Приборы для измерения и контроля давления и разности давлений

Термопреобразователи сопротивления.

Термопреобразователи сопротивления (ТС) по материалу чувствительного элемента подразделяются на платиновые (ТСП) и медные (ТСМ). Для одновременного измерения температуры одной точки двумя приборами применяются двойные ТС, в которые встроены два электрически изолированных друг от друга чувствительных элемента.

В качестве чувствительного элемента ТСП используют платиновую спираль, размещенную в каналах керамического каркаса и укрепленную там изоляционным порошком. Чувствительный элемент ТСМ представляет собой бескаркасную обмотку из медной проволоки, покрытую фторопластовой пленкой и помещенную в тонкостенную металлическую гильзу с керамическим порошком.

Чувствительный элемент размещен в защитном чехле при помощи соединительных проводов, электрически изолированных друг от друга, его подключают к колодке зажимов, расположенной в водозащищенной головке зажимов. Внутренне пространство чехла заполняют ингибиторным порошком. На колодке укреплены два, три или четыре зажима, обеспечивающие двух -, трех -, или четырехпроводное подключение одинарного прибора или двухпроводное двойного.

Приборы без соединительной головки оснащены выводными проводниками (двумя, тремя или четырьмя) со специальной заделкой.

Условиями правильного выбора ТС являются соответствие рекомендуемой области применения; идентичность статических характеристик ТС и совместно применяемых логометров, автоматических мостов и измерительных преобразователей; соответствие измеряемой температуры пределам измерений; соответствие прочности материала и конструкции защитной арматуры условия эксплуатации; длина монтажной части должна быть такой, чтобы середина чувствительного элемента размещалась в середине потока (на трубопроводах диаметром менее 50 мм. необходимо устанавливать расширители); учет такого динамического параметра – показатель тепловой инерции (инерционность); ограничение скорости технологических сред, допускаемых для ТСП (ТСМ). ТСП по сравнению с ТСМ могут обеспечить более высокую точность измерения.

Градуировка ТСП: 50П, 100П; ТСМ: 50М, 100М.

Приборы для измерения давления и разности давлений называются манометрами. Они подразделяются на барометры, манометры избыточного давления, вакуумметры, и манометры абсолютного давления. Манометры предназначенные для измерения давления или разрежения в диапазоне до 40 кПа, называются напоромерами и тягомерами. Тягонапоромеры имеют двустороннюю шкалу с пределами измерения до ± 20 кПа. Дифференциальные манометры применяют для измерения разности давлений. В зависимости от принципа, используемого для преобразования силового воздействия давления на чувствительный элемент в показания или пропорциональные измерения другой физической величины, наиболее часто применяемые средства измерения давления подразделяются на жидкостные, деформационные, электрические, ионизационные и грузопоршневые.

В жидкостных манометрах измеряемое давление или разность давлений уравновешивается давлением столба жидкости. В приборах используют принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением столба жидкости в другом.

В деформационных манометрах используется зависимость деформации чувствительного элемента или развиваемой им силы от измеряемого давления. Пропорциональная последнему деформация или сила преобразуется в показания или соответствующие изменения выходного сигнала. В соответствии с используемым чувствительным элементом деформационные манометры подразделяют на трубчато-пружинные, сильфонные и мембранные.

К электрическим приборам для измерения давления относятся манометры с тензопреобразователями и пьезоэлектрические. Чувствительным элементом манометров с тензопреобразователями является мембрана, на которой размещены проволочные, фольговые или полупроводниковые резисторы. При деформации мембраны под действием контролируемого давления сопротивление резисторов меняется. Принцип действия пьезоэлектрических манометров основан на пьезоэлектрическом эффекте, сущность которого заключается в возникновении электрических зарядов на поверхности сжатой кварцевой пластины, вырезанной перпендикулярно к кристаллической оси кристаллов кварца.

Для измерения давления в диапазоне от 10^-1 до 10^-8 Па используют ионизационные манометры, основным элементом которых является стеклянная манометрическая лампа. Принцип действия приборов заключается в том, что эжектируемые раскаленным катодом электроны ускоряются положительным напряжением, приложенным между анодом и катодом, и при своем движении ионизируют молекулы разреженного газа. Положительные ионы попадают на отрицательный зараженный коллектор; при постоянстве анодного напряжения и электронной эмиссии величина коллекторного тока зависит от измеряемого давления.

В грузопоршневых манометрах измеряемое давление уравновешивается силой тяжести неуплотненного поршня с грузами. Манометры используют в качестве образцовых средств воспроизведения единицы давления в диапазоне от 10^-1 до 10¹³ Па, а также для точных измерений давления в лабораторной практике.