Билет № 13

Билет №13

1.Давление, виды давлений и единицы его измерения.

2.Термомагнитный газоанализатор на кислород.

3.Нарисовать схему регулирования давления и выбрать приборы.

4.Классификация электрических датчиков давления.

1. Давление, виды давлений, единицы его измерения.

Давление - один из важнейших параметров технологических процессов. Давлением называется отношение силы, действующей на площадь, к величине площади.

,

где F – сила;

S – площадь.

Различают давления:

1. барометрическое (атмосферное) - Р_атм;

2. абсолютное - Р_абс;

3. избыточное - Р_изб;

4. вакуум (разрежение) - Р_вак

1. Барометрическое давление - это давление атмосферы, окружающей земной шар.

2. Абсолютное давление - это полное давление, под которым находятся жидкость, газ или пар.

Р_абс = Р_изб + Р_атм

3. Избыточное давление - это давление сверх атмосферного.

Р_изб = Р_абс - Р_атм

4. Если из закрытого сосуда откачать часть воздуха, то абсолютное давление внутри сосуда понизится и станет меньше, чем атмосферное. Такое давление внутри сосуда называется вакуумом.

Вакуум - это недостаток давления до атмосферного.

Р_вак = Р_атм - Р_абс

Остаточное давление определяется по формуле:

Р_ост = Р_атм – Р_вак ,

где Р_атм = 760 мм рт.ст.

Единицы измерения давления

Единица измерения давления в системе СИ - Паскаль (Па).

Паскаль - это давление с силой 1 Н на площадь 1 м².

Внесистемные единицы: кгс/см²; мм вод.ст.; мм рт. ст; бар, атм.

Соотношение между единицами измерения:

1 кгс/см² = 98066,5 Па

1 мм вод.ст. = 9,80665 Па

1 мм рт.ст. = 133,322 Па

1 бар = 10⁵ Па

1 атм = 9,8* 10⁴ Па

2.Термомагнитный газоанализатор на кислород

Термомагнитный газоанализатор служит для определения концентрации кислорода в газовой смеси.

Принцип действия основан на свойстве кислорода притягиваться магнитным полем. Это свойство называется магнитной восприимчивостью.

1) кольцевая камера;

2) стеклянная трубка;

3) постоянный магнит;

4) спираль из платиновой проволоки;

5) реостат стандартизации тока;

6) милливольтметр;

R1, R2 – постоянные сопротивления из манганина;

R1, R2, R3, R4 – плечи моста.

Анализатор состоит из кольцевой камеры 1, по диаметру которой установлена тонкостенная стеклянная трубка 2 со спиралью 4, нагреваемой током. Спираль состоит из двух секций, которые образуют два смежных плеча неуравновешенного моста (R3,R4). Двумя другими плечами служат два постоянных сопротивления из манганина (R1, R2). Левая секция спирали R3 находится в поле постоянного магнита 3.

Работа

При наличии в газовой смеси кислорода часть потока ответвляется в стеклянную трубку, где образуется течение газа в направлении слева направо. Образующийся поток газа переносит тепло от обмотки R3 к R4, поэтому температура секций изменяется (R3 охлаждается, R4 нагревается), и изменяются их сопротивления. Мост выходит из равновесия. Измерительный мост питается постоянным током от ИПСа. R0 - служит для установки силы тока питания моста. Шкала милливольтметра градуируется в % кислорода.

Пределы измерения: 0- 5; 0-10; 0- 21; 20- 35% кислорода.

3.Нарисовать схему регулирования давления и выбрать приборы.

Поз.800 – Давление верха колонны регулируется, клапан стоит на линии выхода паров дистиллята из колонны.

Поз.800 -1 интеллектуальный датчик избыточного давления Метран -100 ДИ

Поз.800 -2 барьер искробезопасности входной

Поз.800 -3 барьер искробезопасности выходной

Поз.800 -4–электропневматический позиционер

Поз.800 -5– регулирующий клапан.

4.Классификация электрических датчиков давления

В данных приборах измеряемое давление, оказывая воздействия на чувствительный элемент, изменяет его собственные электрические пара- метры: сопротивление, ёмкость или заряд, которые становятся мерой этого давления. Подавляющее большинство современных общепромышленных ИПД реализовано на основе трех основных принципов:

1) емкостные – используют упругий чувствительный элемент в виде конденсатора с переменным зазором: смещение или прогиб под действием прилагаемого давления подвижного электрода-мембраны относительно неподвижного изменяет его ёмкость;

2) пьезоэлектрические – основаны на зависимости поляризованного заряда или резонансной частоты пьезокристаллов: кварца, турмалина и других от прилагаемого к ним давления;

3) тензорезисторные – используют зависимость активного сопро-

тивления проводника или полупроводника от степени его деформации.

В последние годы получили развитие и другие принципы работы ИПД: волоконно-оптические, индукционные, гальваномагнитные, объем- ного сжатия, акустические, диффузионные и т.д.

На сегодняшний день самыми популярными в России являются тензорезисторные ИПД.