Сильфонний манометр

У сильфонних манометрах пружним елементом є сильфон 4 (рис. 10), який являє собою циліндр з рівномірними складками (гофрами). Якщо такий сильфон піддати дії надлишкового тиску ззовні чи зсередини, то він стиснеться чи розтягнеться по висоті, при цьому його горизонтальні поверхні будуть переміщатися паралельно одна одній. Величина переміщення пропорційна до величини вимірюваного тиску. Сильфонні манометри застосовуються для вимірювання тисків від 40 кПа до 0,5 МПа. Зміна діапазону вимірювання досягається за рахунок товщини мембрани, діаметра і розміру гофр, а також твердістю гвинтової пружини, розташованої всередині порожнини сильфона.

Рис. 10. Сильфонний самописний манометр із підйомним передавальним механізмом: 1 – повідець;

2 – втулка; 3 – стержень; 4 – сильфон; 5 – пружина; 6 – кожух сильфона; 7 – штуцер; 8 – гніздо;

9 – дно сильфона; 10 – основа сильфона

2.4. Електричні прилади для вимірювання тиску

Електричні прилади для вимірювання тиску сьогодні набувають найбільшого поширення для вимірювання і дистанційного передавання значення тиску. Первинним елементом таких приладів є так званий датчик тиску – пристрій для сприйняття величини тиску та перетворення його у відповідний електричний сигнал. Вихідним сигналом є, як правило, стандартний сигнал постійного струму в діапазоні 0...5 мА або 0...20 мА, або ж частотний сигнал.

Основні переваги електричних приладів: компактність датчика тиску; висока стабільність параметрів: температурна, часова, при циклічних навантаженнях; незначна температурна залежність; широкий вибір нормованих електричних виходів, а також роз’ємів для підведення тиску; довговічність та ін.

Для прикладу на рис. 11 показано датчики тиску DMP 331i (для малих тисків) і DMP 333i (для високих тисків), які знаходять широке застосування практично у всіх галузях промисловості.

Рис. 11. Датчики тиску DMP

Датчики підходять як для статичного, так і для динамічного вимірювання тиску і застосовуються для всіх середовищ тиску, сумісних з неіржавіючою сталлю. Основним елементом датчиків DMP 331і і DMP 333і є датчики тиску DSP 401 і DSP 404, які конструктивно виконуються в балоні з неіржавіючої сталі з привареною мембраною, що відокремлена наповнювачем з інертної оливи. При дії тиску напівпровідниковий датчик DSP 401 дає вихідний сигнал приблизно 100 мВ (DSP404 –200 мВ). Даний сигнал обробляється цифровим способом (16-бітним АD перетворенням) за допомогою мікропроцесора. Обробка забезпечує корекцію температурної залежності сенсора й електроніки з високою точністю. Виправлений сигнал обробляється АD перетворювачем на стандартний вихідний сигнал. Крім аналогового вихідного сигналу є можливість виходу типу RS.

Іншим прикладом є кремнієві датчики тиску типу ІПТ, які придатні для вимірювання абсолютного або надлишкового тиску рідин і газів. Датчики мають 12 діапазонів вимірювання тиску (від 0–1 кПа до 0-1500 кПа), лінійну вихідну характеристику, високу стабільність параметрів: температурну, часову та при циклічних навантаженнях. Важливою перевагою є мініатюрний корпус (15´15´18 мм) та мала маса приладу – 2 г.

В датчиках даного типу використано єдиний чотирьохконтактний тензоерс-елемент, вихідний електричний сигнал якого є пропорційним до деформації мембрани під дією тиску середовища. Тензоерс-елемент інтегрований зі схемою балансу початкового сигналу при відсутності надлишкового тиску. Компенсація температурної залежності тензочутливості здійснюється з допомогою зовнішнього резистора. Номінальний вихідний сигнал датчика – (50± 10) мВ при напрузі живлення 6 або 9 В. Гістерезис по тиску та коефіцієнт нелінійності навантажувальної характеристики не перевищують 0,1% від величини сигналу при номінальному тиску (СНТ). В діапазоні температур від 243 до 373 К похибка вимірювання тиску не перевищує 1% СНТ, а зміна початкового сигналу – не більше 0,2% СНТ.

2.5. Правила користування приладами для вимірювання тиску

2.5.1. Правила користування рідинними приладами

ð Прилад має бути встановлений вертикально і заповнений робочою рідиною до нульової відмітки шкали.

ð Отвір для приєднання приладу до ємності має бути невеликим, вісь отвору повинна бути перпендикулярною до стінки, а краї отвору мають бути гладкі без задирок.

ð У результати вимірів вносяться поправки на систематичні похибки, викликані зміною температури робочої рідини, капілярністю (при використанні трубок з діаметром меншим 10 мм для води та 6 мм для ртуті), пониженням рівня рідини в чашці.

2.5.2. Правила користування механічними приладами

ð Місце встановлення механічних приладів має бути добре освітленим, в зоні досяжності для огляду обслуговуючим персоналом та розташованим подалі він джерел вібрації.

ð При виборі приладу з одновитковою трубчастою пружиною необхідно, щоб робоча межа надлишкового тиску була не більше 3/4 верхньої границі вимірювання приладу при постійному тиску і не більше 2/3 верхньої границі вимірювання при змінному тиску. При вимірюванні різних значень тиску доцільно, щоб прилад працював у другій третині шкали. При роботі приладу в першій третині шкали зростає відносна похибка вимірювань, а при роботі приладу в зоні верхньої границі є загроза виходу його з ладу.

ð При проведенні вимірювань прилад має бути встановлений в робоче положення: вертикально, штуцером вниз.

ð Перевіряють встановлення стрілки на нуль шкали до і після проведення вимірювань.

ð При вимірюванні надлишкового тиску рідина в з’єднувальній трубці вивільняється від бульбашок повітря. При вимірюванні вакуумметричного тиску з’єднувальна трубка заповнюється повітрям.

ð При знятті показів кут зору спостерігача має бути перпендикулярним до циферблату приладу і проходити при цьому через вказівний кінець стрілки.

ð Якщо з’єднувальна трубка приладу заповнена рідиною, вносять поправку на висоту розташування приладу. Наприклад, якщо центр шкали манометра знаходиться на величину h вище від місця відбору тиску, то дійсний тиск в точці приєднання приладу на g h більший, ніж за показом приладу.

2.5.3. Перевірка пружинних манометрів

При перевірці технічного манометра його покази порівнюють з показами зразкового манометра, на підставі чого роблять висновок про приналежність приладу до присвоєного йому класу точності. Основні вимоги до вибору зразкового приладу:

1) верхня границя вимірювань зразкового приладу має перевищувати верхню границю вимірювання приладу, який підлягає перевірці;

2) максимально допустима похибка зразкового приладу повинна бути принаймні в 4 рази меншою за максимальну похибку даного технічного приладу.

При виконанні перевірки пружинних манометрів слід дотримуватися таких правил:

1) установка для перевірки має бути розташована подалі він джерел вібрації;

2) температура в приміщенні має бути в межах 17…23 ^оС;

3) відлік показів приладів беруть після легкого постукування по приладу зігнутим пальцем;

4) при перевірці лабораторних і зразкових манометрів покази приладів відраховують з точністю до 1/10 поділки шкали.

3. Опис лабораторної установки

Схема лабораторної установки подана на рис. 12. Установка складається з напірного трубопроводу 1, на якому встановлено вентиль 2 для можливості зміни тиску. У верхній частині труби зроблено отвір зі штуцером 3, до якого приєднано гребінку 4 з трьома гніздами 5 для приєднання трьох різних приладів: технічного манометра 6, зразкового манометра 7 та п’єзометра 8. П’єзометр використовується лише при невеликому надлишковому тиску в трубопроводі (до 2 м.вод.ст.), при більшому тиску він відключається з допомогою кульового крана 9.

Рис. 12. Схема лабораторної установки

Дата добавления: 2015-10-26