Сензори за налягане, поток и ниво, устройство и принцип на работа

Сензори за налягане. Повечето сензори за налягане са изградени на принципа на преобразуване на налягането в механично движение. В допълнение към механичните системи, които включват мембрани и тръбни извори, се използват електронни и термични системи за измерване на налягането.

Сензорите за налягане с механични сензорни органи включват:

1) сензори за налягане на течност (U-образни системи),

2) бутални системи,

3) пружинни системи: а) мембрана (плосък, хълмист, мек) - б) шлайфане - в) манометрични тръбни извори.

Ще разгледаме устройството на някои по-често срещани сензори за налягане.

По-широко използвани сензори за пружинно налягане. Тяхното действие се основава на възникването на еластична деформация на пружината, която е чувствителен елемент на устройството. Деформация възниква, когато налягането се промени вътре или извън пружината. Промяната във формата на елемента се прехвърля на движещата се част на устройството със стрелка, движеща се по скалата, когато налягането се отстранява, сензорният елемент възприема оригиналната форма.

В технически манометри и вакуумни манометри обикновено се използват еластични пружини: едноръкообразни, многоточкови, плоски мембрани и мембрани (хармонични мембрани).

На фиг. 1 са показани видовете пневматични датчици за налягане.

Тръбна пружина с едно завъртане (А) Тя е огъната по дъга почти под формата на кръг около 270 °. В участъка пружината има формата на елипса. Той е изработен от месинг (или стомана - за огромен натиск). Единият край на пружината е запечатан и свободен. Вторият край на пружината е неподвижен и на него се прилага измереното налягане R. Налягането причинява деформация на пружината и движение на свободния й край.

Отвиването на пружината се получава поради следната причина. Тъй като вътрешното налягане се увеличава, елиптичната секция има тенденция да има кръгова форма, т.е. малката ос на елипсата започва да се увеличава и голямата ос намалява. В резултат на това има натоварвания, които ще разрушат тръбната пружина. Свободният край на пружината, за всичко това, ще се придвижи пропорционално на натиска вътре в нея. По този начин измереното налягане се превръща в механично движение на свободния край на пружината. Степента на това изместване е обикновено 5-7 мм.

Многопроводна тръбна пружина (В) има 6-9 завъртания около 30 мм. Преместване безплатно края изворите са много по-големи (до 15 mm) отколкото една завъртаща се пружина. Друг огромен е тук и дърпа сила. Обикновено сензори под формата на един ред от тръбна пружина, използвани в посочващи устройства и сензори в формата на многооборотен цилиндрични пружини - самостоятелно запис. Това се обяснява с факта, че сондата рекордер трябва да притежават достатъчно голяма сила за преодоляване на триенето, не само в ставите на предаване на механизма за множител, и писалката на триенето на хартия.

Плоска гофрирана мембрана (C) се използва или самостоятелно, или в кутия с две гофрирани мембрани. Използва се и мека мембрана, направена от плоска гумирана тъкан, свързана с плоска калибрирана пружина.

Хармонична мембрана - мембрани (G) е цилиндрична кутия със стени с еднакви напречни гънки (нагъвки). Измереното налягане се подава отвън или отвън на мембраната.

В сравнение с плоска мембрана и мембранна кутия, мембраната на хармоника е по-чувствителна.

Металните устройства са предназначени за измерване и записване на свръхналягане и вакуум. В допълнение, тези устройства се използват като вторични устройства за устройства, оборудвани с устройство за пневматично предаване на отчитания на разстояние.

Пружинните датчици за налягане в автоматичните вериги превръщат механичното движение в електронен сигнал, използвайки индуктивен, реостат или контактен датчик.

На фиг. 2 схемата на сензора за налягане от типа DER е показана. Налягането, което се усеща от тръбната манометрична пружина 1, се преобразува в изместването на края на манометричната тръба. Това движение се прехвърля на буталото на сензора на трансформатора 2. Вторично устройство е устройството тип EPID.

Сензори за потока има механични, термични, йонизационни, индукционни, акустични.

Механични сензори за потока са разделени на сензори с променлива и постоянна капка, както и сензори с изпускателен отвор.

Сензорите за поток с променлив диференциал работят в съответствие с принципа на появата на спад на налягането в стесняващото устройство, което се монтира в пътя на подвижната среда. Диференциалното налягане тук е функция на потока. Конусът е сензорният елемент на сензора за потока.

Сензорите за постоянно разреждане (ротамери) използват ограничителни органи за регулиране на напречното сечение, за да се поддържа постоянно падане на налягането.

На фиг. 3 е дадена схема на ротаметър с индуктивен датчик. Ротаметърът се състои от конична тръба 1 и плувка 2. Когато вода или газ протичат в пръстеновидната междина между поплавъка и стените на тръбата, се създава спад на налягането, което прави силата да действа спрямо силата на тежестта на поплавъка. Позицията на поплавъка в коничната тръба се определя от скоростта на потока.

Ротамерите се произвеждат като индикаторни уреди и като сензори. Намотката на индуктивния датчик е поставена от външната страна на тръбата на дюзата. Металният плувка е сърцевината на индуктивната сензорна бобина 3. Когато скоростта на потока се промени, поплавъкът се движи и променя индуктивността на серпентината, така че потокът се преобразува в електронен сигнал.

Нивелири сензори. Много широко разпространено плаващи сензори. Сензорът за плуване се състои от поплавък - орган, който възприема нивото на водата - междинен орган - механична връзка, която променя и предава механично действие на изходния орган, който е сензор за изместване.

Нивелите сензори могат да се основават на измерване на теглото и хидростатичното налягане на водата, като се използват електронни параметри на водата (конфигурация на съпротивлението, капацитет, индуктивност).

_____________________________

Ще трябва да копая в паметта си и да си спомня: как да намерим диагонала на паралелепипед.

_____________________________

Руската промишленост произвежда сензори за ниво от различни типове.

На фиг. 4 схемата на датчика за нивото на плавателния съд с реостатен датчик R на изхода е показан. Според мултиволтовия метърСрН преценете нивото на водата Н в съда.