Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии |
Термометры сопротивления (термопреобразователи сопротивлений)
Термопреобразователи сопротивлений (ТС) применяют для измерения температур в пределах от минус 260 до 750 °С. Рабочим органом термопреобразователя является чувствительный элемент, выполненный из платиновой или медной проволоки. Принцип действия ТС основан на пропорциональном изменении электрического сопротивления чувствительного элемента в зависимости от температуры.
Конструкция ТС показана на рис. 10. Собранный чувствительный элемент 12 (платиновый или медный) помещают в защитную гильзу 10, которая предохраняет его от механических повреждений и агрессивных воздействий измеряемой среды. Выводные провода чувствительного элемента изолируют фарфоровыми изоляторами 1 и присоединяют к контактным клеммам 7, расположенным в головке 4 преобразователя, которую закрывают крышкой 6 с прокладкой 5. Герметизацию выходных проводов чувствительного элемента осуществляют с помощью эпоксидного компаунда 9. Свободное пространство защитного чехла заполняют окисью алюминия 11. ТС может иметь штуцер 2 и штуцер 3 для крепления по месту и для ввода соединительных проводов измерительных приборов. Чувствительность ТС определяется температурным коэффициентом сопротивления материала, из которого сделан термопреобразователь, т. е. относительным изменением сопротивления чувствительного элемента ТС при нагревании его на 1°С. Термоэлектрические термометры (термоэлектрические преобразователи) Действие термоэлектрических преобразователей (ТП) основано на свойстве металлов и сплавов создавать термоэлектродвижущую силу (термо-ЭДС), зависящую от температуры места соединения (спая) концов двух разнородных проводников (термоэлектродов). ТП (термопары) являются первичными преобразователями, выходной сигнал которых измеряется магнитоэлектрическими милливольтметрами или автоматическими потенциометрами. Рабочим органом термопреобразователя (рис. 11) является чувствительный элемент, состоящий из двух разнородных термоэлектродов 10, сваренных между собой на конце, который составляет горячий спай 12. Термоэлектроды изолированы по всей длине с помощью изоляторов 1 и помещены в защитную гильзу 11. Свободные концы элемента подключены к контактам 7 термопреобразователя, расположенным в головке 4, которая закрывается крышкой 6, имеющей прокладку 5. Положительный термоэлектрод подключают к контакту со знаком “+”. Герметизация вводов термоэлектродов 10 осуществляется с помощью эпоксидного компаунда 9. Рабочий конец термопреобразователя изолируют от защитной арматуры керамическим наконечником 13, который в некоторых конструкциях для уменьшения тепловой инерционности, может отсутствовать. Термопреобразователи могут иметь штуцер 2 для крепления по месту и штуцер 3 для ввода соединительных проводов измерительных приборов Принцип действия термоэлектропреобразователя основан на преобразовании тепловой энергии в термоэлектродвижущую силу (термо-ЭДС) элемента при наличии разности температур между его свободными концами и горячим спаем. Возникновение термо-ЭДС в термоэлектропреобразователе объясняется тем, что при его нагревании возникает поток электронов от горячего спая к холодному. На холодном спае создается отрицательный потенциал, а на горячем - положительный. Разность этих потенциалов будет определять величину термо-ЭДС. Если температуру холодного спая поддерживать постоянной, Расходомеры Расходомерами переменного давления называют расходомеры, основанные на зависимости от расхода вещества перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, или самим элементом трубопровода. Это объясняется переходом части потенциальной энергии потока в кинетическую. Измеряя перепад давления на сужающем устройстве с помощью дифманометра, можно определить расход вещества согласно уравнению: Q= К * rр, где rр= р1- р2 - перепад давления на сужающем устройстве, К – постоянный коэффициент, учитывающий параметры сужающего устройства и контролируемой среды. В виду квадратичной зависимостью между периодом давления расхода шкала его неравномерная – деления сжаты в начальной области и постепенно увеличиваются к конечной отметке. Диапазон измерений от 30 до 100% т.к. на участке шкалы 0…30 % погрешность измерения превышает нормированное значение. Расходомеры данного вида включают в себя три отдельные части: преобразователь расхода, создающий перепад давления в зависимости от расхода; соединительное устройство, передающее перепад давления от преобразователя к измерительному прибору; дифференциальный манометр, измеряющий перепад давления, образованный преобразователем расхода и градуированный в единицах расхода. Наиболее важными среди расходомеров переменного перепада являются расходомеры с сужающими устройствами (рис. 12).
Наиболее простым и распространенным сужающим устройством является диафрагма, представляющая собой тонкий диск с круглым отверстием в центре. От стойкости диафрагмы и особенно входной кромки существенно зависит ее коэффициент передачи. Поэтому диафрагмы изготовляют из материалов, химически стойких к измеряемой среде и устойчивых против механического износа.
Объемные счетчики для жидкости – принцип действия основан на измерении определенного объема жидкости, вытесняемой из измерительной камеры под действием разности давлений, и суммирование результатов этих измерений. Объемные счетчики предназначены в основном для измерений количества чистых жидкостей (бензина, масел, конденсата и т.п.). Основное достоинство объемных счетчиков – малая погрешность и сравнительно широкий диапазон измерения. Для применения в напорных технологических линиях выпускаются объемные лопастные счетчики типа ЛЖ (рис.15). Измерение объемного количества жидкости обеспечивается периодическим отсеканием определенных объемов жидкости заключенных в полости между двумя лопастями и цилиндрическими поверхностями измеряемой камеры и барабана. За один полный оборот ротора отсекается четыре объема, суммарная величина которых равна емкости измерительной камеры.
Турбинные расходомеры. В таких расходомерах измеряемый поток приводит в движение турбину. Скорость вращения турбины пропорциональна скорости потока т.е. расходу Q. Для измерения скорости вращения турбины, корпус прибора изготавливают из немагнитного материала. Снаружи корпуса устанавливают дифференциально-трансформаторный преобразователь, а у одной из лопастей турбинки делают кромку из ферромагнитного материала. При прохождении этой лопасти мимо преобразователя меняется его индуктивное сопротивление с частотой пропорциональной расходу Q, изменяется напряжение на вторичных обмотках. Измерительным прибором такого расходомера является частотомер, измеряющей частоту изменения напряжения Uвых (рис. 18).
Приборы для измерения уровня.
Средства измерений, сигнализации и регулирования уровня находят широкое применение. Характерная особенность их использования – широкое разнообразие физических характеристик, контролируемых сред и рабочих условий, конструктивных, метрологических и других технико-эксплуатационных требований. Контролируемые среды могут быть жидкими и сыпучими с различными степенями электропроводности, плотности, вязкости, дисперсности, агрессивности, склонности к кристаллизации, осадкообразованию, а также с различными степенями стабильности физических свойств при изменении внешних условий и т.п. Визуальные уровнемеры Простейшими измерителями уровня жидкостей являются указательные стекла. Указательные стекла работают по принципу сообщающихся сосудов. Наблюдая за положением уровня жидкости в стеклянной трубке можно судить об изменении уровня в сосуде.
Поплавковые уровнемеры В поплавковых уровнемерах имеется плавающий на поверхности жидкости поплавок, в результате чего измеренный уровень преобразуется в перемещение поплавка. Показывающее устройство прибора соединено с поплавком тросом или с помощью рычага. Значительно более надежны тонущие поплавки буйковые уровнемеры (рис. 21). Принцип действия основан на законе Архимеда. Изменение уровня жидкости в аппарате воспринимается стальным буйком, который погружен в измеряемую среду. Буек подвешен на рычаге выходящей из аппарата через цент уплотнительной мембраны. Начальный вес буйка (при нулевом уровне уравновешен грузом, с повышением уровня буек погружается в жидкость и действующая на него выталкивающая сила создает момент относительно точки О.
Гидростатические уровнемеры Гидростатический способ измерения уровня основан на том, что в жидкости существует гидростатическое давление, пропорциональное глубине, т.е. расстоянию от поверхности жидкости. Поэтому для измерения уровня гидростатическим способом могут быть использованы приборы для измерения давления и перехода давлений. В качестве таких прибор обычно применяют дифманометры.
Пьезометрические уровнемеры При измерении уровня суспензии и шламов, осадки которых могут забивать импульсные трубки дифманометров, их непрерывно продувают сжатым воздухом. В этом случае дифманометр включают по схеме приведенной на рис. 22. Импульсные трубки все заполнены продуваемым воздухом. Принцип работы основан на зависимости давления воздуха, преодолевающего сопротивление столба жидкости, от ее уровня. Поэтому перепад давлений в дифманометре будет равен гидростатическому давлению
Электрические уровнемеры и сигнализаторы В электрических уровнемерах уровень жидкости преобразуется в электрический сигнал из электрических уровнемеров наибольшее распространение получили емкостные и омические, датчики которых отличаются простой конструкцией, высокой надежностью, взрывоопасностью.
|
Последнее изменение этой страницы: 2019-04-09; Просмотров: 425; Нарушение авторского права страницы