23209 (1)

При работе на потенциометре сила тока J в основной цепи потенцио-

метра устанавливается всегда одна и та же. Установку рабочего тока основ-

ной цепи проводят перед началом измерения термо-ЭДС термопары, для чего замыкают контакты K1 и К2 и переключатель П ставят в положение I. Далее изменяют регулировочное сопротивление R так, чтобы нуль-гальванометр НГ показал отсутствие тока. После установления рабочего тока измеряют Термо-ЭДС термопары устанавливая переключатель П в положение II, а кон-

такты К2 замкнуты.

Пирометры и тепловизоры. Пирометры и тепловизоры предназначе-

ны для бесконтактного измерения температуры объекта (панели печи, бутара ковша, трубопроводы, электрооборудование). Принцип их работы основан на том, что все нагретые тела излучают инфракрасные волны различной интен-

сивности в зависимости от температуры до которой они нагреты (рисунок 7).

Различают пирометры полного и частичного излучения. Пирометры полного излучения восприимчивы к радиационному излучению всех длин волн. Они рассчитывают температуру объекта по показателю суммарной мощности теплового излучения. Примером такого пирометра может служить стационарный пирометр ТЭРА 50. Его чувствительным элементом являются расположенные по кругу на черном диске напротив визирного окна соеди-

ненные последовательно термопары. Термопары размещаются радиально,

как спицы в колесе, рабочими спаями в сторону центра диска. Радиационное излучение, проникая внутрь пирометра через визирное окно, попадает на ра-

бочие спаи термопар и нагревает их. Чем выше температура объекта, тем сильнее излучение, тем сильнее нагрев термопар и больше выходной сигнал пирометра. Пирометр ТЭРА 50 имеет выходной сигнал градуировки РК-15

что затрудняет его подключение к современному оборудованию. Достоинст-

вом радиационных пирометров является то, что они могут работать при тем-

пературе окружающего воздуха более 100°С, так как не содержат микроэлек-

тронных компонентов. В настоящее время практически не используются.

Широко распространенные ранее яркостные пирометры измеряли тем-

пературу нагретого до свечения объекта, путем сравнения его цвета с цветом эталонной нагретой нити внутри пирометра. Недостатками пирометров дан-

ного типа является низкая точность, ограниченный диапазон измерения тем-

ператур и неудобство в применении.

Наибольшее распространение в настоящее время получили инфракрас-

ные пирометры, принцип работы которых основан на восприятии полупро-

водниковым чувствительным элементов ИК-излучения от объекта с даль-

нейшим преобразованием и обработкой сигнала электронной схемой. Разно-

видностью инфракрасных пирометров являются цветовые пирометры (муль-

тиспектральные). Они позволяют делать вывод о температуре объекта, срав-

нивая результаты измерения теплового излучения объекта в различных спек-

трах, тем самым, повышая точность измерения. Достоинством инфракрасных пирометров является их высокая точность, возможность настройки диапазона измерения и выходного сигнала, а также широкий диапазон измеряемых тем-

ператур. Современные пирометры могут измерять, в том числе и отрицатель-

ные температуры. Значение температуры преобразуется в удобный для вос-

приятия вид. Как раз способом отображения измеренного значения темпера-

туры и отличаются пирометр и тепловизор.

В пирометре измеренное значение температуры выводится на экран в цифро-

вом виде в удобных для персонала единицах измерения – градусах Цельсия,

Фаренгейта или Кельвина.

Рисунок.7 Пирометр

Между основными единицами измерения температуры существует сле-

дующая взаимосвязь:

Температура Кельвина K=0C+ 273,15

Температура Фаренгейта F= 1,8·0C+32

2.2 Измерение давления

Давление представляет собой силу, действующую по нормам к поверх-

ности тела и отнесенную к единице этой площади.

Для измерения давления используют различные типы манометров:

жидкостные, деформационные (мембранные, сильфонные пружинные), гру-

зопоршневые, электрические.

Жидкостные манометры используют для измерения небольших значе-

ний избыточных давлений, вакуума или разности давлений Они просты по устройству и дают достаточно точные показания. Жид-

костные манометры бывают двух видов: V-образные и чашечные.

Рисунок 8 Жидкостный V-образный манометр: 1 - резиновая трубка; 2 - стеклянная трубка; 3 - шкала; 4-рабочая жидкость

Жидкостные манометры. Разновидностью чашечных манометров яв-

ляется микроманометры с наклонной трубкой, применяемые для измерения малых давлений или разряжений.

В качестве манометрической жидкости используют ртуть, дистиллиро-

ванную воду, этиловый спит, толуол и др.

В V-образном манометре (рисунок .8) избыточное давление или разря-

жение (Па) уравновешивается высотой столба жидкости (h) (м) и определяет-

ся по формуле

В чашечном манометре (рисунок 9) давление измеряется положением

уровня жидкости в одной узкой трубке, а изменением высоты жидкости в са-

мой чашке пренебрегают, если отношение площадей сечений измерительной трубкиS и сосуда А меньше 0,01. т.е. S/A<0,01. Если S/A<0,01, то формула 3

принимает вид

Рисунок 9. Микроманометр: а-чашечный манометр; б-микроманометр с наклонной трубкой

При использовании микроманометра с наклонной трубкой (рисунок 9)

Малые давления (до 1,6 кПа) с большой точностью можно измерить при помощи микроманометра типа ММН, устройство которого, показано на рисунке 10.

Рисунок .10 Микроманометр типа ММН: 1 - плита; 2 - поршень; 3 -

кронштейн; 4 - регулировочный винт; 5 и 10 - резиновые трубки; 6 и 7 - шту-

цера; 8 - трехходовой кран; 9 - корректор нуля; 11 - измерительная трубка; 12

- стойка; 13 - уровни; 14 - цилиндрический резервуар

Деформационные манометры. В практике измерения давления широ-

кие применения нашли манометры, основанные на использовании упругой деформации чувствительного элемента.

Наибольшее распространение получили манометры прямого действия,

в которых перемещение чувствительного элемента вызывает перемещение стрелки прибора. В качестве примера на (рисунке 11) изображена принципи-

альная схема пружинного манометра, прямого действия. Чувствительным элементом является трубчатая пружина изогнутая труба 1.

Рисунок 11 Пружинный манометр: 1 - трубчатая пружина; 2 - корпус; 3

- зубчатые колеса; 4 - стрелки; 5 - зубчатый сектор; 6 - пробка с шариковой осью; 7 - поводок; 8 - штуцер; 9 - держатель; 10 - шкала; 11 - спиральный поршень

Трубка имеет овальные сечения и одним концом жестко соединён с держателем 9, укрепленным в корпусе 2 манометра. Другой конец пружиной трубки, закрытый пробкой 6 с шарнирной осью, поводком 7 соединен с зуб-

чатым сектором 5 и зубчатым колесом 3. спиральная пружина 11 служит для устранения влияния зазора в зубчатом зацеплении. При помощи штуцера 8

манометр присоединяют к сосуду, давление в котором измеряется. При изме-

нении давления пружинная трубка изменяет свою кривизну и поворачивает стрелку, показывающую значение давления на шкале 10.

Аналогичны по устройству трубчатые вакуумметры и моновакууммет-

ры.

Грузопоршневые манометры. Эталонами образцовыми приборами для измерения известного давления до 600 МПа, также абсолютного давле-

ния от 0,00027 до 0,4 МПа является грузопоршневые манометры (рисунок

12).

Рисунок 12 Грузопоршневой манометр: 1 - цилиндр; 2 - поршень; 3 - тарелка;

4 - винтовой пресс; 5 – чашка

Рабочими частями манометра является цилиндр 1 и поршень 2- с та-

релкой 3, на которую можно положить груз. Под поршень манометра залито масло. Площадь поршня 1 см2. Для подачи масла служит винтовой пресс 4.

Измерение давления проводится во время вращения поршня и тарелки с гру-

зом.

Грузопоршневые манометры являются хорошими приборами для изме-

рения давления с высокой степенью точности. В работе они надежны.

Электрические манометры и вакуумметры. Широкое распростране-

ние при лабораторных исследованиях получили электрические измеритель-

ные преобразователи с силовой компенсацией.

Сверхвысокие давления измеряют манометрами сопротивления. В их преобразователях использую материалы (манганин, константан, платина др.),

электрическое сопротивление которых зависит только от давления.

Глубокий вакуум измеряют емкостными манометрами или манометра-

ми с термическими сопротивлениями.

Для измерения быстроизменяющихся давлений могут быть выбраны пьезокварцевые манометры, где используется явление возникновения элек-

трических зарядов при сжатии кварцевых пластин 3 (рисунок 13).

Для этих же целей используют тензометрические манометры; в этом случае наклеивается на трубку, давление в которой надо измерить.

Рисунок 13 Преобразователь пьезоэлектрическогоманометра: 1 - мембрана; 2

- опоры; 3 - кварцевые пластины; 4 –«пробка»; 5 - шарик; 6 - электроды; 7 –

проводник

2.3 Измерение влажности воздуха

Влажность воздуха характеризуется относительной влажностью, т.е.

отношением количества фактически содержащихся в воздухе водяных паров к максимально возможному содержанию их при полном насыщении воздуха при той же температуре и постоянном давлении.

Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами, гигро-

метрами и гигрографами.

Психрометры. Психрометры бывают статическими и аспирационные.

Статический психрометр состоит из двух основных термометров, укреплен-

ных на одном штативе (рисунок 14).

Рисунок 14 Статический психрометр: 1-«сухой» термометр; 2-«мокрый» термометр

Сухой термометр показывает температуру окружающего воздуха. Мок-

рый термометр обернут кусочком тонкой гигроскопической ткани, свобод-

ной конец которой свернут жгутом и опущен в расширенную часть изогнутой трубки с дистиллированной водой. С поверхности мокрого термометра про-

исходит непрерывное испарение влаги, интенсивность которого зависит от влажности воздуха. Чем суше воздух, тем быстрее испарение со смачиваемо-

го термометра и этим ниже его показания, так как воздух, затрачивая теплоту на испарение влаги, охлаждает резервуар термометра. По разности показаний сухого и мокрого термометров, пользуясь специальной таблицей, прилагае-

мой к прибору, определяют. относительную влажность воздуха (g в (%).

Продолжительность наблюдений 10... 15 минут.

Аспирационный психрометр (рисунок 15) более точный прибор по сравнению с статистическим. Его показания не зависят от колебаний скоро-

сти движения окружающего воздуха, потому что резервуары термометров,

заключенные в двойные трубчатые оправы, во время измерения омываются принудительным потоком воздуха с постоянной скоростью. Поток создается аспиратором (вентилятором).

Рисунок 15. Аспирационный психрометр: 1-заводная рукоятка вентилятора;

2-подвеска; 3 вентилятор; 4,5 сухой и мокрый термометры

За 5 минут до начала наблюдений смачивают дистиллированной водой мокрый термометр с помощью резинового баллончика с кибиткой, прилагае-

мой к прибору. Смочив водой термометр, заводят ключом аспиратор и в те-

чение 4 минут после его пуска регистрируют показания сухого и мокрого термометров.

Относительную влажность воздуха находят по разности показаний термометров, используя психрометрическую таблицу данного психрометра или же определяют по диаграмме H,d- влажного воздуха.

Гигрометр. Гигрометр (рисунок 16) работает на принципе деформации обезжиренного волоса, зависящий от влажности воздуха. При повышении влажности волос удлиняется, и стрелка прибора перемещается вправо, при понижении влажности волос укорачивается, стрелка отходит влево. Шкала прибора имеет 100 делений, соответствующей относительной влажности воз-

духа.

Волосяной гигрометр позволяет определять относительную влажность воз духа при температуре и ниже -10°С.

Рисунок 16. Гигрометр волосяной: 1-болт регулировочный; 2-волос; 3-

рамка; 4-шкала; 5-стрелка

2.4 Измерение расхода и скорости движения вещества

Расход измеряется в единицах, производных от массы (кг/с, кг/ч) или от объема (м3/с, м3/ч).

Для определения мгновенного расхода жидкости газа или пара приме-

няют дроссельный и скоростной метод измерения. Средний расход вещества определяют при помощи мерных баков весов, различных счетчиков.