Файл: Автоматизация_Staroverov.doc

Вакуумметр ВИТ-2 измеряет давление в диапазоне 1,33х Х10'¹ ... 26,6 Па с помощью термопарных преобразователей типа ПМТ-2; ПМТ-4М или МТ-8, а в диапазоне высокого вакуума — с помощью ионизационных преобразователей типа ПМИ-2 или ЛМ-3-2.

Преобразователи ПМИ-2, МИ-10-2 и ЛМ-3-2 являются иониза­ционными преобразователями триодного типа.

Недостатком, ограничивающим применение ионизационных вакуумметров, является наличие накаленного катода, разрушаю­щегося при повышении давления.

Принцип работы электроразрядных магнитных вакуумметров основан на использовании зависимости тока электрического раз­ряда в магнитном поле от концентрации газа, а следовательно, и его давления. В баллоне 4 (рис. 74), соединенном с системой, в которой измеряется вакуум, помещены катодные пластины 2 и кольцевой анод 1. К электродам прикладывается напряжение 2 ... 3 кВ. Сила тока электрического разряда, возникающего между электродами, зависит от давления в баллоне и измеряется микро­амперметром. Баллон с электродами расположен между полю­сами 3 постоянного магнита.

Совместное действие электрического и магнитного полей на электроны значительно удлиняет их траектории и увеличивает вероятность ионизации газа в баллоне, что способствует возник­новению самостоятельного разряда при низком давлении. Все это повышает чувствительность вакуумметров и увеличивает предел измерения до 10^-12 Па.

Вакуумметры в литейных и термических цехах в основном при­меняют для контроля давления в вакуумных плавильных и на­гревательных печах.

2. ТЕХНИКА БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ КОНТРОЛЕ

ДАВЛЕНИЯ

К числу мероприятий по технике безопасности при экс­плуатации устройств и приборов для контроля давления и раз­режения относятся следующие.

Все приборы должны быть установлены в местах, доступных для подхода при эксплуатации, и иметь хорошую освещенность шкал.

Для предохранения окружающего воздуха от загрязнения продуктами продувки импульсных линий необходимо использо­вать дренажные и канализационные трубопроводы.

Электропитание приборов должно осуществляться с централь­ного пульта, помещенного в закрытый шкаф. Линии электропи­тания должны иметь средства защиты от перегрузок и коротких замыканий.

Все приборы, к которым подводится электропитание, долж­ны быть заземлены.

Контрольные вопросы и задания

---

1. Расскажите о классификации различных видов давления.

2. В каких единицах измеряется давление и вакуум?

3. Как классифицируются приборы для контроля давления и вакуума?

4. Как устроены и работают жидкостные манометры?

5. Как классифицируются деформационные манометры?

6. Расскажите о принципах действия деформационных манометров.

7. Как устроен и работает грузопоршиевой манометр?

8. Как устроен и работает пьезоэлектрический манометр?

9. Как устроен и работает манометр с индуктивным преобразователем? 10 Как классифицируются тягонапоромеры?

11. Как устроен и работает чашечный тягонапоромер?

12. Как устроены и работают кольцевые весы?

13. Как устроен и работает колокольный тягонапоромер?

14. Как устроен и работает деформационный тягонапоромер?

15. Расскажите о классификации вакуумметров.

16. Как устроен и работает тепловой вакуумметр?

17. Как устроен и работает ионизационный вакуумметр?

18. Как устроен и работает газоразрядный вакуумметр?

---

Глава 9. Контроль расхода, количества и уровня

1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИБОРОВ

Одними из наиболее важных параметров технологиче­ского процесса являются количество и расход вещества. Уточним значение этих терминов.

Если под количеством вещества подразумевается объем или масса отмеренного вещества, то под расходом понимают коли­чество вещества, проходящего непрерывно в потоке (в трубе, на транспортере и т. д.) за единицу времени.

В системе СИ объемный расход <2 измеряется в кубических метрах в секунду, а массовый М — в килограммах в секунду, иногда используют единицу — литр в секунду.

Для измерения расходов газов и жидкостей применяют при­боры, называемые расходомерами.

В тех случаях, когда требуется отмерять и учитывать коли­чество вещества, используют счетчики и весы. С их помощью ве­дут учет сырья и готовой продукции, электроэнергии, пара и воды.

Применяют также комбинированные приборы; в расходомеры встраивают интегрирующие (суммирующие) устройства, позво­ляющие вести суммарный учет вещества, израсходованного за заданный промежуток времени.

В зависимости от принципа действия приборы для измерения расхода жидкостей и газа подразделяют на расходомеры обтека­ния, переменного перепада давления и переменного уровня, ин­дукционные, тахометрические и объемные.

Для измерения расхода твердых и сыпучих материалов ис­пользуют механические, электрические, фотоэлектрические с ра- диоизотопными счетчиками весы и весы с ручной наводкой, а также автоматические порционные, платформенные и автомобиль­ные, тензометрические и другие весы.

Для контроля уровня жидкости или сыпучего материала применяют приборы, называемые уровнемерами. Уровень жидко­сти или сыпучего материала — это высота Границы раздела жидко­сти или сыпучего материала и воздуха (газа), находящегося над жидкостью или сыпучим материалом, относительно услов­ного (нулевого) отсчета. Отсчетом измерения уровня, как пра­вило, является резервуар или бункер, в котором измеряется уро­вень жидкости или сыпучего материала.

Большое разнообразие объектов измерения обусловило много­образие физических принципов и средств измерений уровня, удовлетворяющих тем или иным требованиям.

Все приборы контроля уровня можно разделить по метроло­гическому принципу на две группы. Первую группу приборов используют для непрерывного измерения уровня и называют уровнемерами. Приборы второй группы предназначены для сигнализа­ции о достижении заданного (контрольного) уровня, например верхнего или нижнего. Их называют сигнализаторами уровня.

---

2. РАСХОДОМЕРЫ

В соответствии с применяемыми методами приборы для измерения расхода подразделяют на расходомеры обтекания, переменного перепада давления, переменного уровня, индукцион­ные, тахометрические и объемные. Последние чаще используют в качестве счетчиков.

Рис. 75. Ротаметры:

Из расходомеров обтекания наибольшее распространение по­лучили расходомеры постоянного перепада давления, получив­шие название ротаметров. Чувствительным элементом этих прибо­ров является поплавок (шарик), воспринимающий динамическое давление потока. Принцип действия ротаметра (рис. 75) основан на том, что при движении жидкости или газа снизу вверх через конусную трубку 1 поплавок 2 поднимается (опускается) до тех пор, пока его сила тяжести не уравновесится разностью давлений до и после поплавка и выталкивающей силой. При постоянной плотности и кинематической вязкости сред значение расхода со­ответствует строго определенному положению поплавка.

о)

К основным преимуществам ротаметров следует отнести про­стоту конструкции, значительный диапазон измерения и воз­можность измерения малых расходов и расходов агрессивных сред. К недостаткам относятся большая чувствительность к из­менению вязкости жидкой среды при изменении температуры и невозможность измерения расхода загрязненных жидкостей, из

которых выпадают осадки.

Б)

Промышленность выпу­скает ротаметры трех ви­дов: показывающие (табл. 12) для местного контроля рас­хода без передачи информа­ции (рис. 75, а); с электри­ческой дистанционной пере­дачей информации без мест­ной шкалы (рис. 75, б) и с пневматической дистанцион­ной передачей и местной шкалой показаний.

В термических и литей­ных цехах ротаметры при­меняют для измерения рас­хода природного газа, азота, аммиака и водорода.

а — для местного измерения; б — с электри­ческой передачей информации; 1 — кониче­ская трубка; 2 — поплавок

Работа расходомеров пе­ременного перепада давления

Технические характеристики ротаметров

Тип	Верхний предел измерения. м*/ч		Диаметр условного прохода, мм
	по воде	по воздуху
РМ-А-0,0025	0,0025		3
РМ-А-0.1ГУЗ	—	0,1	3
РМ-0.016ЖУЗ	0,016	—	6
РМ-0.25ГУЗ	—	0,25	6
РМ-0.16ЖУЗ	0,16	—	15
РМ-0.25ГУЗ	—	0,25	15

---

основана на измерении перепада давления, создаваемого с по­мощью дросселя, в зависимости от расхода среды.

Метод измерения основан на том, что поток среды, протекаю­щий в трубопроводе, неразрывен, и в месте установки дроссели­рующего сужающего устройства скорость его увеличивается. При этом происходит частичный переход потенциальной энергии дав­ления в кинетическую энергию скорости, вследствие чего стати­ческое давление в узком сечении будет меньше давления перед местом сужения, т. е. возникает перепад давления. Расходомер этого типа представляет собой измерительный комплекс, состоящий из трех узлов: приемного преобразователя, создающего перепад давления в зависимости от расхода среды и устанавливаемого внутри трубопровода; соединительных трубок с вспомогатель­ными устройствами; дифференциального манометра.

В качестве устройства для создания в трубопроводе перепада давления чаще всего используются стандартные сужаюйще устрой­ства: диафрагмы (рис. 76, а), сопла (рис. 76, б) и трубы Вен­тери (рис. 76, в).

а) б) в)

Рис. 76 Стандартные сужающие устройства расходомеров переменного перепада давления:

а — дисковая диафрагма; б — сопло; в — труба Вентури; 1 — труба; 2 — сужающее устройство

Дифференциальные манометры, применяемые для измерения перепада давления в расходомерах, имеют неравномерную шкалу в связи с существующей квад­ратичной зависимостью между перепадами давления и объем­ным расходом.

Технические характеристики шариковых расходомеров

Тнп	Верхний предел измерення, Н*/ч	Мини­ мальный расход, м*/ч
ШРТ-0,1	0,1	0,025
ШРТ-0,16	0,16	0,04
ШРТ-0,25	0,25	0,062
ШРТ-0,4	0,4	0,1
ШРТ-0,6	0,6	0,15
ШРТ-1,0	1.0	0,25
ШРТ-2,5	2,5	0,62
ШРТ-4,0	4,0	1,00
ШРТ-6,0	6,0	1,5
ШРТ-10,0	10,0	2,5

---