КГ/см2 = 0,9678 атм;

1 кГ/см2 = 0,9678 атм;

1 атм. = 1,0332 кг/см2 = 10,332 м вод. ст. при 40С.

 

Приборами для измерения и контроля давления служат манометры, для измерения и контроля давления и разряжения – мановакууметры, для измерения разряжения вакууметры и для измерения разности (перепада) давлений дифференциальные манометры.

Приборы для измерения и контроля давления можно классифицировать по различным признакам: по принципу действия, назначению, конструктивным признакам и классу точности.

По принципу действия приборы разделяются на :

- жидкостные, в которых измеряемое давление (или разряжение) уравновешивается давлением столба затворной жидкости соответствующей высоты;

- пружинные, в которых для определения давления измеряется возникающая под действием измеряемого давления деформация различного рода упругих элементов – трубчатой пружины, мембраны, гармониковой мембраны (сильфона) и т.д.;

- поршневые, в которых измеряемое давление определяется нагрузкой на поршень, перемещаемый в цилиндре, заполненном маслом;

- радиоактивные, в которых измеряемое давление (разряжение) определяется изменением ионизации, производимой излучениями;

- пьезоэлектрические, в которых используется пьезоэлектрический эффект, заключающийся в том, что в некоторых кристаллах (турмалин, кварц, сегнетовая соль, пьезокерамика и т.д.) под влиянием силы, действующей в направлении, зависящей от строения кристалла, появляются равные по величине и противоположные по знаку заряды, пропорциональные действующей силе, и исчезающие при снятии нагрузки;

- проволочные тензоманометры, в которых используется изменение сопротивления проволоки под влиянием механических напряжений и деформаций. Материалом для изготовления проволочных тензоманометров может служить проволока нихрома, манганина или константана.

По назначению приборы разделяются на :

- рабочие;

- контрольные;

 - образцовые.

По конструктивным признакам приборы подразделяют на:

- жидкостные:

а) трубные манометры (стеклянные двухтрубные манометры, чашечные однотрубные манометры, наклонные жидкостные манометры);

б) колокольные;

в) кольцевые;

г) поплавковые.

- пружинные:

а) с одновитковой трубчатой пружиной;

б) с многовитковой трубчатой (геликоидальной) пружиной;

в) мембранные с плоской гофрированной мембраной;

г) мембранные с гармониковой мембранной (сильфонные).

- поршневые.

Основные характеристики каждой группы приборов будем рассматривать при их изучении.

2.2 Датчики давления

Принцип действия датчиков давления основан на использовании деформационных свойств материалов. Датчик состоит из двух преобразователей:

1) чувствительного элемента (механического преобразователя), преобразующего измеряемую величину ( Р) в линейное перемещение штока чувствительного элемента ( l);

2) индукционной катушки (электрического преобразователя), преобразующей линейное перемещение штока чувствительного элемента ( l) в напряжение переменного тока ( U).

ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.

В датчиках давления используются разнообразные чувствительные элементы.

Наиболее простым ЧЭ является гофрированная мембрана. Такая мембрана штампуется из стали, латуни, бронзы в виде диска с кольцевыми гофрами для повышения упругости и закрепляется в корпусе прибора. Корпус и мембрана образуют полость, сообщающуюся с измеряемой средой. Под воздействием избыточного давления мембрана деформируется. К мембране крепится шток, который соединен с сердечником катушки.

Более сложным ЧЭ является гофрированная мембранная коробка. Она состоит из двух гофрированных мембран, сваренных по периметру и образующих полость. Мембранная коробка обладает большей чувствительностью, чем одинарная мембрана.

Наиболее сложным по конструкции ЧЭ является мембранный блок, состоящий из двух мембранных коробок. Он применяется для измерения перепада давлений и имеет наибольшую чувствительность. Такой ЧЭ помещается в корпус, разделенный диафрагмой на две камеры, к которым подсоединяют измеряемое давление. Под действием перепада давлений жидкость перетекает из одной коробки в другую, которая деформируется, расширяется и перемещает шток чувствительного элемента.

В качестве чувствительного элемента применяют трубчатую пружину (трубка Бурдона).

 

3. Поплавковые и гидростатические уровнемеры

3.1 Физические основы измерения уровня. Классификация приборов измерения и контроля расхода

В химической промышленности измерение уровня жидких и сыпучих материалов в технологических аппаратах, различных емкостях и резервуарах имеет очень важное значение. Большое разнообразие измеряемых сред, их химических, физических, электромагнитных свойств делает невозможным создание каких-либо универсальных способов измерения их уровня.

Выбор метода измерения зависит от свойств вещества, которые используются при измерении:

 - плотности;

 - удельного веса;

 - электропроводности;

 - диэлектрических;

 - акустических;

 - теплофизических;

 - оптических.

Особенно большие трудности возникают при измерении уровня агрессивных, радиоактивных и взрывоопасных сред. Наличие в контролируемых средах газовыделений и налипающей твердой фазы создает дополнительные трудности.

Приборы, применяемые для измерения уровня жидких сред, называются уровнемерами. Уровень измеряется в линейных (м) или относительных (%) единицах. Существует несколько методов измерения уровня жидких сред, каждый из которых находит определенную область применения.

Отсутствие каких-либо универсальных способов измерения уровня объясняется большим разнообразием измеряемых сред, которые отличаются физическими, химическими, электромагнитными свойствами, особенностями эксплуатации, требованием к точности измерения, надежности и долговечности. Уровнемеры могут быть как с непосредственным наблюдением у мест его установки, так и с дистанционной передачей показаний.

Уровнемеры можно классифицировать по принципу действия на:

 - механические;

 - электромеханические;

 - волновые.

Жидкостные уровнемеры, принцип действия которых основан на законе сообщающихся сосудов. К жидкостным уровнемерам относятся указательные стекла и водомерные колонки. Такие приборы просты по конструкции, принципу действия и правилам обращения. Как правило, такие приборы относятся к вспомогательным и устанавливаются на теплообменных аппаратах, конденсаторах, подпиточных баках, теплых ящиках.

Указательное стекло соединяется с сосудом нижним концом или двумя концами. Наблюдая за положением уровня жидкости в стеклянной трубке, можно судить об изменении уровня жидкости в сосуде. В промышленности применяют указательные стекла проходящего и отраженного света. Указательное стекло отраженного света выполнено в виде толстой стеклянной пластины, на поверхности которой, обращенной к жидкости, нанесены канавки. Лучи света отражаются от граней канавок. Часть стекла, соприкасающаяся с жидкостью, кажется темной, а с газом – серебристо-белой. Указательные стекла изготавливают длиной 0,5 м. Если необходимо контролировать уровень жидкости более 0,5 м, устанавливают несколько стекол.

Для дистанционного контроля уровня применяют различные уровнемеры в сочетании с электрическими измерительными преобразователями:

 - поплавковые;

 - гидростатические;

 - буйковые;

 - пьезоэлектрические;

 - радиоизотопные;

 - фотоэлектрические;

 - ультразвуковые;

 - емкостные;

 - индуктивные.