5 Контрольные вопросы

1. Что такое слеживаемость, и каких видов она бывает?

2. Какими основными свойствами обладают сыпучие материалы?

3. Принцип действия уровнемеров, основанных на различии плотностей сыпучего материала.

4. Принцип действия акустических методов.

5. Принцип действия зондового метода, реализованного в лабораторной работе.

Лабораторная работа № 8 (стенд № 18) преобразователи давления серии метран

1 Цель работы

1. Изучить принцип действия и конструкцию преобразователей давления серии Метран.

2. Изучить методы поверки преобразователей серии Метран.

2 Общие положения

Непрерывное усложнение задач автоматизации в последние го­ды обусловлено дальнейшей интенсификацией производства, пере­ходом от относительно простых локальных к сложным многосвязным системам, выполняющим непрерывный или непрерывно-дискретный контроль и регулирование технологических процессов. Сложность автоматизации подобных технологических процессов потребовала совершенствования датчиков (первичных преобразователей), вторичных приборов, регуляторов и других традиционных средств автоматики. Точность, эксплуатационная и метрологическая надежность АСУТП во многом определяется качеством датчиков, среди которых наиболее распространенными являются датчики (измерительные преобразователи) давления со стандартным электрическим выходным сигналом (0—5 мА, 4—20 мА, 0—10 В и т. п.).

В современных электрических датчиках давления используются различные методы измерения. В мировой практике приборостроения распространены электрические датчики давления, основанные на пьезоэлектрическом, емкостном методах. Но наиболее известны датчики, основанные на тензометрическом методе измерения с применением полупроводниковых и тонкопленочных металлических тензочувствительных схем, что в значительной мере обусловлено бурным развитием тонкопленочной и микроэлектронной техники. Такие датчики выпускают фирмы США, Франции, Великобритании, Японии и России (НИИ Теплоприбор).

Использование тензорезисторного метода измерения позволяет создавать приборы с простейшей кинематикой или практически без нее, малой массой подвижных элементов, малогабаритными упруги­ми элементами, работающими в режиме малых перемещений.

Суть тензорезисторного метода измерения применительно к дат­чикам давления заключается в непосредственном преобразовании деформации упругого манометрического элемента или связанного с ним упругого силового элемента в изменении электрического со­противления тензорезисторов, закрепленных на одном из указан­ных элементов. Это изменение сопротивления тензорезисторов преобразуется электрической измерительной схемой в выходной сигнал для дистанционной передачи.

Датчики давления Метран-22

Датчики давления «Метран-22» предназначены для непрерывного преобразования значения измеряемого параметра - давления избыточного (ДИ), абсолютного (ДА), разрежения (ДВ), давления-разрежения (ДИВ), разности давлений (ДД) нейтральных и агрессивных сред, а также газообразного кислорода и обогащенного кислородом воздуха (далее кислород) в унифицированный выходной токовый сигнал дистанционной передачи.

Датчик состоит из преобразователя давления (в дальнейшем измерительный блок) и электронного преобразователя. Датчики имеют унифицированный электронный преобразователь.

Измеряемый параметр подается в камеру измерительного блока и преобразуется в деформацию чувствительного элемента, вызывая при этом изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя, размещенного в измерительном блоке.

Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.

Электронный преобразователь датчика преобразует изменение сопротивления моста тензопреобразователя в токовый выходной сигнал.

В данной лабораторной работе измерение давления производится с помощью датчика Метран-22 ДИ модели 2130, схема которого приведена на рис. 1.

Рис. 1. Схема датчика Метран-22 модели 2130

Тензопреобразователь 4 мембранно-рычажного типа размещен внутри основания 9 и замкнутой полости 11, заполненной кремнийорганической жидкостью (для датчиков кислородного исполнения используется жидкость ПЭФ-70/110), и отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами 8. Мембраны 8 приварены по наружному контуру к основанию 9 и соединены между собой центральным штоком, который связан с концом рычага тензопреобразователя 4 с помощью тяги 5. Фланцы 10 уплотнены прокладками 3. Камера 12 сообщается с окружающей атмосферой. Воздействие измеряемой разности давлений (большее давление подается в камеру 7, меньшее в камеру 12) вызывает прогиб мембраны 8, изгиб мембраны тензопреобразователя 4 и изменение сопротивления тензорезисторов.

Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронныйпреобразователь 1по проводам через гермоввод 2.

Измерительный блок выдерживает без разрушения кратковременное воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением. Это обеспечивается тем, что при такой перегрузке одна из мембран 8 ложится на профилированную поверхность основания 9.

Примечание. В рассмотренной ранее лабораторной работе №1 для измерения динамического давления и разности давлений на сужающем устройстве применяются датчики Метран-22 ДД модели 2410, схема и принцип действия которых аналогичны датчику Метран-22 ДИ модели 2130, однако в них камера 12 не сообщается с окружающей атмосферой.