Электрические манометры

ПРУЖИННЫЕ МАНОМЕТРЫ (ДЕФОРМАЦИОННЫЕ)

По виду чувствительного элемента деформационные приборы делятся на следующие группы: приборы с трубчатой пружиной (рис. 2, а, б); мембранные приборы, у которых упругим элемен­том служит мембрана (рис. 2, е), анероидная или манометри­ческая коробка (рис. 2, г, д), блок анероидных или манометри­ческих коробок (рис. 2, е, ж); пружинно-мембранные с гиб­кой мембраной (рис. 2, з); приборы с упругой мембраной (сильфоном) (рис. 2, и); пружинно-сильфонные (рис. 2, к).

Рис. 2. Пружинные приборы

В этих приборах измеряемое давление или разрежение уравновешивается силами упругого противодействия различных чувствительных элементов (трубчатой пружины, мембраны, сильфона и т.п.), деформация которых, пропорциональная измеряемому параметру, передается посредством системы рычагов на стрелку или перо прибора. При снятии давления чувствительный элемент вследствие упругой деформации возвращается в свое первоначальное положение. Благодаря простоте и надежности конструкции, наглядности показаний и широким пределам измерения пружинные приборы нашли широкое применение для измерения и регистрации давления и разрежения.

Действие приборов этой группы основано на прямом или косвенном преобразовании давления в электрический параметр, функционально связанный с давлением. Примером электрических манометров служат преобразователи серии «Сапфир» и заменяющей их серии «Метран».

2.2.1. Устройство преобразователя Сапфир‑22

Преобразователи предназначены для работы в системах автоматического контроля (САК), регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра - давления избыточного в унифицированный сигнал постоянного тока.

Принцип действия приборов основан на использовании тензорезисторного эффекта в пленке кремния, нанесенной на поверхность монокристаллической пластинки из сапфира 4. Пластинка, в свою очередь, плотно связана с металлической мембраной 3, на которую воздействует измеряемое давление. Деформация чувствительного элемента, пропорциональная величине измеряемого параметра, вызывает изменение сопротивлений кремниевых тензорезисторов 5, которое в электронном устройстве преобразуется в унифицированный выходной сигнал постоянного тока. От измеряемой среды чувствительный элемент защищен гофрированными металлическими мембранами 8, изготовленными из коррозионностойких материалов.

Питание преобразователей обеспечивается от внешнего источника – блока питания 22 БП-36 – постоянным напряжением 36 В.

Выходной сигнал преобразователей 0-5; 0-20 и 4-20 мА. Основная погрешность ±0,1; ±0,25; ±0,5%.

Преобразователи изготавливаются в обычном (Сапфир-22), искробезопасном (Сапфир-22-Ех) и взрывозащищенном (Сапфир-22-Вн) исполнениях.

Рис. 7. Устройство преобразователей Сапфир‑22 ДИ

Преобразователи состоят из измерительного 2 и унифицирующего 1 электронного блоков (рис.7).

В измерительном электроном блоке 2 находятся:

3 - металлический мембранный тензопреобразователь;

4 - монокристаллический сапфир;

5 - кремниевые пленочные тензорезисторы;

6 - кремнийорганическая жидкость;

7 - корпус;

8 - гофрированная металлическая мембрана;

9 - полость, соединенная с атмосферой;

10 - фланец;

11 - рабочая камера

12 - гермовывод.

2.2.2. Принцип работы преобразователя Сапфир‑22

Принцип работы основан на изменении электрического сопротивления чувствительного элемента (ЧЭ) при деформации, вызываемой действием давления.

Измеряемый параметр подается в камеру измерительного блока, воздействует через мембрану 8 и кремнийорганическую жидкость 6 на ЧЭ, который представляет собой мембрану 3 с приклеенной к ней пластиной монокристаллического сапфира.

Деформация ЧЭ линейно преобразуется в изменение электрического сопротивления тензопреобразователя, электронное устройство преобразует изменение сопротивления в выходной сигнал постоянного тока, который передается по проводам через гермовывод 12.

Зависимость между измеряемым параметром и выходным сигналом определяется уравнением: , где

– расчетное значение выходного сигнала, соответствующее измеряемому давлению, мА;

– наибольшее значение выходного сигнала, мА;

, – измеряемое и наибольшее значение измеряемого параметра, кгс/см²;

Периодическая поверка технического состояния на производстве производится не реже одного раза в два года, а также после перенастройки преобразователя на другой диапазон измерения или его ремонта. Техническое обслуживание преобразователя заключается в периодической поверке (один раз в полгода) и корректировке нуля и в удалении конденсата из рабочих камер.

В настоящее время датчики «Сапфир» заменены более совершенными датчиками концерна «Метран» с одноименным названием.

Дата добавления: 2015-05-09