Наземцев А.С., Рыбальченко Д.Е. - Гидравлические и пневматические системы. ч.2 Гидравлические приводы и системы. Основы (1053469), страница 33
Текст из файла (страница 33)
При скоростях среды выше определенного предела вихри образуют регулярную дорожку, называемую «дорожкой Кармана». Частота образования вихрей при этом прямо пропорциональна скорости потока. Рис. 6.11. Вихревой расходомер В рабочем канале корпуса 1 расходомера установлен вихреобразователь 2, обтекая который поток разделяется и образует вихри, распространяющиеся попеременно сзади каждой стенки вихреобразователя. Эти за- 137 б. Информационная подсистема вихрения являются причиной появления областей с колебаниями давления, которые фиксируются чувствительным элементом 4 датчика 3 и преобразуются в электрический частотный сигнал.
Основные достоинства вихревых расходомеров: отсутствие подвижных деталей, что обусловливает высокую надежность и стабильность метрологических характеристик; линейный выходной сигнал; широкий динамический диапазон измерений; малую потерю давления. Вихревые расходомеры с хорошей точностью измеряют скорость потока независимо от типа среды. К недостаткам следует отнести необходимость установки прибора на длинных (не менее восьми диаметров) прямолинейных участках трубопроводов.
Наличие таких участков трубопровода до и после расходомера гарантирует исключение посторонних возмущений потока. Ультразвуковые расходомеры. Расход жидкости, протекающей через расходомер вычисляется путем измерения либо времени распространения ультразвука в потоке, либо изменения частоты ультразвуковых колебаний (эффект Доплера). Прибор состоит из двух датчиков и блока электроники. Датчики 1 врезают в трубопровод, либо крепят на внешней поверхности трубы 2, и подключают к блоку электроники с дисплеем (рис. 6.12). Рис.
6.12. Ультразвуковой расходомер Датчики (ультразвуковые преобразователи), одновременно являясь и излучателями и приемниками, последовательно отправляют и принимают ультразвуковые сигналы. Сравнивая время прохождения сигналов по и против направления течения потока„прибор автоматически вычисляет скорость течения жидкости. На основании произведенного замера и ранее занесенных данных о диаметре трубопровода, вторичный преобразователь производит вычисление объемного расхода, которые в виде стандартизованного электрического сигнала подаются в систему управления, либо оцифровываются и выводятся на индикатор. Измерение расхода может производиться как при прямом, так и при обратном направле- нии потока. Для измерения расхода жидкостей в напорных трубопроводах наиболее часто применяют врезные ультразвуковые расходомеры, поскольку их принято считать более точными по сравнению с расходомерами, которые устанавливаются на внешней поверхности трубопровода (с накладными датчиками).
Однако в настоящее время расходамеры с накладными ультразвуковыми преобразователями находят все более широкое применение. Это обусловлено тем, что расходомеры с накладными датчиками не требуют остановки технологических процессов для врезки в трубопровод и перекрытия вентилей, что особо ценно при экспресс-измерениях. Преимуществами расходомеров с накладными датчиками является и то, что при их установке не возникает падение давления в трубопроводе, нет влияния прибора на поток. Эти приборы отличает простота установки, переноса и замены датчиков. 6.2. Контроль расхода Реле расхода.
Реле расхода или индикаторы применяют в тех случаях, когда необходимо контролировать наличие расхода, имеющего определенное значение, в какой-либо магистрали гидросистемы и формировать при этом соответствующий информационный или управляющий сигнал. Например, для контроля утечек в основном насосе системы, критическое значение которых свидетельствует о достижении насосом предельного состояния, когда его дальнейшая эксплуатация становится не только неэффективной, но и опасной, может использоваться реле расхода, изображенное на рис.
6.13. Рис. 6 13 Реле расхода В корпусе 1 расположена подпружиненная подвижная втулка 4, радиальные отверстия 2 которой образуют с цилиндрической проточкой 3 в корпусе 1 дросселирующие щели. При протекании жидкости через реле положение втулки 4 относительно корпуса 1, а, следовательно, и площади проходных сечений дросселирующих щелей, будут определяться равновесием усилий действующих на втулку со стороны рабочей жидкости и пружины 5. Увеличение расхода жидкости через реле приводит к смещению втулки 2 в сторону увеличения площадей дросселирующих щелей, а при достижении расходом некоторого порогового значения — к срабатыванию датчика 6.
На рис. 6.14 показано реле расхода, система измерения которого состоит из подпружиненного поворотного рычага 4 и связанного с ним диска 5, расположенного в конической части 6 рабочего канала. Рис. 6.14. Реле расхода с индикатором При течении жидкости система измерения занимает позицию, в которой сила потока, действующая на диск 5, уравновешивается силой пружины. Таким образом, положение системы измерения соответствует текущему значению объемного расхода. Установленный на рычаге 4 постоянный магнит 3, через стенку корпуса взаимодействует с постоянным магнитом 2, связанным с флажком-индикатором. Когда расход жидкости через реле достигает контролируемого значения, магнит 2 занимает положение, вызывающее срабатывание герконового выключателя 1.
139 6. Информационная подсистема 6.3. Контроль температуры Температура является одним из основных параметров, характеризующих состояние гидросистемы и ее компонентов (перегрев рабочей жидкости, например, мажет свидетельствовать об износе деталей насосов, аппаратов и гидродвигателей). Измерение температуры рабочей жидкости в гидросистемах осуществляется термометрами и датчиками температуры, которые, как правила, монтируются непосредственно на гидравлическом баке. Технические жидкостные стеклянные термометры расширения, принцип измерения которых основан на тепловом расширении жидкостей, выпускаются как в прямом, так и угловом исполнении (рис. 6.15, а). Ртутные стеклянные термометры расширения отличаются высокой точностью измерения, стабильностью градуировачной характеристики и малой стоимостью.
Однако их хрупкость, невозможность использования в АСУ и значительные динамические, а иногда и методические погрешности ограничивают область применения. Более надежными и удобными в эксплуатации являются термометры циферблатного типа, чувствительным элементам которых является биметаллическая спираль (рис. 6.15, б). Принцип действия таких термометров основан на свойстве биметаллической спирали, изготовленной из двух металлов с различными коэффициентами объемного расширения, скручиваться или раскручиваться при изменении ее температуры.
При этом связанная со спиралью стрелка термометра проворачивается относительно круговой шкалы на соответствующий угол. Рис. 6,15. Термометры К термометрам циферблвтного типа относятся и манометрические термометры (рис. 6.15, в). Принцип их действия основан на зависимости давления жидкости в замкнутом объеме от температуры. Манометрический термометр состоит из термобаллана, наполненного рабочим веществом, манометра, шкала которого проградуирована в единицах температуры, и соединяющей их капиллярной трубки. При нагревании термабаллана давление заключенного в нем рабочего вещества возрастает, что сопровождается поворотам стрелки манометра. Манометрические термометры могут работать в условиях вибрации, а так же во взрыва- и пожароопасных помещениях. При их использовании следует иметь ввиду специфические погрешности, присущие манометрическим термометрам, вызываемые колебаниями барометрического давления или температуры окружающей среды, а так же взаимным расположением термобаллона и измерительного прибора.
Для дистанционного измерения температуры рабочей жидкости применяют датчики температуры, чувствительными элементами которых обычно являются термосопративления' (рис, 6.16, а). * Датчики, чувствительным элементом которых является тврмопара, предназначены для измерения температур болев ЗОО ТС и для измерения температуры рабочей жидкости гидроприводов нв применяются. 140 бА. Контроль уровня рабочей жидкости и баке Термосопротивление представляет собой полупроводниковый резистор, обладающий свойством существенно изменять своа электрическое сопротивление при изменении температуры. Рис. 6.16. Датчики температуры Термосопротивление, расположенное внутри трубчатого зонда 1, и встроенный в головку датчика 2 измерительный преобразователь в виде герметичной «таблеткиз (рис. 6,16, б) преобразуют измеряемую температуру в унифицированный токовый выходной сигнал.
Визуализация текущего значения температуры осуществляется указателями, оснащенными цифровыми (рис. 6.16, а) или линейными световыми индикаторами (рис. 6.16, г). При этом на указателе температуры устанавливают заданную температуру рабочей жидкости, а затем в зависимости от реально измеренной температуры может быть автоматически включена либо система подогрева, либо система охлаждения. 6.4. Контроль уровня рабочей жидкости в баке Для визуального контроля уровня жидкости в баке используются маслоуказатели — устройства подобные водомерным стеклам.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
