Манометрические термометры. Их устройство и принцип действия
Манометрические термометры. Их устройство и принцип действия - Конспект Лекций, раздел Изобретательство, ДИСЦИПЛИНЫ Измерительная техника Принцип Действия Манометрического Термометра Основан На Зависимости Давления ...
Принцип действия манометрического термометра основан на зависимости давления газа, жидкости или насыщенного пара в замкнутом объеме от температуры. Эти термометры применяются во взрывоопасных производствах и служат для измерения температуры в диапазоне от -200 до 600 .
Конструктивно термометр состоит из термобаллона1, погружаемого в измеряемую среду (возможна его установка в защитной гильзе), манометра 3 и соединяющего их капилляра 2 (рис. 14).
Термобаллон – это металлическая трубка, закрытая с одного конца, и соединенная с капилляром с другого. При нагреве увеличивается давление рабочего вещества, находящегося в баллоне, это давление через капилляр передается манометрической пружине. Пружина с одной сообщается с рабочим веществом, с другой стороны соединена с указывающей стрелкой. Под действием давления пружина распрямляется, вызывая пропорциональное движение стрелки.
Соединительная трубка выполнена из стали или меди, диметром до 0,5м, длиной до 40 м. Пружина может быть одновитковая и многовитковая (рис. 15). Одновитковая выполняется из трубки овального сечения, согнутой по окружности на угол 270. Подвижный конец трубки закрыт наглухо, неподвижный сообщается с измеряемой средой. Под действием давления трубка стремится принять форму круга, в результате распрямляется. Многовитковая пружина выполняется в виде спирали из трубки, сечение которой - сплюснутая окружность. Принцип действия как у одновитковой. У многовитковой пружины перемещение свободного конца пружины и вращающий момент больше.
В зависимости от среды, которая находится в баллоне, манометрические термометры делят на газовые, конденсационные и жидкостные. Выбор типа манометра термометра зависит от диапазона измеряемой температуры и условий измерения.
· Газовый термометр (-200 600. В качестве наполнителя используется газ: гелий (при низких температурах), азот (при средних) или аргон (при высоких). Термометры имеют равномерную шкалу, так как изменение давления газа при постоянном объеме пропорционально изменению температуры этого газа
Изменение температуры окружающего воздуха влияет на расширение рабочего вещества в капилляре и пружине и вызывает изменение давления в системе, т.е. влияет на показания прибора. Чтобы уменьшить это влияние, внутренний объем термобаллона в несколько раз должен превышать общий внутренний объем пружины и капилляра. Очень часто для уменьшения влияния температурных колебаний воздуха применяют газовые термометры с температурной компенсацией. Между подвижным концом пружины и стрелкой вставляется пластина (компенсатор), которая изгибается при изменении температуры окружающего воздуха, и перемещение стрелки не происходит. Рассмотрим схему и общий вид прибора ( рис. 16).
Класс точности манометрических газовых термометров 1 или 1,5. Они бывают показывающими или самопишущими.
· Конденсационный термометр. Термобаллон на ¾ заполнен жидкостью с низкой температурой кипения, а остальная часть заполнена паром этой жидкости. Капилляр и пружина также заполнены жидкостью. Количество жидкости выбирают таким, чтобы при максимальной температуре вся жидкость не переходила в пар. В качестве жидкости используют фреон (при низких температурах), хлористый метил, хлористый этил, ацетон, толуол, спирт (в порядке увеличения пределов измерения). Давление в системе зависит только от давления жидкости в термобаллоне, т.е. от измеряемой температуры, поэтому температура окружающего воздуха влияния не оказывает. Зависимость давления от температуры не линейная, поэтому шкала конденсационного термометра неравномерная.
Класс точности 1 или 1.5 На показаниях отражаются гидростатическая погрешность – возникает из-за разности высот расположения термобаллона и прибора, для ее уменьшения длина капилляра должна быть не более 25 м. Барометрическое давление влияет только на начальном этапе измерения, когда давление в системе невелико. Изменение температуры окружающего воздуха не влияет на показания.
· Жидкостный термометр. Заполняется полиметилсилоксановыми жидкостями (ПМС), которые практически не сжимаемы. Изменение давления при нагревании этих жидкостей прямопропорционально температуре. Температурная погрешность выше, чем у газовых, поэтому длина капилляра не более 10м. Эти термометры не нашли широкого распространения.
Манометрические термометры имеют следующие погрешности:
Основную – вследствие несовершенства работы пружины и передаточного механизма
Дополнительные – барометрическую (связана с изменением атмосферного давления), температурную (связана с колебаниями температуры газовых и жидкостных термометров) и гидростатическую (связанную с разностью высоты установки баллона и пружины у жидкостных и конденсационных термометров).
Достоинствами манометрических термометров являются: сравнительная простота конструкции и применения, возможность дистанционного измерения температуры и возможность автоматической записи показаний. К недостаткам манометрических термометров относятся: относительно невысокая точность измерения, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний, трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы и большая тепловая инерция вследствие значительных размеров термобаллона.
Манометрические термометры не нашли широкого применения на тепловых электрических станциях. В промышленной теплоэнергетике они встречаются чаще, особенно в случаях, когда по условиям взрыво- или пожаробезопасности нельзя использовать электрические методы дистанционного измерения температуры, могут работать в условиях вибрации.
Поверка показаний манометрических термометров производится на месте или в лаборатории. В лаборатории – в термостатах, на месте – в сосудах с нагретой и холодной жидкостью (маслом или водой). Поверка производится минимум в трех отметках (начало, середина и конец шкалы) при помощи ртутного термометра (до 300) или термометра сопротивления (300-600).
При установке в трубопроводах термобаллон помещается в середину потока. У конденсационных термометров – вертикально или слегка наклонно. Если измерение производится в среде большого давления, термобаллон устанавливают в защитной гильзе с наполнителем.
Корпус прибора устанавливают в месте, где нет вибрации, для защиты от температуры используют термозащиту корпуса. Капилляр при прокладке защищается от механического воздействия. Прокладка ведется без резких перегибов, крепление при помощи скоб или крючков.
Электротехника и электроника
(с измерительной техникой)
для специальности № 140102.51
Теплоснабжение и теплотехническое оборудование
&
Тема 1.1 Основы теории измерений
Измерение –определение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств.
Измерение физической величины – это сравнение ее с другой вели
Тема 1.2 Погрешности измерений и их оценка
При измерении физических величин полученное значение обычно отличается от истинного (вследствие несовершенства методов и средств измерений, влияния внешних условий и т.д.). Так как истинное значени
Температурные шкалы
Изменение агрегатного состояния (плавление, кипение, конденсация) вещества протекает для этого вещества при постоянной температуре. Значение температур равновесия между твердой и жидкой или жидкой
Дилатометрические термометры
Дилатометрические термометры – это термометры, принцип действия которых основан на относительном удлинении двух твердых тел под влиянием температуры. Тела имеют разные коэффициенты линейного расшир
Термоэлектрические термометры
Для измерения температуры перегретого пара, дымовых газов, металла труб КА и т.д. наиболее широкое распространение получили термоэлектрические термометры, работающие в интервале температур от -200
Устройство термоэлектрических преобразователей
Для изоляции термоэлектродов и защиты их от окружающей среды, для обеспечения прочности термометра, удобства установки, ТТ имеет специальную арматуру, состоящую из электроизоляции, защитного чехла
Установка и поверка ТЭТ
На точность показаний влияют правильность установки и правильность проведения поверки термометра и вторичного прибора.
При установке необходимо уменьшить утечки тепла по арматуре ТЭТ. Поэт
Термометр сопротивления
Широкое распространение при измерении температуры получили термометры сопротивления. Принцип действия ТС основан на зависимости сопротивления металлических проводников от температуры. ТС состоит из
Устройство ТС
ТС имеет арматуру, сходную с арматурой ТЭТ. Она состоит из электроизоляции, защитного чехла и головки для присоединения внешних проводов. Арматура служит для изоляции чувствительного элемента ТС,
Измерительные мосты
Измерительные мосты (вторичные приборы ТС) бывают уравновешенные и неуравновешенные. Уравновешенный мост работает по компенсационному методу и обеспечивает достаточную точность.
Рассмотрим
Магнитоэлектрические логометры
Логометр имеет подвижную часть, состоящую из двух жестко скрепленных рамок, расположенных под углом. Рамки поворачиваются на опорах в магнитном поле. Действие прибора основано на измерении сил токо
Цифровые вторичные измерительные приборы и преобразователи
В последнее время в практику теплотехнических измерений широко внедряются микропроцессорные вторичные приборы и преобразователи. Это определяется распространением микропроцессорных систем управлени
Пирометры
Все рассмотренные средства являются контактными. Их верхний предел 2200℃. Однако, иногда требуется измерение более высоких температур, или недопустим контакт термометра с измеряемой средой. В
Пирометры частичного излучения
К таким пирометрам относят оптические (визуальные) пирометры, которые производят сравнение яркости излучения определенной длины волны нагретого тела и накала нити, встроенной в прибор пирометрическ
Пирометры полного излучения
Измерение температуры основано на использовании теплового излучения. Пирометрические преобразователи полного излучения используются для измерения температур тел до 2500℃. Состоит из первичног
Установка и поверка пирометров
Основной источник погрешности – неточность при определении коэффициента излучения и его изменение в процессе измерения. Эта погрешность мах у пирометров полного излучения и мин у пирометров спектра
Тема 2.2. Измерение давления, разности давлений, разряжения
Давление. Единица давления. Виды давления
Давление – это сила, действующая равномерно на площадь. Давление или разность давлений очень часто применяют для характеристики тепловых процессов
Жидкостные манометры
Жидкостные манометры являются простыми и точными приборами для определения небольшого избыточного давления (не более 0,2 МПа). Они применяются при наладочных и исследовательских работах.
И
Деформационные манометры
Деформационные манометры получили широкое распространение для измерения избыточного давления жидкости, пара и газа. Конструкция их проста и надежна, имеют небольшие размеры и хорошую наглядность по
Грузопоршневые манометры
Являются точными и высокочувствительными приборами, поэтому используются в качестве образцовых и для точных измерений. По точности приближаются к жидкостным манометрам, но имеют больший диапазон из
Манометры с дистанционной передачей показаний
Наибольшее расстояние по условию точности между местом измерения и манометром – 50м. При необходимости передачи показаний на расстояние более 50м (мах длина трубки для деформационного манометра) ис
Напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры.
Применяют для измерения небольших давлений (например, в топке, газоходах котла, воздуховодах). Между тягомером, напоромером и тягонапоромером нет принципиального отличия, поэтому все эти приборы на
Установка и поверка тягонапоромеров
Жидкостные закрепляются по уровню, в местах без вибрации и повышенных температур. Жидкостные и сильфонные могут работать при температуре 5-50 , без вибрации.
При помощи соединительной лини
Вакуумметры, мановакуумметры
Вакуумметры - это приборы для измерения значительного вакуумметрического давления в конденсаторах ПТ, во всасывающих линиях насосов и т.д. Мановакуумметры применяют тогда, когда измеряемое давление
Единицы и методы измерения расхода и количества вещества
В теплоэнергетических процессах необходим учет количества вещества. При этих измерениях важными являются понятие количества и расхода.
Количество выражают в объемных (литр, м3)
Расходомеры с сужающим устройством
Метод измерения на основе переменного перепада давлений используется очень широко, для измерения расхода пара, газа, жидкости в трубопроводе свыше 300мм используется только этот метод. Он основан н
Электромагнитные расходомеры
В рассмотренных ранее методах измерения первичный прибор находится внутри измеряемой среды, т.е. подвергается воздействию и вызывает потерю давления потока. С течением времени это приводит к снижен
Скоростные расходомеры и счетчики
Скоростной метод положен в основу ряда расходомеров, обладающих значительным диапазоном и простым устройством. Принцип действия их заключается в измерении средней скорости потока, связанной с объем
Ультразвуковые расходомеры
Принцип действия основан на измерении акустического эффекта, зависящего от расхода. Акустический эффект возникает при прохождении ультразвуковых колебаний через поток. Применяют 2 вида ультразвуков
Счетчики объемные
Счетчики бывают скоростными. Принцип действия их основан на измерении скорости потока, которая связана с объемным расходом. Чувствительным элементом является крыльчатка. Ось крыльчатки, приводимой
Гидростатические уровнемеры
В случае, когда водоуказательные стекла неудобны в эксплуатации (например, резервуар находится высоко), применяют гидростатические, поплавковые и др виды уравнемеров. Крупные КА кроме стекол ввиду
Указатели уровня сыпучих тел
При эксплуатации бункеров пыли необходим контроль уровня. Измерение количества угольной пыли и уровня не является высокоточным, так как поверхность в бункере не ровная (при поступлении пыли выпукла
Контроль состава дымовых газов. Типы газоанализаторов
На экономичность работы КА основное влияние оказывают потери тепла из-за химической неполноты сгорания топлива и потери теплоты с уходящими газами. Величина этих потерь зависит от расхода воздуха,
Термомагнитные газоанализаторы
На ТЭС часто применяют термомагнитные и электрохимические газоанализаторы. Термомагнитные газоанализаторы служат для определения содержания в уходящих газах O2, магнитные свойства которо
Электрохимические газоанализаторы
Они имеют простое устройство, не требуют отбора пробы и ее подготовки, так как чувствительный элемент устанавливается непосредственно в газоходе котла. Отсутствие устройства для транспортировки и п
Переносные газоанализаторы
По принципу действия переносные газоанализаторы бывают химическими и хроматографическими.
Химические (рис.66) – бывают для частичного и полного анализа. Анализ состава газа производится пу
Тема 2.5. Определение качества воды и пара
На работу ТЭС существенно влияет качество воды (питательной, добавочной, конденсата) и пара. Ухудшение качества воды и пара зависит от солесодержания, наличия в воде кислорода, соединений натрия, ж
Кислородомеры
Служат для автоматического определения содержания кислорода. Распространение получил таллиевый способ. Принцип действия его основан на взаимодействии кислорода с чистым таллием и измеряемой пробой
Измерения количества тепловой энергии
Рассмотрим структурную схему простейшей системы теплоснабжения (рис72). В систему теплоснабжения входят источник тепловой энергии (ИТЭ), подающий и обратный трубопроводы и теплопотр
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов