20.5. Пьезометрические плотномеры.

Пьезометрические плотномеры также используют для измерения плотности жидкости.

Плотность контролируемой жидкости непрерывно сравнивается с плотностью эталонной жидкости путем измерения перепада гидростатических давлений двух одинаковых по высоте столбов жидкости.

Известно, что давление в жидкости на некоторой глубине от поверхности равно весу столба этой жидкости, т.е.

где Н – высота столба жидкости.

Если Н – величина постоянная, то давление зависит только от плотности жидкости.

Следовательно, измеренное давление может служить мерой плотности жидкости.

В плотномерах пьезометрического типа давление столба жидкости измеряют путем продувания через жидкость воздуха.

Рис.67. Схема пьезометрического измерителя плотности

1 - сосуд с исследуемой жидкостью;

2 - сосуд с эталонной жидкостью;

3, 4, 6 - пьезометрические трубки;

5 - дифманометр.

Плотномер состоит из сосуда 1 с жидкостью, плотность которой необходимо определить, сосуда 2 с эталонной жидкостью и прибора – измерителя – дифманометра 5.

Пьезометрические трубки 3 и 6, через которые продувается воздух, опущены в сосуд 1 на глубину соответственно и .

Пьезометрическая трубка 4 опущена в сосуд 2 на глубину h₀.

Сжатый воздух проходит через трубку 6, барботирует через слой исследуемой жидкости высотой , и уходит в атмосферу.

В большинстве случаев уровень жидкости в технологических аппаратах непрерывно меняется. Для того, чтобы исключить влияние колебаний уровня жидкости на показания плотномера, применяют дополнительную пьезометрическую трубку 3.

Воздух, поступающий через трубку 4, барботирует через слой эталонной жидкости высотой в сосуде 2, а затем проходя по трубке 3, барботирует через небольшой слой исследуемой жидкости в сосуде 1 и также уходит в атмосферу.

С ледовательно, перепад, полученный на дифманометре,

где и – давление столба жидкости;

и - высоты столбов жидкости.

Таким образом, плотность жидкости можно определить путем измерения перепада давлений воздуха, пропускаемого по двум пьезометрическим трубкам, расстояние между концами которых постоянно и не зависит от колебаний уровня в сосуде.

Дифманометр градуируют в единицах плотности.

Если глубина погружения пьезометрической трубки в сосуде 2 будет равна разности глубин погружения h пьезометрических трубок в сосуде 1, то при равенстве плотностей исследуемой и эталонной жидкости разность давлений в дифманометре будет равна 0 (нулю).

14. Манометрические термометры (мт)



МТ - применяют для дистанционного измерения температуры. Они позволяют измерять температуру на расстоянии до 50 м от места установки измерительного прибора.

Принцип действия МТ основан на свойстве жидкости, газа или пара изменять давление в замкнутом объеме в зависимости от изменения температуры.

Рис.20. Схема манометрического термометра

Манометрический термометр состоит из первичного элемента - термобаллона 1, заполненного рабочим веществом (термобаллон погружают в среду, температуру которой измеряют), передаточной капиллярной трубки 2, многовитковой трубчатой пружины 3 и шкалы 4, на которой нанесены соответствующие значения температур.

Все три элемента герметически соединены между собой.

Рабочее вещество термометра выбирают, исходя из измеряемого интервала и требуемой чувствительности прибора.

Соответственно с этим различают три вида манометрических термометров: газовые, паровые и жидкостные.

Изменение давления в МТ зависит от количества тепла, воспринимаемого теплобаллоном. Наименьшую инерционность МТ получают при максимальном соотношении между площадью поверхности термобаллона и его объемом, при минимальной массе термобаллона и использовании для его изготовления металлов с высокой теплопроводностью.

МТ могут быть использованы для измерения температур от 69 до 65С. Класс точности прибора 1-2. Их выпускают следующих модификаций:

Приборы с указывающей стрелкой:

ТПГ - газовые;

ТПП - парожидкостные;

ТПЖ - жидкостные:

с регистрацией показаний:

ТСГ - газовые.

Запись показаний производится на дисковой диаграмме с координатной сеткой. Состоящей из концентрических окружностей, соответствующих постоянным значениям температуры, и радиальных дуг, которые обозначают время. Для вращения диаграммы используют часовой механизм.

Манометрические сигнализирующие термометры (МСТ) широко применяют в системах автоматики и предназначены они для измерения t и сигнализации при отклонении фактической t от заданного значения.

Газовые манометрические термометры заполняют инертным газом (азотом). В основу работы прибора положен закон Шарля, который устанавливает зависимость между давлением и температурой газов при V - const.