Жидкостные приборы. Колокольный манометр
Давление – это сила, которая действует на единицу площади, расположенную перпендикулярно к направлению силы.
Наиболее распространенными приборами, используемыми для контроля давления являются:
- Жидкостные приборы. Принцип действия данных приборов основан на уравновешивании усилия давления измеряемой среды силой давления рабочей жидкости. В качестве рабочей жидкости могут использоваться ртуть, трансформаторное масло или этиловый спирт.
- Дифференционные приборы (приборы с упругими чувствительными элементами).
Примерами жидкостных приборов, использующихся для контроля давления, являются: U-образный манометр, поплавковый манометр и колокольный манометр. Пример принципиальной схемы колокольного манометра изображен на рисунке ниже.
Рисунок 1. Колокольный манометр. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь: 1 - “минусовой” вентиль; 2 - байпасный вентиль; 3 - “плюсовой” вентиль; 4 - “плюсовая” камера; 5 - пружина; 6 - шток; 7 - колокол; 8 - корпус; 9 - “минусовая” камера; 10 - индукционные обмотки; 11 - затворная жидкость; 12 - сердечник; 13 - труба.
Колокольный манометр состоит из металлического корпуса, где на упругой пружине подвешен колокол из металла. Края этого колокола погружены в затворную или рабочую жидкость. Таким образом в приборе образуется две рабочие камеры:
- Пространство над колоколом, куда подается большее давление - плюсовая камера.
- Пространство под колоколом, куда подается меньшее давление - минусовая камера.
Колокол штоком связан с сердечником, который располагается между индукционными катушками дифференциально-трансформаторного преобразователя. Для присоединения манометра к контролируемым объектам предназначены байпасный, “минусовой” и “плюсовой” вентили.
Жидкостные приборы для контроля давления выпускаются в виде показывающих и самопишущих приборов, предназначенных для местного контроля. Достоинствами жидкостных приборов являются высокая чувствительность и точность измерений. Но из-за использования в ниж токсичных жидкостей (в качестве рабочих) их использование ограничено вспомогательными производствами в некоторых областях промышленности, например, пищевой.
Приборы с упругими чувствительными элементами. Мембраны и сильфоны
Действие дифференционных приборов для контроля давления основано на уравновешивании измеряемого давления усилием деформации упругих чувствительных элементов. В результате деформации упругих элементов при помощи передаточного механизма осуществляется перемещение стрелочного показателя по шкале или перемещение устройства дистанционной передачи показаний. Приборы для контроля давления с упругими чувствительными элементами являются наиболее распространенными по количеству и номенклатуре. Они используются для измерения избыточных, вакууметрических и разности давлений газов и жидкостей. Достоинствами приборов с упругими чувствительными элементами являются широкий диапазон измерений при высокой точности показаний, хорошая ремонтопригодность. В сравнении с жидкостными приборами они имеют большую инерционность и меньшую чувствительность при измерений небольших давлений. Упругие чувствительные элементы делятся на три большие группы: мембраны, сильфоны и трубчатые пружины. Примеры различных сильфонов и мембран представлены на рисунке ниже.
Рисунок 2. Сильфоны и мембраны: 1, 2, 3- мембраны; 4 - мембранная коробка; 5, 6, 7 - сильфоны. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
На рисунке 1 показан плоская мембрана с незначительной жесткостью, поэтому она имеет небольшое перемещение центра под воздействием измеряемого давления. Чтобы его увеличить мембраны снабжаются гофрами - рисунок 2 (гофрированная мембрана). Для передачи больших усилий мембраны снабжаются металлическим центром, как показано на рисунке 3. Наиболее распространены мембранные коробки, обладающие большой чувствительностью при значительном перемещении центра. Сильфоны представляют собой тонкостенную гармошку из металла цилиндрической формы. Измеряемое давление может подаваться внутрь сильфона или снаружи. В данном случае сильфон заключается в наружную оболочку, как показано на рисунке 6. Чтобы увеличить жесткость (величина контролируемого параметра) используют подпружинные сильфоны - рисунок 7.
