Главная Библиотека Содержание

Приборы контроля и регистрации давления

По назначению имеются следующие приборы для измерения давления: барометры - для измерения абсолютного атмосферного давления, манометры - для измерения избыточного давления атмосферного, вакуумметры - для измерения давления менее атмосферного, дифференциальные манометры - для измерения разности давлений.

Приборы по принципу действия подразделяются на ряд групп: жидкостные, в которых давление уравновешивается высотой столба жидкости; поршневые, где давление уравновешивается силой (грузом), действующей на поршень определенного сечения; деформационные, в которых измеряемое давление уравновешивается силой упругой деформации трубчатой пружины, мембраны или сильфона; приборы унифицированной системы ГСП (электрические или пневматические).

По целевому назначению приборы давления подразделяются на рабочие, контрольные и образцовые.
В жидкостных U-образных манометрах давление или разность давлений измеряемой среды определяется высотой h столба уравновешивающей жидкости (рис. 7.1).

Пределы измерения таких манометров определяются их геометрическими размерами и плотностью уравновешивающей жидкости и, как правило, не превышают 105 Па (750 мм. рт. ст.). Погрешность измерения составляет ±2 мм для U-образных и ±1 мм для однотрубных (чашечных) манометров.

Применение оптических устройств для отсчёта уровня позволяет повысить точность измерения.

Деформационные приборы для измерения давления имеют очень широкий диапазон применения: от 10 до 109 Па. В манометрах такого типа используется для измерения деформация или изгибающий момент упругих чувствительных элементов. Разновидностью деформационных приборов являются приборы с трубчатой пружиной, а так же самопишущие приборы. Самопишущие приборы (рис. 7.2, д) имеют в качестве чувствительного элемента многовитковую трубчатую пружину для манометров с верхним пределом измерения от 1 до 160 МПа либо гармониковую мембрану - сильфон для манометров с верхним пределом измерения от 0,06 до 0,6 МПа, а так же для вакуумметров и большинства мановакуумметров.

Самопишущие приборы выпускаются с дисковыми или ленточными диаграммами для одновременной записи одного, двух или трёх значений давления. Перемещение диаграммной бумаги осуществляется либо часовым механизмом, либо синхронным электродвигателем переменного тока.

Для целей автоматического контроля, сигнализации и регулирования давления используют различные средства измерения давления. Местный контроль осуществляется показывающими манометрами; для дистанционного контроля на щитах и пультах используют самопишущие манометры с записью на диаграммной бумаге; для контроля и автоматической сигнализации аварийных значений давлений применяют электроконтактные манометры.

Общий вид манометров показан на рис.7.2. В зависимости от назначения манометры имеют соответствующую маркировку: виброустойчивые - МТП, МВТП; сверхвысокого давления - СВ; взрывозащищенные ВЭ-16-Р6; точных измерений - МТИ, ВТИ (класс 0,6; 1,0);образцовые - МО, ВО (класс 0,4), технические - МТ; МОШ; ОБМ.

В настоящее время на промышленных предприятиях наибольшее распространение получили измерительные преобразователи, предназначенные для непрерывного преобразования в электрический (пневматический) аналоговый выходной сигнал давления, а так же разности давлений, вакуума и других параметров. Эти измерительные преобразователи работают в комплекте с вторичными показывающими и самопишущими приборами, регуляторами и функциональными блоками систем централизованного контроля и управления.
Электрические и пневматические преобразователи обладают высокой чувствительностью и точностью.
Дифференциально-трансформаторная система дистанционной передачи по принципу своего построения не является прогрессивной. Однако измерительные преобразователи типа ДМ отличаются высокой надёжностью.

В мембранных дифманометрах (рис. 7.3) в качестве чувствительного элемента применяется мембранный блок (разделитель), состоящий из двух мембранных коробок, соединённых между собой и заполненных жидкостью (рис. 7.4). Одна из коробок расположена в "плюсовой" - нижней камере дифманометра, а другая - в верхней, "минусовой" камере. Центр мембранной коробки "минусовой" камеры соединён с преобразователем, передающим сигнал на вторичный показывающий или самопишущий прибор.
В сильфонных дифманометрах в качестве чувствительных элементов используются сильфоны, внутренние полости которых сообщаются и заполнены водно-глицериновой смесью. Сильфонные дифманометры, так же как и мембранные, предназначены для измерения разности давлений в любых средах.
На базе измерительных преобразователей типа МЭД выпускаются преобразователи типов ММК, МПК, МП и ДМК с унифицированным токовым выходным сигналом. Эти преобразователи по своим техническим характеристикам близки комплекту преобразователей с компенсацией магнитных потоков типов МПЭ-МИ, ДСЭ-МИ, ДМЭ-МИ и др.

Наиболее перспективными являются измерительные преобразователи давления типа "Сапфир-22", в основу работы которых положен тензоэффект кремниевых преобразователей, напылённых на сапфировою мембрану. Они имеют меньшую массу и размеры, чем все остальные, бoльшую стабильность, точность, виброустойчивость.

В качестве чувствительных элементов у манометров используются трубчатые пружины. Как видно из рис. 7.5 один конец трубчатой пружины 3 переходит в штуцер 7 для восприятия измеряемого давления. Под действием давления свободный конец манометрической трубки 5 будет деформироваться (изгибаться), причем величина упругой деформации пропорциональна измеряемому давлению. В силу этого соотношения измерительная стрелка 1 за счет перемещения кинематического узла (трубка 2 - сектор 4 поводок 6) показывает относительно шкалы прибора истинное значение измеряемого давления.

Для измерения вакуума от 105 до 102 Па могут применяться жидкостные и деформационные приборы.
Ртутные компрессионные вакуумметры Мак Леода, применяемые в лабораторных и промышленных условиях для измерения вакуума от 103 до 10-1 Па, являются приборами периодического действия и не позволяют осуществлять непрерывный контроль за значением вакуума. Основная погрешность таких приборов - 1% и менее.

Термокондуктометрический вакуумметр позволяет осуществлять непрерывное измерение вакуума от 103 до 10-1 Па. Принцип действия термокондуктометрического вакуумметра основан на зависимости теплопроводности газа от степени разрежения. Если в вакууме будет расположена нить, нагреваемая электрическим током, то температура такой нити будет зависеть от теплопроводности газа, окружающего нить, которая в свою очередь будет определяться степенью разрежения. Приборы этого типа имеют предел допускаемого значения основной погрешности 2 - 3% и более. На показания термокондуктометрических вакуумметров влияют изменения тока нагрева, среднего состав газ и ряд других факторов.

Большинство средств измерения вакуума выпускаются не серийно и поэтому требуют индивидуальной градуировки.