Автоматизация производства

Мембранные чувствительные элементы имеют статическую характеристику зависимости (ΔХ от Р) более крутую, чем сильфоны, что позволяет широко использовать их для измерения малых напоров и разрежений.

Электрические манометры

В отличие от первичных  приборов давления и приборов со встроенными  преобразователями (давление — перемещение  — унифицированный электрический  сигнал) существуют электрические приборы давления, в чувствительных элементах которых происходит прямое преобразование давления в электрический измерительный сигнал.

Рассмотрим электрические  манометры, принцип действия которых  основан на зависимости электрического сопротивления веществ от измеряемого давления. Их называют тензопреобразователями. Тензопреобразователи изготовляют из полупроводников, константана, платины, сплавов меди и никеля. В приборах давления их используют в качестве чувствительных элементов, механически соединенных с мембраной или пружиной прибора, которая деформируется под действием измеряемого давления. 

 

В промышленности получили распространение  приборы для измерения давления, в которых в качестве чувствительного элемента служит сапфировая мембрана с напылёнными полупроводниковыми сопротивлениями. Тензопреобразователи из полупроводников по сравнению с металлическими обладают большей чувствительностью, малыми размерами и массой. Измерительная схема приборов  представляет собой электрический мост, в плечи которого установлены теизопреобразователи , располагаемые симметрично на мембране ,воспринимающей измеряемое давление. Сигнал небаланса моста усиливается, и на выходе преобразователя  получается унифицированный токовый сигнал (0-5 мА при сопротивлении нагрузки до 2,5 кОм). Приборы «Сапфир» выпускают следующих модификаций: манометры ДА, вакуумметры ДВ, дифманометры ДИ.

Для измерения высоких  давлений (до 1000 МПа) применяют тензопреобразоеатели из манганина. В приборах для измерения Давления чувствительные элементы из этого материала выполняют в виде катушек. Сопротивления катушек под давлением определяют с помощью мостовых измерительных схем, а при необходимости точных измерений — потенциометрами.

Недостатками приборов «Сапфир» являются необходимость индивидуальной градуировки и зависимость показаний  прибора от температуры измеряемого  объекта. Из-за последнего недостатка приходится вводить в измерительную  схему приборов с тензопреобразователями устройства термокомпенсации.

Принцип действия других электрических  приборов для измерения давления основан на использовании пьезоэлектрического  эффекта. Эффект связан с появлением электростатических зарядов на гранях кристаллов кварца при их деформации вдоль оси перпендикулярно этим граням. Кристаллы выполняют в  виде двух пластин, механически соединенных  с мембраной, на которую воздействует измеряемое давление. Пьезокварцевые манометры позволяют измерять давление до 100 МПа и широко применяются при измерении циклически меняющихся давлений большой частоты. Чувствительность таких преобразователей можно повысить, используя большее количество кварцевых пластин, увеличивая активную площадь мембраны или удлиняя пластину.

Недостатками пьезокварцевых манометров является низкая точность измерения статического давления из-за утечки электрического заряда, а достоинством их — низкая температурная погрешность.

Назначение сигнализатора:

Сигнализатор давления универсальный  СДУ-М - сигнальное устройство, реагирующее  на изменение давления замыканием / размыканием контактной группы. Сигнализатор рассчитан на круглосуточный режим  работы. Сигнализатор выпускается в  климатическом исполнении О2 по ГОСТ 15150-99 для работы при температуре от +1 до +45 °С. Сигнализатор предназначен для работы в помещениях, но может эксплуатироваться вне помещений при условии его установки в местах, защищенных от солнечного излучения и атмосферных осадков. Обозначение сигнализатора при его заказе или в документации другой продукции, в которой он может быть применен: Сигнализатор давления универсальный

СД 0,02 / 12(1) G °-В.02 - "СДУ-М" ТУ 4371-016-00226827-99

Сигнализаторы имеют  следующие виды сигнализации:

1) прерывистые световую красного цвета и звуковую с периодом повторения (4 ± 0,5) с, свидетельствующие о достижении концентрацией горючих газов порога срабатывания "Порог 1";

2) постоянную световую красного цвета и прерывистую звуковую с периодом повторения (1 ± 0,2) с, свидетельствующие о достижении концентрацией горючих газов порога срабатывания "Порог 2";

3) прерывистую звуковую с периодом повторения (3 ± 0,5) с, свидетельствующие об обрыве (перегорании) чувствительных элементов термохимического датчика (ТХД) или обрыве проводников в кабеле связи с БД с выдачей сообщения АВАРИЯ на индикатор

сигнализатора;

4) прерывистую звуковую с периодом повторения (3 ± 0,5) с, свиде-

тельствующую о разряде встроенной аккумуляторной батареи с выдачей сообщения на индикатор сигнализатора.

 

 

 

 

 

2 Технические  характеристики

 

 

СДУ-М

Сигнализатор давления

 

Характеристики:

Габаритные размеры, мм	∅42x50x55
Масса сигнализатора без  упаковки, не более, кг	0,4
Контакты сигнализатора  обеспечивают коммутацию:
- цепей переменного тока  напряжением от 0,2 до 250,0 В, в диапазоне	22мкА - 3 А
- цепей постоянного тока  напряжением от 0,2 до 30,0 В, в диапазоне	22мкА - 4 А
Диапазон давлений рабочей  газовой среды под мембраной  сигнализатора в пределах, МПа	0,02 - 12,0
Диапазон давлений рабочей  водяной или пенной среды под  мембраной сигнализатора в пределах, МПа	0,02 - 1,5
Время срабатывания сигнализатора, не более, с	2
Давление срабатывания сигнализатора  в пределах, МПа	0,02 - 0,06
Настраиваемое давление срабатывания, МПа	0,04 ± 0,02
Степень защиты оболочки	IP33
Срок службы сигнализатора, не менее, лет	10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 Обоснование  выбранной концепции

 

Методика измерения  давления в рабочих условиях

Метод и средства измерений давления выбирают в зависимости  от требуемой точности, условий проведения измерений, диапазона измеряемых давлений, способов отбора давления и его подвода  к измерительным приборам.

Исходя из надежности работы приборов, конечное значение их шкалы выбирают таким, чтобы оно  превышало измеряемую величину при  стабильном давлении в 1,5 раза, а при  колеблющемся — в 2 раза. В обоих  случаях минимальное измеряемое давление должно быть не меньше ¹/₃ диапазона шкалы прибора.

Показания манометров с упругими чувствительными элементами зависят от температуры, поэтому  их устанавливают так, чтобы исключить влияние температуры измеряемой и окружающей среды. Дополнительная погрешность этих манометров составляет 0,4% на каждые 10°С.

Место отбора давления в жидких средах не рекомендуется  выбирать в нижних и верхних точках трубопроводов (во избежание попадания  шламов, взвесей и газов в импульсные линии, передающие измеряемый сигнал по давлению от отборного устройства к  первичному прибору), а в газовых  средах — в нижних точках (во избежание  попадания влаги в импульсные линии). Длина импульсных линий не должна превышать 50 м, так как с  ее ростом увеличивается запаздывание (инерционность) в показаниях приборов для измерения давления, при этом внутренний диаметр линий должен быть от 6 до 15 мм. Необходимо, чтобы  устройства отбора давления не вызывали возмущения течения среды, т. е. края отверстий в стенках трубопроводов  не выступали в ее поток.

Давление на важных, с точки зрения надежной эксплуатации, технологических участках (давление питательной воды, перегретого пара) измеряют первичными манометрами, снабженными передающими преобразователями ко вторичным приборам, расположенным на БЩУ. Для контроля давления различных сред в вспомогательныхобъектах применяют показывающие манометры прямого действия, устанавливаемые по месту или на местном щите управления в удобных для монтажа и обслуживания пунктах, не подверженных действию вибраций, высокой температуры, агрессивных газов, водяных паров. Для показывающих манометров устанавливаются следующие рабочие условия эксплуатации: температура окружающей среды t=5 ¸ 50°С, влажность от 30 до 80%;рабочее положение приборов вертикальное, штуцером вниз. Приборы для измерения давления с дистанционной передачей измерительных сигналов должны быть удалены от источников магнитных полей (электродвигателей, трансформаторов).

Рассмотрим схемы  установки манометров для измерения  давления газов, жидкостей и пара. Для обеспечения продувки импульсной линии , подключения контрольного манометра, включения и отключения рабочего манометра  используют трехходовой вентиль . Для предохранения манометра от действия горячей среды на импульсной линии устанавливают кольцо  в котором происходит конденсация пара и охлаждение его до температуры окружающей среды. Для ремонта импульсной линии предусмотрен запорный вентиль . Если манометр устанавливают на расстоянии от трубопровода более 5 м, кольцо  не ставят.

Приборы для измерения  давления лучше всего размещать  так, чтобы на них дополнительно  не действовало давление столба жидкости в линии, иначе в показания  манометра вводится указываемая на приборе поправка со знаком «+» (если манометр расположен выше места отбора давления) и «—» (если прибор расположен ниже). При температуре среды более 25°С также вводится поправка к показаниям на каждые 10°С. При измерении пульсирующего давления (например, в напорной линии насосов) для его сглаживания перед манометром устанавливают дроссель.

  Для измерения напора  в газовоздухопроводах используют схему подсоединений импульсных линий к первичному прибору. Из газовоздухопровода  с помощью отборного устройства  давление по импульсной трубке  подается к крану-переключателю , который обеспечивает подключение к одному прибору  нескольких импульсных линий. Отборные устройства , устанавливаемые в местах с небольшими скоростями газа, должны иметь на конце срез, параллельный направлению потока и выполненный заподлицо с внутренней поверхностью стенки трубопровода. При измерении давления влажного газа соединительная линия должна иметь уклон в сторону отборного устройства. Если это невозможно, в низких точках линии устанавливают конденсатосборники. В верхней части горизонтальных и наклонных участков газовоздухопроводов размещают отборные устройства

 

 

ПОДГоТОВКА К РАБОТЕ сигнализ

   Перед включением  сигнализаторов необходимо произвести  внешний осмотр.

   С помощью отвертки из комплекта ЗИП снять винт и пластину в сигнализатор установить аккумуляторную батарею из комплекта ЗИП в соответствии с маркировкой на коробе контакты из комплекта ЗИП, после чего установить на прежнее место винт и крышку. Перед включением сигнализаторов необходимо произвести заряд аккумуляторной батареи с помощью ЗПУ-1,2-4 согласно ИБЯЛ.436241.005-01 ПС.

  Для каждого режима указано его наименование и пример индикации на ЖКИ.

   Проверка работоспособности сигнализаторов

ВНИМАНИЕ! Если сигнализатор находился в условиях, отличающихся от рабочих, перед включением следует выдержать его в упаковке в нормальных условиях в течение не менее 2 ч.

    Включить питание сигнализатора, В зависимости от предполагаемых условий эксплуатации в сигнализаторе может быть установлен циклический или непрерывный режим работы ТХД.

Требуемый режим  работы ТХД устанавливается способом включения сигнализаторов в зависимости  от исполнения сигнализатора.

1. Для включении сигнализатора кнопкой «включение» необходимо нажать кнопку «включение» и удерживать ее в нажатом состоянии в течение не менее 2с. После отпускания кнопки произойдет срабатывание световой и звуковой сигнализации и включение ЖКИ, сигнализатор прейдет в режим измерения.

2 Для включении сигнализатора комбинацией кнопок «включение», «красная» необходимо нажать красную кнопку, нажать кнопку включения и удерживать их в нажатом состоянии в течение не менее 2 с, затем отпустить кнопку включения и через 1 с после этого отпустить красную кнопку.

После отпускания кнопок произойдет срабатывание звуковой и световой сигнализации и включение ЖКИ, сигнализатор перейдет в режим измерения.

В режиме измерения  в циклическом режиме работы ТХД  на ЖКИ индицируется значение концентрации в % НКПР (% объемной доли), знак «%» индицируется периодически, знак десятичной точки – постоянно.

В режиме измерения в непрерывном  режиме работы ТХД на ЖКИ индицируется значение концентрации в % НКПР (% объемной доли), знак «%» индицируется постоянно, знак десятичной точки – периодически.

 

1 Циклический режим работы ТХД рекомендуется использовать при длительном использовании прибора в качестве средства защиты человека и объектов при выполнении продолжительных работ в рабочей зоне с возможным появлением горючих газов и паров. В этом случае обеспечивается время непрерывной работы сигнализатора в соответствии с п.2.18 настоящего РЭ.

2 Непрерывный режим работы ТХД рекомендуется использовать для увеличения быстродействия срабатывания, которое требуется, как правило, при кратковременных замерах. При использовании постоянно включенного непрерывного режима работы ТХД время непрерывной работы сигнализатора до разряда аккумуляторной батареи на треть меньше указанного в п.2.18 настоящего РЭ, так как потребляемая сигнализатором в этом режиме мощность возрастает.

Для выключения сигнализатора  необходимо нажать кнопку «включения» и не отпускать ее в течение не менее 3 с.

Для проверки напряжения аккумуляторной батареи, установленных порогов сигнализации, для перехода в меню пользователя необходимо нажать на красную кнопку не ранее, чем через 15 с после включения питания, при этом на ЖКИ выводится значение напряжения на аккумуляторной батарее.