Первичные измерительные преобразователи давления
Действие силы, равномерно распределённой по площади и направленной по нормали к ней давлением. РАЗЛИЧАЮТ АБСОЛЮТНОЕ (ПОЛНОЕ), избыточное (манометрическое) и барометрическое (атмосферное) давление. Абсолютное давление равно сумме избыточного Ри и барометрического давлений: Рабс=Ризб+Рб Разность между абсолютным и атмосферным барометрическим давлением при Ратм>Ратм называют избыточным давлением. Ризб=Рабс-Ратм, а при Рабс<Ратм – разряжением Рn. Рn.=Ратм-Рабс В международной системе единиц (СИ) единицей измерения давления является паскаль Па – ньютон на квадратный метр (Н/м2). Поскольку 1 Па величина непрактично малая, то для измерения давления предпочтение отдаётся 1 бар»1 ат.=1 техн.атм.»105Н/м2 Временно допускаются к применению также следующие единицы давления: кгс/см2, мм вод.ст., мм рт. ст. nike cortez 1н/м2=0,1мм в ст»0,1мм в.ст. 1 кгс/см2=9,8×104н/м2 1 мм вод.ст.=9,8Н/м2 1 мм рт.ст.=133,3Н/м2 В зависимости от величины измеряемого давления приборы для его измерения делят на: манометры – приборы для измерения больших и средних избыточных давлений; вакууметры – для измерения больших и средних разряжений; мановакууметры – для измерения средних и больших избыточных давлений и разрежений; напорометры – для измерения малых (до 5×103Н/м2»500мм вод.ст.) избыточных давлений; тягометры – для измерения малых (до нескольких сотен паскалей или десятков миллиметров водяного столба) разрежений; тягонапорометры – для измерения избыточных давлений и разряжений; дифманометры – для измерения разности (перепада) давлений; барометры – для измерения атмосферного давления. По принципу действия различают жидкостные, пружинные, поршневые, электрические и радиоактивные приборы для измерения давления. louboutin homme Жидкостные приборы. В этих приборах измеряемое давление или разрежение уравновешивается гидростатическим давлением столба рабочей жидкости, в качестве которой применяются вода, спирт и реже ртуть. Существует несколько конструктивно различающихся жидкостных приборов: двухтрубный U-образный манометр /рис./, однотрубный чашечный манометр и манометр с наклонной трубкой /микроманометры/. В U-образном мановакууметре измеряемое давление Рабс уравновешивается барометрическим Ратм давлением и весом столба рабочей жидкости высотой H . Ризб = Рабс-Ратм=g1H где -удельный вес жидкости. Если диаметры d1 и d2 левого и правого колен U- образного мановакууметра различны, высота опускания жидкости в левом колене H1 отличается от высоты подъема в правом колене H2 , при этом: d21 H1=d22 H2 Для однотрубного манометра при d<<D Pи
g1H2 Для мановакууметра с наклонной трубкой при d<<D Pи
g1Lsina Рассмотренные жидкостные манометры применяются в основном для измерения давления при поверочных, наладочных и научно-исследовательских работах. basket air jordan 4 Разновидностями жидкостных приборов для измерения давления являются поплавковый, колокольный и кольцевой манометры, позволяющие регистрировать и передавать показания на расстояние. Колокольный манометр /рис./ преобразовывает в выходной сигнал усилие, образующееся за счет действия давления на поверхность сосудов. В кольцевом манометре давление воспринимается перегородкой в камере кольцевой формы, заполненной частично жидкостью. Жидкость в обоих этих случаях играет роль разделительной среды. Уравнение равновесия для гидростатических весов имеет вид: Pи=
где G-вес грузы; H; a –расстояние центра тяжести груза от точки опоры, м; F –площадь перегородки кольца, м2; R-средний радиус кольца, м; f-угол поворота. Пружинные датчики давления относятся к механическим системам. В этих приборах измеренное давление или разрежение уравновешиваются силами упругого противодействия различных чувствительных элементов /трубчатой пружины, мембраны, сильфона и т.п./, деформация которых пропорциональна измеряемому параметру передается посредством системы рычагов на стрелку или перо прибора. При снятии давления чувствительный элемент, вследствие упругой деформации, возвращается в свое первоначальное положение. Благодаря простоте и надежности конструкции, наглядности показаний, малым габаритам, высокой точности и широким пределам измерения, пружинные приборы нашли широкое применение для измерения и регистрации давления и разрежения. Поршневые манометры. В этих приборах измеряемое давление определяется по величине нагрузки, действующей на поршень определенной площади, перемещаемой в заполненном маслом цилиндре. nike air max 1 pas cher Поршневые манометры имеют высокий класс точности 0,02, 0,05 и 0,2, а также широкий диапазон измерения 1*105-2,5*108 Н/м2/1-2500 кгс/см2/, поэтому они обычно применяются для проверки других /типов/ видов манометров. Электрические приборы для измерения давления. Действие этих приборов основано на изменении электрических свойств /сопротивления, емкости, индуктивности и т.п./ некоторых материалов при воздействии на них внешнего давления. 2018 nike air max К этому классу приборов относятся также датчики давления, в чувствительных элементах которых используется пьезоэлектрический эффект, заключающийся в возникновении электрических зарядов на поверхности некоторых кристаллов под действием механических напряжений. При исчезновении напряжений диэлектрик снова приходит в не наэлектризованное состояние. В качестве пьезоэлектриков применяют кварц, титанат бария, сегнетовую соль, турмалин и т.д. bottes ugg pas cher Радиоактивные датчики давления. В этих приборах измеряемое давление определяется по изменению степени ионизации газа, возникающей под действием излучения радиоактивных веществ или рентгеновских лучей. Радиоактивные датчики давления также как и электрические применяются в специальных случаях: при измерении быстро меняющихся очень высоких давлений /порядка 108÷1010 Н\м2 или, что тоже 103÷105 кгс/см2/. В настоящее время на предприятиях различных промышленностей наибольшее распространение получили пружинные приборы для измерения давления, разряжения и перепада давления, а также дифференциальные мембранные манометры. Унифицированные датчики давления. Датчики давления, входящие в общий комплекс унифицированной системы взаимозаменяемых компенсационных датчиков ГСП, предназначены для непрерывного преобразования давления /абсолютного, избыточного или вакууметрического/ в пропорциональный токовый или пневматический сигнал дистанционной передачи. Они используются в комплексе с вторичными приборами, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и управления, работающими от стандартного входного сигнала в виде электрического постоянного тока 0-20мА или 0-5мА /ГОСТ 9895-69/, а также от стандартного входного сигнала 0,2-1кг/см2 /0,02÷0,1мПа/ /ГОСТ 9468-60/. Датчики построены по блочному принципу. Их действие основано на электрической или пневматической силовой компенсации. Конструктивно каждый датчик состоит из преобразователя /Электрического или пневматического/ и измерительного блока. Электросиловой преобразователь выпускается двух типов: линейный ПЭ1/рис./ и квадратичный ПЭР1 /рис/. В датчиках этого типа используется преобразование перемещения чувствительного элемента в пропорциональное изменение- электрического сигнала передачи показаний. Перемещение чувствительного элемента в пропорциональное изменение- электрического сигнала передачи показаний. Перемещение чувствительного элемента через тягу 1 передается рычажно- передаточному механизму 2, управляющему положением плунжера 3 дифференциальной катушки 4 и положением подвижной катушки 5, перемещаемой рычагом обратной связи 6 в поле магнита 7. Изменение положения плунжера 3 приводит к изменению величины тока индикатора рассогласования катушки 4. Усиленное значение этого тока на выходе усилителя 7 является выходным сигналом датчика и одновременно передается на катушку 5 изменяя тем самым электромагнитные силы противодействующие перемещению рычажно- передаточного механизма /принцип компенсации усилия/. Это позволяет получить статистическую характеристику прибора близкую к линейной.Настройка датчика осуществляется винтом 8,путем изменения натяжения пружины 9. Датчики давления с выходным сигналом 0 – 5 мА отличаются от датчиков давления с выходным сигналом 0 – 20 мА только данными катушки индикатора рассогласования 4. Преобразователь ПЭ-1 применяется как в датчиках давления, так и в датчиках температуры, уровня плотности и т.п. Аналогично устроен и работает датчик давления в комплекте с преобразователем ПЭР-1 /рис. /, используемый в дифференциальных расходомерах. Adidas Zx Flux Bleu Pas Cher Московским приборостроительным заводом «Манометр» освоен выпуск датчиков давления включенных в ГСП и предназначенных для измерения различных величин давлений: напоромеры /НС-П1 для измерения давления 0 – 160 кг/м2,НС–П2 с пределами измерения 0 – 250 кг/м2, 0 – 400 кг/м2 и т.д./; манометры /МС-П1 на пределы измерения 0 – 4 кг/см2, МС-П2 — 0 – 25 кг/см2, МП-П2 — 0 – 100 кг/см2 и т.д. /; тягореры / ТС-П1 — минус40 – 0, ТС-П2 и т.д. /;тягонатромеры / ТНС-П2, ТНС-П3 /; мановакууметры / МВС-П1, МВС-П2 / и т.д. Отечественной промышленностью освоен выпуск манометров мембранных и пружинных электрических для измерения избыточного / ММЭ и МПЭ / и абсолютного давления / МАДМЭ /, неагрессивных жидких или газообразных сред и преобразования его в унифицированный электрический токовый выходной сигнал постоянного тока 0 – 5 мА. Принцип работы манометров заключается в следующем: измеряемое давление / избыточное или абсолютное / преобразуется чувствительным элементом ЧЭ в пропорциональное перемещение постоянного магнита М, который создает управляющее воздействие в видемагнитного потока Фм и вызывает изменение намагниченности сердечников ИМП. При этом возникает сигнал рассогласования υ, который управляет выходным сигналом усилителя. Усиленный сигнал поступает в линию дистанционной передачи и одновременно в обмотку обратной связи ММП, которая создает магнитный поток, компенсирующий воздействие управляющего магнитного потока. Дифференциальные манометры применяются для измерения перепада давления и чаще всего для измерения расхода неагрессивных жидкостей, паров и газов методом переменного перепада давления, а также в качестве тягомеров, натромеров.
Дифференциальные манометры типа ДМ.
Применяются для измерения перепада давления и, главным образом, в схемах для измерения расходов жидкостейьи газов. Принцип действия этого датчика иллюстрируется схемой / рис. ugg paillettes /. Жесткая перегородка разделяет корпус датчика на две полости, к одной из которых, нижней, подводится большее /»плюсовое»/ давление, а к другой меньшее /»минусовое»/. В перегородку ввинчены соединенные между собой и заполненные дисциллированной водой две мембранные корбки. Эти коробки образуют чувствительный элемент датчика. С верхней мембранной коробкой соединен плунжер индукционного датчика. При изменении перепада давления, подводимого к обоим полостя корпуса датчика происходит перераспределение давления между мембранными коробками. Это изменение давления уравновешивается упругостью мембранной коробки, деформация которой приводит к перемещению плунжера. asics gel kinsei 6 Последнее приводит к изменению индуктивного сопротивления катушки датчика, включкнной в мостовую измерительную схему. В измерительной диагонали моста на сопротивлении R появляется переменное напряжение, которое подается в измерительный блок регулятора. Промышленностью освоен выпуск дифманометров типа ДММ на различный диапазон измерения / табл. /. Таблица ТИП ДИФМАНОМЕТРА ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЯ, МИНИМАЛЬНАЯ КРУТИЗНА ХАРАКТЕРИСТИКИ, кгс/см2 мв/кгс·м2 ДММ – 630 0 – 0.063 11100 ДММ – 1600 0 – 0.16 4350 ДММ – 0.4 0 – 0.4 1750 ДММ – 0.63 0 – 0.63 1100 ДММ – 1.0 0 – 1.0 700 Общим недостатком рассмотренных типов первичных измерительных преобразователей давления является механическое конструктивное их исполнение, приводящее к нелинейности передаточных характеристик /около 3%/, а также высокая чувствительность к ударам и вибрациям. Для устранения недостатков, свойственных механическим /потенциометрическим/ датчикам были разработаны конструкции бесконтактных тензометрических датчиков давления. Эти приборы обеспечили существенное увеличение точности и стабильности измерения, однако сложны в изготовлении. Их уровень выходного напряжения находится в милливольтовом диапазоне, поэтому после датчика обычно ставят предусилитель. tn requin pas cher homme Дальнейшее улучшение характеристик достигается использованием кристаллических диафрагм с напыленными пьнзорезисторами.
Измерение расхода жидкостей и газов.
Количество вещества, проходящее в единицу времени через поперечное сечение потока, называется расходом. Различают объемный и массовый расходы жидкостей, паров и газов. chaussure de tennis asics Под объемным расходом Q понимают объем вещества V, протекающего в единицу времени через поперечное сечение трубопровода потока. Объемный расход определяют как отношение приращения объема вещества dV, протекающего через поперечное сечение трубопровода за бесконечно малый промежуток времени dτ к этому промежутку времени Q=
Под массовым расходом G понимают массу вещества М=ρV, протекающую в единицу времени через поперечное сечение потока в момент изменения. Величину массового расхода G определяют как отношение приращения массы вещества ρdV, протекающий через поперечное сечение трубопровода за бесконечно малый промежуток времени dτ к этому промежутку времени. G=ρ
где ρ- плотность измеряемой среды. Приборы, предназначенные для измерения расхода вещества, называют расходомерами. nike pas cher Кроме расходомеров в промышленности широкое применение нашли приборы, измеряющие суммарный объем или вес вещества, протекающего по трубопроводу. Эти приборы называются счетчиками количества. Расходомеры по принципу действия можно разделить на следующие группы: -расходомеры переменного перепада давления; -расходомеры постоянного перепада давления; -расходомеры скоростного напора; -расходомеры переменного уровня; -индукционные расходомеры; -ультразвуковые расходомеры. Расходомеры переменного перепада давления являются одними из наиболее распространенных в промышленности. Принцип действия этих расходомеров основан на существующей зависимости между расходом жидкости /газа/, протекающей через сужающее устройство и перепадом давления на нем. Сужения в трубопроводах создают путем установки в них диафрагм, сопел Вентури или труб Вентури. Простейшая схема измерения расхода методом переменного перепада давления включает /рис./: сужающее устройство 2, установленное в трубопроводе 1, соединительные трубки 3 и дифференциальный манометр 4, измеряющий разность давлений до и после сужающего устройства. Перепад давления h будет там больше, чем больше скорость потока, т.е. чем больше расход, перепад давления на сужающем устройстве является мерой расхода. Измерение расхода вещества по методу переменного перепада давления возможно при соблюдении следующих условий: а) поток заполняет все поперечное сечение трубопровода; б) поток является ламинарным; в) фазовое состояние вещества при прохождении через сужающее устройство не меняется /жидкость не испаряется, пар не конденсируется, растворенные в жидкости газы не десорбируются/. Зависимость расхода вещества от перепада давления, возникающего на сужающем устройстве, устанавливается законом сохранения энергии /уравнением Бернули/ и уравнением неразрывности, преобразование которых для двух сечений трубопровода дает формулу для объемного расхода Q=αF0
(P1-P2) для массового расхода G= αF0
где P1-P2-перепад давления, непосредственно у торцов сужающего устройства,Н/м2; ρ-плотность вещества, Н*с2/м4, кгс*с2/м4; F0— площадь отвертия сужающего устройства, м2; α- коэффициент расхода. Для получения достаточно точных результатов измерения, сужающее устройство необходимо монтировать на прямолинейном участке трубопровода длинной не менее 2-40 Д до сужающего устройства и не менее 5-10 Д после него. Диаметр трубопровода Д для установки камерных диафрагм рекомендуется применять в пределах 50-400 мм. Свыше 400 мм- бескамерные диафрагмы. Для измерения перепада давления на сужающем устройстве применяют мембранные, сильфонные, поплавковые,колокольные и кольцевые дифманометры. Методика расчета сужающих устройств и вибродифманометров для измерения расхода определена «Правилами 28-64». Расходомеры переменного перепада давления получили широкое промышленное применение, поскольку они обеспечивают: а/ возможность измерения расходов жидкостей, паров и газов в широком диапазоне их изменения при различных температурах и давлениях; б/ высокую точность измерения; в/ регистрацию показаний и передачу их на расстояние.
Расходомеры постоянного перепада давления
Действие расходомеров постоянного и переменного перепадов давлений основано на том, что расход вещества Q , протекающего по трубопроводу, пропорционален площади его поперечного сечения и корню квадратному из перепада давления ΔP , возникающего на сужающем устройстве. Q=αF
P В расходомерах переменного перепада давления площадь отверстия сужающего устройства постоянна, а перепад давления есть мера расхода вещества. Если же перепад давления в сужающем устройстве поддерживать постоянным за счет изменения площади отверстия, то в этом случае мерой расхода вещества будет площадь отверстия сужающего устройства. К приборам второй группы /расходомеры постоянного перепада/ относятся ротаметры и поршневые расходомеры. В ротаметрах измерительной частью служит вертикальная коническая трубка с помещенным в нее поплавком /рис. /. Измерительный поток проходит по трубке снизу вверх. Увеличение расхода приводит к возникновению перепада давления на кольцевом зазоре между поплавком и стенкой трубки. разность давлений приводит к перемещению поплавка вверх. По мере перемещения поплавка, кольцевой зазор между ним и стеной увеличивается, а перепад давления уменьшатся. Высота подъема поплавка зависит от величины расхода: чем больше расход, тем выше поднимается поплавок. Ротаметры предназначены для установки в вертикальных участках трубопроводов при потоке снизу вверх и рассчитаны на рабочее давление до 6 кгс/см2 /6*105 Па/. Для передачи показаний на расстояние применяются бесшкальные ротаметры с металлической трубкой и устройством дистанционной электрической или пневматической передачи. В бесшкальных ратомерах с электрической дистанционной передачей. /РЭД/ электрическая схема состоит из индукционной катушки с плунжером, соединенным с поплавком ротаметра. Катушка датчика включена в дифференциально-трансфрматорную схему встречного прибора.