12.3.4. Спеціальні вимірювальні елементи

Для повного автоматичного регулювання і сигналізації в СВ часто потрібні різні спеціальні чутливі елементи. Так, реле повітряного потоку у вигляді плавникової пластинки може бути поєднане з електроповітронагрівником для його захисту від перегрівання при можливій аварії вентилятора. Застосовуються і інші елементи: для вимірювання диоксиду вуглецю СО₂ (оцінюється ефективність вентилювання приміщень); оксиду вуглецю СО; виявлення диму і вогню.

12.4. Регулювальні елементи

Регулювальні елементи діють за допомогою електроенергії або стисненого повітря і відрізняються характером дії, яка виконується ними.

Електричні елементи можуть виконувати декілька звичайних регулювальних дій і працювати на електричному струмі високої і низької напруг. Лінійна напруга однофазного змінного електроструму, який підводиться до терморегуляторів, зазвичай 200…240 В.

У випадку застосування приладів низької напруги встановлюють трансформатор, який знижує напругу до 24 В і нижче.

При двопозиційному регулюванні електричний регулювальний елемент може вмикати або вимикати електричні контакти запускання двигунів вентилятора, насоса чи повітряного клапана. Приблизно подібний тип елемента вмикає один контакт, вимикаючи другий, і служить для регулювання реверсивних двигунів. Обидва типи можуть бути використані для забезпечення тимчасової двопозиційної дії за наявності невеликого нагрівника опору.

При пропорційному регулюванні використовується контакт, що рухається по потенціометру. При цьому змінюється напруга перед балансовим реле, яке регулює роботу реверсивного двигуна і відновлює баланс після переміщення регулювального приладу. Балансувальний потенціометр розміщений в корпусі пропорційного двигуна і в електричному відношенні ідентичний потенціометру регулятора (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Схема потенційного електродвигуна з балансувальним потенціометром.

Двигун перебуває в стані спокою, система в рівноважному стані:

1 – контролер; 2 – балансове реле; 3 – трансформатор; 4 – вал електродвигуна;

5 – балансувальний потенціометр електродвигуна; 6 – те ж, контролера;

R1, R2, R3, R4 – опори; С₁, С₂ – котушки реле; W₁, W₂ – обмотки електродвигуна

При плавальному регулюванні використовують два контакти із середньою нейтральною зоною, в якій контакти відсутні. Таку схему зазвичай застосовують для приводу реверсивних клапанів або заслінок.

Електронний регулювальний елемент має електронний посилювач, який стимулює малі електричні сигнали від вимірювального елемента, посилює їх і передає для задіяння одного або декількох реле. Для двопозиційного, плавального або пропорційного регулювання можуть бути застосовані різні посилювально-релейні пристрої.

Електронно-пневматичні регулювальні елементи містять електронний посилювач з електропневматичним (ЕП) реле різних типів і пристрої, які виконують або двопозиційну, або пропорційну дії.

Пневматичний регулювальний елемент за своїми властивостями є пропорційним (модулювальним), а диференційний або пропорційний контролер плавно змінює тиск у відгалуженні при певному тиску для кожного значення параметра вимірюваного середовища. Пневматичний регулювальний елемент може бути застосований і для двопозиційної дії.

Пневматичні контролери поділяються на прилади прямої і зворотньої дії, з витіканням і без витікання повітряного струмінця.

В модифікованому варіанті основної пневматичної системи використовують дистанційний чутливий або регулювальний елемент, який, за незначної зміни тиску в чутливій лінії, спричиняє відносно велику зміну тиску у відгалуженні до регулювального приладу. Для регулювання температури зазвичай застосовують чутливі елементи трубчасто-стрижневого типу, а для регулювання вологості – нейлонові. Обидва прилади є пневматичними посилювачами, які працюють за принципом зрівноважування зусиль.

Пневматичний контролер з витіканням повітряного струмінця (нерелейний) постачається стисненим повітряним потоком порівняно малої витрати (рис. 12.3).

Повітряний потік витікає через сопельце або отвір, який прикривається заслінкою, що змонтована на вимірювальному елементі. В залежності від ступеня прикривання сопельця (отвору) змінюється тиск стисненого повітря у відгалуженні до регулювального приладу. Контролери цього типу застосовують на об’єктах, де загальна витрата стисненого повітряного потоку невелика.

Рис. 12.3.Схема пневматичного контролера з клапаном витікання:

1 – сопельце; 2 – заслінка; 3 – термочутливий елемент прямої дії; 4 – те ж, зворотньої дії;

5 – відгалуження пневмопроводу до регулювального приладу; 6 – трійник;

7 – обмежник витрати повітряного потоку; 8 – трубопровід стисненого повітря

Пневматичний контролер без витікання повітряного струмінця (релейний) вміщує клапани живлення і витікання повітря (рис. 12.4), які виконані так, що клапан витікання повітря закривається раніше, ніж відкривається клапан живлення. Коли вимірювальний елемент “вимагає” зміни тиску у відгалуженні до регулювального приладу, то обидва клапани закриті. Контролери цього типу живляться повітряним потоком при підвищенні тиску у відгалуженні.

Рис. 12.4. Схема пневматичного релейного контролера без клапана витікання

повітряного струмінця:

1 – термочутливий елемент; 2 – важіль прямої дії; 3 – вісь; 4 – діафрагма; 5 – камера;

6 – відгалуження пневмопроводу до регулювального приладу; 7 – клапан випускання (стравлювання) повітря в атмосферу; 8 – важіль; 9 – пружина клапана;

10 – трубопровід стисненого повітря; 11 – основна пружина регулятора

Контролер прямої дії збільшує тиск стисненого повітря у відгалуженні до регулювального приладу зі зростанням регульованої змінної. Контролер зворотньої дії, за цих же умов, зменшує тиск стисненого повітря.

Існують контролери з показними і реєструвальними пристроями і без них.