Назначение, устройство и принцип действия термометров

Категория:
Приборы для измерения температуры


Назначение, устройство и принцип действия термометров

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. 1, состоит из термобаллона, соединительного капилляра и манометрической пружины.

Изменение температуры контролируемой среды воспринимается заполнителем термосистемы через термобаллон и преобразуется в изменение давления, под действием которого манометрическая трубчатая пружина с помощью тяги, сектора и трибки перемещает стрелку относительно шкалы. Это перемещение через соответствующие устройства передается на сигнальное устройство; у термометров с пневматическим выходным сигналом — на пневматический преобразователь; у термометров с электрическим выходным сигналом — на механоэлектрический преобразователь.

В термометрах с сигнальным устройством изменение измеряемой температуры воспринимается термобаллоном и передается на манометрическую пружину, которая несколько распрямляясь, через сектор и трибку приводит в движение стрелку относительно шкалы. Вместе с показывающей стрелкой перемещается ведущий поводок с двумя подвижными поводками.

В качестве датчиков электрического сигнала используют два неподвижных предельных контакта. Один из них выдает сигнал минимального, а другой — максимального значения температуры контролируемой среды. Связь показывающей стрелки и подвижных контактов осуществляется через спиральные волоски. Установка пределов сигнализации осуществляется с помощью указателей пределов сигнализации. 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.

В термометрах с пневматически выходным сигналом изменение измеряемой температуры воспринимается манометрической пружиной, которая, несколько распрямляясь, приводит в движение стрелку через трибосекторный механизм. Одновременно это изменение с помощью рычажного механизма передается на свободный конец пружины механизма обратной связи, на котором укреплена заслонка.

Рис. 1. Схема манометрического термометра

Рис. 2. Схема термометра с сигнальным устройством

Рис. 3. Схема термометра с пневматическим выходным сигналом:
1 – термобаллон; 2 – капилляр; 3 – рычажный механизм; 4, 18 – манометры; 5 – сопло; 6 — заслонка; 7 – пружина обратной связи; 8 – циферблат; 9 – стрелка; 10 – пружина манометрическая; 11 – пружина; 12 – пневмореле; 13 – термобиметапл; 14 – трибо-секторный механизм; 15, 16 – тяги; 17, 19 – поводки

Рис. 4. Схема термометров с электрическим выходным сигналом:
1 – термобаллон; 2 – капилляр; 3 – стрелка; 4 – шкала; 5 – манометрическая пружина; 6 – тяга; 7 – трибка; 8 – сектор; 9 – рычаг; 10 – флажок; 11 – меха-ноэлектрический преобразователь; 12 – контроль 0-100 мВ; 13 – выход 0,5 мА; 14 – пружина корректора нуля; 15 – пружина

Изменение зазора между соплом и заслонкой вызывает изменение давления питания воздуха в линии сопла, которое с помощью усилительного пневмореле изменяет давление выходного сигнала прибора и в механизме обратной связи. Под действием изменения давления манометрическая пружина механизма обратной связи осуществляет соответствующий поворот, воздействие которого на заслонку 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, а выходное давление — манометром.

В термометрах с электрическим выходным сигналом изменение измеряемой температуры воспринимается манометрической пружиной, которая, несколько выпрямляясь, приводит в движение показывающую стрелку через сектор и трибку и механоэлектрический преобразователь. На оси сектора закреплен рычаг, к которому крепят измерительную пружину. Второй конец пружины впаян в рычаг флажка преобразователя, Измерительная пружина, растягиваясь, передает усилие к свободному концу флажка 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.


Реклама:



Читать далее:



Статьи по теме:


Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум