 |
Деформационные манометры и дифманометры
|
|
|
|
Дифманометры с кольцевой трубкой
Кольцевой дифманометр («кольцевые весы») имеет чувствительный элемент в виде полого кольца с перегородкой (рис.179). В нижней части кольца, заполненного жидкостью (вода, масло, ртуть), укреплён компенсационный груз. При P1 = P2 уровень жидкости в обеих частях кольца одинаков, а центр тяжести груза находится на вертикальной оси, проходящей через центр кольца. При P1 > P2 жидкость в левой части опустится, а в правой поднимется. Усилие, создаваемое действием разности давлений на перегородку, вызывает момент, стремящийся повернуть кольцо по часовой стрелке.
Дифманометры кольцевые Кольцевые дифманометры применяются для измерения расхода газа по перепаду давления на сужающих устройствах. Эти дифманометры могут быть использованы также для измерения малых вакуумметрических и избыточных давлений газа. Конструкция кольцевого дифманометра представляет собой замкнутое полое кольцо, разделенное сверху непроницаемой перегородкой, а в нижней части заполненное разделительной жидкостью (водой или трансформаторным маслом), уровень которой образует центральный угол а. Под действием давлений, подводимых в плюсовую и минусовую камеры дифманометра, кольцо может поворачиваться на угол, достигающий 50° около оси, перпендикулярной плоскости окружности. Осью кольца является опорная призма, расположенная в центре кольца и опирающаяся на стальную подушку. К нижней части кольца прикреплен груз, который создает противодействующий момент и определяет максимальное значение угла поворота кольца при заданном верхнем пределе измерения разности давлений. Давления р2 к обеим полостям кольца, образованным перегородкой и разделительной жидкостью, подводятся с помощью гибких резиновых трубок, которые не оказывают существенного влияния на угол поворота кольца. Подвижная система дифманометра до заполнения кольца разделительной жидкостью и снятом грузе Сг балансируется при помощи специальных балансировочных грузов так, чтобы центр тяжести подвижной системы совпадал с осью вращения.Кольцо дифманометра будет находиться в равновесии до тех пор, пока в обеих его полостях давление одинаково. Если /7/будет больше то под действием разности давлений независимо от движения кольца разделительная жидкость в нем переместится на угол р и, таким образом, действующая на жидкость разность давлений будет уравновешиваться столбом жидкости h, т.е. Ар = (р - рс)gh, где р и ft- плотности разделительной жидкости и измеряемой среды, соответственно. При этом действующая на перегородку кольцевой трубки разность давлений Ар = (/?/ - /т?)-с гадает движущую силу F, которая, будучи приложенной на расстоянии R от оси вращения кольца, вызовет вращающий момент Мв~ F- R. Благодаря этому моменту кольцевая трубка повернется на угол фи
|
|
|
деформационные манометры и дифманометры
В деформационных манометрах используется зависимость деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления. Пропорциональная давлению деформация или сила преобразуются в показания или соответствующие изменения выходного сигнала. Большинство деформационных манометров и дифманометров содержат упругие чувствительные элементы, осуществляющие преобразование давления в пропорциональное перемещение рабочей точки.
а — трубчатые пружины; б — сильфоны; в, г — плоские и гофрированные мембраны; д — мембранные коробки; е — вялые мембраны с жестким центром
64.
Мембранные приборы применяются для измерения небольших давлений (до 40 кПа) нейтральных газовых сред. Класс точности данных приборов – 2,5.
|
|
|
Мембранные дифференциальные манометры, представляют собой дифференциальный датчик давления с общим упругим элементом в виде мембраны или мембранной коробки. Они являются бес- шкальными первичными измерительными приборами, предназначенными для измерения давления неагрессивных сред, преобразующими измеряемую величину в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока 0...5 мА, переменного тока взаимной индукции 0...10 мГн или в пневматический сигнал давлением 20...100 кПа. Для примера рассмотрим дифманометр мембранный типа ДМ, который представляет собой бесшкальный датчик мембранного типа (рис. 1.31) с дифференциально-трансформаторной системой передачи значения измеряемой величины на вторичный прибор. Чувствительным элементом дифманометра является мембранный блок, состоящий из двух мембранных коробок 1 и 3, заполненных кремнийорганической жидкостью, находящихся в двух отдельных камерах, разделенных перегородкой 2.
К центру верхней мембраны прикреплён железный сердечник 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя 5. В нижнюю камеру подаётся большее (плюсовое) измеряемое давление, в верхнюю – меньшее (минусовое) давление. Сила измеряемого перепада давления уравновешивается за счёт других сил, возникающих при деформации мембранных коробок 1 и 3. При увеличении перепада давления мембранная коробка 3 сжимается, жидкость из неё перетекает в коробку 1, которая расширяется и перемещает сердечник 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя. При уменьшении перепада давления сжимается мембранная коробка 1 и жидкость из неё вытесняется в коробку 3. Сердечник 4 при этом перемещается вниз. Таким образом, положение сердечника, т.е. выходное напряжение дифференциально-трансформаторной схемы однозначно зависит от значения перепада давления. Мембранные дифференциальные манометры являются бесшкальными первичными измерительными приборами, предназначенными для измерения давления неагрессивных сред, преобразующими измеряемую величину в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока 0...5 мА, переменного тока взаимной индукции 0...10 мГн или в пневматический сигнал давлением 20...100 кПа.
|
|
|
65.
Давление в манометре измеряется схемой неуравновешанного моста, плечами которого являются тензорезисторы R1…R4. Подобную конструкцию имеют датчики-преобразователи типа «Сапфир», которые применяются в системах контроля, регулирования и управления технологическими процессами путем непрерывного пре- образования давления среды в стандартный токовый выходной сигнал с передачей его на вторичные приборы или исполнительные механизмы. Преобразователи давления этого типа служат: для измерения абсолютного давления (имеют в обозначение маркировку «ДА»), измерения избыточного давления («ДИ»), измерения вакуума («ДВ»), из- мерения давления – разряжения («ДИВ»), гидростатического давления («ДГ»), разности давлений («ДД»).
Назначение
Преобразователи предназначены для работы в системах контроля и регулирования технологическими процессами с целью непрерывного преобразования гидростатического давления контролируемой среды в унифицированный токовый выходной сигнал.
Состав прибора
Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного устройства. Преобразователи различных параметров имеют унифицированное электронное устройство и отличаются лишь конструкцией измерительного блока.
Преобразователи гидростатического давления Сапфир-22-ДГ предназначены для непрерывного преобразования значения измеряемого параметра в унифицированный токовый выходной сигнал. Датчики выпускаются в исполнении с аналоговой (Сапфир-22-ДГ) и микропроцессорной (Сапфир-22МПС-ДГ) обработкой сигнала.
Датчики Сапфир-22-ДГ могут применятся для измерения уровня жидких сред в открытых резервуарах либо резервуарах под давлением.
Преобразователи выпускаются в следующих исполнениях:
- Обыкновенное - Сапфир-22-ДГ, Сапфир-22-МПС-ДГ
- Взрывозащищенное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» - Сапфир-22-ДГ-Ех, Сапфир-22МПС-ДГ-Ех.
- Взрывозащищенное с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» - Сапфир-22-ДГ-Вн, Сапфир-22МПС-ДГ-Вн
- Для эксплуатации на объектах атомной энергетики (ОАЭ) – Сапфир-22-ДГ-25ХХ-А, Сапфир-22МПС-ДГ-25ХХ-А
Датчик гибростатического давления во взрывозащищенном исполнении предназначены для установки во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок, согласно ГОСТ Р ISO 51330.13. Датчик давления, предназначенный для работы на объектах атомной энергетики, относятся к классам безопасности 2Н, 2НУ, 3Н, 3НУ, 4Н по ПНАЭ Г-1-011-97 и выпускаются только в обычном (невзрывозащищенном) исполнении.
|
|
|
Преобразователи Сапфир-22-ДГ с аналоговой обработкой сигнала обеспечивают выдачу унифицированного токового сигнала 0-5мА, 0-20мА, 4-20мА пропорционального измеренному абсолютному давлению.
Преобразователи Сапфир-22МПС-ДГ с микропроцессорной обработкой сигнала обеспеспечивают выдачу унифицированного токового сигнала 0-5мА, 0-20мА, 4-20мА и цифрового сигнала на основе HART-протокола. На встроенном ЖКИ-индикаторе отображается информация о текущем значении измеряемой величины в технологических единицах(кгс/см2, кПа, МПа) либо в процентах, а так-же уровень выходного сигнала в мА. Преобразователи имеют отдельные кнопки установки «нуля» и предела измерения, позволяющие осуществлять коррекцию диапазона измерения для нестандартных пределов. Для измерения расхода по перепаду давления на стандартном сужающем устройстве приборы могут обеспечивать выдачу выходного сигнала по квадратичной зависимости.
Сильфонные приборы предназначены для измерения избыточного и вакуумметрического давления неагрессивных газов с пределами измерений до 40 кПа, до 400 кПа (как манометры), до –100 кПа (как вакууметры), в интервале –100...+300 кПа (как мановакуумметры).
Сильфонные дифференциальные манометры. На рисунке 1.32 показана конструкция сильфонного дифференциального манометра с магнитным преобразователем. Измерительный блок дифференциального манометра состоит из сильфона 1, в который встроена пружина 2, её жёсткость определяет диапазон измеряемого перепада давления. Сильфон 1 жёстко соединён с плоской пружинной подвеской 3, с которой связан магнитный сердечник 4. Магнитный сердечник 4 находится внутри разделительной трубки 5 из немагнитной стали, на которой установлен преобразователь 6 с магнитной компенсацией. Рядом с преобразователем 6 расположен транзисторный усилитель 7. Подвод давления р1 и р2 в камеры диффенциального манометра осуществляет- ся через импульсные трубки. Под воздействием разности давлений (р1–р2) сильфон 7 сжимается, вызывая перемещение его дна. При этом перемещается магнитный сердечник 4 преобразователя 6, воздействующий на магнитный усилитель, выходной сигнал которого дополнительно усиливается и в виде унифицированного сигнала 0...5 мА по- ступает к вторичному прибору. Сильфонные дифференциальные манометры выпускаются на предельные перепады давления 1...4 кПа, они рассчитаны на предельно допустимое рабочее избыточное давление 25 кПа.
67.
|
|
|
