Средства измерения давления
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
акой способ уравновешивания обычно называют механическим. Способ уравновешивания с помощью груза широкого распространения не получил и в приборах, выпускаемых в настоящее время, не реализуется.
У дифманомётров колокольных с гидростатическим уравновешиванием, колокол должен быть толстостенным и с достаточно большой рабочей площадью. В качестве разделительной жидкости в этих приборах применяют ртуть. Колокольные дифманометры этого типа в настоящее время не изготовляют и не применяют. У дифманомётров колокольных с уравновешиванием упругими силами винтовой пружины колокола изготовляют тонкостенными, а в качестве разделительной жидкости применяют трансформаторное масло. Форма колоколов у дифманометров колокольной системы может быть разнообразной, но в большинстве случаев колокола выполняются цилиндрической формы, ход которых пропорционален измеряемому давлению или перепаду давления. Имеются также дифманометры с колоколами, внутренние стенки которых имеют профилированную форму, ход этих колоколов пропорционален квадратному корню из значения измеряемого перепада давления. Дифманометры этого типа вследствие сложности изготовления профилированного колокола и необходимости применения в качестве разделительной жидкости ртути распространения не получили.
Рис. 9. Схема колокольного дифманометра
Рассмотрим колокольный дифманометр, схематически показанный на рис. 9. У этого прибора колокол, подвешенный на постоянно растянутой винтовой пружине, частично погружен в разделительную жидкость (трансформаторное масло), налитую в сосуд.
Колокол прибора будет находиться в равновесии, а уровень разделительной жидкости на отметке 0-0 до тех пор, пока под колоколом и в сосуде над ним давления одинаковы (р1 = р2). В этом случае равнодействующая сил, равная разности между силой тяжести колокола и гидростатическим давлением, уравновешивается силой упругости винтовой пружины.
При возникновении разности давлений р1 - р2 (р1 > p2) равновесие сил, приложенных к колоколу, нарушается. При этом появляется подъемная сила от перепада давления, направленная вверх, которая будет перемещать колокол в том же направлении. Это в свою очередь вызовет возникновение противодействующей силы, обусловленной изменением упругих сил винтовой пружины вследствие ее деформации. Когда подъемная сила сделается равной по своему значению противодействующей силе, то колокол, переместившись на высоту Н, займет новое положение равновесия.
Таким образом, изменяя жесткость пружины и внутреннюю площадь колокола, можно изменять чувствительность прибора, а следовательно, и верхний предел измерения.
Следует отметить, что изменение показаний дифманометра с тонкостенным колоколом при отклонении температуры окружающего воздуха от нормальной температуры до любой температуры от 5 до 50С очень мало и им можно пренебречь. Это является большим преимуществом приборов данного типа.
Изменение верхних пределов измерений у дифманометров колокольных достигается сменой пружин и колокола, причем для "перекрытия всех рабочих диапазонов от 0 до 100 кгс/м2 (от 0 до 1000 Па) обычно бывает достаточно иметь два размера колоколов.
Для ознакомления с устройством колокольных дифманометров в качестве примера рассмотрим выпускаемый в настоящее время Ивано-Франковским приборостроительным заводом дифманометр колокольный типа ДКО (модель 3702), схематично показанный на рис. 10, в котором разность давлений, воспринимаемая колоколом, уравновешивается упругими силами винтовой пружины. Дифманометр этого типа, выпускаемый без отсчетных устройств, снабжен дифференциально-трансформаторным передающим преобразователем.
Рис. 10. Дифманометр колокольный типа ДКО
В рассматриваемом приборе тонкостенный стальной колокол 5, подвешенный на винтовой пружине 5, плавает в разделительной жидкости (трансформаторном масле), налитой в сосуд 4. Трансформаторное масло отделяет плюсовую камеру (под колоколом) от минусовой (над колоколом). Для понижения центра тяжести колокола в нижней его части прикреплен кольцевой груз 10, который при перемещении колокола остается всегда погруженным в масло.
Дифференциально-трансформаторный преобразователь 9 закреплен на разделительной трубке 8, выполненной из нержавеющей немагнитной стали. Внутри разделительной трубки находится сердечник 11, жестко связанный с колоколом с помощью стержня 7, выполненного из немагнитной стали,
Дифманометр имеет два запорных вентиля для включения и выключения прибора и один уравнительный вентиль. При работе прибора большее (или избыточное) давление р1 подается через вентиль, обозначенный знаком +, и трубку 1 в запасную камеру (ловушку), а затем по трубке 2 - в пространство под колоколом. Меньшее (или вакуумметрическое) давление р2 через вентиль, обозначенный знаком -, и трубку 6 поступает во вторую запасную камеру (ловушку) и через трубку 12 подается в пространство над колоколом. Под действием измеряемой разности давлений р1 - р2 колокол и жесткосвязанный с ним сердечник дифференциально-трансформаторного преобразователя перемещаются до тех пор, пока усилие от приложенной к колоколу разности давлений не уравновесится упругими силами винтовой пружины. Перемещение сердечника приводит к изменению взаимной индуктивности между первичной и вторичной цепями преобразователя, а вместе с тем и к изменению выходного сигнала.
Если измеряемый перепад давления будет превыша?/p>