Пневматические преобразователи с простой схемой измерения

В производственных условиях измерять расход воздуха крайне неудобно и технически очень сложно. В пневматических преобразователях в качестве переменного параметра удобно использовать давление “p” воздуха. Давление воздуха имеет непрерывную связь с расходом, легко измеряется и преобразуется в электрический сигнал.

 

Рис.4.23 Схема пневматического преобразователя с простой схемой измерения

 

Рис.4.23а Характеристика пневматического преобразователя

 

На рисунке 4.23 показана схема пневматического преобразователя с простой схемой измерения. В этой схеме измерительное сопло 3 соединяется с пневмокамерой 1, на входе в которую устанавливается дроссель 2 в виде входящего сопла. Тогда при P = Const на входе в камеру давление “p” в камере является косвенной мерой расхода воздуха через измерительное сопло и одновременно является функцией зазора S между измерительным соплом и контролируемой поверхностью р = φ (S) и, следовательно, функцией контролируемого параметра р = φ (ТН).

Строгое определение зависимости р = φ (S) представляет большую сложность. Для практических задач используется приближенная зависимость

 

                                                                 (4.5),

 

где α ₁ и α ₂ – коэффициенты истечения входного и измерительного           сопла, которые характеризуют форму продольного и поперечного сечения сопел;

           

f₁ – площадь проходного сечения входного сопла

f₁  = π d²/4;

а₂ – площадь кольцевого зазора истечения измерительного сопла;

f₂ = π d₂∙ S

 

Во время измерений L₁=L₂= Const d₁= Const d₂ = Const и P = Const

 

Для работы используют прямолинейный участок характеристики, ограниченный точками 1 – 2. На этом участке передаточное отношение  имеет наибольшую величину и практически постоянно. Отрезок характеристики ∆ S = S_max – S_min представляет диапазон измерения данной схемы, зазоры S_max и S_min – пределы измерения, причем, S_max ≤ 0, 25d₂.

Основные характеристики для типового пневматического преобразователя с простой схемой измерения выглядят следующим образом:

- диаметры истечения сопел d₁ = 1мм, d₂ = 2мм;

- рабочее давление воздуха в пневмосети P = 0, 15 мПа;

- протяженность прямолинейного участка характеристики – 0, 09мм;

- величина измерительного зазора в середине прямолинейного участка характеристики – S₀ = 0, 145мм;

- передаточное отношение

Основным недостатком пневматических преобразователей с простой схемой измерения является зависимость результатов измерения от стабильности рабочего давления в пневмосети. Относительная погрешность измерения для таких преобразователей составляет

 

                                                                                     (4.6)

 

где ∆ P – погрешность рабочего давления, которая представляет собой погрешность работы стабилизатора давления (обычно не зависит от величины рабочего давления Р);

р – переменное давление в измерительной пневмокамеры, является функцией контролируемого параметра;

δ р = р₁ – р₂ – диапазон измерения, выраженный в единицах давления.

Из уравнения (4.6) следует, что для уменьшения погрешности измерения, желательно измерения проводить на максимально возможных зазорах S, при которых давление “p” имеет наименьшую величину, а также необходимо применять различные способы, направленные на расширение диапазона расширения δ р.

 

Рис.4.24 Схема измерительной пневмокамеры с эжкторным соплом

 

Одним из таких способов является применение измерительных пневмокамер с эжекторным соплом (рисунок 4.24). В таких пневмокамерах входное сопло 1 устанавливается непосредственно перед измерительным соплом 2. За счет этого происходит эжекция (вытяжка струей) воздуха из измерительной камеры 3. В результате с увеличением зазора S между измерительным соплом и заготовкой 4 давление в измерительной камере “p” уменьшается более интенсивно, чем в простой схеме, и прямолинейный участок характеристики увеличивается. Давление “р” даже может достигать отрицательных значений (т.3 на графике 4.23а).

 

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: