Электрические манометры

Манометр сопротивления. Действие манометра основано на изменении сопротивления проводника под действием внешнего давления;

Емкостной манометр. Действие прибора основано на изменении емкости плоского конденсатора при изменении расстояния между обкладками;

Пьезоэлектрический манометр. Его действие основано на свойстве некоторых кристаллических веществ, создавать электрические заряды под действием механической силы;

Ионизационный манометр. Его действие основано на ионизации молекул газа потоком электронов, испускаемых раскаленным катодом

Преобразователи давления типа "Сапфир".

Эти манометры обеспечивают непрерывное преобразование значение измеряемого параметра (давления избыточного, абсолютного, разряжения, разности давлений нейтральных и агрессивных сред) в унифицированный токовый сигнал для дистанционной передачи (0 - 5 мА, 0 - 20 мА и др.). СРС

Примеры приборов Метран и т.д.

5. КОНТРОЛЬ УРОВНЯ

5.1. Методы измерения уровня жидкости, применяемые в химической промышленности

В химической промышленности для измерения уровня жидкости используются следующие методы измерения:

· С помощью указательных стекол. Указательные стекла применяются для местного измерения уровня в аппаратах, работающих при атмосферном или избыточном (до 1 МН/м²) давлении;

· С помощью поплавковых уровнемеров. В этих приборах чувствительным элементом яв­ляется поплавок с меньшей (плавающей) или большей (погруженный) плотностью, чем плотность жидкости (рис.4.63). Изменение уровня жидкости в аппарате с плавающим по­плавком вызывает его перемещение, которое посредством системы рычагов, тяг и тросов передается указателю, движущемуся по шкале, или вторичному прибору для показания, записи или передачи на расстояние значений высоты уровня жидкости в аппарате. В таких уровнемерах поплавок следит за уровнем жидко­сти.

Недостатки этих уровнемеров: перевернутая шкала; дополнительная погрешность измерения из-за изменения силы, натягивающей трос (при подъеме уровня к силе тяжести противовеса прибавляется сила тяжести троса).

Рис. 5.1. Простейший поплавковый измеритель уровня: 1 — поплавок; 2— ролики; 3 —противовес;4 — шкала

Действие уровнемеров с пружинным поплавком основано на изменении вы­талкивающей (архимедовой) силы, действующей на поплавок при его погружении в жидкость. Такой поплавок удерживается в подвешенном состоянии посред­ством пружинного элемента. Благодаря этому значительные по величине измене­ния уровня жидкости будут приводить лишь к небольшим перемещениям по­плавка.

· С помощью гидростатических уровнемеров. Они служат для измерения гидростатического дав­ления столба жидкости. Различают гидростати­ческие (с использованием интеллектуального датчика Метран ДГ), гидростати­ческие пьезометрические и дифманометрические уровнемеры. Действие гидростатических пьезометрических уровнеме­ров основано на изменении давления воздуха или газа, барботирующего через слой жидкости, с измеряемым уровнем при изменении последнего. Их часто применяют для определения уровня жидкостей с повышенной вязкостью. Дей­ствие гидростатических дифманометрических уровнемеров основано на определении уровня по перепаду давления между столбами изме­ряемой жидкости в аппарате и в уравнительном сосуде, уровень в котором постоянен. СРС

· Ультразвуковые уровнемеры принцип действия которых основан на измерении временного интервала между излученным и отраженным сигналами.

Ультразвуковые уровнемеры предназначены для обеспечения непрерывного измерения уровня жидкости и расстояния до жидкости в резервуарах, хранилищах, сточных ямах, демпферных резервуарах, а также расчета объема и расхода в открытых каналах и водосборниках. К достоинствам можно отнести дешевизну, простоту использования, отсутствие движущихся частей, отсутствует необходимость в калибровке, наличие встроенного датчика температуры и т.д..

Ультразвуковые импульсы излучателя уровнемера отражаются от поверхности жидкости. Уровнемер улавливает отраженные сигналы (эхо) и измеряет временной интервал между излученным и отраженным сигналом. На основании этого временного интервала рассчитывается расстояние до поверхности жидкости [8].

Встроенный датчик температуры непрерывно измеряет температуру в пространстве над жидкостью. Уровнемер использует значение температуры при расчете скорости звука в воздухе, компенсируя, таким образом, влияние температуры на измеряемое расстояние

СРС

· Радарные измерители подразделяют на бесконтактные и контактные для определения уровня жидких и сыпучих веществ, которые используют радарную технологию, основанную на распространении непрерывного частотно-модулированного излучения (НЧМИ) микроволнового диапазона. Они удобны там, где необходимо прямое измерение: при измерении коррозионных, абразивных, клейких или вязких жидкостей, с которыми проблематично использование контактных устройств; измерение при изменениях температуры и давления.

Сигнал радара (микроволна) посылается от измерителя к поверхности среды и отражается назад на приемник измерителя. Приемник оценивает разность фаз между посланным и принятым сигналом. Радарные измерители выдают аналоговый выходной сигнал (4-20) мА. Частота 24 ГГц и современная электроника позволяет радарным измерителям использовать небольшую антенну и получать узкий пучок излучения (рис.5.2). Маленькая легкая антенна упрощает установку, а узкий луч уменьшает нежелательное эхо от препятствий, находящихся в резервуаре, таких как мешалки, теплообменники, трубы для заполнения, перегородки, теплозащитные карманы и периодические потоки для заполнения резервуара.

Рис. 5.2. Радарный уровнемер

· Для предотвращения взрывов на объектах химической промышленности не применяются приборы, принцип работы которых основан на получении электрического сигнала, например: электрические уровнемеры (емкостные и омические), и достаточно дорогой и опасный радиоактивный метод.

5.2 Методы измерения уровня сыпучих материалов, применяемые в химической промышленности

Для ряда технологических процессов в химической промышлен­ности нередко возникает необходимость непрерывного измере­ния уровня сыпучих материалов в бункерах. Для этой цели наибольшее применение имеют поплавковые, электрические емко­стные, радиоизотопные, весовые и микроволновые контактные и бесконтактные радарные уровнемеры (описаны ранее) [6].

Принципиальная схема емкостного уровнемера показана на рис.4.73. В сосуд с жидкостью или сыпучим материалом 1, уровень которой необходимо измерять, опущен электрод 2, покрытый изоляционным материа­лом. Электрод вместе со стенками сосуда образует цилиндри­ческий конденсатор, емкость которого меняется при колебаниях уровня жидкости. Величина емкости измеряется электронным блоком 3, который затем подает сигнал в блок 4, представляющий собой релейный элемент в схемах сигнализации достижения определенного уровня [3].

Устройство и принцип действия датчика избыточного давления «Сапфир-22 ДИ»

Датчик САПФИР-22ДИ (рис.4.10) для измерения избыточного давления состоит из измерительного блока 4 и унифицированного электронного устройства 5. Внутри основания 2 блока 4 размещен мембранный тензопреобразователь 7, полость 8 которого заполнена кремнийорганической жидкостью и отделена от измеряемой среды гофрированной мембраной 10. Мембрана приварена по наружному контуру к основанию 2. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами, прочно соединенная с мембраной 10. Основное свойство тензорезисторов – способность изменять свое электрическое сопротивление в зависимости от степени прогиба мембраны тензопреобразователя.

Измеряемая величина (давление среды в технологическом аппарате или трубопроводе) подается в камеру 11 фланца 9 измерительного блока и через жидкость, заполняющую тензопреобразователь, воздействует на мембрану, вызывая ее прогиб и изменение электрического сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 5 по проводам через вывод 6. Электронное устройство преобразует этот сигнал в токовый выходной сигнал манометра, значение которого зависит от измеряемого давления.

Устройство и принцип действия грузопоршневого

манометра МП -60

Грузопоршневые манометры в основном применяются для градуировки и поверки различных видов пружинных манометров, так как отличаются высокой точностью и широким диапазоном измерений от 0,098 до 980 МН/м² (1—10000 кгс/см²). Принцип действия грузопоршневых манометров следующий. На поршень, свободно движущийся в цилиндре, действуют две силы: сила от давления жидкости, с одной стороны, и сила тя­жести положенных на поршень грузов – с другой. Образцовый грузопоршневой манометр (рис.4.7–4.8) состоит из колонки, укрепленной на станине прибора, в которой имеется вертикальный цилиндрический канал, в нем движется пришлифованный поршень, несущий на верхнем конце тарелку для установки грузов. Верхняя часть колонки снабжена воронкой для сбора масла, просачивающегося через зазор между поршнем и цилиндром. В станине высверлен горизонтальный канал, в расширенной части которого движется посредством винтового штока поршень 7, уплотненный манжетами. Канал в станине соединяется с каналом колонки и каналами двух бобышек, предназначенных для укреп­ления поверяемых манометров. Кроме того, с каналом станины соединен канал воронки 8, которая служит для заполнения системы маслом. Каналы для отсоединения их от канала станины снабжены игольчатыми вентилями 9-12. Назначение вентиля 13 - спуск масла из прибора. Максимальное давление, создаваемое грузами, 4,90 МН/м² (50 кгс/см²). Рассчитывается по формуле:

,

где f_эф – эффективная площадь сечения штока поршня. А показывает ли поверяемый манометр с упругим чувствительным элементом такое же давление? Для поверки манометров на большее давление пользуются поршневым прессом, отсоединив от прибора поршневую колонку 1 вентилем 10. В качестве при­бора сравнения применяют образцовый пружинный манометр: его присоединяют к одной из бобышек 4, а поверяемый прибор - к другой бобышке.

Схема образцового поршневого манометра:

1 — колонка; 2— поршень; 3 и 8 — воронки; 4 — бобышки;

5 — канал; 6 — тарелка; 7 — поршень; 9 – 13 —вентили

МП-600

Дата добавления: 2014-12-10