Вимірювання тиску: класифікація приладів (стр. 3 из 4)

Для вимірювання різниці тисків і витрати рідких і газоподібних середовищ широке застосування одержали сильфоні дифманометри. Граничні номінальні перепади тисків становлять 0,0063…0,25 МПа. Граничний припустимий робочий надлишковий тиск: 6,3; 16 і 32 МПа.

Класи точності сильфоних показуючих і самописних дифманометрів 1,0 і 1,5.

Зразкові манометри типу МО (рис.5.7) застосовуються для перевірки промислових манометрів, а також для виконання точного вимірювання тиску в лабораторних установках. Прилади мають трубчасту пружину і зубчасто-секторний передавальний механізм, розташовані в металевому корпусі діаметром 160 або 250 мм. У зразкових манометрах застосовується пружина високої якості і ретельно виконаний передавальний механізм.

Прилади випускаються з кінцевим значенням шкали 1…600 кгс/см2. Шкала має 100 умовних розподілів із числовими оцінками через кожні 5 розподілів. Для перерахування умовних розподілів у кгс/см2 зразкові манометри забезпечуються перевідною таблицею або графіком.

Кінцеве значення тиску вказується на циферблаті приладу. Клас точності манометрів діаметром 250 мм — 0,16 і 0,25, а діаметром 160 мм — 0,4. Користування приладами допускається при температурі навколишнього повітря 10...35°С і відносної вологості до 80%.

Вимірювальні прилади з мембранним чутливим елементом

Ці прилади призначені для вимірювання атмосферного і надлишкового тисків і розрідження. Через малість зусиль, що розвиваються деформаційним чутливим елементом, мембранні прилади випускаються в основному показуючими. Принцип дії приладів складається в перетворенні вимірювального тиску або розрідження в переміщення твердого центра мембранного чутливого елемента, що за допомогою передатного трибко-секторного механізму перетворюється в обертовий рух покажчика. Максимальний діапазон вимірювання мембранних манометрів 0...2,5 МПа, вакуумметрів — від -0,1 до 0 МПа. Класи точності приладів 1,5 і 2,5. Крім розглянутих приладів випускаються мембранні тягоміри, напороміри і тягонапороміри класів точності 1,5; 2,5.

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.