Меню Рубрики

Приборы для измерения температуры места их установки

Приборы для измерения температуры

Температуру воды, топлива, масла, пара и газа измеряют термометрами. Принцип их действия основан на изменении свойств тел при изменении их температуры.

В зависимости от физических свойств тел, используемых в термометрах, последние подразделяют на:

— манометрические термометры сопротивления;

Термометрами расширения измеряют температуру среды от 200°С до 500°С, манометрическими от 130°С до 550°С, термометрами сопротивления от 200°С до 500°С, термоэлектрическими – от 200°С до 1600°С.

Обычно приборы, измеряющие температуру в пределах до 500÷600°С, называют термометрами, а приборы, пределы измерения температуры которыми выше 600°С – пирометрами.

Термометры расширения. Принцип их действия основан на различии температурных коэффициентов теплового расширения разных тел. Термометры расширения бывают жидкостные, биметаллические и дилатометрические.

На судах речного флота применяют в основном жидкостные и биметаллические термометры расширения. Принцип работы жидкостных термометров основан на свойстве теплового расширения ртути, этилового спирта и других жидкостей, заключенных в стеклянную трубку. Для измерения температуры в судовых условиях в качестве жидкостных используют в основном ртутные термометры.

Рисунок 18 – Жидкостные термометры

Температура кипения жидкости, как известно, повышается с ростом давления, поэтому для увеличения верхнего предела измерения температур пространство над ртутью в стеклянной трубке (капилляре) заполняют азотом под давлением до 2МПа, Верхний конец трубки запаян, а нижний имеет форму расширяющегося резервуара.

Ртутные жидкостные термометры выпускают прямыми и угловыми. В зависимости от предела измерения температуры они имеют номера от первого до одиннадцатого. Наибольший номер соответствует наибольшему пределу измерения. Металлические оправы стеклянных трубок бывают прямыми (рис 18, а) и угловыми (рис. 18, б). Для измерения температуры и сигнализации о достижении ею предельных значений применяют электроконтактные ртутные термометры (рис. 18, в).

В пределах измеряемых температур до 100°С относительная погрешность результатов измерений ртутных термометров не превышает ±2÷4%. Ртутные термометры сравнительно дешевы, просты по устройству, их легко монтировать на объектах измерения. Недостатки таких термометров – небольшая механическая прочность, некоторое неудобство отсчетов по шкале и низкая чувствительность при быстрых изменениях температуры.

Биметаллические термометры (рис. 19) представляют собой пружину, составленную из двух спаянных между собой металлов, например инвара (сплава железа с никелем) и латуни, с разными температурными коэффициентами теплового расширения.

Рисунок 19 – Биметалические термометры

Пружина 2 может быть плоской (рис. 19, а) или спиральной (рис. 19, б). При нагревании разнородные металлы удлиняются неодинаково, что вызывает изгиб плоской или скручивание спиральной пружины и перемещение стрелки по шкале 1. Биметаллические термометры просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Их недостаток заключается в том, что при перегреве измерительный механизм быстро выходит из строя. В судовых условиях биметаллические термометры используют в основном как дистанционные с электрической или механической передачей сигналов.

Манометрические термометры. Принцип их действия основан на зависимости давления термометрического вещества от его температуры. Термометр (рис. 20) состоит из термобаллона 3, манометра 1 и соединяющей их капиллярной трубки 2. Термобаллон заполняют жидкостью (ртутью, ксилолом, метиловым спиртом) или инертным газом (обычно азотом) и помещают в среду, температуру которой измеряют.

Рисунок 20 – Манометрический термометр

При нагревании баллона давление в его внутренней полости повышается и стрелка манометра 1 поворачивается на соответствующий этому давлению угол. Изменение давления жидкости или газа в термобаллоне прямо пропорционально изменению температуры среды, в связи, с чем шкалу манометра градуируют в градусах Цельсия.

В зависимости от типа заполнителя манометрическими термометрами измеряют температуру от 130°С до 550°С. Относительная погрешность результатов измерений таких приборов не превышает ±2%, а точность показаний зависит от температуры среды, в которой находятся капиллярная трубка и манометр. Эти термометры широко применяют на судах в системах контроля параметров работы СЭУ, для регистрации и дистанционной передачи показаний на расстояния до 60м.

Термометры сопротивления. Принцип их действия основан на зависимости электрического сопротивления металла от температуры. Для измерения температуры среды в нее помещают термистор, через который пропускают ток; по изменению сопротивления термистора судят о его температуре, а следовательно, и температуре среды. В качестве термоэлектрического сопротивления прибора (рис. 21) обычно используют тонкий медный или платиновый (для измерения более высоких температур) термистор.

Рисунок 21 – Термометр сопротивления

Термистор наматывают на специальный каркас из изоляционного теплостойкого материала (обычно слюда), помещают в защитный чехол 5 и включают в цепь уравновешенного электрического моста 1—2—3—4. Изменение температуры среды приводит к нарушению равновесия моста, и на зажимах 1 и 3 возникает разность потенциалов, измеряемая вольтметром V, градуированным в градусах Цельсия.

Термометрами сопротивления измеряют температуру среды от 200°С до 500°С, по устройству они сложнее манометрических термометров, требуют дополнительного источника питания, однако обладают высокой чувствительностью и практически обеспечивают дистанционную передачу показаний от объекта измерений в любую точку судна

Термоэлектрические пирометры (термопары). В них используется зависимость термоэлектродвижущей силы от изменения температуры, возникающей при нагревании места спая двух разнородных металлов или сплавов. Они состоят из двух изолированных электродов 4 (рис 22), спаянных на конце.

Рисунок 22 – Термоэлектрический пирометр (термопара)

Свободные концы электродов включены в общую электрическую цепь с милливольтметром 3, шкала которого градуирована в единицах температуры.

В зависимости от измеряемых температур в качестве электродов могут использоваться железоконстантановые, хромель-копелевые (до 600°С) и хромель-алюминиевые (до 900°С), платинородиевые и платиновые (до 1600°С) проволочки.

Проволочки термопар (за исключением места спая) изолированы одна от другой и от наконечника 1.

При нагревании спая сопротивление электродов увеличивается, а при охлаждении – уменьшается, что приводит к изменению электродвижущей силы, соответственно которому изменяется и напряжение тока в цепи милливольтметра.

Термопары применяют на судах главным образом для измерения температуры выпускных газов дизелей и котлов.

Пирометр, используемый для измерения температуры выпускных газов дизелей, обычно состоит из нескольких термопар, установленных на выпускных патрубках цилиндров и подключенных через переключатель 2 к общему милливольтметру.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Как то на паре, один преподаватель сказал, когда лекция заканчивалась — это был конец пары: «Что-то тут концом пахнет». 8813 — | 8347 — или читать все.

источник

Приборы, измеряющие температуру: виды и принцип действия

Большинство технологических процессов корректно проходят только при определенной температуре. Кроме того, измеряемые температурные показатели помогают определять, насколько корректно используется затрачиваемая энергия.

Иными словами, это — та величина, которую нужно постоянно контролировать. Все виды приборов для измерения температуры делятся на контактные и бесконтактные. Также они классифицируются по материалам, принципам и способам действия.

Виды термометров по принципу действия

Процесс измерения температуры может основываться на разных физических процессах. Исходя из этого, выделяют 5 видов термометров.

Контактные

Такие приборы еще называют термометрами расширения. Они основаны на отслеживании изменения объема тел под действием меняющейся температуры. Обычно измеряемый диапазон температур составляет от -190 до +500 градусов по Цельсию.

К этой категории относятся жидкостные и механические устройства. Жидкостные представляют собой приборы в стеклянном корпусе, заполненные спиртом, ртутью, толуолом или керосином. Они прочные и устойчивые к внешним воздействиям. Температурный диапазон измерений зависит от типа используемой жидкости (наибольший — у ртутных, наименьший — у цифровых).

Механические могут работать с разными типами сред, включая жидкостные, газообразные, твердые или сыпучие. Универсальность позволяет использовать их в разных инженерных системах.

Термометры сопротивления

К этой категории относятся приборы, которые способны измерять электрическое сопротивление веществ, меняющееся в зависимости от температурных показателей. Рабочий диапазон этих устройств — от -200 до +650 градусов.

Читайте также:  Установка общего прибора учета холодной воды

Такие термометры состоят из чувствительных термодатчиков и точных электронных блоков, контролирующих изменения проводимости, сопротивления и электрического потенциала. Обычно их встраивают в общую систему мониторинга и оповещения, туда, где нужно отслеживать меняющиеся параметры и не допускать их превышения.

В котельных установках наибольшее применение получили термометры сопротивления медные (ТСМ). Термометрами сопротивления можно измерять температуры от -50 до +600°С.

Электронные термопары

При нагревании эти приборы генерируют ток, что и позволяет измерять температуру. Принцип действия основан на замерах термоэлектродвижущей силы. Диапазон измерений в этом случае — от 0 до +1800 градусов.

Манометрические

Такие термометры учитывают зависимость между температурными показателями и давлением газа. В измеряемую среду помещают термобаллон, соединенный с манометром латунной трубкой. При нагреве термобаллона давление внутри него увеличивается, и эта величина измеряется манометром. Таким образом проводят замеры температуры в диапазоне от -160 до +600 градусов.

Бесконтактные пирометры

В основе этих приборов — инфракрасные датчики, считывающие уровень излучения. Они подразделяются на два вида: яркостные, проводящие измерения излучений на определенной длине волны (диапазон — от +100 до +6000 градусов), и радиационные, когда определяется тепловое действие лучеиспускания (от -50 до +2000 градусов). Они могут использоваться в том числе и для определения температуры нагретого металла, а также при наладке и испытаниях котлов.

Виды термометров по используемым материалам

Здесь различают 7 категорий:

  1. Жидкостные. Представляют собой корпус, заполненный жидкостью, которая подвержена температурному расширению. Колба с жидкостью прикладывается к шкале. При нагреве жидкость расширяется, и столбик растет, а при охлаждении — наоборот, сжимается (уменьшается). Погрешность измерений такими приборами составляет менее 0,1 градуса.
  2. Газовые. Принцип действия — тот же, что и у жидкостных, но в качестве заполнителя для колбы выбирается инертный газ. Это позволяет существенно увеличить температурный диапазон измерения (если для жидкостных предел — +600 градусов, то для газовых — +1000 градусов). С их помощью можно измерять температуру в различных раскаленных жидких средах.
  3. Механические. В основе действия — принцип деформации металлической спирали. Часто эти термометры комплектуются стрелочным “дисплеем”. Устанавливаются в спецтехнике, автомобилях, на автоматизированных линиях. Нечувствительны к ударам.
  4. Электрические. Работают, измеряя уровень сопротивления проводника при разных температурных показателях. В качестве проводника могут использоваться разные металлы (например, медь или платина). Соответственно, и диапазон измерений таких устройств будет отличаться. Чаще всего такие модели применяются в лабораторных условиях.
  5. Термоэлектрические. В конструкции предусмотрено два проводника, проводящие замеры по физическому принципу на основе эффекта Зеебека. Эти устройства очень точные, работают с погрешностью до 0,01 градуса и подходят для высокоточных измерений в производственных процессах, когда рабочая температура превышает 1000 градусов.
  6. Волоконно-оптические. Чувствительные датчики из оптоволокна (оно натягивается и сжимается или растягивается при изменении температуры, а прибор фиксирует степень преломления проходящего луча света). Допустимый диапазон измерений — до +400 градусов, а погрешность — не более 0,1 градуса.
  7. Инфракрасные. Непосредственный контакт с измеряемым веществом не требуется: прибор генерирует инфракрасный луч, который направляется на изучаемую поверхность. Это современный вид бесконтактных термометров, которые работают с точностью до нескольких градусов и подходят для высокотемпературных измерений. С их помощью можно измерять даже температуру открытого пламени.

Компания «Измеркон» предлагает как разные виды термометров, так и комбинированные устройства, в том числе манометры-термометры или гигрометры-термометры для автономной работы с энергонезависимой памятью, обеспечивающей постоянную фиксацию результатов измерений.

источник

Приборы для измерения температуры, давления, расхода, уровня жидкости.

Устройство и принцип работы

Для измерения температуры в котельных установках применяют термометры: I) расширения (жидкостные, манометрические, дилатометрические, биметаллические); 2) измерительные электрические системы (термопары сопротивления с измерительными мостами и термопары с потенциометрами).

Жидкостные термометры. Действие этих термометров основано на различии коэффициентов объемного расширения жидкости и термометрического стекла. В качестве рабочей жидкости используется ртуть или спирт.

Жидкостный термометр в простейшем виде представляет собой тонкую стеклянную трубку, имеющую капиллярное отверстие, переходящее в нижней части в пустотелый стеклянный шарик — резервуар. Этот шарик, а также часть капиллярной трубки заполняются рабочей жидкостью под давлением. Заполнение производится со стороны верхней, открытой, части трубки. После заполнения из трубки удаляется воздух и она запаивается. Трубка термометра прикрепляется к пластинке с делениями через каждый градус. Такой тип термометра называется термометром с вложенной шкалой. Кроме них часто используют и, так называемые, палочные термометры, которые имеют стеклянный толстостенный капилляр с внешним диаметром, почти равным диаметру утолщения резервуара с рабочей жидкостью, в этом случае деления шкалы наносятся непосредственно на внешнюю сторону стекла.

Жидкостные термометры применяют как приборы местного действия, устанавливают на котле в специальную гильзу, вваренную или вкрученную в трубопровод, и заполненную машинным маслом, для обеспечения лучшей передачи теплоты к термометру.

В котельных используют термометры, относящиеся к классу «технических». Они изготавливаются прямыми и изогнутыми под углом 90, 120 и 135° с пределами шкал от 0 до 500 °С.

При обращении с термометрами их следует беречь от ударов и следить за тем, чтобы после временного использования они были осмотрены, протерты и уложены в предназначенное для них место.

Термометры манометрические. Действие манометрических термометров основано на увеличении давления жидкости, газа или пара с повышением температуры. Рабочее вещество в этих приборах заключено в замкнутой системе, состоящей из термобаллона, капиллярной трубки и манометра.

Манометрические термометры в зависимости от заполнителя подразделяют на три вида: жидкостные, газовые и паровые.

Жидкостные термометры заполняют различными жидкостями, газовые — инертным газом, например азотом, паровые — легкоки-пящими жидкостями, например спиртом, эфиром, хлорэтилом.

Термобаллон помещается в среду, температура которой измеряется. Длина соединительного капилляра достигает 60 м. Капилляр стараются размещать в тех помещениях, где температура окружающей среды не имеет больших колебаний.

Манометрические термометры могут применяться для измерения температуры воды, пара и уходящих газов до +550 °С.

Манометрические термометры могут быть показывающие и регистрирующие.

На рис. 10.3 приведен показывающий манометрический термометр, состоящий из термобаллона 7, капилляра 2 и манометра 3, имеющего градуировку в градусах Цельсия.

Рис. 10.3. Манометрический термометр

1 — термобаллон; 2 — капиллярная трубка; 3 — манометр

Термометры дилатометрические. Устройство этих термометров основано на использовании разности удлинений стержней, выполненных из различных материалов. В качестве таких материалов применяют металлы, имеющие значительно отличающиеся друг от друга коэффициенты линейных удлинений. Чаще всего применяют пары металлов: сталь — латунь или латунь — инвар.

Принципиальная схема дилатометрического термометра приведена на рис. 10.4.

Рис. 10.4. Дилатометрический термометр

Стержень из инвара 1 одним концом укреплен на дне закрытой трубки 2 из латуни, другой его конец может перемещаться в зависимости от удлинения латунной трубки и воздействовать на показывающий механизм 3.

Термометры биметаллические. Действие этих термометров основано на изгибе при нагревании биметаллической пластинки, вследствие разности коэффициента расширения металлов, из которых пластинка выполнена.

Биметаллическую пластинку изготавливают путем сварки двух полос из металлов, имеющих различные коэффициенты линейных удлинений.

Рис. 10.5. Биметаллический термометр

Принципиальная схема такого термометра показана на рис.

  • 10.5. Биметаллическая пластина 1 закрепляется одним концом, другой конец остается подвижным. При повышении температуры окружающей среды пластинка изгибается в сторону металла, имеющего меньший коэффициент ли-
  • 1 — биметаллическая пластина; 2 — поводок; 3 — стрелка

нейного удлинения, и с помощью рычага 2 перемещает стрелку 3. Возможно воздействие биметаллической пластинки на индукционное или на омическое сопротивление, измеряемое электричес-

кими приборами, которые могут иметь градуировку по температуре.

Читайте также:  Установка узла учета тепловой энергии и теплоносителя

Термометры сопротивления. Действие этих приборов основано на свойстве металлов изменять свое электрическое сопротивление при изменении температуры.

Термометры сопротивления изготавливают из тонкой платиновой, а также медной или никелевой проволоки и применяют для измерения температуры для платины не более 500 °С, никеля — 200 °С, меди — 150 °С.

Активное электрическое сопротивление проводников, применяемых в качестве термометров сопротивления, возрастает с повышением температуры. Для меди и платины зависимость приращения сопротивления от температуры близка к прямолинейной.

Измерение температуры термометром сопротивления сводится к измерению его сопротивления.

Конструкция термометра сопротивления показана на рис. 10.6. В защитной оболочке 1 помещена спираль 2 (сопротивление которой изменяется с изменением температуры), намотанная на изолированном стержне 3, укрепленном в колодке 4. Концы спирали присоединены к зажимам 5, к которым подключаются через ввод 6 провода, соединяющие термометр сопротивления с измерительным прибором.

Рис. 10.6. Схема и конструкция термометра сопротивления

1 — защитная оболочка; 2 — спираль; 3 —изолированный стержень; 4 — колодка; 5 — зажимы; 6 — ввод соединительных проводов

Рис. 10.7. Установка термометра сопротивления на трубопроводе

Наклонное положение термометра принимается из условий удобства монтажа в случае установки на трубопроводе небольшого диаметра.

Термоэлектрические пирометры. Термоэлектрическим пирометром называется прибор, состоящий из термоэлемента (термопары) и присоединенного к нему электроизмерительного прибора. Действие термопары основано на так называемом термоэлектрическом эффекте, то есть появлении термоэлектродвижущей силы в цепи, составленной из разнородных металлов в случае нагрева их места соединения (спая).

Простейшая схема термоэлектрического пирометра показана на рис. 10.8.

Рис. 10.8. Схема измерения температуры с помощью термопары

Термопара состоит из двух термоэлектродов А и В, концы которых соединены между собой при помощи сварки или скрутки и образуют так называемый рабочий спай /, помещаемый в среду, температуру которой необходимо измерить. Ко вторым (свободным) концам электродов 2 и 3, выведенным за пределы контролируемой среды в пространство с известной (возможно постоянной) температурой, подключаются соединительные провода 4 и 5, идущие к милливольтметру.

При постоянстве температуры нерабочих спаев 2 и 3, выведенных за пределы измеряемой среды, термоэлектодвижущая сила, действующая в цепи термопара — милливольтметр, будет зависеть только от температуры рабочего спая.

Обычно при градуировке термоэлектрических пирометров нерабочие спаи помещают в сосуд с тающим снегом или льдом, температура которого практически постоянна и равна О °С.

При пользовании термоэлектрическим пирометром в эксплуатационных условиях температура нерабочих спаев должна также поддерживаться постоянной, причем в случае отличия ее от О °С в показания пирометра должна вноситься поправка на температуру нерабочих спаев (свободных (холодных) концов термопары).

Термоэлектрические пирометры обычно применяют для измерения средних и высоких температур, и они обладают рядом преимуществ: простотой конструкции, невысокой стоимостью, малыми габаритами чувствительного элемента, позволяющими измерять температуру практически в любой точке котельной установки.

Недостатком термоэлектрических пирометров является относительно небольшая точность при измерениях невысоких температур и необходимость поддержания постоянной температуры нерабочего спая.

Наиболее распространенными являются термопары, характеристики которых приведены в табл. 10.1.

Пределы измеряемой температуры, °С

Зависимость э.д.с., возникающей в термопаре, от разности температур достаточно близка к линейной.

Милливольтметры, входящие в комплект термоэлектрического пирометра, могут быть как показывающими, так и регистрирующими, на одну или несколько точек измерений.

При установке термопары следует учитывать следующее: горячий конец термопары должен находиться в середине контролируемого потока; при измерении температуры выше 700 °С следует предпринимать меры к предохранению термопары от изгиба под влиянием температуры и собственного веса (лучше всего монтировать термопару в вертикальном положении, при горизонтальном — необходимо следить за тем, чтобы свешивающийся конец термопары был возможно короче; в случае необходимости ввода термопары на большую длину, например в топочное пространство, ее монтируют в специальной керамической защитной трубке); во избежание излома и механических повреждений соединительных проводов подводка их к головке термопары должна осуществляться в гибком шланге.

Измерение давления в котельных установках производится с помощью пружинных, мембранных или жидкостных манометров.

В пружинных манометрах для измерения давления используют упругие свойства металлов. Эти манометры выполняют трубчатыми, мембранными и сильфоными.

Трубчатые пружины бывают одно- и многовитковыми. Манометр с трубчатой пружиной схематически показан на рис. 10.9. Закрытая с одного конца одновитковая трубчатая пружина 1 закреплена другим концом в штуцере, соединенным с сосудом, в котором измеряется давление. Под действием избыточного давления трубка разгибается и свободный конец ее через поводок 2 поворачивает зубчатый сектор 3 и вместе с ним стрелку 4. Спиральная пружина 5 служит для устранения влияния зазора в зубчатом зацеплении.

Мембранный манометр имеет в качестве измерительного элемента гофрированную упругую пластинку-мембрану, которая под влиянием избыточного давления прогибается.

Манометры этого типа применяют главным образом для измерения небольших давлений и разрежений. На рис. 10.10 показан манометр с пластинчатой мембраной. В этом манометре применена гофрированная стальная мембрана 6, зажатая между фланцами 3 и /, при помощи стяжных винтов 5. Верхний фланец 3 конструктивно связан с корпусом манометра 4, а нижний — с ниппелем 2 для присоединения прибора. Стрелка прибора 11 при помощи механической передачи, состоящей из стержня 7, тяги 8, зубчатого сектора 9, соединена с мембраной. Под действием давления измеряемой среды пластинчатая мембрана прогибается и стрелка поворачивается.

Рис. 10.9. Манометр с трубчатой пружиной и секторным

  • 1 — одновитковая трубчатая пружина; 2 — поводок; 3 — зубчатый сектор;
  • 4 — стрелка; 5 — спиральная пружина

Рис. 10.10. Манометр мембранный

  • 1 — нижний фланец; 2 — ниппель; 3 — верхний фланец; 4 — корпус; 5 — стягивающие винты; 6 — мембрана; 7 — стержень; 8 — тяга; 9 — сектор;
  • 10 спиральная пружина; 11 — стрелка

В сильфонных манометрах в качестве измерительного элемента используется гармониковый элемент—сильфон, жестко закрепленный с одного конца. Элемент выполняется из упругого материала (нержавеющая сталь, латунь, томпак и другие

сплавы) путем получения волн на цилиндрической поверхности. Сильфон легко деформируется в осевом направлении (под действием давления).

Преимуществом мембранных и сильфонных манометров перед трубчатыми является их меньшая чувствительность к сотрясениям.

Манометр при установке на котел должен выбираться с такой шкалой, чтобы при рабочем давлении стрелка его находилась в средней трети шкалы, так как в этом положении трубчатая пружина манометра работает более устойчиво и обеспечивает наименьшую ошибку в показаниях. Кроме того, между предельным давлением, на которое рассчитан котел, и максимальным значением давления, нанесенным на шкалу манометра, должен быть некоторый запас по шкале.

На шкале манометра наносится красная черта, которой отмечается наивысшее допускаемое рабочее давление, разрешенное для данного котла. Выше этой черты подъем давления допускать при работе нельзя.

Манометр на котле должен быть установлен так, чтобы на него не могла влиять в значительной мере теплота лучеиспускания котла. Максимальная температура среды, окружающей прибор, не должна превышать 40 °С.

С паровым пространством котла манометр соединяется через сифонную трубку. Она может быть разной длины, но обязательно должна иметь изгибы. Форма изгибов бывает разной в зависимости от места установки манометра.

Так при креплении манометра непосредственно у котла изгибы сифонной трубки рекомендуется выполнять так, как изображено на рис. 10.11. При необходимости вынести манометр на большее расстояние для удобства наблюдения допускается соединение манометра с котлом с помощью более длинной трубки с изгибами. Изгибы сифонной трубки необходимо делать по двум причинам: во-первых, они удаляют манометр от среды, имеющую высокую температуру, и во-вторых способствуют лучшему заполнению ее конденсатом. Для увеличения срока службы пружина манометра не должна приходить в соприкосновение с паром, а только — с водой.

Читайте также:  Установка прибора учета электроэнергии на опоре

Между манометром и сифонной трубкой предусматривается трехходовой кран (рис. 10.12). При операциях с ним рукоятка его должна поворачиваться очень медленно и осторожно с расчетом, чтобы без необходимости не опорожнить сифонную трубку от находящегося в ней конденсата. При сообщении ма-

нометра с атмосферой с помощью трехходового крана стрелка манометра должна возвращаться на ноль шкалы, в противном случае налицо признак неправильных показаний манометра.

Рис. 10.11. Типы изгибов сифонных трубок

Рис. 10.12. Трехходовой кран

/ — ниппель для манометра; 2 — риски, указывающие положение пробки;

3 — ниппель для сифонной трубки

С помощью трехходового крана можно производить продувку сифонной трубки от накопленной в ней воды, проверку манометра путем установки на ноль, сверку его показании с показаниями контрольного манометра.

Жидкостные манометры в котельных установках применяют для измерения давления, незначительно превышающего атмосферное, или разрежений, например в топке, в газоходах и т.д.

В наиболее простом виде такой прибор состоит из изогнутой и-образной трубки, до половины заполненной подкрашенной водой или ртутью. Тягомерная трубка прикрепляется к специальной пластинке, на которой предусматривается шкала, градуированная в миллиметрах (рис. 10.13). Если обе ветви тягомерной трубки открыты, то уровень залитой в нее жидкости стоит на одной высоте. Если же одна ветвь этой трубки с помощью резинового шланга и стальной трубки соединена с действующим газоходом, то вода в этой ветви трубки поднимается, а во второй ветви опускается. Число миллиметров, отсчитанное по шкале между верхним и нижним уровнями жидкости, определит разрежение в месте замера в мм вод. ст. Рассмотренный прибор из-за его крайней простоты находит широкое применение. Для увеличения точности измерений прибор выполняют из наклонной стеклянной трубки с впаянной в нее колбочкой, которая заполняется спиртом или водой.

Рис. 10.13. и-образный тяго мер

При эксплуатации котельных необходимо учитывать количество расхода воды и пара. Расход воды и пара измеряют специальными приборами — расходомерами.

Расходомеры бывают скоростные (рис. 10.14,я), представляющие собой крыльчатку 1, установленную в потоке жидкости или газа. Вал крыльчатки передает вращение при помощи шестеренчатой системы на счетный механизм.

Объемные расходомеры могут иметь различное конструктивное исполнение, например в виде шестеренчатого движителя (рис. 10.14,6), в котором овальные шестерни 2при вращении за каждый оборот пропускают строго определенный объем жидкости. Также может быть использован поршневой движитель, в котором вода или газ приводят в движение поршень, соединенный со счетчиком, указывающим число заполнений за заданный промежуток времени объема цилиндра, и таким образом количество пропускаемой жидкости.

Расходомеры с элементом переменного перепада (рис. 10.14,в) работают по принципу разности давления до и после дросселя 3, которое регистрируется манометром 4.

Рис. 10.14. Воспринимающие элементы расходов жидкостей и газов

Расходомер постоянного перепада — ротаметр (рис. 10.14,г), имеет в коническом корпусе 6 поплавок 7 с линейкой 5. Изменение расхода таза или жидкости вызывает изменение положения поплавка и, следовательно, проходного сечения между ним и корпусом. Равновесие поплавка наступает при выравнивании давления на входе и выходе среды из ротаметра.

Акустические расходомеры. Принцип их работы основан на измерении того или иного эффекта, возникающего при прохождении акустических колебаний через поток жидкости или газа и зависящего от расхода. Почти все применяемые на практике акустические расходомеры работают в ультразвуковом диапазоне частот и поэтому называются ультразвуковыми.

В большинстве промышленных ультразвуковых расходомеров используют эффекты, основанные на перемещении акустических колебаний движущейся средой, т.е. чем больше скорость потока, тем дальше от места излучения будет сноситься ультразвуковой сигнал.

Для ввода акустических колебаний в поток и для их приема на выходе из потока необходимы излучатели и приемники — главные элементы первичных преобразователей ультразвуковых расходомеров. В качестве датчиков используют пьезоэлементы, кристаллы которых при сжатии или растяжении в определенных направлениях на их поверхности образуют электрические заряды. И наоборот, если к этим поверхностям приложить разность потенциалов, то кристалл растянется или сожмется в зависимости от того, на какой из поверхностей будет большее напряжение.

На этих эффектах основан метод преобразования переменной электрической разности потенциалов на гранях кристалла в акустические колебания той же частоты для излучателя колебаний и, наоборот, преобразования акустических колебаний в переменную электрическую разность потенциалов на гранях кристалла для приемника колебаний.

Достоинством ультразвуковых расходомеров является широкий диапазон измерения расхода, возможность измерений на любом трубопроводе без его вскрытия (излучатели и приемники устанавливают на наружной стороне трубы) и возможность применения микропроцессорной техники при обработке данных. Основным недостатком является чувствительность к содержанию твердых и газообразных включений.

Вихревые расходомеры. Принцип их действия основан на зависимости от расхода жидкости или газа частоты колебаний давления, возникающих в потоке в процессе вихреобразования или колебания струи после препятствия определенной формы, установленного в трубопроводе.

Свое название вихревые расходомеры получили от явления срыва вихрей, возникающих при обтекании потоком жидкости или газа препятствия, обычно в виде усеченной трапецеидальной призмы (рис. 10.15). Позади тела обтекания располагают чувствительный элемент, воспринимающий вихревые колебания.

Рис. 10.15. Схема вихревого первичного преобразователя расхода

СИ — устройство счета импульсов

К достоинствам вихревых расходомеров следует отнести: отсутствие подвижных частей, независимость показаний от давления и температуры, большой диапазон измерений, сравнительно небольшую стоимость.

К недостаткам относятся значительные потери давления (до 30—50 кПа), непригодность при измерении малых скоростей потока, непригодность для измерения расхода загрязненных и агрессивных сред.

Уровень жидкости в барабанах котла или других технологических емкостях котельной можно непосредственно наблюдать через водомерное стекло. Если это затруднено, то могут быть использованы следующие приборы:

поплавковые или буйковые — чувствительным элементом является плавающий (рис. 10.16) или полностью погруженный в измеряемую жидкость поплавок (буек);

емкостные — использующие изменение электрической емкости датчика при изменении уровня измеряемой среды;

Рис. 10.16. Поплавковый датчик уровня

мембранные — чувствительным элементом является мембрана; давление столба измеряемой жидкости уравновешивается упругой деформацией мембраны или пружины.

Для контроля и учета работы котельного агрегата необходимо определение содержания в продуктах сгорания углекислого газа, оксида углерода, избытка воздуха (кислорода), содержание углеводов, оксидов азота, оксидов серы и т.д. Для этого служат приборы, называемые газоанализаторами.

Газоанализаторы разделяют по назначению: сигнализаторы загазованности, предназначенные для контроля состояния атмосферы в помещениях, где возможно образование взрывоопасных газовоздушных смесей либо превышение предельно допустимых концентраций оксида углерода. Приборы этой группы выдают световую/звуковую сигнализацию о превышении контролируемых параметров;

системы аварийного отключения газа, предназначенные для непрерывного контроля состояния атмосферы на газоиспользующих объектах. Кроме выдачи светового и звукового сигнала в случае превышения концентраций порога 1 («Тревога»), приборы этой группы в случае превышении порога 2 («Авария») автоматически приводят в действие исполнительные механизмы и устройства, прекращающие подачу газа потребителю;

измерители концентраций, предназначенные для измерения концентраций тех или иных газов в контролируемой среде;

течеискатели, предназначенные для определения мест утечек газа из газопроводов; по исполнению:

стационарные; переносные, с питанием от встроенных батарей-аккумуляторов;

диффузионные и с принудительным забором пробы при помощи ручного или встроенного микронасоса;

по количеству определяемых газов: одно- и многокомпонентные; по режиму работы:

постоянного действия и периодического; по типу используемых датчиков: термохимические, электрохимические, оптические.

В настоящее время выпускается широкий спектр различных газоанализаторов.

При установке газоанализаторов необходимо учитывать, чтобы в месте забора газов не было вихревых потоков, подсоса наружного воздуха, плохого перемешивания газов, газовых мешков. Необходимо, чтобы газозаборная трубка доходила до середины газохода.

источник

Добавить комментарий