6.2. Деформационные преобразователи давления

Для измерения давления, разрежения, разности давлений в химической технологии наибольшее распространение получили деформационные измерительные преобразователи.

Принцип действия деформационных манометров основан на зависимости деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления. Деформация или сила, пропорциональная измеряемому давлению, преобразуется в показания или соответствующие изменения выходного сигнала. В соответствии с используемым чувствительным элементом деформационные манометры подразделяют на трубчато-пружинные, сильфонные и мембранные.

Рис. 50. Деформационные измерительные преобразователи давления:

а — плоская диафрагма; б — гофрированная диафрагма; в — мембрана (анероидная коробка); г — сильфон; д — одновитковая трубка Бурдона; е — скрученная или спиральная трубка Бурдона; ж — многовитковая трубка Бурдона

Принципиальные схемы деформационных измерительных преобразователей (силовых элементов) приведены на рис. 50.

Примечание

Термин «трубчатые пружины» часто означает то же, что и «трубка Бурдона».

Выбор деформационных измерительных преобразователей зависит от величины измеряемого давления (разрежения) и характеристик собственно самих преобразователей. Например, деформационные измерительные преобразователи (плоская мембрана, гофрированная мембрана, мембрана) можно использовать, чтобы привести в действие емкостный или пьезоэлектрический преобразователь.

7. Измерение температуры

7.1. Общие сведения об измерении температуры

Одним из основных технологических параметров в химическом производстве является температура. Температура — фундаментальная физическая величина, характеризующая состояние термодинамического равновесия макроскопической системы.

Измерение температуры предполагает построение шкалы температур на основе воспроизведения ряда равновесных состояний — реперных точек, которым приписаны определенные значения температур, и создания интерполяционных приборов, реализующих шкалу между ними.

Чаще всего используются три температурные шкалы: эмпирические шкалы Цельсия и Фаренгейта и термодинамическая шкала Кельвина. Наиболее употребляемая температурная шкала была предложена А. Цельсием (A. Celsius) в 1742 г. Опорными точками этой шкалы являются температура плавления льда (О °С) и температура кипения воды (100 °С). Первая температурная шкала была введена Г. Фаренгейтом (G. Fahrenheit) в 1715 г. Для нижней опорной точки (0 °F) была использована температура замерзания солевого раствора, а для верхней — температура под мышкой здорового англичанина (96 °F). В 1848 г. лорд Кельвин (У. Томсон) предложил термодинамическую температурную шкалу, основанную на втором законе термодинамики. Термодинамическую температуру («абсолютную температуру») обозначают символом Т. Единицей ее измерения является кельвин (К), определенный как 1/273,16 часть термодинамической температуры тройной точки воды.

Приборы для измерения температуры называют термометрами. Различают контактный и бесконтактный методы измерения температуры.

На рис. 57 выполнено ориентировочное сравнение областей применения термометров наиболее распространенных типов. Естественно, что границы этих областей у различных изготовителей неодинаковы. В ближайшее время предельные температуры применения термометров, особенно электрических, могут быть смещены как в сторону более высоких, так и в сторону низких температур. Штриховыми линиями на рис. 57 показаны области температур, в которых термометры используются только кратковременно.

Рис. 57. Сравнение температурных диапазонов контактных и бесконтактных термометров