Деформаційні і рідинні манометри.

Рідинні манометри. У основу роботи приладів покладений принцип сполучених посудин, у яких рівні робочої рідини збігаються за рівності тисків над ними, а за нерівності займають таке положення, коли надлишковий тиск в одній з посудин врівноважується гідростатичним тиском надлиш-кового стовпа рідини в іншому.

Існують такі види РМ: двотрубні, однотрубні, мікроманометри.

Дві вертикальні сполучені скляні трубки закріплені на основі, до якої прикріплена шкальна пластинка. Трубки заповнюються робочою рідиною до нульової позначки. У трубку подається тиск, що вимірюється, трубка сполучається з атмосферою.

Як робоча рідина використовуються вода, ртуть, спирт, трансформаторне мастило. Таким чином, чутливим елементом є робоча рідина, вхідним сигналом – тиск або різниця тисків, вихідним – різниця рівнів робочої рідини.

Манометри з водяним заповненням використовують для виміру тисків у діапазоні до 10 кПа, ртутні до 0,1 МПа.

Однотрубні (чашкові) манометри використовують для підвищення точності відліку різниці висот рівнів. У них одна трубка замінена широкою судиною, у яку подається більший з тисків, що вимірюються.

Вимір одного стовпа рідини призводить до зниження похибок зчитування, що з урахуванням похибки градуювання шкали не перевищує ± 1 мм, при ціні ділення 1 мм.

Мінімальний діапазон виміру однотрубних манометрів із водяним заповненням складає 1,6 кПа. Конструктивне виконання РМ залежить від статичного тиску, на який вони розраховані.

Деформаційні манометри. Принцип роботи деформаційних приладів ґрунтується на залежності деформації чутливого елемента від тиску, що вимірюється. Деформація або сила пропорційна тиску, що вимірюється, перетворюється на показання або відповідні зміни вихідного сигналу. Більшість деформаційних манометрів і диференційних манометрів містять пружні чутливі елементи, які здійснюють перетворення тиску на пропорційне переміщення робочої точки.

Найбільшого поширення одержали пружні чутливі елементи, такі як трубчасті пружини.

Статичній (пружній) характеристиці чутливого елемента, що зв'язує переміщення робочої точки з тиском, властива наявність початкової зони пропорційних переміщень робочої точки, у якій мають місце пружні деформації, і нелінійної ділянки, у якій виникають пластичні деформації. Недосконалість пружних властивостей матеріалів чутливих елементів обумовлює наявність гістерезісу статичної характеристики і пружна післядія. Останнє виявляється в запізнюванні переміщення робочої точки стосовно прикладеного тиску і повільному поверненні її в початкове положення після зняття тиску.

Форма і крутизна статичної характеристики залежать від конструкції чутливого елемента, матеріалу, температури. Робочий діапазон обирається в області пружних деформацій із забезпеченням запасу на випадок перевантаження чутливого елемента тиском. Пружні властивості чутливих елементів характеризуються коефіцієнтом жорсткості по силі.

Порожнисті одновиткові трубчасті пружини мають еліптичний або плоскоовальний перетин. Один кінець пружини, у який надходить тиск, що виміряється, закріплений нерухомо у тримачі, другий (закритий) може переміщатися. Під дією різниці внутрішнього тиску, що вимірюється, і зовнішнього атмосферного трубчаста пружина деформується: мала вісь перетину трубки збільшується, велика зменшується, при цьому пружина розкручується і її вільний кінець здійснює переміщення в 1-3 мм. Для тисків до 5 МПа трубчасті пружини виготовляють із латуні, бронзи, а для більш високих тисків – з легованих сталей і сплавів нікелю.

 

Термометри опору, градуїровки, діапазон вимірювання температури.

Термо́метр опору — прилад для вимірювання температури, електричний опір чутливого елемента (сенсора) якого залежить від температури. У якості чутливого елемента використовуються терморезистори з металевого чи напівпровідникового матеріалу. В останньому випадку їх називають термісторами.

Принцип дії термометрів опору базується на властивості провідників і напівпровідників змінювати свій електричний опір при зміні температури.

Прилади для вимірювання температури розділяються залежно від використовуваних ними фізичних властивостей речовин на наступні групи з діапазоном показань:

Термометри розширення (-190…+6500С) засновані на властивості тіл змінювати під дією температури свій об’єм.

Манометричні термометри (-160…+6000С) працюють за принципом зміни тиску рідини, газу або пари з рідиною в замкнутому об’ємі при нагріванні або охолодженні цих речовин.

Термометри опору (-200…+6500С) засновані на властивості металевих провідників змінювати залежно від нагрівання їхній електричний опір.

Термоелектричні термометри (-50…+18000С) побудовані на властивості різнорідних металів і сплавів утворювати в парі (спаї) термоелектрорушійну силу, що залежить від температури спаю.

Пірометри (-30…+60000С) працюють за принципом вимірювання випромінюваної нагрітими тілами енергії, що залежить від температури цих тіл.

Типи градуювань:

1.Нікель-хром-нукель

2.Платинородій платина

3.Вольфрам

4.Платинородій

5.Хромель-копель

6.Хромель-алюмель

 

49. Газоаналізатори 0 ₂.

Датчики тиску пневматичні типу МС-П, МП-П.

Сильфоні манометри типу МС-П застосовують для вимірювання тиску до 2,5 МПа. Вони можуть бути як показуючі, так і самописні. Він призначений для виміру і записи тиску рідини і газу; може служити і вторинним прибором для приладів з пневматичної передачею показань на відстань. Вимірюється тиск підводиться до штуцера і через капіляри передається в кожух сильфону. При цьому дно сильфону переміщається вгору і його рух через штовхальник, колінчастий важіль і тягу викликає поворот важеля з пером для запису свідчень або стрілки приладу, якщо прилад показує.

Сильфоні манометр служить вторинним приладом в системах з пневматичної передачею показань на відстані.

 

Ультразвукові витратоміри і витратоміри кількості твердих речовин.

Ультразвуковий (акустичний) витратомір — витратомір, у якому для вимірювання швидкості потоку рідини або газу використовують ультразвук.

Існують три основні методики визначення швидкості потоку, а на її основі і витрати рідини за допомогою ультразвуку:

- часово-імпульсний метод (фазового зсуву), котрий реалізує вимірювання різниці фазових зсувів ультразвукових хвиль, що направляються за потоком й проти нього;

- детектування зміни частоти ультразвуку, викликаної рухомим середовищем (доплерівські витратоміри), котрий використовує вимірювання різниці частот повторення коротких імпульсів або пакетів ультразвукових коливань, що спрямовують одночасно за потоком й проти нього;

- метод вимірювання часу поширення ультразвуку (зносу ультразвукового сигналу), який ґрунтується на вимірюванні різниці тривалості проходження коротких імпульсів, що направляються одночасно за потоком й проти нього.

52. Визначити, якій із тисків менший.

1.Рабс.

2.Рн.

3.Ратмос.

4.Рв або Ррозрідження

5. Рз – найменший

 

Датчики тиску електросилові МС-Е, МП-Е.

Термометри розширення.

Термометри розширення. Скляні рідинні термометри. Принцип дії скляних рідинних термометрів базується на розширенні термометричної рідини, вміщеної в термометр, залежно від температури. Скляні термометри за своєю конструкцією бувають кийові і з вкладеною шкалою. Скляний термометр із вкладеною шкалою складається зі скляного резервуара і припаяного до нього скляного капіляра (рис. 2.1). Уздовж капіляра розташована шкала, яка, як правило, наноситься на пластині молочного скла. Резервуар, капіляр і шкала містяться у скляній оболонці, що припаюється до резервуара. Кийові скляні термометри виготовляються з товстостінних капілярів, до яких припаюється резервуар. Шкала термометра наноситься на зовнішній поверхні капіляра. Температура вимірюваного середовища, у яку поміщені резервуар і частина капіляра, визначається за зміною об’єму термометричної рідини, відлічуваною за положенням рівня рідини в капілярі, що відградуйовано в градусах Цельсія. У зв'язку з тим, що одночасно з розширенням термометричної рідини відбувається також розширення резервуара і капіляра, фактично ми судимо про температуру не за зміною об’єму рідини, а за видимою зміною об’єму термометричної рідини у склі. Тому видиме розширення рідини трохи менше дійсного. У табл. 2.2 наведені деякі термометричні рідини та їх характеристики.

еред рідинних термометрів найбільшого поширення одержали ртутні скляні термометри. Хімічно чиста ртуть як термометрична речовина має ряд достоїнств: вона залишається рідиною в широкому інтервалі температур, не змочує скло, легко може бути отримана в чистому вигляді. Однак ртуть має відносно малий температурний коефіцієнт об'ємного розширення, що вимагає виготовлення термометрів з тонкими капілярами. Нижня межа виміру ртутних термометрів –35°С визначається температурою затвердіння ртуті. Верхня межа виміру +600°С визначається характеристиками міцності скла. У зв'язку з тим, що температура кипіння ртуті за атмосферного тиску значно менше верхньої межі застосування ртутних термометрів, у термометрах, призначених для виміру високих температур, капіляр над ртуттю заповнюється інертним газом, наприклад, азотом. При цьому для виключення утворення пари ртуті в капілярі тиск газу повинен бути тим більше, чим вище верхня межа виміру. Для термометрів з верхньою межею виміру 600 °С тиск газу над ртуттю перевищує 3 МПа (30 кгс/см2).