 |
Дифференциальные манометры
|
|
|
|
Дифференциальные манометры применяются для измерения разности (перепада) давления жидкостей и газов. Дифманометры могут быть использованы для контроля расхода газа или жидкости по перепаду давления в сужающем устройстве, для измерения уровня жидкости, находящейся под атмосферным, избыточным или вакуумметрическим давлением, а также для измерения малых избыточных и вакуумметрических давлений в качестве тягомеров, напоромеров и тягонапоромеров.
Верхний предел измерений перепадов давлений дифманометров выбирают из ряда А = а ∙10n, где а - одно из чисел ряда 1; 1,25; 1,6; 2; 2,5; 3,2; 4; 5; 6,3; 8; n - целое число (положительное или отрицательное) или нуль.
Классы точности выбирают из ряда 0,5; 1; 1,5; 2,5.
По принципу действия и конструктивным признакам дифманометры разделяют на следующие типы: двухтрубные, кольцевые, поплавковые, колокольные, мембранные и сильфонные. Двухтрубные, кольцевые и поплавковые дифманометры, в прошлом широко распространенные в промышленности, в настоящее время применяются редко, и их изготовление существенно сокращено из-за недостатков, обусловленных главным образом наличием в них рабочей жидкости, особенно ртути. Ниже рассмотрены дифманометры, наиболее широко применяемые в металлургии.
Колокольные дифманометры. Колокольные дифманометры являются бесшкальными первичными измерительными приборами, предназначенными для измерения тяги, напора и разности давлений неагрессивных газов при низких статических давлениях. Дифманометр с ферродинамическим преобразователем
Рисунок 4.6 – Принципиальная схема колокольного дифманометра
Чувствительным элементом прибора является колокол 1, частично погруженный в трансформаторное масло. Колокол подвешен к рычагу 2, расположенному в бачке 3. Перепад давления, воспринимаемый колоколом, уравновешивается пружиной 4. Под действием этого усилия колокол перемещается вверх или вниз. При перемещении колокола поворачивается сектор 5, жестко связанный с рычагом 2. Сектор сцеплен с шестеренкой 6, сидящей на оси рамки 7 ферродинамического преобразователя 8. Угол поворота рамки, а следовательно, и ее э.д.с. пропорциональны разности давлений, действующих на колокол. Винт 9, воздействующий на измерительную пружину 4, служит для установки рамки преобразователя в нулевое положение. Для устранения потерь на трение бачок с механическими деталями заполнен трансформаторным маслом.
|
|
|
Колокольные дифманометры выпускаются с диапазоном напора 40-400 Па тягонапора ±32 ÷ ±200 Па, на предельные номинальные перепады давлений 0,1; 0,16; 0,25; 0,4; 0,63; 1 кПа. Предельно допустимое рабочее избыточное давление на дифманометр 0,25 МПа. Дифманометры работают в компенсационных измерительных ферродинамических схемах в комплекте со вторичными приборами, настроенными на входной сигнал 1-0-1 В, 50 Гц, или соответствующую ему взаимоиндуктивность 10-0-10 мГ.
Мембранные дифманометры. Мембранные дифманометры являются бесшкальными первичными измерительными приборами, предназначенными для измерения давления и перепада давления неагрессивных сред и преобразующими измеряемую величину в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока 0-5 мА (0-20 мА), переменного тока взаимной индукции 0-10 мГ или в пневматический сигнал давлением 20-100 кПа.
Схема мембранного дифманометра ДМ с дифференциально-трансформаторным преобразователем.
Рисунок 4.7 – Схема мембранного дифманометра
Чувствительным элементом дифманометра является мембранный блок, состоящий из двух мембранных коробок 1 и 3, закрепленных в корпусе 2. Мембранные коробки изготовлены из гофрированных мембран, выполненных из коррозионностойкого немагнитного хромоникелевого сплава. Внутренние полости мембранных коробок заполнены дистиллированной водой, и через отверстие в перегородке коробки сообщаются между собой. С центром верхней мембраны связан сердечник 4 дифференциально-трансформаторного преобразователя 5. Сердечник перемещается внутри разделительной трубки 6, изготовленной из немагнитной стали.
|
|
|
Давления Р1 и Р2 в камеры дифманометра подводятся трубками через два запорных вентиля. Большее давление Р1 подается через вентиль, обозначенный знаком плюс, меньшее давление Р2 - через вентиль, обозначенный знаком минус. Для сообщения между собой плюсовой и минусовой камер служит уравнительный вентиль, расположенный ниже запорных вентилей. Под действием измеряемой разности давлений нижняя мембранная коробка сжимается и жидкость из нее перетекает в верхнюю коробку, вызывая перемещение центра мембраны верхней коробки, а вместе с ней и сердечник, дифференциально-трансформаторного преобразователя до тех пор, пока усилие от приложенной к мембранному блоку разности давлении не уравновесится упругими силами мембранных коробок. Перемещение сердечника приводит к изменению напряжения выходного сигнала пропорционально измеряемому перепаду давления. Дифманометры типа ДМ выпускаются на предельные перепады давления от 1 кПа до 1,6 МПа и работают в комплекте со вторичными приборами, настроенными на выходной параметр 0-10 мГ.
К разновидности мембранных дифманометров можно отнести приборы с тензометрическими преобразователями.
Рисунок 4.8 - Схема тензометрического преобразователя перепада давления
Тензопреобразователь 4 мембранно-рычажного типа размещен внутри заполненной кремнийорганической жидкостью полости основания 2 и отделен от контролируемой среды металлическими гофрированными мембранами 1. Данные мембраны по наружному контуру приварены к телу основания и соединены между собой центральным штоком 3, связанным, в свою очередь, с концом рычага тензопреобразователя, в качестве чувствительного элемента которого используется пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами. Воздействие разности давлений вызывает прогиб мембраны 1, изгиб мембраны 8 тензопреобразователя и изменение сопротивления тензорезисторов 5. Электрический сигнал с тензомодуля передается из полости высокого давления в электронное устройство 6 по проводам через герметичный вывод 7. Измерительный блок выдерживает без разрушения воздействие односторонней перегрузки рабочим давлением. Это обеспечивается тем, что при односторонней перегрузке мембрана 1 после дополнительного перемещения ложится на профилированную подушку.
|
|
|
Стандартный выходной сигнал преобразователя 0-5, 0-20 или 4-20 мА постоянного тока.
|
|
|
