Дилатометрические датчики

Дилатометрические датчики основаны на различном относительном удлинении при нагревании двух твердых тел с разными коэффициентами линейного расширения. Они изготовляются двух основных типов: стержневые и биметаллические.

Стержневой дилатометрический термометр представлен на рис. 2.3.

1- стержень; 2- трубка; 3- измерительный механизм.

Рисунок 2.3. Стержневой дилатометрический термометр

Внутри латунной (медной, алюминиевой) трубки 2 помещен инваровый (кварцевый) стержень 1 (инвар состоит из 64% Fe и 36% Ni и имеет коэффициент линейного расширения близкий к нулю), сваренный одним концом с дном латунной трубки, другой конец стержня свободно перемещается (в зависимости от изменения длины латунной трубки), воздействуя на измерительный механизм 3. В качестве измерительных приборов дилатометрические термометры в промышленности не применяют, так как их подвижные системы имеют очень небольшие перемещения и поэтому показывающие механизмы получаются сложными. Следует отметить, что точность показаний такого термометра невелика.

Однако дилатометры широко применяют в качестве чувстви­ях элементов различных регуляторов температуры, так как они обладают значительными перестановочными усилиями, используемыми в передаточных механизмах регуляторов.

В настоящее время для регулирования температуры смеси воды в дозаторах наиболее широко применяется дилатометрический терморегулятор ТДК-1. В этом приборе стержень 12 выполнен из инварной стали и помещен в трубку 11, изготовленную из латуни. Оба стержня представляют собой чувствительный элемент дилатометра, который помещается в емкость для смешивания горячей и холодной воды, поступаю­щей через электромагнитные клапаны. Стержень 12 через сухарь 10 и промежуточный стержень 9 шарниром 13 соединен с рычагами 3и 4, которые имеют электроконтакты 1. Нижнее плечо рычага 4 пружиной 2 соединено с основанием регулятора, а верхнее плечо упирается в конус 5 винта 7, на котором укреплен лимб 6 с отметками в градусах стоградусной шкалы.

Заданная температура устанавливается поворотом лимба. При этом винт 7, вращаясь, конусом 5 поворачивает рычаг 4 относительно шарнира 13, что приводит к установке определенного расстояния между контактами 1. При превышении заданной температуры латунная трубка, нагреваясь, расширяется, это приводит к перемещению рычагов 4 и 3 относительно точек 8 и 14. В результате контакты 1 замыкаются, и через реле производится закрытие впус­кного клапана горячей воды и открытие электромагнитного клапана холодной воды. После снижения температуры ниже заданного значения латунная трубка укорачивается, что при­водит к перемещению стержней 12 и 9 влево и размыканию контактов. При этом открывается электромагнитный клапан горячей воды. Таким образом, горячая и холодная вода посту­пает в емкость поочередно до тех пор, пока дозатор не напол­

нится до заданного объема.

1- электроконтакты; 2- пружина; 3, 4- рычаги; 5- конус; 6-лимб; 7- винт лимба; 8- упор; 9- промежуточный стержень; 10- сухарь; 11- трубка; 12- стержень; 13, 14- шарнир.

Рисунок 2.4. Стержневой дилатометрический терморе­гулятор ТДК-1.

Биметаллический дилатометрический термометр представлен на рис. 2.5 и рис. 2.6.

Чувствительный элемент выполнен в виде спи­ральной или плоской пружины, состоящей из двух пластин из разных металлов, сваренных по всей длине. Внутренняя пласти­на 3 имеет больший коэффициент линейного расширения, чем внеш­няя 2, поэтому при нагреве такая пружина разгибается (раскручивается). Биметаллическая пластина соединена посредством рычага 1 и тяги 2 со стрелкой которая указывает температуру по шкале прибора.

1- рычаг; 2- тяга; 3, 4- металлические пластины.

Рисунок 2.5. Биметаллический термометр с плоской пружиной.

Рисунок 2.6. Биметаллический термометр со спиральной пружиной.

По­добными термометрами измеряется температура в пределах от - 150 до +700°С (погрешность 1 — 2,5%). Они широко применя­ются в холодильных установках, бытовых холодильниках, конди­ционерах. Кроме показывающих приборов, промышленность выпускает бесшкальные биметаллические датчики используемы для сигнализации и в простейших автоматических регуляторах темпера­туры.

Дата добавления: 2015-08-09