Колокольные дифманометры (см. рисунок 2.3) представляют собой колокол, погруженный в рабочую жидкость и перемещающийся под влиянием разности давлений. Противодействующая сила создается за счет утяжеления колокола при его подъеме и уменьшении тяжести колокола при его погружении. Достигается это за счет изменения гидростатической подъемной силы, действующей на колокол согласно закону Архимеда.
Принцип действия: если давления в измерительных камерах 2 и 3 равны, то колокол 1 находится в положении, показанном на рисунок 2.3,А.
Если перепад давления d(Р1 – Р2) существует, то колокол всплывает. Всплытие происходит до тех пор, пока изменение подъемной силы от перепада давления на колокол и изменение гидростатической подъемной силы не уравновесятся.
Рисунок 2.3 - Схема колокольного дифманометра
В состоянии равновесия
d(Р1- Р2)F= (dH+dY)fg(p - p ),
dh=dY+dX,
d(Р1-Р2)=dh(p - p )g,
FdY=dfdH+(Ф-F)dY,
где F-площадь внешнего поперечного сечения колокола;
dH-перемещение колокола;
|
|
dY-перемещение жидкости под колоколом;
df-площадь поперечного сечения стенок колокола;
dh-разность уровней жидкости снаружи и внутри колокола;
dX-перемещение жидкости внутри сосуда;
Ф-площадь поперечного сечения широкого сосуда;
f-внутренняя площадь поперечного сечения колокола;
p , p - плотность рабочей жидкости и измеряемой среды.
Отсюда .
После интегрирования от 0 до (Р1-Р2)
. (2.6)
Формула (2.6) - статическая характеристика колокольного дифманометра с гидростатическим уравновешиванием.
Для обеспечения измерения перепада давления в широком диапазоне должно быть по возможности уменьшено.
Колокольный дифманометр обладает высокой чувствительностью. Поэтому может быть использован для измерения малых давлений, перепадов давлений и разряжений.
Некоторые модификации колокольных дифманометров снабжаются преобразователями П, посредством которых перемещение колокола преобразуется в унифицированный сигнал, передаваемый по каналу связи.
|