Пневматический метод

Пневматический метод измерения деформаций конструкции основан на использовании системы сопло - заслонка. На пути продувки газа устанавливают систему из неподвижного отверстия и подвижного эле­мента (заслонки),перекрывающего отверстие и связанного с деформиру­емым образцом. Геометрические размеры и конфигурацию выбирают таки­ми, чтобы проходное сечение отверстия существенно изменялось при перемещении подвижного элемента. Перепад давления на отверстии яв­ляется мерой перемещения подвижного элемента и деформации образца.

Принципиальные схемы работы пневматических датчиков перемеще­ния типа дросселирующих заслонок в комбинации с соплами показаны на рис. 1.6.

Для определения перемещения и связи его с расходом воздуха (газа) через сужающееся устройство пневматических систем наибольшее распространение получили следующие зависимости:

где G - весовой расход газа; - коэффициент расхода; F – площадь, через которую происходит истечение газа; R - газовая постоянная; Т - абсолютная температура; g - ускорение силы тяжести; p₁ и p₂ - давление до и после сужающего устройства; k - коэффи­циент пропорциональности.

Формула (1) применима для докритического режима истечения, т.е. Коэффициент - зависит от формы и размеровсужающего устройства, а также от перепада давления на нем.

Формула (2) применяется для капилляров при , для сопла с заслонкой при h< 0,02 мм. Коэффициент пропорциональности k зависит от площади отверстия F и формы отверстия.

Для

(3)

- коэффициент динамической вязкости, кг/(м*с); - плотность газа, кг/м³.

Для гидравлических сужающих устройств расход жидкости определя­ется по формуле

(4)

- коэффициент расхода (может быть принят 0,611).

На рис. 1.7 представлены расчетные данные сужающих устройств. Преимущества пневматических датчиков перемещения: бесконтактное из­мерение деформаций нагретых до высоких температур материалов; прос­тота конструкции; значительная выходная мощность (равная произведе­нию давления на расход среды); взрывобезопасность.

Недостатком пневматического метода является необходимость непрерывной прокачки газа (инертного) через элементы, находящиеся в зоне испытания образца.