Cтраница 1
Манометры Бурдона имеют шкалу с 1 000 делениями и по точности показаний сопоставимы с жидкостными манометрами. Температура рабочей воды в стенде при кавитационных исследованиях поддерживается постоянной посредством периодической подачи свежей воды из бассейна в напорный бак центробежным насосом с электродвигателем мощностью N80 кет.
В дополнение к сплошной стене между циферблатом и измерительной системой эти пружинные весы Бурдона позволяют задний удар. Это обеспечивает защиту для любого оператора перед манометром. Не менее важным для надежного отображения измеренного значения является движение. Движение «швейцарского движения» не только настолько точно, как швейцарские часы, но также исключительно прочное и долговечное.
Манометры Бурдон с высокой устойчивостью к коррозии
Наше подразделение технологических манометров показывает вам, почему. Вам нужна дополнительная информация? Для управления потоками газа в газораспределительных сетях используются фитинги для закрытия, регулирования и безопасности. В газовой промышленности используются газовые, клапанные, конические и сферические клапаны. Для измерения расхода газа используются так называемые расходомеры.
Манометры Бурдона изготавливаются также из стекла и кварца. Два типа таких манометров (мембранный и спиральный) показаны на рис. 2.12. Первый из них снабжен полой мембраной, формой и размерами напоминающей чайную ложку, искривленные поверхности которой и являются элементами, воспринимающими давление. К ручке ложки прикреплена длинная стрелка, позволяющая значительно усиливать смещения, возникающие при изменениях кривизны поверхности из-за изменения разности давлений внутри и снаружи мембраны.
Место установки и их количество определены в проекте. Фитинги трубопроводов рассчитываются при условном давлении, в зависимости от рабочего давления и температуры. Измерительные приборы Точное измерение количества газа, проходящего через заданное поперечное сечение трубопровода в течение заданного времени, имеет первостепенное значение для газовой промышленности. Выбор метода измерения должен производиться только после тщательного анализа ряда факторов.
К ним относятся: необходимая точность; ожидаемый срок службы измерительного устройства; диапазон измерения, температура; эксплуатационные требования; наличие источника питания, если требуется. Также важно учитывать: тип проходящего вещества; первоначальные затраты; наличие запасных частей; восприятие пользователей газа, а также возможности защиты от краж и вандализма.
Манометры Бурдона могут быть выполнены и для измерения низких давлений, но такими приборами в практике физических исследований пользуются редко.
Преимущество манометров Бурдона в их низкой стоимости; однако внутренний объем их велик и в связи с тем, что они имеют устройство непроточного типа, затруднено быстрое промывание их.
Так называемый объемный метод определяет эквивалентный объем газа в измерительном сосуде при базовом давлении и температуре. Метод, основанный на принципе вытеснения улучшается объемный способ измерения с помощью устройств с одним или несколькими мобильными камерами или диафрагм, которые последовательно заполнены и слива воды, при прохождении через них газа.
Вот некоторые из наиболее часто используемых расходомеров. Поворотные расходомеры Метод перемещения также используется на вращающихся расходомерах, которые построены на совершенно другом механическом принципе. Он включает в себя два одинаковых металлических ротора, вращающихся тангенциально друг к другу на отдельных осях. Газа, протекающий через расходомер роторного вращают роторы, которые охватывают фиксированный объем газа с корпусом. Объем газа, проходящего через расходомер, измеряется индикатором, установленным на оси ротора.
У манометра Бурдона (рис. 21) кольцеобразная трубка с эллиптическим сечением сообщается одним концом с сосудом, в котором заключен газ, имеющий избыточное давление. Другой конец крепится к корпусу. Под действием давления трубка стремится расправиться и через передаточный механизм передвигает стрелку по шкале.
Хотя точность манометров Бурдона недостаточна для научных исследований, все же нельзя совершенно отказаться от их применения. Наиболее точным и надежным манометром для измерения высокого давления является, пожалуй, манометр с противовесом ил свободным поршнем, разработанный Амага. Давление газа на столб масла в резервуаре передается нижней части цилиндрического поршня, помещающегося в цилиндре. Давление газа удерживается в равновесии градуированным грузом, давящим сверху на поршень.
Турбина поток турбина использует энергию потока газа для привода ротора турбины. Объем газа, проходящего через турбину, регистрируется счетным механизмом. Как правило, кривая точности фиксируется для каждого расходомера турбины. Они подлежат периодической проверке и калибровке.
Почти всегда необходимо устанавливать фильтры для обеспечения бесперебойной работы и повышенной точности. Поток газа вращает турбинное колесо со скоростью, пропорциональной объему проходящего газа. Турбинное колесо установлено на валу с шариковыми подшипниками, такой скоростью он уменьшается на многоступенчатом механизме передачи и подается на 8-разрядном счетчик.
Оба типа манометров Бурдона предназначены для работы в системах с агрессивными газами. Чаще всего их используют в качестве так называемых нуль-инструментов. В некоторых промышленно выпускаемых образцах для усиления механического движения мембраны применяют электрические схемы с емкостными или индуктивными элементами, которые удобны Для работы в дифференциальном режиме и позволяют измерять разности давлений порядка 10 2 торр.
Для более короткого расстояния установлен ограничитель потока. Переменные расходомеры с перепада давления Методы, основанные на измерении дифференциального давления, измеряют потребление газа на основе известных физических принципов. Дифференциальное давление создается дроссельной заслонкой, установленной на трубе. Это также может быть разница между кинетическим и статическим давлением, как и с трубкой Пито.
Существует прямая связь между количеством газа и падением давления от дроссельной заслонки. После создания локального сопротивления создает разность давлений до и после дросселирования устройства, которое регистрирует непрерывно. Регуляторы Регулятор давления и сепаратор работают через систему импульсного трубопровода, подключенную к газопроводу на выходе, а ПК контролирует заданное давление газа. Падение давления может быть одноступенчатым или двухступенчатым, а также одиночными, спаренными или встроенными линиями.
Давление измеряют манометром Бурдона или преобразователем давления.
А. Виганд (с 1996 г. по настоящее время)
Более чем 43 миллиона качественных приборов поставляются в более чем 100 стран ежегодно. Приблизительно 350 миллионов измерительных приборов WIKA используются во всем мире.
Разработка и производство манометров с упругим чувствительным элементом на основе трубки Бурдона всегда составляли значительную часть производственной программы компании WIKA. И в настоящее время компания предлагает свыше 40 типов этих манометров.
Двухступенчатый перепад давления используется для обеспечения безопасности и снижения шума. При последовательном соединении двух регуляторов в процессе работы иногда возникает вопрос о пульсациях выходного давления. В этих случаях между двумя регуляторами должно быть установлено дополнительное демпфирующее устройство, чтобы «сгладить» работу между регуляторами первой и второй ступеней. В результате поддерживается постоянное стабильное давление на выходе.
Для калибровки и выбора регулятора давления, а также для настройки его параметров настройки необходимо выполнить гидравлические расчеты трубопровода в газовый регулятор и вне него. Выходные данные для калибровки трубопровода и ВРП - это начальное давление газа и стоимость оборудования. Регулятор выбирается при перепаде давления на входе и выходе.
Чем характеризуется успех их производства?
Манометры с упругим чувствительным элементом широко распространены в сфере технических измерений давления благодаря своей прочности и простоте использования.
Они содержат чувствительные элементы, которые упруго меняют свою форму под воздействием давления.
Как правило, чувствительные элементы исполняются из медных сплавов, легированных сталей или из специальных материалов, если речь идет о специфических измерительных задачах.
Давление измеряется по отношению к исходному давлению (эталонное давление). В качестве исходного давления служит, как правило, атмосферное давление. Это означает, что манометр указывает насколько измеренное давление ниже или выше атмосферного давления, присутствующего в момент измерений (манометр избыточного давления).
Существует стандартный ряд измеряемых диапазонов, давление указывается стрелкой на циферблате.
Манометры с гидрозаполнением используются для измерения давления в услових сильных пульсаций и/или вибраций.
Функцию сигнализации можно обеспечить путем комбинирования манометра с электроконтактами.
Газовые фильтры Газовые фильтры используются для предотвращения загрязнения и блокировки газовых приборов, установленных за ними. Они обладают высокой пропускной способностью и фильтрующим эффектом. Корпуса в основном изготовлены из стали или алюминия. Фильтрующий элемент выполнен из полипропилена.
Предохранительные клапаны Предохранительные клапаны защищают газовые установки, особенно полиэтилен, от опасного избыточного давления и могут быть подключены как до, так и после регулятора давления первой ступени. Можно установить внутреннюю и внешнюю импульсную линию. Если превышено избыточное давление, включается механизм закрытия и прекращается поток газа. Восстановление его для работы выполняется только вручную.
Для автоматизации производственных процессов манометры комбинируются с датчиком выходного электрического сигнала, например 4-20 мАТрубчатые пружины представляют собой кругообразно согнутые
|
Электромагнитные клапаны Электромагнитные клапаны - это устройства, которые посредством электромагнитного приведения обеспечивают поток или остановку жидкостей через трубопроводы. Они являются прямыми и косвенными, обычно открытыми или нормально закрытыми в зависимости от их применения. Электромагнитные клапаны в системах автоматического регулирования служат в качестве релейных пультов дистанционного управления и контроллеров. Газовые краны Применяют краны со сферическим и коническим закрывающим элементом. Они служат для остановки потока газа во время ремонта. Место на главной и пилотной линии перед газовыми приборами. Обеспечьте воздухонепроницаемость и быстрое действие. Надежная работа связана с тем, что газ не течет через уплотнительные поверхности. Это предотвращает процессы эрозии, характерные для шлюзов. |
|
Манометр с трубкой Бурдона |
трубки с овальным
поперечным
сечением. Давление измеряемой среды воздействует на внутреннюю сторону этой трубки, в результате чего овальное поперечное сечение принимает почти круглую форму.
В результате искривления пружинной трубки возникают напряжения в кольцах трубки, которые разгибают пружину. Незажатый конец пружины выполняет движение, пропорциональное величине давления. Движение передается посредством стрелочного механизма на шкалу.
Для измерений давления до 40 или 60 бар применяются, как правило, согнутые с углом витка около 2700, кругообразные пружины. Для измерений давления с более высокими значениями используются пружины с несколькими лежащими друг над другом витками и одинаковым витковым диаметром (винтовая пружина) или со спиралеобразными витками, лежащими в одной плоскости (плоская спиралевидная пружина).
Трубчатые пружины обладают сравнительно низким перестановочным усилием. Поэтому их защита от перегрузки может проводиться только с ограничениями.
Показания устнавливаются в диапазонах от 0..Д6 до 0... 7000 бар при точности показаний (классе) от 0,1 до 4,0%.
Недостатком является их несоответствующая рабочая характеристика. Как правило, они изготовлены из латуни или пластика для установки полиэтилена высокой плотности. Газовые датчики Предназначены для измерения прямого давления газообразных сред. Разумным элементом является бурдонская трубка.
В зависимости от требований технические манометры с микровыключателем реализованы в двух вариантах: один микропереключатель, один нормально открытый и один нормально закрытый контакт; с двумя микропереключателями, каждый с одним нормально разомкнутым и одним нормально замкнутым контактом.
Дальнейшее развитие упругих чувствительных элементов было связано с развитием в начале 50-х годов прошлого века высоких технологий, в частности, технологий изготовления упругих элементов из плавленного кварца.
Это был достаточно дорогостоящий процесс в основном из-за высокой (2400 °С) температуры плавления и специальных методов производства, особенно, полых кварцевых трубок диаметром менее дюйма.
Однако, полезные свойства плавленного кварца, а именно - низкий коэффициент теплового расширения, химическая инертность, низкая термоэластичность и внутренняя вязкость позволили применить их в разработанном С. Уорденом гравиметре, который имел возможность за счет кварцевого чувствительного элемента измерять относительные вариацию ускорения силы тяжести в одну десятимиллионную.
Ранние работы К. Боденштейна, Дж.Дамрела и других показали возможность изготовления трубок Бурдона из плавленного кварца.
Прежде чем С. Уорден начал изготовление кварцевых трубок Бурдона в «Worden Labs» для «Ruska», он построил несколько моделей низко-го разрешения для использования в научных лабораториях У. Руска, основателя «Ruska».
Технические датчики со скользящим электрическим сопротивлением предназначены для дистанционного считывания датчика путем подключения дополнительного электросчетчика. В зависимости от требований установлены три типа потенциометров с различными электрическими параметрами, что многократно расширяет область применения.
Компенсаторы Чтобы компенсировать температурные напряжения после крана в направлении потока газа, установлены компенсаторы. Установка требует соблюдения компенсатора трубопровода, крана и компенсатора. Компенсаторы сильфона состоят из сильфона и крепежных деталей. Эти компенсаторы обеспечивают компенсацию продольных, поперечных и угловых перемещений. Особенно эффективны их применение при установке отечественных газовых счетчиков.
В1953 году «Texas Instruments» (Tl) приобрела лаборатории С. Уордена.
В 1962 году У. Бак запатентовал высокоточный барометр, который использовал в качестве чувствительного элемента кварцевую трубку Бурдона. Однако судьба этого патента в отношении коммерческого использования неизвестна.
В то же время в начале 60-х годов работы в TI Дж.Дамрела и Дж. Фрута привели к созданию моделей 140 и 142 и документа «Новые концепции высокоточных измерений и контроля давления».
В новых приборах предлагались улучшенное разрешение, дизайн, гистерезис и переносимость по сравнению с обычными приборами измерения давления. Разрешение этих оригинальных приборов TI составляло 1
часть
на 100 000.
В
основе трубки Бурдона находилось кварцевое зеркало, которое использовалось для определения положения или отклонения трубки Бурдона при поступлении давления.
Источник света, направленного на зеркало, отражался обратно в пару фотоэлементов, что показывало сумму углового отклонения трубки Бурдона.
Механический цифровой счетчик указывал смещение от нулевого, которое умножалось на коэффициент масштабирования при условии,
Конденсатные коллекторы При транспортировке сухого газа в самых низких точках газораспределительной сети устанавливаются сборщики конденсата. Рекомендуется устанавливать конденсаторы с небольшими объемами и для транспортировки высушенного газа. Конденсатные коллекторы отделяются от воды, которая упала во время строительства, а также отделяемого конденсата.
Поскольку колесо инноваций продолжает вращаться на более высоких скоростях, более 160 лет технология измерения давления жидкости продолжает использоваться сегодня. Это наиболее часто используемые эластичные элементы в механических измерителях, популярных сегодня, благодаря их простой и надежной конструкции.
|
|
"Riska" XR-38 Sensor
что число было пропорционально давлению, приложенному к трубке Бурдона.
Модели серии 140 быстро нашли применение в калибровочных лабораториях, требующих высокой точности и производительности.
Вначале трубки Бурдона были способны измерять давление до 500 фунтов на квадратный дюйм и использовались для измерений избыточного, абсолютного или дифференциального давлений, а также при атмосферном или повышенном давлении для измерений перепада давления.
Измерения абсолютного давления достигались путем подключения вакуумного насоса к трубке Бурдона.
Другой важной разработкой был высокоточный контроллер давления, который обеспечивал автоматический контроль давления.
Новые модели Tl LPC50, LPC100 и модели PSR100 были разработаны, чтобы использоваться в сочетании с манометрами Tl «Precision».
Модель PSR100 имела самые высокие возможности контроля давления с максимальным выходом в диапазоне от 100 фунтов на квадратный дюйм. Кварцевые трубки Бурдона были разработаны с условием взаимозаменяемости, чтобы пользователь мог легко устанавливать и удалять различные трубки в разных диапазонах давлений.
Tl «Precision» был запатентован в 1966 году и стал первым в коммерциализации высокоточных трубок Бурдона из плавленного кварца.
Примерно в то же время в «Ruska» был разработан прибор XR-38 с кварцевой трубкой Бурдона, датчик давления которого был похож на датчик TI в том, что был заключен в стеклянный корпус. Л. Линтон (главный инженер) объединился с «RayWorden» для разработки кварцевой трубки Бурдона для следующего поколения продукции «Ruska» - XR-38 - который был представлен на рынок средств измерений давления в 1968 году.
Чтобы исправить это, он заблокировал его на одном конце и нажал на другой. Впоследствии катушка начала развиваться по мере того, как труба восстановила свое круглое поперечное сечение. Заинтригованный тем, что он увидел, Бурдон провел многочисленные эксперименты, в результате чего появился манометр, основанный на отклонении изогнутой трубки с эллиптическим поперечным сечением.
Они все еще могут работать в широком диапазоне давления и обладают высокой степенью точности. Поскольку они не требуют внешнего источника питания, они не чувствительны к колебаниям напряжения и отключениям питания. Баумер, как и Бурдон, является новатором. Таким образом, группа видит в каждой ситуации возможность открывать и разрабатывать новые и уникальные методы, технологии или процессы. К ним относятся нефть и газ, морские, пищевые, авиационные, распределение электроэнергии, очистка воды и очистка воды и т.д.
В конце 1960-х «Texas Instruments» представила второе поколение приборов с кварцевыми трубками Бурдона в виде моделей TI-145 (измеритель) и TI-156 (контроллер).
Но далее в связи с трудностями финансирования TI подразделения по манометрическим исследованиям Дж.Фрут принял решение оставить TI и основал новую компанию, деятельность которой посвящалась исключительно созданию высокочных приборов для измерений давления.
Эта новая компания стала называться «Mensor». Большинство из основателей «Mensor» работали в TI в подразделении средств измерений давления, включая отделы проектирования, производства и продаж.
«Mensor Corporation» была основана в 1969 году, чтобы поднять производство кварцевых манометров на новый уровень производительности.
«Mensor» «датчик» был похож на дизайн капсулы TI в том, что в нем также использовалось оптическое зондирование с целью устранения любых трений и тепловых эффектов при непосредственном использовании кварцевой трубки Бурдона. Также использовались круговые зеркала, прилагаемые к кварцевой трубке Бурдона, и свет отражался обратно на фотоэлементы. Когда давление прилагалось к кварцевой трубке, зеркало вращалось относительно величины приложенного давления и измерялось напряжение смещения на фотоэлементах. Процесс начинался с изготовления полых кварцевых трубок высокой чистоты (с внешним диаметром - 8 мм и внутренним - 6,5 мм). Токарный станок и множество пламенных факелов были использованы для изготовления полых кварцевых трубок Бурдона на углеродной оправке. Факелы использовались для размягчения кварцевых трубок и формирования спиралей для окончательной сборки. Точный диапазон давления определялся размером трубки.
Он начинается с гибочной машины, на которой металлические трубки приобретают свою характеристическую С -форму и разрезают продольно. Затем продукты проходят через фазу сварки, частичную термообработку и цикл избыточного давления. Конечные технологические операции включают тщательную сборку прибора с последующей настройкой и калибровкой с использованием полуавтоматического оборудования. Все измерительные приборы и решения ведущего производителя, в том числе манометры, дифференциальные манометры, реле давления, переключатели дифференциального давления, термометры, термостаты, датчики давления, температура, разделительные мембраны и другие.
Различные диапазоны давления имели различные сечения и разные толщины стенок. Корректировка для получения точного диапазона давления достигалось путем травления кварца плавиковой кислотой.
Винтовая кварцевая трубка Бурдона затем становилась неотъемлемой частью сборной конструкции, которая включала: кварцевое зеркало, кварцевую пружину, монтажный блок, корпус, пневматические фитинги и стеклянную капсулу. Сложность сборки прибора была на уровне создания произведений искусства.
Первый кварцевый манометр «Mensor» (QM) был представлен в 1969 году, после чего в 1970 году появился и кварцевый манометр/контроллер (QM/C).
В начале 1970-х годов QM начал использоваться для метрологических приложений в основном в калибровочных лабораториях, в авионике и в научных исследованиях. QM первым представил не прямые показания прибора.
Специальные диаграммы интерполяции были использованы для определения точных измерений давления.
Датчик давления «Mensor»
В 1972 году «Mensor» представил первый кварцевый манометрс трубкой Бурдона, который был в состоянии обеспечить прямые показания давления в единицах давления (мм рт.ст., мбар, кПа и т.д.).
В 1976 году в «Mensor» был разработан цифровой датчик давления (мод. 11 600), который также использовал трубку Бурдона из плавленного кварца.
В то время как QM и QM/C были в съемной капсуле, модель 11600 уже была несъемной.
«Mensor» также использовал трубку Бурдона из плавленного кварца в своем втором контроллере давления в 1983 году (модель PCS200).
В начале 1970-х «Ruska» решила развивать свое третье поколение манометров с использованием кварцевой трубки Бурдона. Этот прибор, известный как DDR-6000, был предназначен для точных измерений давления и контроля.
Сборка кварцевого DDR-6000 напоминала сборку гравиметра Уордена с точки зрения сложности и внешнего вида.
В 1980-х годов TI принял решение о продаже кварцевых манометров с трубкой Бурдона в «Halliburton». После короткого пребывания в «Halliburton» линия TI «Давление»
была продана «Mensor» в 1990 году. Поэтому многие из манометров, которые были разработаны первоначально учредителями «Mensor», когда они работали в TI, нашли свой путь обратно «домой» в «Mensor».
В начале 1990-х годов в «Mensor» увидели потенциальные возможности и преимущества кремниевых пьезорезистивных датчиков и начали разработку новой линии приборов для измерений давления.
В начале 1990-х годов «Mensor» продолжала продавать и обслуживать кварцевые манометры с трубкой Бурдона, в том числе и из TI продукции.
К середине 1990-х годов «Mensor» остановил свое производство кварцевых манометров с трубкой Бурдона.
За 50-летнюю историю кварцевых манометров с трубкой Бурдона Ruska в настоящее время остается единственной компанией,которая до сих пор продолжает их производство и продаж.
В 1993 году компания «Druck» приобрела «Ruska», а через три года «General Electric» (GE) приобрела «Druck».
В 2006 году компания «WIKA» приобретает компанию «Mensor» с целью объединения инновационных технологий при производстве высокоточных преобразователей давления.
В 2007 году создается подразделение «WIKA Calibration line».
Объединение инновационных технологий «WIKA» и «Mensor» в 2009 году позволило начать производство нового цифрового преобразователя давления модели СРТ6180 с характеристиками, отве-чающими последним требованиям в области высокоточных средств измерения давления:
- инструментальная погрешность до 0,004% ИВ;
- повторяемость до 0,002% ИВ;
- нелинейность до 0,002%;
- расширенная неопределенность (к = 2, 95%) до 0,01% ИВ.
ХРОНОЛОГИЯ
1944 «Ruska» основана в Хьюстоне, штат Техас
1940 С. Уорден изобрел кварцевый гравиметр
1953 «Texas Instruments» приобретает «Worden Labs»
1960 «Texas Instruments» выпускает кварцевый манометр (мод.140)
1960 «Ruska» начинает работы над кварцевыми манометрами
1960 «Worden Labs» создает кварцевую винтовую трубку Бурдона
1964 «Ruska» приобретает «Worden Labs»
1966 П. Дамрел и Дж.Фрут патентуют в «Texas Instruments» кварцевые манометры
1968 «Ruska» запускает в производство кварцевый манометр (мод. XR-38) и тестер давления мод. 3820
1969 Основание компании «Mensor» в Хьюстоне, штат Техас
Похожие статьи
