Манометр с электрической дистанционной передачей

У манометра с электрической дистанционной передачей (МЭД) (рисунок 4.1)перемещение свободного конца трубчатой пружины 1 передаётся сердечнику 2 дифференциально-трансформаторного преобразователя.

Когда значение давления соответствует номинальному, плунжер П занимает (рисунок 4.2) по отношению к вторичным обмоткам w₃ и w₂ среднее положение и на выходе преобразователя (точки 3 и 4) разность потенциалов отсутствует ( ). Если давление изменит своё значение, то на выходе преобразователя появится разность потенциалов, фаза и величина которой будет зависеть от величины и направления смещения плунжера в катушке.

Рисунок 4.2 - Схема дифференциально-трансформаторной передачи

Вторичный прибор (ВП) монтируется на специальном щите обычно в центральном пункте управления цеха или завода; катушки дифференциально-трансформаторного преобразователя (ВП) и датчика (Д) соединены электропроводами. Обмотки возбуждения датчика w₁ и ВП w₁^’ соединены линией питания (ЛП) последовательно и питаются напряжением от трансформатора, встроенного в корпус вторичного прибора.

Выходы вторичных обмоток катушек датчика (точки 3, 4) и вторичного прибора (точки 3^′ и 4^′) включены с помощью импульсной линии (ИЛ) встречно. Последовательно со вторичными обмотками преобразователей датчика и вторичного прибора в ИЛ включен электронный усилитель (ЭУ).

Если выходная разность потенциалов Е преобразователя датчика, пропорциональная контролируемой величине, не равна выходной Е^’ разности потенциалов преобразователя вторичного прибора, то в ИЛ появится напряжение небаланса , которое усилится ЭУ и с его выхода поступит на обмотку управления асинхронного реверсивного двигателя РД. Ротор РД начнёт вращаться и с помощью кулачка К, который кинематически связан с ротором, переместит плунжер (П^′) внутри катушки преобразователя вторичного прибора так, чтобы он занял по отношению к своим вторичным обмоткам w₂^’ и w₃^' такое же положение, какое занял плунжер (П) внутри катушки датчика по отношению к обмоткам w₂ и w₃. В этом случае разности потенциалов катушки вторичного прибора Е^’ и катушки датчика Е станут равными; при этом сигнал небаланса  в линии связи, а следовательно и на входе ЭУ, будет равен нулю и ротор РД остановится. Остановится и показывающая стрелка ПС, ось которой также кинематически связана с ротором РД, перемещавшаяся относительно шкалы (Шк), градуированной в единицах давления.

Манометры с одновитковой трубчатой пружиной подразделяются на образцовые, контрольные и технические с классами точности от 0,2 до 4 и верхними пределами измерения от 0,6 до 16000 кгс/см². Приборы выполнены в корпусах диаметрами 40 - 250 мм. На базе этих манометров выпускаются вакуумметры и мановакуумметры.

Датчик давления МС-П1 является унифицированным прибором пневматической ветви ГСП. Датчик предназначен для непрерывного преобразования величины измеряемого избыточного давления газов или жидкостей в пропорциональный пневматический сигнал давлением от 20 до 100 кПа (от 0,2 до 1 кгс/см²).

Датчик давления, схематически изображенный на рисунке 4.3, состоит из измерительного блока и унифицированного пневмосилового преобразователя.

Рисунок 4.3 Схема датчика давления МС-П1: 1 - сильфон измерительного блока; 2 - рычаги; 3 - подвижная опора; 4 - пружина; 5 - заслонка; 6 - сопло; 7 - усилитель; 8 - сильфон обратной связи.

Чувствительным элементом измерительного блока этого прибора является сильфон. Унифицированный преобразователь включает в себя управляющее устройство “сопло-заслонка” с системой рычагов, усилитель и сильфон обратной связи.

Измеряемое давление Р_изм подводится к сильфону 1 измерительного блока. При изменении измеряемого давления происходит небольшое перемещение рычажной системы 2 и заслонки 5 относительно сопла 6. Выходной сигнал Р_вых с усилителя направляется в пневматическую линию ко вторичному прибору и в сильфон обратной связи, уравновешивающий с помощью системы рычагов измеряемое давление Р_изм.

Регулирование диапазона измерений прибора может осуществляться изменением в пределах 1:10 его передаточного отношения посредством перемещения опоры 3 вдоль рычагов 2. Начальное значение выходного сигнала 20 кПа (0,2 кгс/см²) устанавливается при помощи пружины-корректора нуля 4. Схема усилителя прибора приведена на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 Схема усилителя датчика МС-П1: 1, 5 - шариковые клапаны; 2, 4 - мембраны; 3 - сопло; 6, 7, 9, 11 - камеры; 8 - постоянный дроссель; 10 - пружина; 12 - заслонка.

Воздух питания под давлением 1,4 кгс/см² поступает в камеру высокого давления II, откуда через шариковый клапан I направляется в камеры 6 и 9, а также через постоянный дроссель 8 в камеру 7 и к соплу 3. При полностью открытом сопле 3, благодаря жёсткости пружины 10 и действию воздуха на эффективную площадь мембраны 2, в камерах 6 и 9 поддерживается давление, равное (3,0-6,7)10³ Н/м². Когда же измеряемое давление Р_изм увеличивается, заслонка 12 приближается к соплу 3, вызывая возрастание давления в камере 7. При этом мембрана 4 закрывает шариковый клапан 5 сброса воздуха в атмосферу, мембрана 2 открывает шариковый клапан и давление Р_вых увеличивается до восстановления равновесия сил на мембранах 2 и 4.

В случае уменьшения измеряемого давления Р_изм заслонка 12 отходит от сопла 3, силы на мембранах действуют в обратном направлении и Р_вых уменьшается.

Пределы измерения датчиков давления МС-ПI от 0-0,4 до 0-4 кгс/см²; классы точности - от 0,6 до 1,6.

Мембранный компенсационный дифманометрДМПК-4 с пневматической передачей показаний на вторичный прибор предназначен для измерения избыточного давления, разряжения и перепада давлений неагрессивных жидкостей, паров и газов путём преобразования измеряемого параметра в пропорциональную ему величину давления сжатого воздуха, подаваемого на вторичный прибор.

Дифманометр ДМПК-4 (рисунок 4.5) состоит из мембранного измерительного элемента и пневмопреобразователя. Два давления или измеряемая разность между ними, подводятся в плюсовую и минусовую камеры дифманометра.

Рисунок 4.5 Схема дифманометра ДМПК-4 1 - корпус; 2, 14, 17 - мембраны; 3 - ленточная тяга; 4 - рычаг; 5 - уплотнительный сильфон; 6 - корректор нуля; 7 - сильфон обратной связи; 8 - сопло; 9 - заслонка; 10 - демпфер; 11 - дроссель; 12 - пневматическое реле; 13 - пружина; 15, 16 - шариковые клапаны; 18 - сопло.

Камеры расположены в металлическом корпусе I измерительного элемента и разделёны между собой резинотканевой мембраной 2 с жёстким центром. Мембрана 2 ленточной тягой 3 соединена с рычагом 4, выведенным из плюсовой камеры через уплотнительный сильфон 5. Рычаг 4 через систему ленточных тяг и рычагов связан с заслонкой 9 сопла 8. Для предотвращения колебаний заслонки 9 предусмотрен гидравлический демпфер I0. К соплу, укреплённому неподвижно на кронштейне, от пневматического реле 12 подводится сжатый воздух.

Пневмопреобразователь состоит из сопла 8, пневматического реле 12 и сильфона обратной связи 7, дно которого связано с заслонкой 9. Узел “сопло-заслонка” преобразует перемещение заслонки около сопла в давление сжатого воздуха, усиливаемое в пневматическом реле 12, для чего к последнему подводится сжатый воздух давлением 1,4 кгс/см². Сильфон обратной связи предназначен для формирования линейной зависимости между входным и выходным сигналами дифманометра.

При увеличении измеряемого перепада давления на резинотканевой мембране 2 возникает усилие, которое через ленточную тягу 3 перемещает рычаг 4 вниз. Это перемещение через систему ленточных тяг и рычагов передаётся заслонке 9, прикрывающей сопло 8. При уменьшении зазора между заслонкой и соплом давление воздуха, поступающего к соплу через постоянный дроссель 11, повышается, в результате чего мембраны 17 прогибаются вниз и увеличивают проходное сечение шарикового клапана 16.

Вследствие этого давление воздуха, поступающего к вторичному прибору и одновременно к сильфону обратной связи, возрастает до тех пор, пока усилие на мембрану 2, вызванное приращением перепада давления, не уравновесится через систему ленточных тяг и рычагов усилием, развиваемым сильфоном обратной связи.

Уменьшение измеряемого перепада давления приводит к увеличению зазора между заслонкой и соплом и уменьшению давления в линии сопла. Под действием возникающего перепада давления в пневматическом реле мембраны 17 отходят вверх. Это вызывает одновременно уменьшение проходного сечения шарикового клапана 16 и образование зазора между шариковым клапаном и соплом 18, соединяющим камеру А с атмосферой. В результате давление воздуха, направляемого к вторичному прибору и сильфону обратной связи, уменьшается до тех пор, пока не уравновесятся усилия, развиваемые мембраной 2 и сильфоном 7.

Колебания давления питающего воздуха практически не оказывают существенного влияния на работу прибора, так как на постоянном дросселе 11 автоматически при помощи клапана 15, мембраны 14 и пружины 13 поддерживается постоянный перепад давления.

Давления, перепад которых измеряется, подводят к дифманометру по двум импульсным трубкам, снабжённым запорными вентилями и соединённым между собой каналом с уравнительным вентилем. На корпусе дифманометра смонтированы два манометра, из которых правый показывает давление воздуха, поступающего для питания пневматического реле, а левый –давление сжатого воздуха, подаваемого ко вторичному прибору.

По пределам измерения приборы ДМПК-4 подразделяются на две группы: 0 - 25; 0 - 40; 0 - 63; 0 - 100 мм вод. ст. и 0 - 160; 0 - 250; 0 - 400 мм вод. ст. В каждой группе приборов переход с одного предела на другой осуществляется перемещением сильфона обратной связи 7 вдоль рычага 4, то есть изменением точки приложения усилия, действующего со стороны этого сильфона.

Описание установки

Установка (рисунок 4 6) состоит из поверяемых приборов: 3 –сильфонного манометра с пневматическим выходом типа МС-П; 5 –трубчатого манометра с электрическим выходом типа МЭД с вторичным прибором типа КСД и дифференциального манометра 10 типа ДМПК. Для проведения поверки испытуемых приборов установка оснащена образцовыми манометрами 2, 12, 6, 7 и 11. Величина давления питания устанавливается редуктором 13. Изменение давления воздуха, подаваемого на вход манометров МЭД и МС-П1, устанавливается редуктором 1. Изменение входного давления ДМПК-4 осуществляется редуктором 8.