НАЛАДКА ПРИБОРОВ И СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

И расхода

Для измерения давления используют манометры тягонапоромеры. По конструкции манометры делят на пружинныеи с сильфонными и мембранными чувствительными элементами. Конструкция и принцип действия пружинных манометров в основном аналогичны манометрическому термометру, описанному в
Эти манометры применяют для измерения средних давлений.

Любая движущаяся система характеризуется соотношением ее кинетической и потенциальной энергий. Для жидкостей или газов, протекающих в трубопроводе, кинетическая энергия будет определять­ся скоростью движения среды через поперечное сечение трубопровода, а потенциальная — давлением в трубопроводе. При увеличении ско Мембранный чувствительный элемент представляет собой замкну­тое пространство, ограниченное с одной стороны гибкой металличе­ской или резиновой мембраной. Мембраны подпружиниваются, и при увеличении или уменьшении давления в чувствительном элементе их центры перемещаются. Эти перемещения через различные механиче­ские сочленения передаются на стрелку показывающего прибора или на устройство дистанционной передачи. В некоторых типах прибо­ров измеряется не перемещение чувствительного элемента, а усилие, развиваемое им перемещается на величину, пропорциональную перепаду давлений в корпусе 3 ив полости сильфонного механизма. Для измерения расходов жидкостей и газов исполь­зуют в основном два вида расходомеров — переменного перепада и постоянного, а также электромагнитные (индукционные).

В основу принципа действия расходомеров переменного перепада положено измерение перепада давления на сопротивлении, введенном в поток жидкости или газа. рости протекания среды давление падает, и наоборот, т. е. происходит превращение одного вида энергии в другой.

Это явление широко используется при создании преобразователей расхода переменного перепада. В трубопровод, в котором необхо­димо измерить расход, вводят сопротивление, уменьшающее площадь поперечного сечения трубы. В месте установки сопротивления ско­рость жидкости резко возрастет. Если измерять давление до сопро­тивления и непосредственно за ним, то разность давлений (перепад) будет зависеть от скорости потока, а следовательно, и от расхода. Такие сопротивления, устанавливаемые в трубопроводах, называются сужающими устройствами. В качестве сужающих устройств в систе мах контроля расхода широко применяют нормальные диафрагмы. Комплект диафрагмы состоит из диска 5 (рис. 74, б) с отверстием, кромка которого с плоскостью диска составляет угол 45°. Диск 5 по­мещается между корпусами кольцевых камер 6 и 7. Между фланца­ми 10 и камерами 6 и 7 установлены уплотняющие прокладки 8. От­боры давления 9 до и после диафрагмы устанавливают на кольцевых камерах.

До диафрагмы давление в трубопроводе р[. Непосредственно перед диафрагмой давление возрастает до величины рх и резко снижается до р2 за диафрагмой. Затем давление в трубопроводе выравнивается и становится меньшим, чем /л, на величину потерь на диафрагме. Установлено, что перепад давления Ар на диафрагме Ар ~ ру—рг будет равен Ар = kQ~, где k — коэффициент, зависящий от свойств жидкости и геометрических размеров устройства; Q — расход среды (т/ч, м[1]/ч).

Применение сужающих устройств ограничено диаметрами трубо­проводов (rf> 50 мм) и, следовательно, величиной измеряемого рас­хода (не ниже 25 м3/ч).

В качестве измерительных приборов и передающих преобразова­телей в комплекте с преобразователями переменного перепада для измерения расхода применяют поплавковые жидкостные дифферен­циальные манометры (дифманометры). Чувствительный элемент диф­манометра (рис. 75, а) состоит из плюсового 6 и минусового 1 сообщаю­щихся сосудов. К плюсовому сосуду 6 подводится большее давление (уменьшаемое), а к минусовому — меньшее (вычитаемое).

В плюсовом сосуде 6 на поверхности жидкости плавает пустотелый поплавок 7, который связан через ось 5 с измерительным механизмом. Отключают дифманометр от соединительных линий вентилями 2 и 4. Давление в сосудах 6 и 1 уравновешивают вентилем 3.

При изменении перепада давления на диафрагме часть жидкости перераспределяется между сосудами 1 и 6, о чем судят по перемеще­нию поплавка 7 в плюсовом сосуде. Высота перемещения поплавка 7 передается на измерительный механизм, расположенный в корпусе 8 (рис. 75, б). Измеренный перепад давления записывается пером 9 на дисковой диаграмме 10. Диапазон измерений можно изменять за­меной минусового сосуда 1 сосудом другого размера.

В системах дистанционного контроля расхода в качестве передаю

Рис. 76. Мембранный преобразователь перепада давления:

тих преобразователей применяют, например, бес шкальные мембранные преобразователи перепада давления (рис. 76), чувствительный элемент которых состоит из двух сообщающихся между собой мембранных коробок / и 2. Измеря - гмое давление подводится к трубкам 3 и 11, на которых установлены запорные 7 и 8 и уравни­тельный 9 вентили. Под воздействием перепада давлений в плюсовой (между крышкой 16 и ди­афрагмой 13) и минусовой (между крышкой 12 п диафрагмой 13) камерах мембранная коробка / сжимается и жидкость из нее перетекает в коробку 2, вызывая перемещение сердечника 4 дистанционной передачи показаний. Расходомеры постоянного перепада применя­ют для измерения расходов до 20 м3/ч. Преоб - ризователь постоянного перепада устроен сле­дующим образом. Внутри расширяющегося пат­рубка или трубы с диафрагмой 2 (рис. 77) поме­щают поплавок 3 конической формы, свободно перемещающийся в трубе. При восходящем по­токе жидкости или газа на диафрагме 2 созда­ется перепад давлений, который уравновешива­ется массой поплавка 3. При увеличении рас­хода перепад увеличивается и поплавок 3 пе­ремещается вверх до тех пор, пока площадь кольцевого зазора между поплавком 3 и диаф­рагмой 2 не увеличится до значения, при кото­ром сила вызванная увели­чением перепада давления на поплавке, снова не уравно­весится его весом. Перемеще­ние поплавка 3 передается на стрелку показывающего прибора через шток 1, магнит 4 и магнитную муфту 5.

/ — электромагнит, 2— электроды, 3— немагшя - iiuh патрубок, 4 — защитное покрытие. S — разъ­ем, € — коаксиальный кабель

Индукционные расходоме­ры применяют для измерения расходов вязких, загрязнен­ных или многофазных токо­проводящих жидкостей.

Известно, что при пересе­чении проводником магнит­ного поля в нем наводится э. д.с. Е — Blv - 10"8, где £— э. д.с., В; В — электромагнит­ная индукция, Гс; I — рассто­яние между электродами, м; v — скорость потока, м/с. Если учесть, что величины В а I постоянны, то э. д.с., наводимая в электропроводящей жидкости, будет пропорциональна скорости по­тока или, что одно и то же, расходу среды.

Принципиальная схема ПРИ показана на рис. 78. Электромагнит­ное поле создается электромагнитом 1. Наводимая в жидкости э. д.с. снимается с пластин электродов 2, помещенных в патрубок 3 из не­магнитного материала, который футерован защитным покрытием 4. Покрытие в каждом случае выбирают в зависимости от свойств изме-і ряемой среды. Потенциометр R1 служит для компенсации э. д.с. при нулевом расходе.