Классификация приборов для измерения давления

Профессия аппаратчик

Билет № 1

Метрология - это наука об измерениях.

Одна из задач метрологии - поверка и испытание мер и измерительных приборов для установления точности и надежности их действия.

Измерение - это сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения.

Методы измерения делятся на:

а) прямые (непосредственные) - измерение давления;

б) косвенные - измерение расхода;

в) совокупные (используются редко).

Билет № 2

I. Полный предел шкалы - определяется по формуле:

 

X = X_max - Х_min (1.1)

где: X_max - конечное значение шкалы;

X_min - начальное значение шкалы.

Для односторонней шкалы: X = X_max (1.2)

II. Цена деления шкалы - это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы.

Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.

 

(1.3)

 

где: С - цена деления;

D X - изменение измеряемой величины;

D n - перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы.

 

Билет № 3

IV. Класс точности.

Класс точности - это величина относительной приведенной погрешности.

Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора.

Класс точности не имеет единицы измерения.

Стандартный ряд классов точности:

0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.

Чем класс точности выше, тем прибор точнее.

В промышленности применяют в основном приборы классов:

0,5; 1,0; 1,5.

Класс точности 1,5, например, означает, что наибольшая допустимая погрешность при измерении этими приборами не должна превышать 1,5 % от предела измерения.

Билет № 4

Давление - один из важнейших параметров технологических процессов.

Давлением называется отношение силы, действующей на площадь, к величине площади.

, (2.1)

где F – сила;

S – площадь.

Различают давления:

1) барометрическое (атмосферное) - Р _атм;

2) абсолютное - Р _абс;

3) избыточное - Р _изб;

4) вакуум (разрежение) - Р _вак

 

1. Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.

2. Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар.

Р_абс = Р_изб + Р_атм (2.2)

 

3. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного.

Р_изб = Р_абс - Р_атм (2.3)

 

Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.

Вакуум - это недостаток давления до атмосферного.

Р_вак = Р_атм - Р_абс (2.4)

 

Рис. 2.1 Виды давлений

Остаточное давление определяется по формуле:

Р_ост = Р_атм – Р_вак, (2..5)

где Р_атм = 760 мм рт.ст.

Единицы измерения давления

 

Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).

Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м ².

(2.6)

Внесистемные единицы: кгс/см ²; мм вод.ст.; мм рт. ст; бар.

Соотношение между единицами измерения:

1 кгс/см ² = 98066,5 Па (2.7)

1 мм вод.ст. = 9,80665 Па

1 мм рт.ст. = 133,322 Па

1 бар = 10 ⁵ Па

 

Билет № 6, 23

Билет №8

Стандартные шкалы манометров

·

· 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0

· 6 10 16 25 40

· 60 100 160 250 400

^· 600 1000 1600 кгс/см ²

·

Билет № 7

Билет №9

Рис. 2.5. Красная черта манометра

Билет №10

Если нужно подобрать манометр по разрешенному давлению Р_разр, то

и подбирают ближайшее большее значение из манометрического ряда.

Пример:

Подобрать шкалу манометра, если Р_разр = 10 кгс/см ²

Такой шкалы нет, поэтому шкала выбирается от 0 до 16 кгс/см ².

 

Билет №11

Электроконтактные манометры

Они имеют электрическое контактное устройство, срабатывающее при достижении заданного давления и посылающее импульс в сигнальные устройства.

Манометр снабжен двумя контрольными стрелками с контактами. Контрольные стрелки устанавливают на «max» и «min» давления, а стрелка прибора, несущая контакты, перемещаясь, дает сигнал, если давление достигло значений, установленных контрольными стрелками.

 

ЭКМ - электроконтактный манометр (применяется для сигнализации параметров во взрывобезопасных помещениях);

ЭКВ - электроконтактный вакуумметр;

ВЭ-16рб- электроконтактный манометр, во взрывозащищённом исполнении.

 

Билет №12

Схема контроля давления

Некоторые условия обозначения КИПиА:

 

– прибор, установленный по месту (на трубопроводе, аппарате);

 

 

 

– прибор, установленный на щите, пульте;

 

Р – давление;

I – показание;

R – регистрация (запись);

Т – дистанционная передача;

Л.с. л.с.

Тр Д ПВ

Тр – трубопровод;

л.с. – линии связи;

Д – датчик;

ПВ – прибор вторичный.

1а – МС – П;

Б – ПВ 4.2 Э

Билет №13

ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА

Расход – это количество продукта, протекающего через поперечное сечение трубопровода в единицу времени.

Различают: массовый и объемный расходы.

Единицы измерения массового расхода:

т/час; т/мин; т/с; кг/час; кг/мин; кг/с; г/час; г/мин; г/с.

Единицы измерения объемного расхода:

м³/ч; м³/мин; м³ /с; л/час; л/мин; л/с.

м³/ч; м³/мин; м³ /с; л/час; л/мин; л/с.

Билет № 14

Приборы, предназначенные для измерения расхода вещества, называется расходомерами.

Классификация приборов для измерения расхода по принципу действия:

1) расходомеры переменного перепада давления (85 %);

2) расходомеры постоянного перепада давления (7 %);

3) электромагнитные расходомеры;

4) расходомеры, основанные на других принципах измерения (тахометрические, ультразвуковые, тепловые, массовые, вихревые).

 

Билет №15

Ротаметр стеклянный

Измерительная часть у ротаметра вертикальная коническая трубка из стекла с помещенным в нее поплавком. Поплавок изготовлен из эбонита алюминия, стали. Измеряемый поток проходит по трубке снизу вверх. Изменение расхода вещества вызывает перемещение поплавка на некоторую высоту. Предположим, что под влиянием потока поплавок поднялся на некоторую высоту и остановился во взвешенном состоянии. При этом силы, действующие на поплавок, уравновешиваются.

Рис. 3.11 Ро

Устройство:

1 – стеклянная коническая трубка;

2 – поплавок;

3 – шкала.

 

 

Билет №17

Билет №18

Уровень - это высота столба рабочей жидкости в аппаратах.

Уровень измеряется в мм, см, м.

Классификация уровнемеров:

- визуальные; - гидростатические;

- поплавковые; - электрические;

- буйковые; - радиоактивные;

- ультразвуковые.

- волноводные

- радарные

 

 

Билет №19

Визуальные уровнемеры (указательные стёкла)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. Визуальный уровнемер

Работа этих уровнемеров основана на принципе сообщающихся сосудов. Стеклянная трубка соединяется с сосудом нижним концом (для открытых сосудов) или обоими концами (для сосудов с избыточным давлением и разрежением). Наблюдая за положением уровня в стеклянной трубке, можно судить об изменении уровня в сосуде.

Указательные стекла применяются для местного измерения уровня в аппаратах. Их длина не превышает 1,5 м. Если нужно измерить более высокий уровень, то применяют несколько указательных стекол. Их устанавливают так, чтобы верх предыдущего стекла перекрывал низ последующего стекла.

 

Поплавковые уровнемеры

 

 

Устройство:

1 - поплавок

2 - ролики

3 - противовес

4 - шкала

 

Рис. Поплавковый уровнемер

Поплавок подвешен на гибком тросе, перекинутом через ролики. На другом конце троса укреплен груз для поддержания постоянного натяжения троса. На грузе закреплена стрелка, показывающая на шкале уровень жидкости.

Недостатки этих уровнемеров:

1. перевернутая шкала (с нулём у верхнего края бака);

2. трудность отсчета в начале шкалы у высокого резервуара;

3. возможность коррозии и протравления тонких стенок поплавка, что приводит к его потоплению

 

Билет №20

Гидростатические уровнемеры

Служат для измерения гидростатичекого давления столба жидкости, уровень которой измеряется.

Они делятся на:

1. пьезометрические;

2. дифманометрические.

Пьезометрические уровнемеры

(с непрерывным продуванием воздуха или газа)

Их действие основано на изменении давления воздуха или газа, барботирующего через слой жидкости с измеряемым уровнем при изменении его. Их часто применяют для измерения уровня жидкости с повышенной вязкостью, уровня агрессивных сред, а так же уровня подземных емкостей.

В этих приборах измерение уровня жидкости сводится к измерению давления, создаваемого столбом жидкости, т. е:

Р = ρ ∙ g ∙ Н

где ρ-плотность жидкости;

g - ускорение свободного падения;

Н– уровень жидкости.

 

 

Рис. Пьезометрический уровнемер

1. Дроссель. 2. Ротаметр. 3. Пьезометрическая трубка. 4. Манометр

5. Сосуд

Работа

 

Сжатый воздух или газ, пройдя дроссель 1 и ротаметр 2, попадает в пьезометрическую трубку 3, находящуюся в резервуаре. Сначала подачи воздуха давление будет повышаться до тех пор, пока не станет равным давлению столба жидкости высотой h. В момент уравновешивания этих давлений из трубки в жидкость начнет выходить воздух. Расход его регулирует так, чтобы он побулькивал отдельными пузырьками (приблизительно 1 пуз/сек). Расход воздуха устанавливается регулируемым дросселем 1 и контролируется ротаметром 2.

При измерении уровня жидкости следует учитывать возможность образования при определенных условиях статического электричества. Поэтому при контроле легковоспламеняющихся и взрывоопасных жидкостей (сероуглерода, бензола, масел) в качестве сжатого газа следует применить: двуокись углерода, азот, дымовые газы.

Билет №21

Работа

Изменение уровня жидкости преобразуется на ЧЭ 10 изме­рительного блока в пропорциональное усилие, которое уравно­вешивается усилием, развиваемым давлением сжатого воздуха в СОС 8. Это давление является одновременно выходным сигна­лом УБ - П.

Усилие, с которым измерительный блок воздействует на преобразователь, создает момент, вызывающий незначительное перемещение рычажной системы передаточного механизма и связанной с рычагом 2 заслонки 6 относительно неподвижного сопла 5. Возникший в линии сопла сигнал управляет давлением, поступающим в усилитель 4 и СОС 8.

Для устранения автоколебаний в преобразователе преду­смотрен жидкостной демпфер (на схеме не показан).

Интервал измерения уровня буйковых уровнемеров выби­рают из ряда: от 0 до 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0; 6,0; 10,0; 16,0; 20 метров.

Класс точности может быть: 0,6; 1,0; 1,6; 2,5.

 

Билет №22

III. Контроль, сигнализация и регулирование уровня.

Позиция 5 – уровень в ёмкости E-4 контролируется и сигнализируется;

Позиция 6 – уровень в емкости E-5 регулируется регулятором уровня, клапан которого стоит на линии откачки продукта.

5а,6а – УБ-П;

5б – ПВ 4.2Э;

5в – ЭКМ;

6б – ПВ10-1Э;

6в – ПР-3.21;

6г – регулирующий клапан

Билет №24

Билет №25

Термопары

Термопары являются датчиками температуры и работают в комплекте с вторичными приборами: милливольтметрами и потенциометрами. Термопара представляет собой спай из двух разнородных металлических проводников (термоэлектродов), которые предназначены для измерения температуры в объекте.

 

1 – «горячий» спай (рабочий);

2 - положительный термоэлектрод;

3 - отрицательный термоэлектрод;

4 - «холодные» концы (свободные);

5 – компенсационные провода.

Принцип действия термопары основан на термоэлектрическом эффекте (эффект Зеебека).

Он гласит: «В замкнутой цепи из двух разнородных металлических проводников возникает электрический ток, если два места соединения (спая) имеют разную температуру». Термо э.д.с. на концах термопары зависит от материала термоэлектродов и температуры «горячего» и «холодного» спаев.

Для технических измерений применяют термопары из следующих материалов:

1. ТХК - термопара хромель – копель, пределы измерения от -50 ⁰С до +600 ⁰С

(кратковременно 800 ⁰С);

2. ТХА - термопара хромель – алюмель, от -50 ⁰С до +1000 ⁰С (кратковременно 1300 ⁰С);

3. ТПП - термопара платинародий – платина от -20 ⁰С до +1300 ⁰С

(кратковременно 1600 ⁰С);

4. ТПР - термопара платинародий - платинародий от (+300 ⁰С до +1600 ⁰С)

(кратковременно+1800 ⁰С)

5. ТВР - термопара вольфрам – рений (до 2300 ⁰С)

Градуировки термопар

Гр. ХК; Гр. ХА; Гр. ПП; Гр. ПР _30/6 ; Гр. ВР _5/20.

Положительным является электрод, материал которого стоит первым в градуировке, отрицательным - второй.

 

Профессия аппаратчик

Билет № 1

Метрология - это наука об измерениях.

Одна из задач метрологии - поверка и испытание мер и измерительных приборов для установления точности и надежности их действия.

Измерение - это сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения.

Методы измерения делятся на:

а) прямые (непосредственные) - измерение давления;

б) косвенные - измерение расхода;

в) совокупные (используются редко).

Билет № 2

I. Полный предел шкалы - определяется по формуле:

 

X = X_max - Х_min (1.1)

где: X_max - конечное значение шкалы;

X_min - начальное значение шкалы.

Для односторонней шкалы: X = X_max (1.2)

II. Цена деления шкалы - это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы.

Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.

 

(1.3)

 

где: С - цена деления;

D X - изменение измеряемой величины;

D n - перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы.

 

Билет № 3

IV. Класс точности.

Класс точности - это величина относительной приведенной погрешности.

Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора.

Класс точности не имеет единицы измерения.

Стандартный ряд классов точности:

0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0.

Чем класс точности выше, тем прибор точнее.

В промышленности применяют в основном приборы классов:

0,5; 1,0; 1,5.

Класс точности 1,5, например, означает, что наибольшая допустимая погрешность при измерении этими приборами не должна превышать 1,5 % от предела измерения.

Билет № 4

Давление - один из важнейших параметров технологических процессов.

Давлением называется отношение силы, действующей на площадь, к величине площади.

, (2.1)

где F – сила;

S – площадь.

Различают давления:

1) барометрическое (атмосферное) - Р _атм;

2) абсолютное - Р _абс;

3) избыточное - Р _изб;

4) вакуум (разрежение) - Р _вак

 

1. Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.

2. Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар.

Р_абс = Р_изб + Р_атм (2.2)

 

3. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного.

Р_изб = Р_абс - Р_атм (2.3)

 

Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.

Вакуум - это недостаток давления до атмосферного.

Р_вак = Р_атм - Р_абс (2.4)

 

Рис. 2.1 Виды давлений

Остаточное давление определяется по формуле:

Р_ост = Р_атм – Р_вак, (2..5)

где Р_атм = 760 мм рт.ст.

Единицы измерения давления

 

Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).

Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м ².

(2.6)

Внесистемные единицы: кгс/см ²; мм вод.ст.; мм рт. ст; бар.

Соотношение между единицами измерения:

1 кгс/см ² = 98066,5 Па (2.7)

1 мм вод.ст. = 9,80665 Па

1 мм рт.ст. = 133,322 Па

1 бар = 10 ⁵ Па

 

Билет № 6, 23

Классификация приборов для измерения давления

I. По принципу действия:

1) жидкостные;

2) деформационные;

3) грузопоршневые;

4) электрические.

II. По роду измеряемой величины:

· манометры - приборы для измерения абсолютного и избыточного давления;

· вакуумметры - приборы для измерения вакуума;

· мановакуумметры - для измерения избыточного давления и вакуума;

· дифманометры - для измерения разности двух давлений;

· барометры - для измерения атмосферного давления;

· напоромеры (микроманометры) - для измерения малых избыточных давлений;

· тягомеры - приборы для измерения малых разрежений;

· тягонапоромеры - приборы для измерения малых избыточных давлений и малых разрежений.

 

Билет №8