Файл: Автоматизация_Staroverov.doc

Технические характеристики тягомеров, напоромеров и тягонапоромеров

Рис. 71. Схема сильфон- ного напоромера типа МС

Промышленность выпускает также колокольный тягонапоро- мер типа ДКОФМ с ферродинамическим преобразователем, диапазоном напора 40 ... 400 Па и тяги ±32 ... 200 Па.

Наибольшее распространение получили мембранные тягона- поромеры, принцип действия которых основан на использовании зависимости между упругой деформацией мембраны (чаще мем­бранной коробки) и измеряемым давлением. Преимуществами при- ооров этого типа являются простота устройства, небольшие раз­меры, наглядность показаний и удобство размещения на щитах управления. Промышленность выпускает приборы типа НМП-52; ТММП-52;

ГНМП-52 с пределом измерения до 25 кПа у напоромеров, до 40 кПа у тягомеров и классами точности 1,5 и 2,5 (табл. 10).

Мембранные напоромеры применяют для измерения разрежений воздуховодов .'.ушильных аппаратов, топок топливных печей и напоров вентиляционных систем.

Сильфонные тягонапоромеры предна­значены для измерения и записи давле­ния или разрежения воздуха и неагрес­сивных газов. Принцип их действия основан на уравновешивании измеряемого давления суммой сил деформации сильфо- иа и винтовой цилиндрической пружины рис. 71).

Измеряемое давление через штуцер 1 подводится к корпусу прибора 2, внутри которого установлен сильфон 3. Для уве­личения жесткости сильфон снабжен дополнительной пружиной 4, помещенной внутри него. Под влиянием измеряемого давления сильфон 3 сжимается, преодо­левая усилие пружины 4, и перемещает шток 5. Последний через передаточный механизм воздействует на стрелку 6 с установленным на ней пером для записи.

2. ВАКУУММЕТРЫ

Вакуумметрами называются приборы, предназначенные для измерения давления разреженных газов. Обычно вакуумме­трами считают приборы, измеряющие давление менее 10 Па.

Диапазон давлений, измеряемых в металлургических цехах вакуумметрами, весьма широк (10... 1,33-10^-“ Па) и не может быть измерен одним прибором. Это обстоятельство и разнообразие эксплуатационных требований, предъявляемых к вакуумметр иче- ской аппаратуре, определили необходимость выпуска большого числа типов вакуумметров.

Все выпускаемые вакуумметры состоят из измерительной ус­тановки (блок измерения) и манометрического преобразователя, с помощью которого значение измеряемого разрежения преобра­зуется в электрический сигнал.

Вакуумметры настроены на измерения давления (разрежения) сухого воздуха. Поэтому при измерении разрежения других газов приходится проводить индивидуальную градуировку вакуумметров или использовать переводные коэффициенты.

Требования к точности измерения низких давлений в боль­шинстве случаев невысоки. Поэтому значительная часть выпускае­мых вакуумметров является индикаторными приборами.

Многие вакуумметры могут служить первичными преобразова­телями автоматических систем, которые одновременно с сигнали­зацией о достижении или превышении определенного давления управляют различными исполнительными механизмами. Такие вакуумметры могут иметь аналоговый выход на ЭВМ.

Блокировочные вакуумметры осуществляют управление (бло­кировку) по давлению при разрывной мощности контактов не более 50 Вт для цепей постоянного тока и 500 Вт для цепей переменного тока.

Большинство вакуумметров имеет электрический выходной сигнал, которой может использоваться для записи на электрон­ном потенциометре или в системах автоматики.

В зависимости от принципа действия манометрического пре­образователя вакуумметры делят на тепловые, ионизационные и электрор.азрядные.

Тепловые вакуумметры оснащены манометрическими преобра­зователями, действие которых основано на зависимости тепло­проводности разреженных газов от давления. Устройство такого типа изображено на рис. 72. Стеклянный баллон 1 соединен си­стемой, в которой измеряется вакуум. Внутри баллона имеется

лового вакуум- його вакуумметра го электроразрядного ва-

метра куумметра

нагреватель З, через который пропускается ток (10 ... 100 мА). Температура нагревателя 75 ... 400 °С и зависит от теплопровод­ности окружающего газа. При атмосферном давлении теплопро­водность газа практически не зависит от давления. Однако при давлении ниже 1,3 кПа теплопроводность понижается при сни­жении давления.

Молекулы газа, ударяющиеся о нагреватель, переносят энер­гию от нагревателя к стенкам баллона. Следовательно, устано­вившаяся температура нагревателя будет определяться скоростью молекул газа, сталкивающихся с ним. При понижении давления нагреватель будет терять тепло медленнее, так как в газе с пони­жением давления уменьшается число способных переносить теплоту молекул. Соответственно этому температура нагревателя будет повышаться.

Температуру нагревателя измеряют двумя способами: термо­парой 2, укрепленной на нагревателе, или посредством измере­ния его сопротивления.

Промышленность выпускает приборы типов ВТ-3, ВТ-8, ВСБ-1 и др. Вакуумметр ВТ-3 предназначен для работы в лабора­торных условиях. Он состоит из измерительной установки и од­ного из трех термопарных манометрических преобразователей: ПМТ-2 в стеклянном корпусе; ПМТ-4М в металлическом корпусе или МТ-8, выполненного на фланцевом основании. В режиме по­стоянства тока накала нити (в диапазоне 0,133 ... 1,33 Па) дав­ление определяется по термоЭДС термопары. Определение дав­ления в режиме постоянства термоЭДС (в диапазоне 1,33 ... 6,675 10® Па) ведется по току накала нити.

Вакуумметр ВСБ-1 рассчитан на применение в автоматизи­рованных вакуумных системах. Он работает в паре с манометри-

Технические характеристики промышленных вакуумметров

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.