122927 (717053), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Крім відзначеного недоліку чутливі елементи мають властивість пружної післядії, суть якого полягає в тому, що після припинення зміни тиску деформація продовжує зменшуватися, асимптотично наближаючись до граничного значення. Поряд із пружною післядією при експлуатації чутливих елементів має місце залишкова деформація, яка полягає в тому, що після зняття тиску чутливий елемент не повертається у вихідне положення. При багаторазових вимірюваннях залишкова деформація накопичується, що приводить до значних похибок.
Викладені особливості деформаційних чутливих елементів пояснюють той факт, що для технічних манометрів верхня межа вимірювання обмежується половиною тиску, що відповідає межі пропорційності статичної характеристики, у той час як для зразкових приладів межа вимірювання обмежується четвертою частиною тиску, що відповідає межі пропорційності.
Для передачі переміщення вільного кінця деформаційного чутливого елемента до покажчика манометра приєднані секторні і важільні передавальні механізми. За допомогою передавального механізму переміщення вільного кінця трубчастої пружини в кілька градусів або міліметрів перетвориться в кутове переміщення стрілки на 270—300°.
Важільний передавальний механізм застосовується в тих випадках, коли від манометра не потрібна висока точність вимірювання і він піддається вібрації. Секторний передавальний механізм застосовується в зразкових приладах і в приладах, де за умовами експлуатації виключена вібрація.
На рис.4 показана конструкція манометра із секторним передавальним механізмом. Прилад складається із трубчастої пружини 5, один кінець якої впаяний в отвір утримувача 1, а іншої (рухливий) кінець наглухо запаяний і несе на собі наконечник 10. Порожнина пружини пов'язана з вимірювальним середовищем через канал у утримувачі 1, об’єднаному з радіальним штуцером 14. Утримувач приладу оснащений платою 2, на якій монтується трибко-секторний механізм. Останній включає зубчасте колесо (трибку) 8 і зубчастий сектор 9. Для виключення люфту в передавальному механізмі використається спіральна пружина 7, один кінець якої за допомогою штифта кріпиться на осі трибки, а інший - до колонки 6, укріпленої на платі 2. До хвостовика сектора 9 за допомогою гвинта 12 кріпиться тяга 11. За допомогою тяги переміщення вільного кінця пружини передається зубчастому сектору, що має вісь обертання 13.
Обертання зубчастого сектора передається на трибку, на осі якої насаджена стрілка 4 для відліку показань на шкалі 3. Шкала манометра рівномірна, тому що переміщення вільного кінця пружини пропорційно вимірювальному тиску. Регулювання ходу стрілки проводиться гвинтом 12.
Вакуумметр із одновитковою трубчастою пружиною конструктивно ідентичний розглянутому манометру. Відмінність складається тільки в шкалі і напрямку переміщення стрілки. У вакуумметрах переміщення стрілки може відбуватися як по годинній стрілці, так і проти. Відмінною рисою мано вакуумметра є шкала, що виконується з нулем у середній частині.
Шкала, розташована ліворуч від нуля, служить для вимірювання вакууму, а шкала, розташована праворуч, - для вимірювання надлишкового тиску.
Діапазони вимірювання манометрів від 0…0,1 МПа до 0…103 МПа; вакуумметрів— від -0,1 до 0 МПа. Класи точності приладів: 0,4(0,5); 0,6; 1,0; 1,5(1,6); 2,5; 4,0.
Поряд з розглянутими приладами, оснащеними однаковою трубчастою пружиною, у практиці вимірювання тиску і розрідження одержали широке поширення манометри і вакуумметри, оснащеними електроконтактними пристроями, що сигналізують. Ці засоби вимірювання тиску одержали назву електроконтактних. Клас точності електроконтактних манометрів і вакуумметрів 1,5. Похибка спрацьовування пристрою, що сигналізує, ±2,5%.
Загальний вигляд манометра-сигналізатора електроконтактного типу показаний на рис.5.5. Прилад містить вказівну стрілку 1, сигнальні (мінімального і максимального тиску) стрілки 2 і 3, які установлюються на задані значення тисків за допомогою ключа, і коробці 4 із затискачами для приєднання до приладу ланцюга сигналізації. Механізм манометра вмонтований у корпус 5. Прилад контактує з вимірювальним середовищем через штуцер 6. При досягненні кожного із заданих граничних тисків контакт, пов'язаний із вказівною стрілкою, стикається з контактом, розташованим на відповідній сигнальній стрілці, і замикає ланцюг сигналізації. Зазначені манометри придатні для вимірювання тисків, що плавно змінюються. Контактний пристрій їх живиться від мережі постійного або змінного струму, напругою 220 В. Розривна потужність контактів 10 В·А.
Вимірювальні прилади із сильфоним чутливим елементом
Прилади цього типу призначені для вимірювання надлишкового тиску, розрідження і різниці тисків. Їх виконують показуючими і самописними. Схема самописного сильфонного манометра показана на рис.5.6. Вимірювальний тиск через штуцер 11 подається в камеру 10, де розташований деформаційний чутливий елемент — сильфон 9. Для збільшення твердості сильфона всередині нього розташована гвинтова пружина 8. Під дією тиску сильфон деформується і дно його піднімає шток 7, жорстко з’єднаного із двоплечим важелем 6, останній через систему важелів 5, 4, 3 повертає вісь 12 і укріплений на ній П-подібний важіль 2. До П-подібного важеля прикріплена стрілка 1 з пером. Запис вимірювального тиску виконується на дисковій діаграмі, привод якої здійснюється за допомогою синхронного двигуна або годинного механізму. Верхня межа вимірювання сильфоних приладів обмежений тисками 0,025…0,4 МПа. Класи точності сильфоних манометрів надлишкового тиску, вакуумметрів і мановакуумметрів: 1,5; 2,5.
Для вимірювання різниці тисків і витрати рідких і газоподібних середовищ широке застосування одержали сильфоні дифманометри. Граничні номінальні перепади тисків становлять 0,0063…0,25 МПа. Граничний припустимий робочий надлишковий тиск: 6,3; 16 і 32 МПа.
Класи точності сильфоних показуючих і самописних дифманометрів 1,0 і 1,5.
Зразкові манометри типу МО (рис.5.7) застосовуються для перевірки промислових манометрів, а також для виконання точного вимірювання тиску в лабораторних установках. Прилади мають трубчасту пружину і зубчасто-секторний передавальний механізм, розташовані в металевому корпусі діаметром 160 або 250 мм. У зразкових манометрах застосовується пружина високої якості і ретельно виконаний передавальний механізм.
Прилади випускаються з кінцевим значенням шкали 1…600 кгс/см2. Шкала має 100 умовних розподілів із числовими оцінками через кожні 5 розподілів. Для перерахування умовних розподілів у кгс/см2 зразкові манометри забезпечуються перевідною таблицею або графіком.
Кінцеве значення тиску вказується на циферблаті приладу. Клас точності манометрів діаметром 250 мм — 0,16 і 0,25, а діаметром 160 мм — 0,4. Користування приладами допускається при температурі навколишнього повітря 10...35°С і відносної вологості до 80%.
Вимірювальні прилади з мембранним чутливим елементом
Ці прилади призначені для вимірювання атмосферного і надлишкового тисків і розрідження. Через малість зусиль, що розвиваються деформаційним чутливим елементом, мембранні прилади випускаються в основному показуючими. Принцип дії приладів складається в перетворенні вимірювального тиску або розрідження в переміщення твердого центра мембранного чутливого елемента, що за допомогою передатного трибко-секторного механізму перетворюється в обертовий рух покажчика. Максимальний діапазон вимірювання мембранних манометрів 0...2,5 МПа, вакуумметрів — від -0,1 до 0 МПа. Класи точності приладів 1,5 і 2,5. Крім розглянутих приладів випускаються мембранні тягоміри, напороміри і тягонапороміри класів точності 1,5; 2,5.
4 Установка і обслуговування деформаційних трубчасто-пружинних манометрів
При виборі манометра керуються насамперед необхідною точністю показань, з огляду на особливості приладу і умови вимірювання. Виходячи з надійності роботи манометра, кінцеве значення шкали вибирається з таким розрахунком, щоб воно перевищувало вимірювальну величину при постійному тиску або тиску, що плавно змінюється, в 1,5 рази, а при змінному - в 2 рази. В обох випадках мінімальний вимірювальний тиск не повинний бути менше 1/3 кінцевого значення шкали.
Показання трубчасто-пружинного манометра залежать від температури чутливого елемента, тому установка приладу виконується таким чином, щоб по можливості виключити плив на нього температури вимірювального і навколишнього середовища. Температура повітря, що оточує прилад, не повинна перевищувати 40°С, тому манометри не можна встановлювати біля сильно нагрітих поверхонь. При установці манометра безпосередньо в місця вимірювання тиску пари або гарячої води для захисту приладу від надмірного нагрівання на сполучній лінії перед ним установлюється кільцева або U-образна сифонна трубка, що утворить гідравлічний затвор
Для установки манометра при робочому тиску середовища до 2,5 МПа застосовується триходовий пробковий кран, а вище — триходовий вентиль. Іноді в сполучній лінії розташовуються два вентилі: один для відключення приладу і інший — для з’єднання його з атмосферою. Загальний вид установки показуючого манометра на паропроводі високоготиску наведений на рис. 5.8. Манометр 1 угвинчується штуцером у триходовий вентиль 2, з'єднаний з кільцевою сифонною трубкою 3, яка приварена до стінки труби 4. Права частина вентиля служить для включення манометра, а ліва — для продувки сифонної трубки, висота до якої береться не менш 350 мм.
У випадку застосування триходового крана манометр може бути з’єднаний з вимірювальним середовищем, а для відключення приладу або перевірки нульової оцінки шкали - з атмосферою. За допомогою цього ж крана здійснюється періодична продувка сполучної лінії. Напрямок каналів у пробці крана зазначено на торці рукоятки рисками.
Деформаційні манометри повинні встановлюватися в місцях, не підданих вібрації і струсу, що шкідливо відбивається на роботі і стані приладів. Самописні манометри встановлюються строго вертикально.
З міркувань обмеження запізнювання показань довжина сполучної лінії до манометра звичайно не перевищує 50 м. Внутрішній діаметр мідної або сталевої трубки сполучної лінії вибирається в межах 3...15 мм залежно від її довжини. Сполучна лінія повинна бути щільною і прокладатися по найкоротшій відстані з ухилом 0,1 до манометра, що встановлюється, вище місця відбору тиску при вимірюванні тиску газу і нижче — при вимірюванні тиску рідини і пара. Якщо зазначена установка манометрів неможлива, то при вимірюванні тиску газу в нижніх точках сполучної лінії застосовуються відстійні посудини, а при вимірюванні тиску рідини і пари у верхніх точках — газозбірники. Вигини лінії повинні бути плавними. Температура середовища в лінії перед манометром повинна рівнятися температурі навколишнього повітря. Як ущільнювальні прокладки при установці манометрів служать пароніт (до 6 МПа) і відпалена червона мідь (понад 6 МПа).
5 Правила вимірювання трубчасто-пружинними манометрами
Включення і вимикання манометрів варто робити повільно щоб уникнути ушкодження передавального механізму. Для запобігання у чутливому елементі появи залишкової деформації не можна допускати перевищення вимірювальним тиском кінцевого значення шкали.
Вимірювання швидко змінного тиску, наприклад після насосів, компресорів і т.п. спричиняє сильне зношування передавального механізму манометрів і затрудняє правильний відлік показань, тому для зменшення коливань вказівної стрілки в сполучній лінії встановлюють заспокійливі бачки або частково прикривають триходовий кран або вентиль.
Залежно від необхідної точності вимірювання до показань деформаційних манометрів уводяться в загальному випадку наступні поправки:
- основна – визначається за паспортом манометра;
- на розташування манометра щодо місця відбору тиску (якщо сполучна лінія заповнена рідиною) - залежить від висоти стовпа рідини в сполучній лінії і якщо буде потреба вводиться так само, як і при вимірюванні тиску рідинними манометрами;
- на температуру приладу - збільшення температури манометра вище нормальної змінює його показання убік завищення вимірювального тиску. Для точного визначення виправлення на температуру приладу необхідно знати його температурний коефіцієнт, значення якого для різних типів манометрів коливається в широких межах. Приблизно можна прийняти, що додаткова похибка трубчасто-пружинного манометра становить ±0,4% при відхиленні температури навколишнього повітря на кожні ±10°С від значення 20±5°С у діапазоні температур 0...60°С.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
