2.2.1. Измерительные преобразователи давления

Общие сведения единиц измерения давления, виды давления и классификация преобразователей.

Давление - сила равномерно действующая на единицу площади и измеряется:

1атм. = 1кгс/см² = 0,1 МПа = 760 мм.рт.ст. = 10,33(мвст) = 1бар.

Существуют следующие виды давления:

Абсолютное давление - Р_а

Барометрическое давление – Р_б

Разрежение - Р_р = Р_б - Р_а

Избыточное давление - Р = Р_а - Рп

В зависимости от измерения давления приборы разделяются:

1. Баровакууметры - измерение абсолютного давления.

2. Барометры - для измерения атмосферного давления.

3. Манометры - для измерения избыточного давления.

4. Тягомеры - для измерения разрежения.

5. Hanopoмеры - для малого избыточного давления.

6. Тяго - напоромеры - для малого разрежения и избыточного давления.

7. Вакуумметры - для большого разрежения.

8. Мановакууметры - для избыточного давления и разрежение.

9. Дифференционные - для измерения перепада давления или разности.

В зависимости от конструкции чувствительного элемента преобразователи давления бывают мембранные, сильфонные, трубчатые, пружинные которые изготовляются из томпака, бериллиевой бронзы, нержавеющей стали. Трубчатые манометры (трубки Бурдона) (Рис. 3) представляют собой плоскую пружину из бериллиевой бронзы широко используется в судовых установках из-за конструктивной простоты и надежности. Манометры изготовляются, указывающие или самопишущие.

До свободного конца плоской трубки, которая перемещается пропорционально давления прикрепленный поводок - 4, связанный с зубчатым сектором - 3 и шестерней 5. На ось шестерни закрепленная стрелка - 2. Пружина исключает влияние зазора на точность измерения.

Типы трубчатых манометров ОБМ; МО; МТС.

Диапазон измерения 0,6 - 600 кгс/см

Точность 1,4

Преимущества - простота устройства, надежность конструкции, точность показания.

Недостаток - зависимость показания от температуры окружающей среды, и отдаление от места замера.

У потенциометрических манометров (Рис.4.) принцип действия будет следующий. Под действием давления измерительной среды возникает перемещение мембраны - I, которая с помощью штока - 2 приводит к перемещению подвижного контакта потенциометрического преобразователя. Схема подключения потенциометрического датчика разрешает на выходе получить относительно большую мощность, что дает возможность подключить параллельно несколько приборов без усиления.

Потенциометр - регулируемый резистор с подвижным контактом, используется для регулирования электрического напряжения, а также в качестве датчиков линейных перемещений.

Недостаток - быстрый износ под действием вибраций и невозможность проверки исправности во время работы.

Манометр с индуктивным преобразователем показан на рисунке - 5. Он состоит из чувствительного мембранного элемента - 3 к которому прикреплено якорь - 5 индуктивного преобразователя - 4.

При изменении давления Р поступающего через трубку - 1 в пустоту - 2 будет изменять положение мембраны а с ней и якорь - 5 что вызовет изменение индуктивности преобразователя в зависимости от зазора. В результате пропорционально изменится и_вих. К которому подключен вольтметр, отградуированный по шкале давления.

Пьезоэлектрические преобразователи (Рис.6.), принцип действия которых основан на том, что под действием механических напряжений на гранях кристаллов (кварца, турмалина, титана, бора) возникают электрические заряды пропорциональные давлению.

На рисунке 5 схематично представлено устройство пьезоэлектрического преобразователя, который состоит из двух кварцевых пластин соединенных параллельно. Наружные грани пластин заземляются, а между средними находятся латунная фольга - 2. Давление на кварцевые пластины передается через мембрану - 5. Расходное напряжение из кварцевых пластин изменяется экранированным кабелем - 4. Для соединения кабеля с латунной фольгой сделанное отверстие, закрытое пробкой - 3.

Дифференционный манометр - это прибор предназначенный для измерения разности давления, а также для измерения уровня жидкости, затраты пара, загрязнение фильтров по перепаду давления (рис.7.). Прибором механического прибора может быть дифманометр типа ДМ.

Чувствительным элементом дифманометра является мембранный блок, собранный с двух мембранных коробок закрученных с обеих сторон в подушку - 11 взысканных между двух крышек - 9 винтами - 8 и образующих две камеры, нижнюю (плюсовую) и верхнюю (минусовую).

Внутренние пустоты мембранных коробок заполняются дистилированой водой через ниппель - 12.Давление мембраны подается через импульсные трубки - 7 на которые установленные два запирающих вентили - 1 и соединяющий вентиль - 2. С центром верхней мембраны соединенный сердечник - 6 дифференционного трансформатора - 5 закрытого колпака - 4. Чтобы исключить влияние зазоров установленная пружина - 3.

Реле давления РДС IT (Рис.8.) предназначенная для автоматического контроля давления в автоматических системах путем замыкания размыкания электрических систем управления и сигнализации.

Принцип действия прибора базируется на уравновешении силы давления и силы упругости деформации регулирующей пружины.

Реле состоит из узла сильфона передаточно - расположения духа вального механизма и контрольного устройства.

Узел сильфона состоит из корпуса и присоединенный штуцером сильфона -2 с одним штоком - 9.

Передаточно - расположеный двохвальный механизм состоит из рычага - 4, расположения двухвальной пружины - 5, винта - 6 и упора - 3, и контактного устройства переключателя - 8. Реле замыкает контакты переключателя - 8 при снижении давления и размыкает при повышении давления к значению дифференциала.

Настройка реле на необходимое давление срабатывания выполняется гайкой винта - 7.