Студопедия Главная Случайная страница Задать вопрос

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Чувствительных элементов





 

Контроль за протеканием большинства технологических процессов связан с измерением давления, разряжения или разности давлений газовых и жидких сред.

Широкое применение для контроля давления нашли приборы на базе деформационных чувствительных элементов. В этих приборах используется зависимость упругой деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления.

 

3.1.1 Принцип действия и конструкции чувствительных элементов

Наиболее распространенные деформационные чувствительные элементы представлены на рисунке 3.1, к их числу относятся трубчатые пружины (а), сильфоны (б), плоские и гофрированные мембраны (в, г), мембранные коробки (д), вялые мембраны с жестким центром (е). Все они осуществляют преобразование давления Р в пропорциональное перемещение h рабочей точки.

 

Рисунок 3.1 - Деформационные чувствительные элементы

 

Полые одновитковые трубчатке пружины (рисунок 3.1а) имеют эллиптическое или плоскоовальное сечение. Один конец пружины, в который поступает измеряемое давление, закреплен неподвижно в держателе, второй (закрытый) может перемещаться. Под действием разности измеряемого внутреннего давления и внешнего атмосферного трубчатая пружина раскручивается и её свободный конец совершает перемещение в 1-3 мм. Для давлений до 5МПа трубчатые пружины изготовляют из латуни, бронзы, а для более высоких давлений - из легированных сталей и сплавов никеля.

Сильфонные и мембранные чувствительные элементы имеют большую эффективную площадь, что позволяет использовать их для измерения малых избыточных давлений и разрежения.

Сильфон (рисунок 3.1б) представляет собой тонкостенную цилиндрическую коробку с поперечными кольцевыми гофрами на боковой стенке. Жесткость сильфона зависит от материала, наружного и внутреннего диаметров, толщины стенки и формы гофр. Сильфоны бывают цельнотянутыми и сварными. Они получили широкое распространение в манометрах и дифманометрах.

Наиболее разнообразными по конструкции являются мембранные чувствительные элементы. На рисунке 3.1в плоская мембрана представляет собой гибкую тонкую пластину, закрепленную по окружности в корпусе прибора. Плоская мембрана имеет нелинейную статическую характеристику и малые перемещения рабочей точки. Поэтому её в основном применяют для преобразования давления в силу и используют в сочетании с пьезоэлектрическими и тензометрическими выходными преобразователями.

Для улучшения статической характеристики используют гофрированные мембраны и мембранные коробки (рисунок 3.1г, д).

В напоромерах и тягомерах применяются вялые мембраны (рисунок 3.1е), изготовленные из бензомаслостойкой прорезиненной ткани 1. В центре мембраны крепятся металлические пластины 2, в одну из которых упирается винтовая пружина 3, выполняющая функции упругого элемента.

В соответствии с используемым в приборах типом чувствительных элементов деформационные манометры разделяются на трубчато-пружинные, сильфонные и мембранные. Образцы каждого из этих типов представлены в данной лабораторной работе.

 

3.1.2 Электроконтактные манометры

Примером трубчато-пружинного прибора является злектроконтактный манометр ЭКМ. Этот прибор используется для измерения давления, сигнализации предельных отклонений давления в целях защиты и позиционного регулирования. Схема ЭКМ изображена на рисунке 3.2а.

Одновитковая трубчатая пружина 1 с одного конца приварена к держателю 2, прикрепленному к корпусу манометра. Нижняя часть держателя заканчивается штуцером 3, к которому присоединяется трубка, подводящая давление. Свободный конец пружины 1 припаян к пробке 4, которая шарнирно соединяется с поводком 5. При перемещении свободного конца пружины поводок поворачивает зубчатый сектор 6, вызывая поворот шестерни 7 и сидящей на одной оси с ней показывающей стрелки 8. Для использования в системах сигнализации и регулирования прибор снабжен двумя сигнальными контактами 9, связанными с передвижными стрелками 10 и 11. Третий контакт 12 связан с показывающей стрелкой. При выходе измеряемого давления за установленные задающими стрелками пределы контакт 12 замыкается с одним из контактов 10 или 11. Если давление находится в заданных пределах, то все контакты разомкнуты.

Манометры ЭКМ выпускаются с пределами измерений 0,1; 0,16; 0,25 и 0,4 МПа. Класс точности 1,5. Разрывная мощность контактов 10 ВА. На предприятиях общественного питания применяются в основном в схемах управления пищеварочными котлами.

 

3.1.3 Реле давления с минимальной зоной неоднозначности

Примером мембранных приборов является реле давления типа РД-4. Схема реле показана на рисунке 3.2б. Основными элементами реле является корпус 13, мембрана 14, уравновешивающая пружина 15, винт задатчика 16, толкатель 17, микропереключатель 18. Реле выпускается с пределами 0,05; 0,1; 0,10; 0,25 и 0,4 МПа. Дифференциал реле 0,005 – 0,02 МПа. Разрывная мощность контактов 500 ВА. Работу реле предлагается разобрать самостоятельно.

 


 

 
 



Рисунок 3.2 а) электроконтактный манометр; б) реле давления РД-4

 

3.1.4 Реле давления с настраиваемой зоной неоднозначности

Примером сильфонного прибора является реле давления типа Д-210.Реле предназначено для сигнализации предельных значений давления и позиционного регулирования. Схема реле изображена на рисунке 3.3.

Чувствительный элемент сильфон 1 под действием давления Р сжимается и через толкатель 2 нажимает на рычаг диапазона 3, стремясь повернуть его по часовой стрелке. Перемещению рычага противодействует пружина 4 задатчика диапазона. Предварительное сжатие этой пружины производится с помощью винта 5 задатчика диапазона по шкале 6 в соответствии с заданным значением давления. При повышении давления до заданного значения Рмах рычаг 3, сжимая пружину 4, поворачивается и нажимает на микропереключатель 7, подавая тем самым сигнал в систему автоматики.

При снижении давления обратное переключение микропереключателя 7 произойдет при меньшем значении давления Рмin. Разница Рмахмin, называемая дифференциалом реле, является величиной настраиваемой.

Настройка производится натяжением пружины 8 задатчика дифференциала с помощью винта 9 по шкале 10. Пружина 8 связана с рычагом диф

фе
рен
циала 11.

 
 

Рисунок 3.3 – Реле давления Д-210

 

Незадолго до момента срабатывания реле на верхнем пределе Рмах рычаг 11 упирается в ограничитель 12 и после этого не оказывает воздействия на рычаг диапазона 3 при его дальнейшем движении вверх в пределах зазора . При снижении давления от Рмахрычаг 3 под действием разжимающейся пружины 4 поворачивается против часовой стрелки, и проходит зазор d. Обратного переключения реле при этом не происходит благодаря собственному дифференциалу микропереключателя 7 . При дальнейшем снижении давления рычаг 3 будет через нижнийвыступ вилкообразного хвостовика воздействовать на рычаг 11, поворачивая его вниз и растягивая пружину 8. Пружина 8, таким образом, вступает в противодействие с пружиной 4, а усилие, создаваемое пружиной 8, определяет величину дифференциала реле DР. После снижения давления на величину DР рычаг 3 освобождает микропереключатель и тот производит обратное переключение.

Реле Д-210 выпускается с пределами шкалы диапазона -0,04 ¸ +0,25 МПа и соответствующими им пределами шкалы дифференциала 0,03¸0,16 МПа. Разрывная мощность контактов 150 ВА.

 






Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 237. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.083 сек.) русская версия | украинская версия