ЛБ 3
.pdf
Цель работы:
1.Ознакомиться с принципом действия мембранного дифманометра.
2.Ознакомиться с принципом действия пневматического преобразователя.
3.Произвести поверку дифманометра.
Дифманометры мембранные
Действие приборов основано на зависимости величины развиваемого мембраной усилия от измеряемого давления. Мембраны бывают упругие и эластичные (вялые). Для увеличения прогиба мембраны попарно соединяют (сваркой или пайкой) в мембранные коробки, а коробки – в мембранные блоки (рисунок 1).
Рисунок 1 – Принципиальная схема дифманометра мембранного с пневмопреобразователем
Внутренняя полость мембранной коробки заполняется сорокапроцентным раствором глицерина в дистиллированной воде. Центры мембранных коробок соединены между собой штоком 8. При увеличении измеряемого перепада давления жидкость из нижней мембранной коробки перетекает в верхнюю, что вызывает перемещение штока вверх. При этом возникает усилие F, которое через тягу 9 передается к левому плечу рычага 2 и образует момент вращения М1, поворачивающий рычаг 2 по часовой стрелке, М1 = l1×F. Заслонка 3 приближается к соплу 4. Сопротивление выходу воздуха увеличивается и возрастает давление Р в линии сопла. Это давление усиливается по мощности усилителем мощности 5 и поступает в сильфон обратной связи 6 и на выход. Это давление (Рвых) будет увеличиваться до тех пор, пока момент силы, развиваемый сильфоном,
М2 = l2 × Fос,
где Fос = Sэф×Рвых, не станет равным сумме моментов М1 и М3:
М3 = dпр × lпр × l3;
М1 – М2 + М3 = 0;
l1×F – Sэф×Рвых×l2 + dпр×lпр×l3 = 0;
(18)
Так как диапазон изменения унифицированного пневматического сигнала 20¸100 кПа, то при F = 0 путем натяжения пружины lпр корректора нуля 7 осуществляют настройку нулевого сигнала преобразователя 20 кПа.
В результате зависимость (18) может быть переписана в виде
(19)
Это уравнение представляет собой статическую характеристику преобразователя. Оно может быть преобразовано в уравнение статической характеристики дифференциального манометра с пневмопреобразователем, если принять во внимание статическую характеристику дифманометра
F = k0 × ∆Р |
(20) |
где k0 – коэффициент преобразования.
Тогда уравнение (19) с учетом (20) примет вид
(21)
или
(22)
Изменяя коэффициент k за счет изменения соотношения l1/l2, можно изменять диапазон измерений преобразователя. Статическая характеристика дифференциального манометра с пневмопреобразователем представлена на рисунке 2.
2
Рисунок 2 – Статическая характеристика дифманометра с пневмопреобразователем
Выполнение работы
Всхему установки (рисунок 3) входят:
1.Поверяемый прибор – дифманометр с пневмопреобразователем.
2.Два образцовых манометра для контроля входного и выходного давления.
3.Вторичный прибор ПВ 10.1Э, ручной задатчик которого используется для формирования входного давления.
4.Редуктор для установки давления воздуха питания.
Рисунок 3 – Схема установки для поверки дифманометра с пневмопреобразователем: 1 – дифманометр; 2, 4 – образцовые манометры;
3 – вторичный прибор; 5 – редуктор; 6 – фильтр; 7, 8, 9 – вентили
3
Поверка дифманометра заключается в проверке линейности статической характеристики и оценке погрешности прибора по величине вариации.
Поверка проводится в следующем порядке:
1.Дифманометр установить горизонтально по уровню. С помощью редуктора 5 установить давление воздуха питания 1,4 кг/см2 по манометру прибора 1. На станции управления вторичного прибора ПВ.10.1Э ручку «Задание» повернуть до упора против часовой стрелки, нажать кнопки
«ВКЛ» и «Р».
2.Вентили 7, 8, 9 открыть, чтобы уравнять давление в обеих мембранных коробках, вентиль 8 закрыть.
3.Вращая ручку «Задание», вывести стрелку манометра 4 последовательно на отметки 30, 40, 50, 60, 80 и снять соответственно показания манометра 2 при прямом и обратном ходе. Показания приборов заносятся в протокол.
4.По полученным данным строится статическая характеристика дифманометра, рассчитывается вариация и погрешность, оценивается линейность статической характеристики.
5.Дать заключение о пригодности дифманометра.
4
ПРОТОКОЛ
поверки дифманометра типа ДМПК-100 № 645366 класса 1 с пределами измерения от 20 кгс/см2 до 100 кгс/см2
Поверка производилась по образцовым манометрам № 31411 и № 31415. Замечаний по внешнему осмотру нет.
Входное давление (кгс/см2) |
Выходное давление (кгс/см2) |
|
|||
|
|
|
|
Вариация |
|
Прямой ход |
Обратный |
Прямой ход |
Обратный |
||
|
|||||
ход |
ход |
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
30 |
30 |
49 |
50 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
40 |
40 |
56 |
57 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
50 |
50 |
63,5 |
64,5 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
60 |
60 |
70,5 |
71 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
70 |
70 |
77 |
77 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
80 |
80 |
85 |
84,5 |
0,5 |
|
|
|
|
|
|
|
Полученная характеристика представлена на рисунке 4.
Рвых, кгс/см2
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
∆Р, кгс/см2
Прямой ход |
Обратный ход |
Рисунок 4 – Статистическая характеристика дифманометра
5
По графику видно, что статическая характеристика дифманометра с пневматическим преобразователем линейна.
Нормированная вариация:
|
= |
пр − обр |
∙ 100 % = |
57 − 56 |
∙ 100 % = 1,25 % |
|
|
||||
|
|
∆ |
|
100 − 20 |
|
|
|
|
|||
Класс точности прибора = 1. Предел допустимой вариации:
= (1 ÷ 1,5) = (1 ÷ 1,5) %
Максимальная вариация (1,25 %) не превышает предел допустимой вариации, следовательно, дифманометр типа ДМПК-100 №645366 пригоден к эксплуатации
Вывод: Входе лабораторной работы ознакомились с принципом действия мембранного дифманометра и пневматического преобразователя. Произвели поверку дифманометра типа ДМПК-100 № 645366, выяснили, что нормированная вариация (1,25 %) находится в пределе допустимой вариации ((1 ÷ 1,5) %), поэтому прибор пригоден к дальнейшей эксплуатации.
Список литературы
1.Федоров А.Ф. Системы управления химико-технологическими процессами: лабораторный практикум / А.Ф. Федоров, Д.А. Баженов. – Томск: Изд. ТПУ, 2009. – 168 с.
6