12 Билет

Манометры жидкостные

Классификация:

По принципу действия: жидкостные, деформационные (р определяется по величине деформации перемещения упругого чувствительного элемента – мембраны, пружины или сильфона), грузопоршневые (р гидростатически уравновешивается через жидкую или газообразную среду прибора давлением веса поршня), электрические (р определяется на основании электрических параметров: сопротивления, емкости, заряда, частоты). По виду измеряемого давления: приборы измерения избыточного и абсолютного давления – манометры, разрежения – вакуумметры, давления и разрежения – мановакуумметры, атмосферного давления – барометры, разности давления – диффманометры. По области применения: общепромышленные, лабораторные, специальные (для работы с кислотами, на котельных, ж/д транспорте), образцовые. По типу отражения значений измеряемого давления: прямопоказывающие – с визуальным считыванием данных по шкале, сигнализирующие – с выдачей управляющего сигнала, регистрирующие – с записью на диаграмме или в память. По способу обработки и отображения измеряемого сигнала: первичные (формируют для дистанционной передачи выходной сигнал, соответствующий измеряемому давлению) и вторичные (получают сигнал от первичных преобразователей, обрабатывают, отображают, накапливают и передают на более высокий уровень системы).

Принцип работы жидкостных манометров заключается в уравновешивании измеряемого давления (или разности давлений) давлением столба жидкости, заполняющей прибор.

Жидкостные приборы отличаются простотой устройства и обращения, невысокой стоимостью и относительно высокой точностью измерения. В качестве рабочей жидкости применяются вода, спирт, ртуть и минеральные масла.

Жидкостные приборы служат для измерения небольших избыточных давлений, разрежений, разности давлений, а также атмосферного давления. Для технических измерений жидкостные приборы выполняются в виде комбинированных жидкостно-механических приборов. К ним относятся U-образные трубки, с наклонной трубкой, поплавковые, кольцевые и колокольные манометры.

Простейшим из них является U-образный манометр. Под действием избыточного давления в «плюсовой» трубке жидкость вытесняется в «минусовую», пока столб ее H = hi—h₂ не создаст давления равного измеряемому.

В однотрубном (чашечном) приборе вместо «плюсовой» трубки используется чашка, площадь сечения которой во много раз больше площади сечения «минусовой» трубки.

В микроманометре , изменяя угол наклона трубки, можно изменять верхний предел измерения;

Поплавковые приборы представляют собой U-образные жидкостные манометры, у которых одно из колен расширено и в нем помещен поплавок. Поплавок связан со стрелкой, движущейся по шкале. Поплавковые приборы чаще всего используются как дифференциальные, то есть для измерения перепада давления между двумя точками.

На показана схема поплавкового дифференциального манометра (дифманометра).

Кольцевые приборы. Кольцевыми приборами можно измерять малые давления, разрежения и разности давлений.

На показана схема кольцевого дифманометра. Он состоит из полого замкнутого кольца 1, разделенного вверху перегородкой 2. Кольцо подвешено при помощи ножевой опоры 3 в геометрическом центре О. С обеих сторон перегородки 2 в кольцо входят трубки 4 и 5, служащие для соединения полостей кольца с измеряемым давлением или разрежением. К нижней части кольца прикреплен груз 6. Полость кольца до половины заполнена жидкостью (водой, маслом, ртутью).

Радиоизотопные плотномеры

Основное преимущество радиоизотопных плотномеров — бесконтактность измерения. В этих плотномерах используется преимущественно γ-излучение.

Радиоизотопные плотномеры применяются в тех случаях, когда нельзя использовать другие методы измерения. Доступно измерение параметра при: высоких вязкостях вещества, высокой токсичности вещества, большой агрессивности измеряемой среды, очень больших или очень малых значениях температуры, сложной внутренней конструкции оборудования, тяжелых условиях эксплуатации, необходимости бесконтактного способа измерения.

Измерение плотности основано на определении изменений в интенсивности прямого пучка γ-лучей после прохождения их через измеряемую среду.

На рис. приведена принципиальная схема блок-схема радиоизотопного плотномера компенсационного типа.

1 и 6 — источники излучения; 2 — объект измерения; 3 и 8 — приемники излучения; 4 и 9 — формирующие блоки; 5 — электронный преобразователь; 7 — компенсационный клин; 10 — реверсивный двигатель; 11 — дифференциально-трансформаторный преобразователь; 12 — вторичный прибор.

В технологическом трубопроводе установлен источник радиоактивного излучения 1 (Со⁶⁰, Cs¹³⁶) и приемник излучения 3.

γ-лучи от источника излучения проходят через стенки объекта измерения, слой жидкости и попадают в приемник излучения.

Электрический сигнал приемника, являющийся функцией измеряемой плотности, формируется блоком 4 и далее передается на вход электронного преобразователя 5, куда поступает также сигнал от дополнительного устройства.

Разность сигналов усиливается в электронном преобразователе и подается на реверсивный электродвигатель 10. В зависимости от величины и знака сигнала в электронном преобразователе реверсивный двигатель перемещает металлический клин до тех пор, пока разность сигналов станет равной нулю. Величина перемещения клина, с которым связана стрелка показывающего прибора, пропорциональна изменению плотности жидкости.

Основные достоинства радиоизотопных плотномеров: высокая точность, высокая надежность, стоимость устройств соизмерима со стоимостью электрических приборов. При монтаже радиоизотопных приборов необходимо устанавливать их подальше от путей движения технологического персонала и таким образом, чтобы не было помех от других приборов или силового электрического оборудования.

Типовые звенья в системах автоматического регулирования.

Типовыми звеньями автоматики называются такие звенья, переходный процесс в которых описывается дифференциальным уравнением не выше второго порядка с постоянными коэффициентами..

Апериодическое звено 1-го порядка

Апериодическим или инерционным называется такое звено, в котором при подаче на вход сигнала в виде единичной функции выходная величина изменяется по экспоненциальному закону, стремясь к установившемуся значению.

Это звено в динамическом режиме описывается дифференциальным уравнением 1-го порядка: Т*(dY/dt)+Y=kX

Это наиболее распространенный класс динамических звеньев.

Постоянная времени T, как мера инерционности, обычно неблагоприятно сказывается на быстродействие звена.

Примерами апериодических звеньев первого порядка могут служить: многие нагревательные приборы, термопары, магнитный усилитель, электродвигатель, преобразователи сопротивления платиновые, теплообменники непосредственного смешения, одноемкостные объекты с самовыравниванием и т.д.