Навигация
Установка і обслуговування деформаційних трубчасто-пружинних манометрів
32630
знаков
0
таблиц
9
изображений
4 Установка і обслуговування деформаційних трубчасто-пружинних манометрів
При виборі манометра керуються насамперед необхідною точністю показань, з огляду на особливості приладу і умови вимірювання. Виходячи з надійності роботи манометра, кінцеве значення шкали вибирається з таким розрахунком, щоб воно перевищувало вимірювальну величину при постійному тиску або тиску, що плавно змінюється, в 1,5 рази, а при змінному - в 2 рази. В обох випадках мінімальний вимірювальний тиск не повинний бути менше 1/3 кінцевого значення шкали.
Показання трубчасто-пружинного манометра залежать від температури чутливого елемента, тому установка приладу виконується таким чином, щоб по можливості виключити плив на нього температури вимірювального і навколишнього середовища. Температура повітря, що оточує прилад, не повинна перевищувати 40°С, тому манометри не можна встановлювати біля сильно нагрітих поверхонь. При установці манометра безпосередньо в місця вимірювання тиску пари або гарячої води для захисту приладу від надмірного нагрівання на сполучній лінії перед ним установлюється кільцева або U-образна сифонна трубка, що утворить гідравлічний затвор
Для установки манометра при робочому тиску середовища до 2,5 МПа застосовується триходовий пробковий кран, а вище — триходовий вентиль. Іноді в сполучній лінії розташовуються два вентилі: один для відключення приладу і інший — для з’єднання його з атмосферою. Загальний вид установки показуючого манометра на паропроводі високоготиску наведений на рис. 5.8. Манометр 1 угвинчується штуцером у триходовий вентиль 2, з'єднаний з кільцевою сифонною трубкою 3, яка приварена до стінки труби 4. Права частина вентиля служить для включення манометра, а ліва — для продувки сифонної трубки, висота до якої береться не менш 350 мм.
У випадку застосування триходового крана манометр може бути з’єднаний з вимірювальним середовищем, а для відключення приладу або перевірки нульової оцінки шкали - з атмосферою. За допомогою цього ж крана здійснюється періодична продувка сполучної лінії. Напрямок каналів у пробці крана зазначено на торці рукоятки рисками.
Деформаційні манометри повинні встановлюватися в місцях, не підданих вібрації і струсу, що шкідливо відбивається на роботі і стані приладів. Самописні манометри встановлюються строго вертикально.
З міркувань обмеження запізнювання показань довжина сполучної лінії до манометра звичайно не перевищує 50 м. Внутрішній діаметр мідної або сталевої трубки сполучної лінії вибирається в межах 3...15 мм залежно від її довжини. Сполучна лінія повинна бути щільною і прокладатися по найкоротшій відстані з ухилом 0,1 до манометра, що встановлюється, вище місця відбору тиску при вимірюванні тиску газу і нижче — при вимірюванні тиску рідини і пара. Якщо зазначена установка манометрів неможлива, то при вимірюванні тиску газу в нижніх точках сполучної лінії застосовуються відстійні посудини, а при вимірюванні тиску рідини і пари у верхніх точках — газозбірники. Вигини лінії повинні бути плавними. Температура середовища в лінії перед манометром повинна рівнятися температурі навколишнього повітря. Як ущільнювальні прокладки при установці манометрів служать пароніт (до 6 МПа) і відпалена червона мідь (понад 6 МПа).
5 Правила вимірювання трубчасто-пружинними манометрами
Включення і вимикання манометрів варто робити повільно щоб уникнути ушкодження передавального механізму. Для запобігання у чутливому елементі появи залишкової деформації не можна допускати перевищення вимірювальним тиском кінцевого значення шкали.
Вимірювання швидко змінного тиску, наприклад після насосів, компресорів і т.п. спричиняє сильне зношування передавального механізму манометрів і затрудняє правильний відлік показань, тому для зменшення коливань вказівної стрілки в сполучній лінії встановлюють заспокійливі бачки або частково прикривають триходовий кран або вентиль.
Залежно від необхідної точності вимірювання до показань деформаційних манометрів уводяться в загальному випадку наступні поправки:
- основна – визначається за паспортом манометра;
- на розташування манометра щодо місця відбору тиску (якщо сполучна лінія заповнена рідиною) - залежить від висоти стовпа рідини в сполучній лінії і якщо буде потреба вводиться так само, як і при вимірюванні тиску рідинними манометрами;
- на температуру приладу - збільшення температури манометра вище нормальної змінює його показання убік завищення вимірювального тиску. Для точного визначення виправлення на температуру приладу необхідно знати його температурний коефіцієнт, значення якого для різних типів манометрів коливається в широких межах. Приблизно можна прийняти, що додаткова похибка трубчасто-пружинного манометра становить ±0,4% при відхиленні температури навколишнього повітря на кожні ±10°С від значення 20±5°С у діапазоні температур 0...60°С.
6 Деформаційні вимірювальні перетворювачі тиску прямого перетворення
Вимірювальні перетворювачі тиску, які випускаються у даний час, засновані на методі прямого перетворення, розрізняються як видом деформаційного чутливого елемента, так і способом перетворення його переміщення або зусилля, яке розвивається ним, у сигнал вимірювальної інформації. Для перетворення переміщення чутливого елемента в сигнали вимірювальної інформації широко застосовуються індуктивні, диференційно-трансформаторні, ємнісні, тензорезисторні і інші перетворювальні елементи. Перетворення зусилля, яке розвивається чутливим елементом, у сигнали вимірювальної інформації здійснюється п'єзоелектричними перетворювальними елементами.
Індуктивні вимірювальні перетворювачі тиску. На рис.5.9,а показана схема вимірювального перетворювача тиску, оснащеного перетворювальним елементом індуктивного типу. Мембрана 1, що сприймає тиск, є рухливим якорем електромагніта 2 з обмоткою 3. Під дією вимірювального тиску мембрана 1 переміщується, що викликає зміну електричного опору індуктивного перетворювального елемента.
Диференційно-трансформаторні вимірювальні перетворювачі тиску.
Вимірювальний перетворювач тиску диференційно-трансформаторного (ДТ) типу (рис.5.9,б) містить деформаційний чутливий елемент 1 і ДТ-елемент 2. Перетворювальний елемент являє собою каркас із діелектрика, на якому розміщені катушка з первинною обмоткою 7, що складається із двох секцій, згідно намотаних, і двох секцій 4, вторинні обмотки 5, включених зустрічно. Усередині каналу катушки розташований рухомий сердечник 6 з магнитом’якого матеріалу, пов'язаний із пружиною 1 тягою 3.
Шляхом зміни регульованого опору R1 можна змінювати межі вимірювання на ±25%.
Формування вихідного сигналу ДТ-елемента здійснюється в такий спосіб. При протіканні по первинних обмотках струму виникають магнітні потоки, що пронизують обидві секції вторинної обмотки і індуцює в них ЕРС. Значення цього ЕРС пов'язані із взаємними індуктивностями між первинною обмоткою і кожною із секцій вторинної обмотки.
Перетворення вимірювального тиску в електричні сигнали розглянутим перетворювачем тиску здійснюється шляхом перетворення тиску в деформацію (переміщення) чутливого елементу, жорстко з’єднаного із сердечником 6, і наступного перетворення переміщення сердечника 6 в електричний сигнал ДТ-елементом. Класи точності 1,0 і 1,5.
Для вимірювання перепаду тисків розроблені мембранні дифманометри із ДТ-елементом, що здійснює перетворення переміщення мембранного блоку в сигнал вимірювальної інформації.
Класи точності перетворювачів перепаду тиску 1,0 і 1,5. Час установлення вихідних сигналів не більше 1 с.
Ємнісні вимірювальні перетворювачі тиску. Схема вимірювального перетворювача тиску, оснащеного ємнісним перетворювальним елементом, наведена на рис.5.10,в. Вимірювальний тиск сприймається металевою мембраною 1, що є рухливим електродом ємнісного перетворювального елемента. Нерухомий електрод 2 ізолюється від корпуса за допомогою кварцових ізоляторів. По залежності ємності С перетворювального елемента від переміщення δ мембрани 1 вимірюється величина тиску.
Тензорезисторні вимірювальні перетворювачі тиску. Перетворювачі тиску цих видів являють собою деформаційний чутливий елемент, найчастіше мембрану, на яку наклеюються тензорезистори. В основі принципу роботи тензорезисторів лежить явище тензоефекту, суть якого полягає в зміні опору провідників і напівпровідників при їхній деформації. Існує зв'язок між зміною опору тензорезистору і його деформацією
Отримали розповсюдження дротові і фольгові тензорезистори, що виготовляють із провідників типу манганіну, ніхрому, константану, а також напівпровідникові тензорезистори, що виготовляють із кремнію і германія р- і л-типів. Опір тензорезисторів, що виготовляють із провідників, становить 30…500 Ом, а опір напівпровідникових тензорезисторів від 5·10-2…10 кОм.
Удосконалювання технології виготовлення напівпровідникових тензорезисторів створило можливість виготовляти тензорезистори безпосередньо на кристалічному елементі, виконаному із кремнію або сапфіру. Пружні елементи кристалічних матеріалів мають пружні властивості, що наближаються до ідеального. Класи точності тензорезисторних вимірювальних перетворювачів надлишкового тиску, розрідження і різниці тисків 0,6; 1,0; 1,5. Діапазони вимірювання:
надлишкового тиску — від 0…10-3до 0...60 МПа; розрядження — від -1...0 до -10...0 кПа;
абсолютного тиску — від 0...2,5кПа до 0...2,5МПа; різниці тисків — від 0...1 кПа до 0...2,5МПа.
П'єзоелектричні вимірювальні перетворювачі тиску. В основу роботи цих перетворювачів покладене перетворення вимірювального тиску в зусилля за допомогою деформаційного чутливого елемента і наступного перетворення цього зусилля в сигнал вимірювальної інформації п'єзоелектричним перетворювальним елементом. Принцип дії п'єзоелектричного перетворювального елемента заснований на п'єзоелектричному ефекті, який спостерігається в ряді кристалів, таких, як кварц, турисін, титанат барію і ін. Суть п'єзоелектричного ефекту полягає в тому, що якщо кварцові пластини Х-зрізу піддати стиску силою N, то на її поверхні виникнуть заряди різних знаків. Значення заряду Q пов'язане із силою N співвідношенням
Q = k·N, (9)
де k — п'єзоелектрична постійна, котра не залежить від розміру пластини і визначається природою кристала.
На рис.5.10 показана схема п'єзоелектричного вимірювального перетворювача тиску.
Вимірювальний тиск перетворюється мембраною 4 у зусилля, що викликає стиск стовпчиків кварцових пластин 2 діаметром 5 мм і товщиною 1 мм. Виникаючий електричний заряд Q через виводи 1 подається на електронний підсилювач 5, що має більший вхідний опір. Значення заряду пов'язане з вимірювальним тиском Р залежністю
Q = k·P·F, (10)
де F — ефективна площа мембрани.
Внаслідок того що частота власних коливань системи «мембрана — кварцові пластини» становить десятки кілогерців, то вимірювальні перетворювачі цього типу мають високі динамічні характеристики, що обумовило їхнє широке застосування при контролі тиску в системах зі швидкопротікаючими процесами.
Чутливість п'єзоелектричних вимірювальних перетворювачів тиску може бути підвищена шляхом застосування декількох, паралельно включених кварцових пластин і збільшення ефективної площі мембрани.
Верхні межі вимірювання п'єзоелектричних перетворювачів тиску із кварцовими чутливими елементами 2,5…100 МПа. Класи точності 1,5; 2,0. Через витік заряду із кварцових пластин перетворювачі тисків цього типу не використовують для вимірювання статичних тисків.
Похожие работы
... живлення приладу. Сюди ж ставляться так називані промахи — похибки, пов'язані з помилковими діями спостерігача, — неправильне визначення показань приладу, невірний їхній запис і т.п. Результати вимірювань, що містять грубі похибки і промахи, відкидаються як явно неточні. Випадкова похибка - похибка вимірювання, викликана невідомими причинами або відомими причинами випадкового прояву. Випадкові ...
... і, і розташовується в місцях з великою швидкістю потоку, що поліпшує умови теплообміну. Рисунок 4.5 - Термоелектричний термометр типу ТПП (А) иТХА (Б) 7. Термометри опору Для вимірювання температури широке застосування отримали термометри опору, дія яких заснована на зміні електричного опору металевих провідників залежно від температури. Метали, як відомо, збільшують при нагріванні ...
... : медицина, побут. 2 Основа для виконання Робота проводиться на основі завдання керівника на курсове проектування. 3 Мета та актуальність роботи Метою роботи є розробка пристрою для вимірювання температури та артеріального тиску, функціональної та принципової схем, розрахунок його основних вузлів, оволодіння методикою проектування електронної апаратури та правилами оформлення технічної
... ї інформації; б) функціональне перетворення сигналу вимірювальної інформації; в) подання вимірювальної інформації у тій чи іншій формі сповіщення (число, кодовий сигнал, діаграма і т.д.). Послідовне перетворення вимірювальних сигналів є практично єдиним методом, на основі якого може бути побудований будь-який вимірювальний канал (приладу, установки або системи). Тому вимірювальний канал можна ...
0 комментариев