устранения этого недостатка, т. е. для получения равномерной шкалы, передачу от кольца к стрелке осуществляют с помощью рычага и специального профилированного лекала 6. При измере­нии тяги (разрежения) места подключения трубок меняют между собой.

В качестве затворной рабочей жидкости используют дистил­лированную воду или трансформаторное масло. Плотность жидко­сти ограничивает верхний предел измерения. Для приборов с во­дяным заполнением он составляет 1600 Па, а для приборов с мас­ляным заполнением — 1000 Па.

Колокольные тягонапоромеры являются бесшкальными пер­вичными измерительными приборами, которые предназначены для измерения тяги и напора, а также разности давлений неагрессив­ных газов при весьма низких статических давлениях.