Преобразователь давления измерительного типа.

V

13 ∆И 30

 

Рпит 3

Рвых 4

 

Рвх

 

 

1 – Заслонка

2 – Пружина

3 – Подвижная опора

4 – Центральный рычаг

5 – Чувствительный элемент

6 – Сильфон обратной связи

7 – Сопло

V – Пневмоусилитель

Преобразователь давления измерительного типа 13 ∆И 30 относится к пружинным манометрам. Он является однопредельным прибором. Для пере разгонки его на другой предел, необходимо или заменить сильфон обратной связи или чувствительный элемент.

Принцип действия основан на пневматической силовой компенсации. Усилие, развиваемое чувствительным элементом, компенсируется, усилием сильфона обратной связи.

Допустим, на чувствительный элемент 5 поступил сигнал. Он будет действовать на центральный рычаг 4,поворачивая его на некоторый угол. Заслонка 1 связанная с центральным рычагом 4 начнет закрывать сопло 7. Условный проход индикатора рассогласования уменьшится, а значит, давление в линии сопла вырастает. Это давление поступает на пневмоусилитель v, который вырабатывает соответствующий сигнал. Этот сигнал поступает на выход прибора Рвых и одновременно для уравновешивания прибора на сильфон обратной связи 6.

 

 

Пневмоусилитель прибора 13 ∆И 30

Рсопло

Г А

 

 

 

Рпит

 

В Б Рвых

 

 

В данном пневмоусилителе используется питание сопла через дроссель с линии давления питания. Потому выходной сигнал при полностью открытом сопле будет равен нулю. Так же применяют металлические гофрированные мембраны, что повышает их долговечность.

Набором давления управляет клапан в линии питания (шариковый), а сбросом клапан типа «сопло – заслонка».

Выбор шкал.

Для измерения переменного давления шкала выбирается из расчета, что шкальное давление должно составлять не более 2 ∕ 3 шкалы прибора.

Для измерения постоянного давления шкала выбирается и расчета что максимальное измеряемое давление должно составлять не более 3∕ 4 шкалы прибора.

 

 

Дополнение к теме давление.

«САПФИР».

 

Прибор для измерения типа «Сапфир» измеряет давление или разность давлений и преобразует в стандартный электрический сигнал.

4 – 20мА

0 – 5 мА

0 – 20 мА

 

Uпит

 

R₁R₃

 

Uвых

 

R₂R₄

 

Прибор является активной нагрузкой в цепи блока питания изменяющей свое сопротивление (а значит и проходящий через него ток) в зависимости от входного сигнала.

Резистора мостовой схемы выполнены в виде вакуумного напыления на основе из упругой пластины. При подаче давления упругая пластина изгибается и изменяется электрическое сопротивление напыленных резисторов.

Например, сопротивления резисторов R₁ и R₄уменьшается, а резисторов R₂ и R ₃увеличивается. Общее сопротивление мостовой схемы при этом не изменится, но пройдет раз баланс схемы, а значит, на выходе изменится выходной сигнал Uвых. При этом Uвых пойдет на преобразователь где и преобразуется в стандартный сигнал.

 

 

Расход.

Под расходом понимают количество вещества, протекающее через поперечное сечение трубопровода за единицу времени.

Многообразие требований применяемых к расходомерам привело к созданию большого числа различных методов и приборов для измерения расхода.

Расходомеры	Доля в общем количестве приборов	Допустимая погрешность
Переменного перепада давления	Около 85%	1,5 – 2,5%
Постоянного перепада давления	Около 7%	1,0 – 2,5%
Тахометрические	Около 4%	0,5 – 2,5%
Электромагнитные	Около 2%	1,0% - 2,5%
Ультразвуковые	Около 1,5%	0,6 – 2,5%
Тепловые	Около 0,5%	1,5 – 4%

 

Массовое измерение количества вещества дает более точное представление об измеряемой величине, так как объем вещества сильно зависит от давления и температуры, особенно для газов.

 

 

Дополнение к теме «Расход».

Основные недостатки объёмных счетчиков:

- наличие большого шума

- необходимость установки перед счетчиком фильтра

Класс точности – 1; 1,5; 2;%

Для скоростных счетчиков.

При установке скоростных счетчиков предъявляются большие требования ламинарности потока и к прямым участкам до и после счетчика.

10Ø трубопровода до счетчика

5Ø трубопровода после счетчика

Средняя скорость потока – это отношение объемного расхода к площади сечения потока

, где

υср – средняя скорость потока

Fo– объемный расход

S – Площадь сечения

 

 

 

Скорость потока пропорционально распределены по площади сечения трубопровода: максимальна в середине потока и равномерно убывает к стенкам трубопровода.

Установившийся поток – поток, в котором расход и средняя скорость неизменны во времени.

Неустановившийся поток – поток, в котором расход и средняя скорость изменяются во времени.

Ламинарный поток – равномерный безвихревой поток.

Турбулентный поток – неравномерный вихревой поток.

Тахометрический метод – основан на зависимости от расхода средней скорости потока.

Приборы для измерения расхода тахометрическим методом подобны скоростным счетчикам и имеют дистанционную передачу.

Постоянный перепад.

Промышленность выпускает ротаметры с электрической и пневматическойдистанционной передачей.

ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА основана на применении дифференциально – трансформаторной схемы. В данной схеме сердечник трансформатора жестко связан с поплавком, а вокруг нижней части трубки ротаметра расположены обмотки трансформатора.

ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ ПЕРЕДАЧА – основана на применении муфты со сдвоенным постоянным магнитом. Муфта жестко связана с поплавком ротаметра, а около нижнего конца конусной трубы ротаметра находится постоянный магнит, закреплённый на рычаге пневмо преобразователя.

 

 

Переменный перепад.

При прохождении потока через сужающее устройство сечение его уменьшается до внутреннего сечения сужающего устройства. При этом часть потенциальной энергии потока переходит в кинетическую. Средняя скорость потока при этом растет, а давление падает. Давление на острой кромке диафрагмы несколько выше статического в результате частичного торможения потока перед диафрагмой. За диафрагмой давление несколько падает за счет действия сил инерции. Поэтому самое узкое сечение потока находится не в плоскости диафрагмы, а за ней. При дальнейшем удалении потока от диафрагмы средняя скорость потока падает, а давление возрастает, но давление не восстанавливается полностью. Это падение давления подобно падению напряжения на резисторе при прохождении по нему электрического тока.