Yoga-mgn.ru

Строительный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

10.4. Измерение давления газа . Часть 1

10.4. Измерение давления газа . Часть 1

где F-сила, ньютон, Н; S- площадь, m2.

Единица 1 Н/м2 = 1 Па, а 1 атм = 101325 Па, внесистемная единица давления «бар» равна 105 Па.Для измерения давления широко применяют ртутные и водяные манометры. С ними связаны еще две единицы измерения давления: миллиметр ртутного столба, сокращенно — мм рт. ст., или торр, и миллиметр водяного столбе сокращенно — мм вод. ст., или мм Н2O.

Обозначение единицы давления «торр» связано с именем Торричелли, Эванджелиста (1608 — 1647) — итальянского физика и математика, ученика Г. Галлилея. Торричелли впервые изобрел ртутный барометр. Единица давления 1 торр равна гидростатическому давлению столба ртути высотой 1 мм на плоское основание при 0 °С. Единица давления 1 мм вол. ст. равна гидростатическому давлению столба воды высотой 1 мм на плоское основание при +4 °с

Соотношения между единицами измерения давления: 1 торр = 133,322 Па 1 атм = 760 торр, 1 торр = 13,5951 мм вод. ст., 1 мм вод. ст. = 9,807 Па = 7,678-10 -2 торр.

Для измерения давления применяют жидкостные, мембранные, пружинные, тепловые и электрические манометры различных конструкций с использованием простых и сложных электронных и оптических схем.

Манометры, предназначенные для измерения атмосферного давления, называют барометрами (от греч. baros — тяжесть и metreo — измеряю), для измерения давления ниже атмосферного — вакуумметрами, а для измерения разности двух давлений ни одно из которых не является атмосферным, — дифманотрами, или дифференциальными манометрами.

Жидкостные манометры. Жидкостные манометры — самые простые и точные приборы для измерения давления. В таком приборе измеряемое давление (или вакуум) либо разность давлений уравновешиваются давлением столба манометрической жидкости, заполняющей прибор. Диапазон измерения давления жидкостными манометрами — от 10 -4 до 10 5 Па (или от 10 -6 до 760 торр).

Жидкостные манометры делят на две большие группы: барометры и вакуумметры. Их применяют в основном для определения давления в лабораторных условиях и для проверки других манометров.

Манометрической жидкостью в жидкостных манометрах чаще всего является ртуть, а при малых диапазонах измерения давления — вода, этанол, толуол, силиконовое масло.

Ртуть в обычных условиях имеет очень небольшое давление пара и обладает неизмеримо малой способностью растворять газы.

Рис. 241. Ртутный барометр (в). Высота мениска (б). U-образный барометр с отрытым коленом (в) и U-образный дифбарометр (г)

Однако высокое поверхностное натяжение ртути приводит к тому, что ее мениск даже в достаточно широких трубках имеет выпуклый вид. Обусловленная этим явлением погрешность измерений для манометрических трубок с внутренним диаметром 8 мм составляет около минус 0,07 мм, а при диаметре 16 мм -примерно минус 0,01 мм.

Ртутные барометры делят на чашечные с вертикальным расположением барометрической трубки, U-образные и на приборы с наклонной барометрической трубкой.

В первом типе приборов чашка 5 (рис. 241,а), наполненная ртутью, непосредственно сообщается с атмосферой через защитный патрон 6, а барометрическая трубка 3 имеет запаянный конец и снабжена наружной шкалой 1 с подвижной шкалой-нониусом 4, позволяющей измерять положение мениска ртути с погрешностью ±0,1 мм. Положение мениска ртути и определяет внешнее атмосферное давление в мм рт. ст. Защитный патрон 6 служит для предотвращения попадания пыли на открытую поверхность ртути в сосуде 5. Он содержит активированный уголь, пропитанный иодом, и закрыт с двух сторон полимерной ватой. Такой фильтр защищает ртуть от пыли и одновременно не позволяет проникать пару ртути из сосуда 5 в помещение.

Для приготовления адсорбента 20 г активированного угля пропитывают раствором, содержащим 5 г иода в 50 мл метанола, отфильтровывают и высушила воздухе.

Прежде чем проводить какие-либо отсчеты, барометр устанавливают строго вертикально по отвесу 7. Отклонение на 1° от вертикали вызывает погрешность в измерении давления ±0,1 мм при высоте столбика ртути h=760 торр.

Отсчет значения h, берут от нижней нулевой точки шкалы когда острие 8 касается поверхности ртути, до верхней линии 0-0 мениска ртути в трубке 3 (рис. 241,6). При оценке положения мениска он должен находиться на уровне глаз. Вследствие отражения делений шкалы, нанесенных на трубку, от поверхности ртути, положение верхней точки мениска трудно заметить. Поэтому отсчет для барометрических трубок с нанесенными на них делениями рекомендуют брать на фоне передвижном полости бумаги или стекла, имеющей одну половину черную -другую белую (см. рис. 81,е). Окулярную нить зрительной трубы для отметки 0-0 (на рис. не показана) устанавливают так, чтобы деления шкалы, если она нанесена на барометрическую трубку оказались сбоку, а не перед глазами.

Истинное расстояние h отвечающее температуре 1 между острием 8 и верхней точкой мениска 0-0 на шкале, отличается из-за термического расширения шкалы от произведенного отсчета ht и равно:


(Ю.2)

где отсчет по шкале при температуре t, — температура, при которой градуировалась шкала; а — коэффициент линейного расширения материала шкалы; значения а для стекла и латуни равны соответственно 1 • 10 -5 и 2 • 10 -5 на 1 °С.

После приведения значения ht, к истинному ht0 вносят еще и температурную поправку. Тогда


(10.3)

где beta — коэффициент объемного расширения ртути, равный 1,8168*10 -4 на 1 °С в температурном интервале 0—100 o C.

Эта поправка приводит объем ртути, отвечающий температуре t, к объему, занимаемому ею при 0 °С. Поэтому ртутные манометры в процессе измерения давления должны быть защищены от изменения температуры вдоль барометрической трубки. Погрешность в оценке температуры на 1 °С будет соответствовать погрешности 0,12 мм при определении давления.

Если ртутный барометр содержит над ртутью остаточный воздух, то исключить его влияние на показания прибора можно только калибровкой такого барометра по образцовому прибору

Ртутный барометр U-образного типа с открытым концом (рис. 241,в) имеет около изгиба сужение 3 для того, чтобы резкие колебания давления не привели к выбросу ртути. Этот типы манометров широко применяют для измерения давлений от 5 до 300 торр. При измерениях трубку 4 соединяют с системой повышенного давления, а трубку 1, снабженную шкалой 2, оставляют открытой на атмосферу.

Тогда давление в системе, связной с манометром через трубку 4, будет равно алгебраической сумме показаний барометра, расположенного вблизи, и данного барометра.

В показания этих двух барометров вносят все поправки, рассмотренные выше при описании барометра. Наиболее серьезным источником погрешностей является капиллярное понижение мениска ртути. В табл. 35 приведены поправки на это явление, которые прибавляют к наблюдаемой высоте ртутного столба.

Данными табл. 35 можно пользоваться только при работе с совершенно сухой и чистой ртутью . Из табл. 35 видно, что применение для манометров трубок небольшого внутреннего диаметра приводит к неприемлемо высоким значениям капиллярного понижения мениска ртути, которое сильно зависит от высоты мениска 1. Поэтому применять для ртутных Урометров и манометров трубки с диаметром меньше 8 мм не Рекомендуют.

Если сечения левой и правой трубок барометра и манометра одинаковы и мениски ртути имеют одну и ту же высоту l, то никаких добавочных измерений проводить не нужно. Если же диаметры трубок разные и мениски ртути не одинаковы по высоте, то следует ввести поправку, представляющую собой разить поправок для верхнего и нижнего менисков.


Рис. 242. Наклонный барометр (а) и U-образный вакуумметр (б)

Перед началом измерений U-образным барометром проводят проверку нуля, соединив с атмосферой оба колена а в дифбарометре (рис. 241,г), соединив оба колена между собой при помощи крана 3 при закрытых кранах 1 и 2 По закону сообщающихся сосудов уровни в обоих коленах при этом устанавливаются на одной горизонтали. Перемещая шкалу 4 вверх или вниз, совмещают ноль шкалы с этой горизонталью.

Наклонный барометр с открытым концом 1 (рис. 242,а) обладает более высокой чувствительностью к изменениям давления по сравнению с U-образным вертикальным барометром. В наклонном колене 3 ртуть продвигается на большее расстояние 1 и измеряемое давление ее столба по шкале 2 равно


(10.4)

где α — угол наклона трубки к горизонтали.

Жидкостные вакуумметры — приборы для измерения небольших давлений газа в системе (вакуум от лат. vacuum — пустота). Вакуум считают низким, если давление соответствует 100 — Па Па (примерно, 1 — 100 торр), среднему вакууму отвечает давление от 100 до 0,1 Па, и высокому — от 0,1 до 10 -6 Па.

Для измерения низкого вакуума в интервале 600 — 4*10 -4 Па (5 — 300 торр) в лабораториях широко используют U-образный вакуумметр (рис. 242,6). Он является составной частью любой установки по вакуумной перегонке жидкостей (см. разл-8.4).

Высота вакуумметрической трубки 1 определяет значение измеряемого давления. Внутренний диаметр этой трубки равен 9-10 мм.

Критерием отсутствия воздуха в трубке 1 служит появления резкого звука, когда ртуть ударяется в запаянный конец трубки Если в трубке 1 виден хотя бы мельчайший пузырек воздуха вакуумметр нельзя использовать.

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ, РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИЙ И РАЗРЕЖЕНИЯ

Приборы для измерения давления. Виды и работа. Применение

Характеристикой давления является сила, которая равномерно воздействует на единицу площади поверхности тела. Эта сила оказывает влияние на различные технологические процессы. Давление измеряется в паскалях. Один паскаль равен давлению силы в один ньютон на площадь поверхности в 1 м2. Применяют приборы для измерения давления.

Виды давления
  • Атмосферное давление образуется атмосферой Земли.
  • Вакуумметрическое давление – это давление, не достигающее величины атмосферного давления.
  • Избыточное давление – это величина давления, превосходящая значение атмосферного давления.
  • Абсолютное давление определяется от величины абсолютного нуля (вакуума).
Виды и работа

Приборы, измеряющие давление, называются манометрами. В технике чаще всего приходится определять избыточное давление. Значительный интервал измеряемых величин давлений, особые условия измерения их во всевозможных технологических процессах обуславливает разнообразие видов манометров, которые имеют свои различия по конструктивным особенностям и по принципу работы. Рассмотрим основные из применяемых видов.

Читать еще:  Лопата: неизвестное об очень известном инструменте
Барометры

Барометром называют прибор, измеряющий давление воздуха в атмосфере. Существует несколько видов барометров.

Ртутный барометр действует на основе перемещения ртути в трубке по определенной шкале.

Жидкостный барометр работает по принципу уравновешивания жидкости давлением атмосферы.

Барометр-анероид работает на изменении размеров металлической герметичной коробки с вакуумом внутри, под действием давления атмосферы.

Электронный барометр является более современным прибором. Он преобразовывает параметры обычного анероида в цифровой сигнал, отображающийся на жидкокристаллическом дисплее.

Жидкостные манометры

В этих моделях приборов давление определяется высотой столба жидкости, которое выравнивает это давление. Жидкостные приборы для измерения давления чаще всего выполняют в виде 2-х стеклянных сосудов, соединенных между собой, в которые залита жидкость (вода, ртуть, спирт).

Рис-1

Один конец емкости соединен с измеряемой средой, а второй открыт. Под давлением среды жидкость перетекает из одного сосуда в другой до выравнивания давления. Разность уровней жидкости определяет избыточное давление. Такими приборами замеряют разность давлений и разрежение.

На рисунке 1а изображен 2-х трубный манометр, измеряющий вакуум, избыточное и атмосферное давление. Недостатком является значительная погрешность измерения давлений, имеющих пульсацию. Для таких случаев применяют 1-трубные манометры (рисунок 1б). В них один край сосуда большего размера. Чашка соединена с измеряемой полостью, давление которой передвигает жидкость в узкую часть сосуда.

При замере берется во внимание только высота жидкости в узком колене, так как жидкость изменяет свой уровень в чашке незначительно, и этим пренебрегают. Чтобы произвести замеры малых избыточных давлений используют 1-трубные микроманометры с трубкой, наклоненной под углом (рисунок 1в). Чем больше наклон трубки, тем точнее показания прибора, вследствие увеличения длины уровня жидкости.

Особой группой считаются приборы для измерения давления, в которых движение жидкости в емкости действует на чувствительный элемент – поплавок (1) на рисунке 2а, кольцо (3) (рисунок 2в) или колокол (2) (рисунок 2б), которые связаны со стрелкой, являющейся указателем давления.

Рис-2

Преимуществами таких приборов является дистанционная передача и их регистрация значений.

Деформационные манометры

В технической области приобрели популярность деформационные приборы для измерения давления. Их принцип работы заключается в деформации чувствительного элемента. Эта деформация появляется под действием давления. Упругий компонент связан со считывающим устройством, имеющим шкалу с градуировкой единицами давления.

Деформационные манометры делятся на:
  • Пружинные.
  • Сильфонные.
  • Мембранные.

Рис-3

Пружинные манометры

В этих приборах чувствительным элементом является пружина, соединенная со стрелкой передаточным механизмом. Давление воздействует внутри трубки, сечение старается принять круглую форму, пружина (1) пытается раскручиваться, в результате стрелка передвигается по шкале (рисунок 3а).

Мембранные манометры

В этих приборах упругим компонентом является мембрана (2). Она прогибается под давлением, и воздействует на стрелку с помощью передаточного механизма. Мембрану изготавливают по типу коробки (3). Это увеличивает точность и чувствительность прибора из-за большего прогиба при равном давлении (рисунок 3б).

Сильфонные манометры

В приборах сильфонного типа (рисунок 3в) упругим элементом является сильфон (4), который выполнен в виде гофрированной тонкостенной трубки. В эту трубку воздействует давление. При этом сильфон увеличивается в длину и с помощью механизма передачи передвигает стрелку манометра.

Сильфонные и мембранные виды манометров используют для замеров незначительных избыточных давлений и вакуума, так как упругий компонент имеет небольшую жесткость. При применении таких приборов для измерения вакуума они получили название тягомеров. Прибор, измеряющий избыточное давление, является напоромером, для измерения избыточного давления и вакуума служат тягонапоромеры.

Приборы для измерения давления деформационного типа имеют преимущество в сравнении с жидкостными моделями. Они позволяют производить передачу показаний дистанционно и записывать их в автоматическом режиме.

Это происходит вследствие преобразования деформации упругого компонента в выходной сигнал электрического тока. Сигнал фиксируется приборами измерений, которые имеют градуировку по единицам давления. Такие приборы имеют название деформационно-электрических манометров. Широкое использование нашли тензометрические, дифференциально-трансформаторные и магнитомодуляционные преобразователи.

Дифференциально-трансформаторный преобразователь

Рис-4

Принципом работы такого преобразователя является изменение силы тока индукции в зависимости от величины давления.

Приборы с наличием такого преобразователя имеют трубчатую пружину (1), которая передвигает стальной сердечник (2) трансформатора, а не стрелку. В итоге изменяется сила индукционного тока, подающегося через усилитель (4) на измерительный прибор (3).

Магнитомодуляционные приборы для измерения давления

В таких приборах усилие преобразуется в сигнал электрического тока вследствие передвижения магнита, связанного с упругим компонентом. При движении магнит воздействует на магнитомодуляционный преобразователь.

Электрический сигнал усиливается в полупроводниковом усилителе и поступает на вторичные электроизмерительные устройства.

Тензометрические манометры

Преобразователи на основе тензометрического датчика работают на основе зависимости электрического сопротивления тензорезистора от величины деформации.

Тензодатчики (1) (рисунок 5) фиксируются на упругом элементе прибора. Электрический сигнал на выходе возникает вследствие изменения сопротивления тензорезистора, и фиксируется вторичными устройствами измерения.

Электроконтактные манометры

В схемах сигнализации, системах авторегулирования технологических процессов, приборах тепловой защиты популярными стали электроконтактные манометры. На рисунке изображена схема и вид прибора.

Упругим компонентом в приборе выступает трубчатая одновитковая пружина. Контакты (1) и (2) выполняются для любых отметок шкалы прибора, вращая винт в головке (3), которая находится на внешней стороне стекла.

При уменьшении давления и достижении его нижнего предела, стрелка (4) с помощью контакта (5) включит цепь лампы соответствующего цвета. При возрастании давления до верхнего предела, который задан контактом (2), стрелка замыкает цепь красной лампы контактом (5).

Классы точности
Измерительные манометры разделяют на два класса:
  1. Образцовые.
  2. Рабочие.

Образцовые приборы определяют погрешность показаний рабочих приборов, которые участвуют в технологии производства продукции.

Класс точности взаимосвязан с допустимой погрешностью, которая является величиной отклонения манометра от действительных величин. Точность прибора определяется процентным соотношением от максимально допустимой погрешности к номинальному значению. Чем больше процент, тем меньше точность прибора.

Образцовые манометры имеют точность намного выше рабочих моделей, так как они служат для оценки соответствия показаний рабочих моделей приборов. Образцовые манометры применяются в основном в условиях лаборатории, поэтому они изготавливаются без дополнительной защиты от внешней среды.

Пружинные манометры имеют 3 класса точности: 0,16, 0,25 и 0,4. Рабочие модели манометров имеют такие классы точности от 0,5 до 4.

Применение манометров

Приборы для измерения давления наиболее популярные приборы в различных отраслях промышленности при работе с жидким или газообразным сырьем.

Перечислим основные места использования приборы для измерения давления в:
  • Газо- и нефтедобывающей промышленности.
  • Теплотехнике для контроля давления энергоносителя в трубопроводах.
  • Авиационной отрасли промышленности, автомобилестроении, сервисном обслуживании самолетов и автомобилей.
  • Машиностроительной отрасли при применении гидромеханических и гидродинамических узлов.
  • Медицинских устройствах и приборах.
  • Железнодорожном оборудовании и транспорте.
  • Химической отрасли промышленности для определения давления веществ в технологических процессах.
  • Местах с применением пневматических механизмов и агрегатов.
Похожие темы:
  • Датчики давления. Виды и работа. Как выбрать и применение
  • Тензометрические датчики (Тензодатчики). Виды и работа. Устройство


Ваш браузер не поддерживается

Ваш браузер не поддерживается

Интернет-сервис Студворк построен на передовых, современных технологиях и не поддерживает старые браузеры. Для просмотра сайта загрузите и установите любой из следующих браузеров:

Физики научились измерять давление через емкость

Ученым впервые удалось определить давление газа на основе измерения электрической емкости наполненного им конденсатора. Этот способ относится к первичным методам и позволит независимо проверять показания стандартных грузопоршневых манометров с высокой точностью, пишут авторы в журнале Nature Physics.

Физические величины можно измерить различными способами. Некоторые позволяют сразу получить оценку искомой величины — такие методы называются прямыми, но они существуют не для всех величин и, как правило, обладают значительными ограничениями. Поэтому обычно проводят косвенные измерения, при которых непосредственно определяется вспомогательная величина, которая затем позволяет вычислить искомую.

Процесс пересчета в рамках косвенного измерения также может проходить по-разному. В некоторых ситуациях измерительные приборы необходимо подвергать калибровке, то есть соотносить их показания с измерениями других инструментов. В таком случае точность измерения таким устройством не может быть лучше, чем у эталонного, с которым проходило сравнение.

Однако бывают случаи, когда можно обойтись и без калибровки — тогда говорят о первичном методе измерения. Его точность опирается на неопределенности в других используемых величинах и значениях физических констант. Использование нескольких высокоточных первичных методов разного рода для измерения одной величины позволяет добиться надежной оценки.

На данный момент стандартным методом измерения давления в области точной метрологии является механический — на основе грузопоршневых манометров. Он заключается в уравновешивании давления газа снизу от поршня тяжестью груза известной массы. Таким образом удается получать данные с относительной точностью на уровне одной миллионной вплоть до давления в семь мегапаскалей. Однако выше 0,1 мегапаскаля не существует другого первичного метода, который помогал бы сверять показания и искать источники систематических ошибок, что необходимо для расширения охватываемого диапазона.

Метод, предложенный физиками из Федерального физико-технического центра в Германии при участии Кристофа Гайзера (Christof Gaiser), как раз занимает эту нишу: им впервые удалось воплотить первичный метод измерения давления в газах на основе электрической емкости — впервые измерять давление таким способом предложили еще 20 лет назад.

Сам метод основан на предсказуемом изменении параметров конденсатора при его заполнении гелием, так как давление газа деформирует устройство, а сам он обладает диэлектрическими свойствами. Практическая реализация этой идеи была невозможна, так как не существовало достаточно стабильных конденсаторов, а параметры гелия, вычисляемые теоретически из первых принципов, не были известны с достаточной точностью. Также диэлектрическая проницаемость гелия весьма мала, что дополнительно осложняет ситуацию.

Читать еще:  Как без сверления сделать отверстие в закаленной стали

Эти проблемы были решены в рамках разработки новых эталонов величин системы СИ (в частности, кельвина) на протяжении последних лет. Это позволило провести сравнение показаний двух методов, которые показали одинаковые величины при давлениях до 7 мегапаскалей с точностью в 5 миллионных долей.

С точки зрения метрологии этот способ очень важен: это единственный первичный метод, который можно использовать для проверки показаний стандартного грузопоршневого манометра в диапазоне от 0,1 до 7 мегапаскалей с точностью на уровне нескольких миллионных долей. Авторы отмечают, что созданная ими установка слишком сложна для проведения массовых измерений. Ее можно было бы значительно упростить в случае использования газа с более высоким значением диэлектрической проницаемости. Подходящими значениями обладают неон и аргон, но теоретические значения их свойств пока недостаточно точно известны для проведения измерений с ошибками на уровне единиц миллионных долей.

В последние годы произошло масштабное переопределение единиц СИ: о начале процесса мы рассказывали в материале «Последний эталон», а завершился он 20 мая этого года. Отдельно мы писали о том, что килограмм стал нематериальным. О том как выглядят и как «живут» идеальные единицы измерения можно прочитать в тексте «Эталонный быт».

10.4. Измерение давления газа . Часть 1

Конструкторское бюро «АГАВА» производит современную и надежную автоматику для котлов и котельных.

Комплекты автоматики предназначены для автоматического управления практически любыми типами паровых и водогрейных котлов на газовом, жидком и твердом топливе, а также печами и сушилками.

АГАВА 6432 гарантирует безаварийную работу оборудования, а система диспетчеризации позволяет управлять объектами без постоянного присутствия оператора.

Линейка панелей операторов представлена двумя сериями АГАВА ПО-40 и АГАВА ПО-50.

ПО могут использоваться в качестве программируемого логического контроллера для управления оборудованием в различных областях промышленности, жилищно-коммунального и сельского хозяйства.

Визуализация осуществляется с помощью среды разработки AgavaHMI или CODESYS v3.5 SP10+.

Диагональ экрана 4,3″ / 7″ / 10,1″ / 15,6″

Линейка свободно программируемых логических контроллеров (ПЛК), а также модули ввода / вывода.

Программирование контроллеров осуществляется на языках МЭК 61131 в среде разработки CoDeSys 3.5 (контроллеры АГАВА ПЛК-40 и АГАВА ПЛК-30), либо в среде ISaGRAF 5 (контроллеры АГАВА 6432.20 ПЛК1 и АГАВА 6432.20 ПЛК2)

Контроллеры премиум класса по цене от 17 860 рублей.

Устройство цифровой индикации АДИ с цифровой и дискретной индикацией величины давления предназначено для:

  • цифровой фильтрации измеренных сигналов;
  • отображения цифровой информации о давлении и положении заслонки;
  • формирования сигналов при достижении заданных уровней контролируемого параметра.

Электрическое питание от стабилизированного источника постоянного тока напряжением от 12 до 27 В.

Потребляемый ток не превышает 50 мА.

Приборы семейства АДМ-100 позволяют получать исчерпывающую информацию об избыточном давлении жидкостей, паров и газов:

  • визуальную (с циферблата);
  • аналоговую (ток 4–20 мА);
  • дискретную (в зависимости от модификации).

Эти приборы применяются в жилищно-коммунальном хозяйстве, в системах централизованного контроля и управления технологическими процессами на объектах тепло-, водо-, нефте- и газоснабжения, в распределительных сетях, а также в локальных системах автоматизации насосного, компрессорного и другого оборудования.

Датчик давления АДН / АДР – малогабаритное изделие, в котором совмещены функции первичного датчика и вторичного прибора. Измеритель построен на современной элементной базе с использованием технологии лазерной калибровки и микропроцессорной обработки результатов измерений.

Применения измерителя возможно в качестве напоромеров и тягонапоромеров в автоматике защиты газовых котлов и горелок, в качестве преобразователей давления газа, воздуха, а также разрежения в контурах регулирования.

Датчик-реле контроля пламени АДП-01 предназначен для индикации наличия или отсутствия пламени и формирования сигнала для автоматики защиты котла.

Отличительные особенности датчика АДП-01:

  • в качестве чувствительного элемента в разных исполнениях используются фотодиод, фоторезистор, ультрафиолетовый сенсор, ионизационный сенсор;
  • имеет автоматическую регулировку усиления сигнала;
  • устойчив к вибрации элементов конструкции котлоагрегата.

БПРС предназначен для разветвления токового сигнала 4–20 мА на два гальванически развязанных сигнала 4–20 мА. Дополнительно позволяет запитывать стабилизированным напряжением постоянного тока электронные приборы.

Областью применения БПРС являются системы управления, регулирования, защитной автоматики, в том числе для газовых котельных.

Предлагаем вашему вниманию бюджетные частотные преобразователи (частотники) «ERMAN» для управления двигателями насосов, вентиляторов, дымососов, компрессоров, формовочных машин и др.

Произведем подбор частотного преобразователя под конкретные задачи. Гарантируем, что частотный преобразователь ERMAN прослужит долго и надежно.

Дорогие друзья!

Команда КБ АГАВА продолжает работать над совершенствованием своей продукции. Вы можете помочь нам в этой работе, ответив на вопросы анкеты, адресованной тем, кто на практике познакомился с тем или иным нашим изделием.

Итак, вы купили программируемый логический контроллер АГАВА.

Благодарим за помощь в работе! Постараемся учесть все ваши замечания.

Если у нас возникнут вопросы или уточнения, разрешаете ли вы с вами связаться?
Если да, укажите, пожалуйста ваш e-mail:

Команда КБ АГАВА

Новости

Ermangizer это система водоснабжения загородного дома, на основе преобразователя частоты ER-G-220.

Добавлена возможность заказа насосов и фильтров очистки. Таким образом, Эрманджайзер стал полноценной современной системой водоснабжения загородного дома.

КБ АГАВА поставило два комплекта автоматики для газовых котлов ПТВМ-50 установленных на ТЭЦ в Смоленской области.

В процессе проектирования осуществлялось плотное сотрудничество специалистов КБ АГАВА с организацией, работавшей над техническим перевооружением котлов в целом. С уральцами согласовывались почти все параметры реконструкции. Такое взаимодействие позволило в максимальной степени учесть пожелания заказчика и специфику объекта.

В течение августа 2020 года КБ АГАВА отправило заказчикам семь многофункциональных цифровых регистраторов АРВ. Это самая крупная поставка с начала выпуска данного изделия.

АРВ является микропроцессорным вычислительным устройством, он предназначен для индикации и архивирования технологических параметров, собираемых с внешних приборов и датчиков.

10.4. Измерение расхода и количества

В промышленности учет расхода жидкостей, пара и газа ведут с помощью двух групп приборов: расходомеров, измеряющих расход вещества, т. е. его количество, протекающее по трубопроводу в единицу времени, и счетчиков количества, измеряющих суммарный объем или массу вещества, протекающего по трубопроводу.

Часть расходомеров оборудована счетными устройствами, слу­жащими как для измерения расхода, так и для определения суммар­ного расхода за определенный промежуток времени. Наиболее широко применяют расходомеры переменного и постоянного пере­пада. Расход вязких жидкостей, например мазута, измеряют ульт­развуковыми расходомерами. Однако они сложны и дороги, поэтому их применяют сравнительно редко (в данной книге они не рас­сматриваются). Расходомеры, основанные на других принципах действия, пока еще не получили широкого распространения.

Расходомеры переменного перепада. Принцип действия расходомеров переменного перепада основан на измерении давления по перепаду, который создается в трубо­проводе установленным внутри него сужающим устройством. В суженном сечении увеличиваются скорость, а следовательно, и кинетическая энергия потока, что вызывает уменьшения его потенциальной энергии. Соответственно статическое давление потока после сужающего устройства будет меньше, чем перед ним. Разность между статическими давлениями потока, взятыми на некоторых расстояниях до и после сужающего устройства, называют перепадом давления.

Простейшая схема измерения расхода по методу переменного перепада давления (рис. 10.7) включает в себя сужающее устройство (диафрагму) 2, установленное в трубопроводе 1, соединительные трубки 3 для отбора давления до сужающего устройства и после него и передачи этого давления к U-образному манометру 4.

Рис. 10.7. Принципиальная схема измерения расхода по методу пере­менного перепада давления: 1 — трубопровод; 2 — сужающее устрой­ство (диафрагма); 3 — соединительные трубки; 4 — U-образный манометр

Перепад давления р будет тем больше, чем больше скорость потока, т. е. чем больше расход. Следовательно, перепад давления на сужающем устройстве является мерой расхода жидкости, газа или пара, проте­кающих через трубопровод.

К достоинствам расходомеров переменного перепада относится возможность использования их при различных температурах и давлениях измеряемой среды, а к недостаткам — потеря давления потока и относительная трудность промышленного применения расходомеров при малых расходах.

Для измерения расхода по методу переменного перепада дав­ления в качестве сужающих устройств применяют стандартные диафрагмы и сопла, изготовленные в соответствии с требованиями специальных правил.

В качестве стандартных сужающих устройств используются:

Наиболее часто в качестве сужающего устройства используются диафрагмы.

Расходомерная диафрагма представляет собой диск с отверстием. Диафрагмы бывают бескамерные и камерные. Бескамерная диафрагма 2 (ГОСТ 26969—86) представляет собой стальной диск, имеющий концентрическое (симметричное оси) отверстие с острой кромкой со стороны входа потока и коническую часть со стороны выхода. Толщина диска не должна превышать 0,05 внутреннего диаметра трубопровода. Бескамерные диафрагмы применяют в трубопроводах диаметром более 400 мм. Отбор дав­ления производится непосредственно перед диафрагмой и после нее по ходу потока в трубопроводе. При этом отборное устройство, установленное перед диафрагмой, обозначают знаком «+», а распо­ложенное за диафрагмой —знаком «—».

Камерная диафрагма (рис. 10.8) состоит из диска 1 и двух кольцевых камер 2 и для отбора давления до диафрагмы и после нее. Камеры соединяются с внутренним пространством трубопровода через коль­цеобразные щели А и Б, расположенные непосредственно у торцо­вой поверхности диафрагмы. Таким образом, отбор давления в камерных диафрагмах производится по периметру трубопровода для измерения среднего давления в трубопроводе. К камерам присоединяют трубки 5 и 6, передающие перепад давления от диафрагм к дифманометру.

Рис. 10.8. Камерная диафраг­ма: 1 — диск; 2, 3 — кольцевые камеры; 4, 7 — фланцы; 5, 6 — соединитель­ные трубки; 8 — прокладки; 9 -болты

Камерные диафрагмы применяют в трубопроводах с внутренним диаметром от 50 до 400 мм. Диафрагму и кольцевые камеры изготовляют из материалов, ус­тойчивых к длительным воздействиям измеряемой среды. Чаще всего диск делают из нержавеющей, а камеры—из угле­родистой стали. К качеству механической обработки поверхностей камерных диаф­рагм и других сужающих устройств предъявляют повышенные требования. Отверстие диска со стороны входа потока цилиндрическое на длине по оси не более 0,02 внутреннего диаметра трубопровода, а далее расточено на конус под углом 45° у выхода потока. Кромка отверстия диска у входа потока острая, без закруглений, вмятин и заусенцев. Угол между торцовой поверхностью диафрагмы и цилиндрической частью отверстия 90°.

Читать еще:  Как выбрать электрический рубанок: характеристики и производители

Камерные диафрагмы устанавливают на прямолинейных участ­ках трубопроводов между двумя фланцами 4 и 7, стягиваемыми болтами 9. Для уплотнения соединения между фланцами и кольце­выми камерами, а также между камерами и диском ставят прокладки 8. Материал для прокладок выбирают в зависимости от химических свойств и давления измеряемой среды.

Расходомерное сопло (рис. 10.9) состоит из плавно сужающейся части на входе и цилиндрической — на выходе.

Кром­ка цилиндрической части острая, без фасок, закруглений и заусен­цев. Очертание профильного отверстия сопла подобно очертанию струи при входе ее в сужающее устройство, поэтому в нем образуется значительно меньше завихрений, приводящих к безвозвратной потере давления потока, чем в диафрагме. Кроме того, сопла более стойки к истиранию и менее подвержены загрязнению. Но из-за сложности изготовления их применяют редко.

Рис. 10.9. Расходомерное сопло

Давление отбирают до начала сужения потока и в начале цилиндрической части сопла. На рисунке показаны два варианта отбора давления через кольцевые камеры (вверху) и через отдельные отверстия непосредственно у сужающего устройства (внизу).

Страница 8: ГОСТ 8.586.5-2005. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств (часть 5) (42320)

— при определении плотности через фактор сжимаемости

где — неопределенность фактора сжимаемости среды;

— при расчете плотности через коэффициент сжимаемости

где — неопределенность коэффициента сжимаемости среды.

Составляющую неопределенности , приведенную в формуле (10.16), рассчитывают по формуле

10.3.9 Неопределенность показателя адиабаты газа определяют на основе неопределенности, приписываемой справочным данным, взятым из соответствующих нормативных документов, устанавливающих методы косвенного расчета показателя адиабаты среды.

10.3.10 Неопределенность содержания -го компонента смеси определяют в соответствии с нормативными документами, которые устанавливают методы и СИ компонентного состава среды.

При известной приведенной основной погрешности применяемого СИ компонентного состава среды неопределенность рассчитывают по формуле

где — диапазон шкалы измерения -го компонента.

Если известно значение стандартной неопределенности , то относительную стандартную неопределенность рассчитывают по формуле

10.3.11 Относительную стандартную неопределенность принимают равной 1/2 значения , которое вычисляют согласно

— #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S (подпункт 5.3.3.3) — для диафрагм;

— #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (подпункт 5.1.7.3) — для сопел ИСА 1932;

— #M12291 1200047568ГОСТ 8.586.3#S (подпункт 5.3.5.3) — для сопел Вентури.

10.3.12 Относительную стандартную неопределенность принимают равной 1/2 значения , которое определяют в соответствии с #M12291 1200047567ГОСТ 8.586.2#S (подпункт 5.3.3.4).

10.3.13 При применении вычислительных устройств при расчете относительной суммарной стандартной неопределенности расхода необходимо учитывать неопределенность, обусловленную вычислительным устройством .

Эту неопределенность устанавливают по паспортным данным вычислителя.

Составляющую неопределенности расхода учитывают как дополнительную составляющую в формулах (10.13)-(10.16). В этом случае, например, формула (10.16) с учетом формулы (10.32) примет вид:

В случае применения измерительных комплексов (СИ, для которых погрешность нормирована с учетом погрешностей вычислителя и СИ параметров потока среды) неопределенности , и принимают равными нулю и не учитывают при расчете неопределенностей , , . При этом формула (10.35), например, примет вид:

где — составляющая неопределенности результата измерений расхода, вносимая измерительным комплексом с учетом составляющих неопределенностей результатов измерения , и .

10.4 Оценка неопределенности результатов определения количества среды

10.4.1 Список составляющих суммарной неопределенности результата определения количества среды включает неопределенности, имеющие место при определении расхода, и ряд дополнительных составляющих неопределенностей, обусловленных интегрированием уравнений расхода.

10.4.2 При применении вычислительных устройств учитывают неопределенность результата определения интервала времени , в течение которого рассчитывают количество среды.

Кроме того, при измерении величины возникает дополнительная неопределенность , обусловленная дискретизацией ее аналогового сигнала во времени .

10.4.2.1 Неопределенность рассчитывают по формуле

где — время интервала (например, сутки), которое показал вычислитель расхода и количества среды;

— время, определенное с помощью СИ, применяемого для проверки установки интервала времени вычислителя;

— интервал опроса измерительных преобразователей;

— число опросов измерительных преобразователей за время .

Неопределенность геометрически суммируют с составляющими неопределенности результата измерения расхода, приведенными в формулах (10.13)-(10.16), (10.35) и (10.36).

10.4.2.2 Неопределенность для каждой измеряемой величины рассчитывают по формуле

где — значение величины в -й точке на интервале () с шагом дискретизации .

Неопределенность геометрически суммируют с неопределенностью результата измерения величины , а именно: , , , и .

Неопределенность может быть оценена после проведения измерений, поэтому ее учет возможен только в реальных условиях эксплуатации. Если 1 с, то значение допускается принимать равным нулю.

10.4.3 При расчете количества среды по результатам планиметрирования диаграмм или показаниям интегрирующих устройств учитывают для каждой измеряемой и регистрируемой величины следующие дополнительные составляющие:

— неопределенность результата планиметрирования;

— неопределенность хода диаграммы;

— неопределенность результата определения среднего значения расхода за заданный интервал времени, обусловленная усреднением величины.

10.4.3.1 Неопределенность устанавливают по эксплуатационной документации применяемых планиметров с использованием соответствующих формул, приведенных в 10.1.3.

Неопределенность геометрически суммируют с составляющими неопределенности измерения величины , подлежащей планиметрированию, а именно , и .

10.4.3.2 Неопределенность устанавливают по эксплуатационной документации применяемых средств регистрации величин с применением соответствующих формул, приведенных в 10.1.3.

Неопределенность геометрически суммируют с составляющими неопределенности результатов измерения величины , подлежащей планиметрированию, а именно , и .

10.4.3.3 При применении средних значений , и в расчете количества среды возникают неопределенности, соответственно , и , которые рассчитывают по формулам:

где , и — относительные дисперсии величин, соответственно , и , которые находят в соответствии с [5] по формулам:

где , и — средние значения, соответственно , и за интервал времени планиметрирования ();

, и — абсолютные дисперсии величин, соответственно , и , в интервале времени планиметрирования ().

Оценку значений относительной дисперсии величин допускается рассчитывать по формуле

где и — соответственно максимальное и минимальное значение величины за интервал времени планиметрирования ().

Если для расчета количества среды применяются средние значения и , получаемые при применении корневого планиметра, то неопределенности, соответственно и , равны нулю.

Если известны нижнее и верхнее значения диапазона изменения величины , то составляющая неопределенности расхода, обусловленная заменой величины, входящей нелинейно в формулы расхода его средним значением, может быть рассчитана по формуле

где — вторая частная производная функции расхода по . Вторая частная производная, входящая в формулу (10.43), может быть рассчитана по формуле

где — расход при ; — расход при ; — расход при .

Если неопределенность менее 0,05%, то данной неопределенностью пренебрегают. Если условие не выполняется, то эту неопределенность геометрически суммируют с составляющими неопределенности результата определения количества среды.

10.4.4 Если величина принята за условно-постоянную величину, то относительную стандартную неопределенность результата определения данной величины рассчитывают по формуле (10.3).

Данную неопределенность геометрически суммируют с составляющими неопределенности результата измерения величины, например, .

10.4.5 Конкретные уравнения расчета относительных суммарных стандартных неопределенностей , и , соответственно массы , объема в рабочих условиях и объема , приведенного к стандартным условиям, определяют в соответствии с конкретными формулами расчета количества среды.

Например, неопределенность рассчитывают по формулам:

— в случае зависимости и , и применения вычислителя

— в случае зависимости и и применения измерительного комплекса [см. также формулу (10.36)]

При определении количества среды путем планиметрирования диаграмм неопределенность результата определения количества среды, например в случае зависимости и , рассчитывают по формуле:

Соотношение между единицами теплофизических величин

А.1 При выполнении расчетов, связанных с переводом единиц давления или перепада давления из одной системы в другую, используют соотношения, полученные в соответствии с #M12291 1200031406ГОСТ 8.417#S:

Па=10 бар=1,01972·10=7,50064·10 мм рт.ст.=1,01972·10 мм вод. ст.;

бар=10 Па=1,01972 =7,50064·10 мм рт.ст.=1,01972·10 мм вод.ст.;

=9,80665·10 Па=9,80665·10 бар=7,3556·10 мм рт.ст.=10 мм вод.ст.;

мм рт.ст.=1,3332·10 Па=1,3332·10 бар=1,3595·10 =1,3595·10 мм вод.ст.;

мм вод.ст.=9,80665 Па =9,80665·10 бар=10 =7,3556·10 мм рт.ст.

А.2 Значения динамической вязкости рассчитывают по известным значениям плотности среды и ее кинематической вязкости по формуле

При выполнении расчетов, связанных с переводом единиц динамической вязкости из одной системы в другую, используют соотношения:

=2,7778·10 =9,80665 Па·с=9,80665·10 ;

=3600 =3,5304·10 Па·с=3,5304·10 ;

Па·с =1,01972·10 =2,8325·10 =10 ;

=1,01972·10 =2,8325·10 =10 Па·с.

А.3 Формулы, приведенные в настоящем стандарте, представлены для исходных величин в единицах SI.

Если исходные величины заданы в других единицах, отличных от SI (, , , , , , , ), то их необходимо перевести в единицы SI (, , , , , , , ) согласно формулам:

— для перепада давления

— для диаметра отверстия СУ при температуре 20 °С

— для внутреннего диаметра ИТ при температуре 20 °С

— для динамической вязкости

— для массового расхода

— для объемного расхода в рабочих условиях

— для объемного расхода, приведенного к стандартным условиям,

где и — переводные коэффициенты для единиц, соответственно, давления и перепада давления, значения которых приведены в таблице А.1;

— переводной коэффициент для единиц диаметра отверстия СУ при температуре 20 °С. Если значение задано в мм, то 0,001 м/мм;

— переводной коэффициент для единиц внутреннего диаметра ИТ при температуре 20 °С. Если значение задано в мм, то 0,001 м/мм;

— переводной коэффициент для единиц динамической вязкости. Если значение задано в кгс·с/м, то 9,80665 Па·с/(кгс·с/м);

— переводной коэффициент для единиц массового расхода, значения которого приведены в таблице А.2;

— переводной коэффициент для единиц объемного расхода в рабочих условиях и приведенного к стандартным условиям, значения которого представлены в таблице А.3.

Таблица А.1 — Значения переводных коэффициентов для единиц давления и перепада давления

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector