Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
Расходомеры
Q Р R О Температурные зависимости термосопротивлений А) Для Me; Б) для полупроводников. Величина выходного сигнала термосопротивлений измеряется с помощью автоматических мостов и логометров. В автоматических электронных мостах применяется автоматическое мостовые измерительные схемы которые служат для измерения электрических сопротивлений, индуктивности и емкости. Мостовая схема может быть двух видов: неравновесная и уравновешенная. Электрическая схема неравновесного моста представляет собой электрическую цепь состоящую из четырех плеч (элементами плеч могут быть сопротивления, емкости индуктивности) и индуктора И, включенного в диагональ моста (б, г) и источника питания, включенного в диагональ а, в. Равновесие моста характеризуется отсутствием напряжения в его вершинах -б, г, и отсутствием тока через индикатор И. Этому соответствует равенство R1 * R4 = R2 * R3 Изменение R4=Rx повлечет за собой нарушение равновесия моста и по его измеряемой диагонали потечет ток ___________ Uab(Rl*R4-R2*R3)___________ I= Ru(R1 + R3)(R2 + R4) + R2R4(R1 + R3) + R1R3(R2 + R4) Uab - напряжение питания моста; Rи - сопротивление индикатора Из выражения видно, что измерения в этом случае зависят от напряжения питания моста, поэтому требуется стабилизация напряжения. Индикатор градуируется в единицах измерения, этот метод называют методом непосредственного отчета. Уравновешенный мост отличается тем, что при измерении добиваются того, чтобы в измерительной диагонали ток был равен 0. Например: изменим R2, тогда получим: I0=0,I1=I2,I3=I4,I3R1=I4R4, поделив почленно, имеем: I2R2-I3R3 R1/R2=R4/R3, откуда RX=R4 =(R2R3)/R1 В случае замены R на Z все рассуждения, которые приведены выше, справедливы для мостов переменного тока. Нулевой метод измерения обеспечивает высокую точность измерения, ошибка не более 0,5%. Для исключения влияния температуры окружающей среды на величину сопротивления соединительных проводов, применяется трехпроводная схема подсоединения датчика. Схема работы: При изменении Rx происходит разбаланс моста и в точках А, С появляется напряжение, это напряжение усиливается усилителем У, на выходе которого подключен реверсивный двигатель Rд, который перемещает движок риохорда, соединенный с указателем шкалы прибора в соответствующую сторону, пока напряжение в точках А и С будет равно 0. RH, rH - сопротивления грубой и точной подгонки начала шкалы; Rp - сопротивление риохорда; Rk rk - сопротивления подгонки конца шкалы; Rm - сопротивление индуцирующее риохорд; Rл, Rл2 - сопротивления линии связи; У - усилитель; Рд - реверсивный двигатель; Схема работы уравновешенного моста
Пирометры (схема на листах) Все рассмотренные выше термометры предусматривают прямой контакт между чувствительным элементом и измеряемым телом или средой, такие измерения называются контактными. Верхний предел этих методов ограничен значениями 1800 - 3000 С. Однако иногда нужно измерять значения > 3000 °С, в некоторых случаях недопустим контакт со средой. В этих случаях применяют бесконтактные методы, которые измеряют температуру по тепловому излучению. Их называют пиромерами (приборы работающие по этому методу). Для измерения высоких температур технологических процессов применяют следующие пирометры: а) квазимонохроматический; b) полного излучения; с)спектрального излучения
• Квазимонохроматический пирометр - действие которого основано на использовании зависимости температуры от спектральной энергетической яркости, описывающейся законом Планка. • Пирометром спектрального излучения называется пирометр, действие которого основано на использовании зависимости температуры от отношения спектральной энергетической яркости для двух или более фиксированных длин волн. • Пирометром полного излучения называется прибор, действие которого основано на зависимости температуры от интегральной энергетической яркости излучения. 2. Методы и средства измерения давления Контроль за большинством технологических процессов связан с измерением давления газа или жидкости. Если давление измеряется в аппарате с жидкостью или газом, то оно характеризует внутреннюю энергию среды и является одним из параметров состояния. При измерении различают абсолютное давление, избыточное давление Р и вакуумметрическое давление Рв : Ра = Р + Ратм Рв = Ратм - Ра Средства измерения, предназначенные для измерения давления, называются манометрами.
Они делятся на: 1. барометры - измеряют атмосферное давление; 2. манометры избыточное давление - когда давление больше атмосферного; 3. вакуумметры - когда давление меньше атмосферного; 4. манометры абсолютного давления; 5. напоромеры и тягомеры, когда давление меньше 40 МПа; 6. дифманометры, которые замеряют перепад давлений. В зависимости от принципа, используемого для преобразования силового воздействия давления на чувствительный элемент средства измерения давлений делятся на: 1. жидкостные; 2. деформационные (упругие); 3. пьезоэлектрические; 4. магнитоупругие; 5. ионизационные; 6. тепловые. 1. Предназначены для измерения небольших давлений, разряжений или разности давлений, в основном, в лабораторных условиях. Принцип измерения: уравновешивание измеряемого давления или разностидавлений, давлением столба жидкости: Р = h *p- для измерений Р; ΔР = Р1 - Р2 = Δh * γ - для измерений разности давлений; где Р, PI, P2 - измеряемое давление , ΔР - их разность, h - высота столба жидкости, ρ удельный вес жидкости. Жидкостные манометры бывают следующих типов: А) U-образные
Б) Чашечный манометр
В) С наклонной трубкой
2. Деформационные манометры подразделяются на приборы: a) с одновитковой трубчатой пружиной (трубка Бур дона); b) многовитковая трубчатая пружина (Геликс); c) с гармониковой пружиной (сильфон); d) мембраны. Принцип действия этих манометров основан на уравновешивании сил измеряемого давления упругими силами пружины. При этом происходит перемещение участка пружины, находящейся в функциональной связи с измеряемой величиной давления и используемого перемещения отсчетного и регистрирующего устройства. 1) одновитковая пружина α- угол отклонения данной трубки Пунктиром показаны положения пружины и его поперечного сечения при увеличении Р от 0 до Р. 2). Многовитковая трубчатая пружина (Геникс) Принцип действия многовитковой пружины аналогичен одновитковая, но ее чувствительность больше за счет роста < α, который возрастает во столько же раз, во сколько длина оси многовитковой пружины больше длины оси одновитковои пружины. 3). Сильфоном измеряют размер h с изменением величины измеряемого давления. Они обеспечивают линейную зависимость перемещения от Р и могут применятся при значительных величинах давления.
4). Мембраны В них используется зависимость прогиба Δh от изменения давления ΔР. Деформация мембраны от Р выражается формулой:
Е - модули упругости; А, В - безразмерные коэффициенты, зависящие от типа гофр; R - радиус материала; δ-толщина материала.
Мембраны применяются в дифманометрах. По обе стороны мембраны действует измеряемое давление Pi и Р2 и Ah определяется формулой: X Под мембраной ставится кристалл, который накапливает электричество под действием давления.
Система дистанционного измерения расх. обев. широкое распространение получили мембранные дифманометры типа ДМПК-4. Цифра 4 обозначает давление измеряемой среды до 4кг на 1 см2 , есть еще ДМНК-100. Принцип действия: При изменении разности P1 - Р2 = ΔР. Мембрана 1 прогибается и перемещая рычаги 2 влечет за собой изменение расстояния между соплом и заслонкой 3. Давление в системе «сопло - заслонка» пропорционально ΔР и является измерительным сигналом, который после усиления подается на вторичный прибор. Дифманометры мембранные типа ДМ Они имеют выходной унифицированный сигнал и могут работать в комплекте со вторичными диф.трансформаторными приборами. Счетчики Различают 2 вида: — скоростные счетчики изготавливают с вертушкой по вертикальной оси а) Счетчик с вертушкой
б) Счетчик турбинный с преобразованием числа оборотов с помощью в) Счетчик индуктивный, используется принцип замыкания магнитной цепи
У всех вертикально осевых. Скоростные счетчики изготавливают на вертушке, установленной в камере счетчика. Скорость вертушки пропорциональна скорости жидкости. Число оборотов суммируется счетным механизмом. Объемные жидкостные счетчики выпускают - поршневые с эвольвентными шестернями, - дисковые и ротационные. Количество жидкости определяется объемом его камеры, установленной на число циклов (ход поршня, качание диска, обороты шестерни) счетчика. На данных рисунках показаны счетчики количества вещества скоростные. Под а) счетчик с вертушкой. Для электропроводящих жидкостей используется индукционные расходометры, использующие принцип наведения ЭДС потоком жидкости при пересечении магнитного поля.
см. выше Принципиальная схема индукционного расходомера. Вибрационно - массовые расходомеры. Измерительная часть расходомера представляет собой маятник на упругой подвеске, образованный тонкостенной трубкой 1 с тяжелым грузом 2 из ферромагнитного материала. В трубку поступает газожидкостный поток, в корпусе 3 ввернуты пробки 4 из немагнитного материала и к ним снаружи прикреплен трехстержневой магнитопровод с катушками 5 на каждом стержне. Подачей на катушки импульсного тока от возбудителя 6 вызываются свободные затухающие колебания маятника. Амплитуда колебаний снимается с катушки 5 в виде напряжения и затухающего по экспоненциальному закону. Масса газожидкостной смеси зависит от амплитуды, затухающих колебаний функции. Расходомер обеспечивает измерение среднего массового расхода с точностью 2%. Приборы для измерения уровня Приборы для измерения уровня по принципу действия делят: 1- поплавковые; 2 - дифманометрические; 3 - электрические; 4 - радиоактивные; 5 - ультразвуковые. Поплавковые уровнемеры используют принцип слежения поплавка, плавающего на поверхности жидкости, за изменением ее уровня. Схемы поплавковых уровнемеров:
.
а) камерное измерение уровня: 1 - поплавок; 2 - противовес; 3 - Выходное устройство, преобразующее изменение уровня в показание прибора. б) следящий уровнемер: 1 - поплавок; 2 - рычаг, передающий усилие натяжения троса на управляющий элемент; 3 - управляющий элемент; 4 - двигатель электрический; 5 - барабан. 2. Дифманометрические уровнемеры основаны на принципе разности давлений вверху и внизу столба измеряемой жидкости. В качестве измерительного прибора используется дифманометр. Н = (р + hγ) - р = hγ, если γ = const, то Н = h
Емкостной уровнемер Емкость измеряется мостовой схемой по принципу емкостных уровнемеров. Принцип действия основан на измерении электрической емкости между двумя электродами. Одним электродом обычно является резервуар, второй - изолирован. Емкость конденсатора равна проводимая жидкость -пластина
1-электрод - корпус; 2-изолированный от корпуса электрод. При постоянных размерах аппарата и электрода и геометрическом расположении емкость будет зависеть от диэлектрической проницаемости среды, является функцией уровня (чем больше уровень, тем больше емкость). Радиоактивный уровнемер Из радиоактивных уровнемеров наибольшее распространение получили гамма-реле. 1 - источники излучения; 2 - приемники; 3 - блок управления; 4 - сигнальные лампы предельных значений уровня. Здесь используется принцип ослабления излучения измеряемой средой. которое выражается зависимостью I=I0*e-md I, I0 - интенсивность потоков излучения до и после прохождения слоя вещества; и d - плотность и слой поглотителя; μ- массовый коэффициент поглощения Ультразвуковые уровнемеры
1 - излучатель и приемник; 2 - генератор; 3 - измеритель времени; 4 - усилитель; 5 - самописец. t= 2l/C
L - расстояние; Q - скорость распространения ультразвука в измеряемой среде.
Это приборы, с помощью которых определяют суммарное количество вещества, прошедший за определенный промежуток время.
Принцип работы больший части расходомеров основан на эффекте от установки в трубопроводе сужающих устройств (дросселей). При прохождении жидкости или газов через дроссель, скорость потока в месте сужения резко возрастает, а давление падает. Разность давлений до и после дросселя называют перепадом давлений и он зависит от расхода среды, что положено в основу расчета расхода. Различают расходомеры переменного и постоянного перепада давлений. К расходомерам постоянного перепада давлений относятся ротаметры с поплавком свободно перемещающемся в конической трубке и расходомеры с нагруженным поршням. Сужающими устройствами переменного давления являются диафрагмы, трубки Вентури и трубки Пито. Перепад давлений измеряем дифманометрами.
Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 542; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |