ГЛАВА 2

манометрические термометры

1. НАЗНАЧЕНИЕ, УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

Манометрические термометры предназначаются для измерения температуры жидких и газообразных сред в стационарных условиях в интервале от -150 до 600 °С.

Принцип действия манометрических термометров основан на изменении давления заполнителя термосистемы от температуры измеряемой среды. В зависимости от применяемого заполнителя термосистемы манометрические термометры делятся на газовые, жидкостные и конденсационные. Замкнутая система манометрического термометра, показанная на рис. 5, состоит из термобаллона 2, соединительного капилляра 1 и манометрической пружины 6.

Изменение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем термосистемы через термобаллон 2 и преобразуется в изменение давления, под действием которого манометрическая трубчатая пружина 6 с помощью тяги 8, сектора 3 и трибки 7 перемещает стрелку 4 относительно шкалы 5. Это перемещение через соответствующие устройства передается на сигнальное устройство; у термометров с пневматическим выходным сигналом - на пневматический преобразователь; у термометров с злектрическим выходным сигналом - на механоэлектричес-кий преобразователь,

В термометрах с сигнальным устройством (рис. 6) изменение измеряемой температуры воспринимается термобаллоном 1 и передается на манометрическую пружину 2, которая несколько распрямляясь, через сектор 3 и трибку 4 приводит в движение стрелку 5 относительно шкалы 7, Вместе с показывающей стрелкой перемещается ведущий поводок 11 с двумя подвижными поводками 9 и 10.

В качестве датчиков электрического сигнала используют два неподвижных предельных контакта. Один из них 6 выдает сигнал минимального, а другой 13 - максимального значения температуры контролируемой среды. Связь показывающей стрелки и подвижных контактов осуществляется через спиральные волоски. Установка пределов сигнализации осуществляется с помощью указателей пределов сигнализации 8, 12. Когда температура достигает значения, заданного с помощью сигнальных стрелок, соответствующая контактная пара замыкается и выдается электрический сигнал. Внешнюю электрическую цепь подключают к термометру с помощью клеммной колодки 14.

В термометрах с пневматически выходным сигналом (рис. 7) изменение измеряемой температуры воспринимается манометрической пружиной 10, которая, несколько распрямляясь, приводиг в движение стрелку 9 через трибо-секторный механизм 14. Одновременно это изменение с помощью рычажного механизма 3 передается на свободный конец пружины механизма обратной связи 7, на котором укреплена заслонка 6,

Рис. 5. Схема манометрического термометра Рис. 6. Схема термометра с сигнальным устройством

в 5

20 ШОкПа 1

Рис. 7. Схема термометра с пневматическим выходным сигналом: 1 - термобаллон; 2 - капилляр; 3 - рычажный механизм; 4, 18 - манометры; 5 - сопло; б ~ заслонка; 7 - пружина обратной связи; 8 - циферблат; 9 - стрелка; 10 - пружина манометрическая; 11 - пружина; 12 - пневмореле; 13 - термобиметалл; 14 - трибо-секторный механизм; 15, 16 - тяги; 17,19 - поводки

Рис. 8. Схема термометров с электрическим выходным сигналом:

1 - термобаллон; 2 - капилляр; 3 - стрелка; 4 - шкала; 5 - манометрическая пружина; б - тяга; 7 - трибка; 8 - сектор; 9 - рычаг; 10 - флажок; - меха-ноэлектрический преобразователь; 12 - контроль 0-100 мВ; 13 - выход 0,5 мА; 14 - пружина корректора нуля; 15 - пружина

Изменение зазора между соплом 5 и заслонкой 6 вызывает изменение давления питания воздуха в линии сопла, которое с помощью усилительного пневмореле 12 изменяет давление выходного сигнала прибора и в механизме обратной связи. Под действием изменения давления манометрическая пружина 7 механизма обратной связи осуществляет

соответствующий поворот, воздействие которого на заслонку 6 обеспечивает пропорциональность выходного давления ходу заслонки.

Таким образом, величина зазора между соплом и заслонкой и, следовательно, выходное давление прибора, являются мерой измеряемой температуры. Питание пневмодатчика осуществляется воздухом, очищенным воздушным фильтром под давлением, сниженным редуктором до (140 ± 14) кПа. Входное давление питания контролируется манометром 4, а выходное давление - манометром 18.

В термометрах с электрическим выходным сигналом (рис. 8) изменение измеряемой температуры воспринимается манометрической пружиной 5, которая, несколько выпрямляясь, приводит в движение показывающую стрелку 3 через сектор 8 и трибку 7 и механоэлектрический преобразователь 11. На оси сектора закреплен рычаг 9, к которому крепят измерительную пружину 15. Второй конец пружины впаян в рычаг флажка 10 преобразователя 11, Измерительная пружина 75, растягиваясь, передает усилие к свободному концу флажка 10 преобразователя. Перемещение флажка изменяет параметры преобразователя, в результате чего на его выходе появляется сигнал постоянного тока.

Достоинством манометрических термометров являются: возможность дистанционного измерения температуры без использования дополнительной энергии, сравнительная простота конструкции, возможность автоматической записи показаний, взрывобезопасность, нечувствительность к внешним магнитным полям.

К недостаткам относятся: относительно невысокая точность измерения, трудность ремонта при разгерметизации измерительной системы, низкая механическая прочность капилляра, небольшое расстояние дистанционной передачи показаний, значительная инерционность.

2. ТИПЫ И ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ

По способу выдачи измерительной информации термометры подразделяют на показывающие, самопишущие и комбинированные (показывающие и самопишущие). Показывающие приборы могут иметь дополнительные устройства для сигнализации и для передачи аналогового пневматического или злектрического сигнала.

Самопишущие термометры могут изотовляться с пневматическим пропорционально-интегральным регулирующимустройством.

Термобаллоны манометрических термометров выполняют с хвостовиком и без него. В зависимости от способа соединения термобаллона с корпусом термометры могут быть местные и дистанционные. В зависимости от формы диаграммы и поля записи самопишущие термометры подразделяют на дисковые, ленточные (с одним полем для записи; с двумя или несколькими обособленными полями для записи), карто-граммные. В зависимости от типа механизма для передвижения диаграммных лент или дисков самопишущие термометры изготовляют с часовым (механическим) или электрическим приводом.