ЛР3 Чижова АВ 2Д12

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Инженерная школа природных ресурсов

18.03.01 “Химическая технология”

Отделение химической инженерии

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №3

Поверка дифференциального манометра мембранного с пневмоническим преобразователем

по дисциплине:

Системы управления химико-технологическими процессами

Выполнили студенты гр: 2Д12 Чижова Анастасия Васильевна

_____ _____________ 20__г.

Отчет принят:

Кузьменко Елена Анатольевна

_____ _____________ 20__г.

Томск 2024 г.

Цель работы:

1. Ознакомиться с принципом действия мембранного дифманометра.

2. Ознакомиться с принципом действия пневматического преобразователя.

3. Произвести поверку дифманометра.

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

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 Р_вых будет увеличиваться до тех пор, пока момент силы, развиваемый сильфоном

М₂ = l₂F_ос (1.16)

где: F_ос = S_эфР_вых;

не станет равным сумме моментов М₁ и М₃.

М₃ = _прl_прl₃. (1.17)

М₁ – М₂ + М₃ = 0. (1.18)

l₁F – S_эфР_выхl₂ + _прl_прl₃ = 0. (1.19)

(1.20)

Так как диапазон изменения унифицированного пневматического сигнала 20  100 кПа, то при F = 0 путем натяжения пружины l_пр корректора нуля 7 осуществляют настройку нулевого сигнала преобразователя 20 кПа.

В результате зависимость (1.20) может быть переписана в виде

. (1.21)

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 преобразователя

F = k₀Р, (1.22)

где: k₀ – коэффициент преобразования.

Тогда уравнение (1.21) с учетом (1.22) примет вид

(1.23)

или

. (1.24)

Изменяя коэффициент k за счет изменения соотношения l₁/l₂, можно изменять диапазон измерений преобразователя.

Рисунок 2 – Статическая характеристика дифманометра с пневмопреобразователем

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ:

Схема установки:

В схему 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. Р едуктор 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

Поверка дифманометра заключается в проверке линейности статической характеристики и оценке погрешности прибора по величине вариации.

Порядок выполнения работы:

1. Дифманометр ДМПК–100 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 20, 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.

РЕЗУЛЬТАТЫ ПОВЕРКИ:

26.10.2024 г.

дата

ПРОТОКОЛ

поверки дифманометра типа ДМПК–100 № 645366 класса 1 с пределами измерения от 20 до 100 кг/см². Поверка производилась по образцовым манометрам № 31411 и № 31415. Замечаний по внешнему осмотру не имеется.

Входное давление (кг/см2)		Выходное давление (кг/см2)		Вариация
прямой ход	обратный ход	прямой ход	обратный ход
20	20	42	42	0
35	35	52	52	0
50	50	63	63	0
65	65	74	74	0
80	80	84	84	0

Класс точности: К=1.

Нормированная вариация:

Нормированная вариация соответственно равна:

Предел допустимой вариации:

Рисунок 4 – Зависимость выходного давления от входного давления

Выводы о пригодности прибора: основная погрешность по результатам опыта оказалась равной 0 кг/см², что составляет 0 % от диапазона шкалы и соответствует классу точности 1. Согласно рисунку 4 статическая характеристика дифманометра линейна. В результате поверки прибор к использованию пригоден.

Выводы:

В ходе лабораторной работы ознакомились с принципами действия мембранного дифманометра и пневматического преобразователя, а также была произведена поверка дифманометра.

На основе полученных данных был построен график зависимости Р_выход = f (Р_вход) для прямого и обратного ходов. Из графика следует, что при прямом и обратном ходе наблюдается линейная зависимость, которая является одним из показателей пригодности прибора.

Значения нормированной вариации не превышают предельно допустимые значения согласно классу точности, и максимальная погрешность тоже не превышает предельно допустимые значения согласно классу точности, следовательно, рассмотренный прибор является пригодным к использованию.

Подпись поверяющего_______________ (Чижова А.В.)

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Фёдоров А. Ф., Баженов Д. А., Кузьменко Е. А. Системы управления химико-технологическими процессами. Лабораторный практикум: учебное пособие. – 2-е изд., испр. и доп. – Томск: Изд-во ТПУ, 2013. – 192 с.

2. Фёдоров А. Ф., Кузьменко Е. А. Системы управления химико-технологическими процессами: учебное пособие. – 2-е изд. – Томск: Изд-во ТПУ, 2015. – 224 с.