Лабораторная работа № 7.
Тема: Изучение конструкции напоромера мембранного и его калибровка с помощью жидкостного манометра.
Цель работы: Изучить конструкцію мембранного напоромера, произвести калибровку его шкалы и определить пригодность к эксплуатации.
Оборудование:
1. Мембранный напоромер;
2. U- образный стеклянный манометр;
3. Сильфон.
Отчет должен содержать:
1. Номер, наименование и цель лабораторной работы;
2. Технические данные используемых приборов;
3. Схему калибровки мембранного напоромера. (рисунок 2);
4. Таблицу 1 результатов калибровки;
5. Выводы по работе, содержащие ответы на вопросы: пригоден ли прибор к работе судя по величине погрішностей;
6. Контрольные вопросы.
Теоретическая часть.
Рисунок 1- Мембранный тягомер типа ТМП.
Напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры. Приборы этого типа служат для измерения небольших избыточных и вакуумметрических давлений неагрессивных, непревышающих обычно
4000 кгс/м' (0,04 МПа).
Например, в котельных установках, печах и в ряде других случаев напоромерами измеряют избыточное давление воздуха, тягомерами — разрежение (силу тяги) в газоходах, а тяго- напоромерами измеряют в топках разрежение — давление. Кроме указанных приборов изготовляются также дифференциальные тягонапоромеры, предназначенные для измерения разности вакуумметрических или избыточных давлений газа.
В качестве упругих чувствительных элементов в приборах рассматриваемых типов широко применяют мембранные коробки, а также неметаллические мембраны с жестким центром. Поэтому их называют обычно мембранными приборами.
Мембранные напоромеры, тягомеры, тягонапоромеры и дифференциальные тягонапоромеры изготовляют в виде показывающих приборов с вертикальной профильной шкалой, а иногда с концентрической шкалой. При этом их устройство принципиально одинаковое, за исключением отдельных элементов передаточного механизма и формы циферблата и корпуса. Приборы с профильным корпусом более удобны для монтажа на щитах, так как благодаря прямоугольной форме передней части прибора возможен достаточно компактный монтаж.
Для ознакомления с устройством мембранных приборов в качестве примера рассмотрим напоромеры НМП, тягомеры ТМП и тягонапоромеры ТНМП с профильной шкалой, выпускаемые приборостроительными заводами. На рисунке 1 схематически изображен мембранный тягомер ТМП. В качестве упругого чувствительного элемента здесь используется мембранная коробка 1, состоящая из двух гофрированных мембран, спаянных припоем или сваренных роликовой сваркой. Мембраны изготовлены из бериллиевой бронзы.
С пространством (газоходом), где измеряется вакуумметрическое давление газа, внутренняя полость мембранной коробки соединяется линией (трубкой), присоединенной к штуцеру 14. Измеряемое разрежение газа вызывает перемещение жесткого центра верхней мембраны, соединенного с поводком 4. Вследствие этого перемещения поводок 4 поворачивает рычаг 7, который в свою очередь с помощью тяги 9 и рычага 10 перемещает на некоторый угол указательную стрелку 5 вдоль шкалы 2. Для устранения люфтов в рычажном механизме на оси указательной стрелки имеется спиральная пружина 18.
Передаточное отношение механизма, соединяющего жесткий центр верхней мембраны со стрелкой прибора, устанавливается в зависимости от хода мембранной коробки. Грубое изменение передаточного отношения механизма производится перестановкой конца тяги 9 в одно из отверстий рычага 10. Окончательная точная регулировка передаточного отношения осуществляется изменением длины малого плеча рычага 7 с помощью винта 8. Этот винт своим концом упирается в плоскую пружину 6 и изгибает ее, а следовательно, позволяет менять расстояние между осью рычага 7 и концом пружины, соединенным с поводком 4. Установка стрелки на нулевую отметку шкалы производится корректором 8.
Для выпрямления шкалы прибора предусмотрена угловая коррекция в рычажном механизме. Коррекция осуществляется перемещением втулки стрелки 11 относительно втулки оси 12, на которой закреплен рычаг 10. Для закрепления втулки стрелки служит винт 15. Меняя начальный угол а между рычагом 10 и стрелкой 5 от — 36 до 0', можно изменять нелинейность рычажного механизма в пределах от 2 до 12%. Так как нелинейность статических характеристик мембранных коробок с ходом около 2 и 4 мм, применяемых в приборах рассматриваемых типов, не превышает 10 — 15%, то ее можно полностью скорректировать.
Для выпрямления шкалы мембранного прибора применяют также плоскую пружину с нелинейной характеристикой, что достигается посадкой пружины на ряд неподвижных упоров. Мембранные напоромеры, тягомеры и тягонапоромеры с таким способом выпрямления шкалы в настоящее время не выпускаются, но в применении находятся.
Напоромеры НМП и тягонапоромеры ТНМП по своему устройству аналогичны рассмотренному тягомеру ТМП. Верхние пределы измерений напоромеров и тягомеров лежат в интервале от 16 до 4000 кгс/м2.
Рассмотренные типы мембранных приборов выпускаются классов точности 1,5 и 2,5.
Порядок выполнения работы.
2.1 Собрать схему для калибровки мембранного напоромера;
2.2 Сжимая сильфон, устанавливать стрелку напоромера на оцифрованных отметках шкалы, фиксируя при этом показания U- образного манометра;
2.3 Результаты калибровки занести в таблицу 1, выполнить расчеты и дать заключение о пригодности прибора к эксплуатации.
Приведенная погрешность мембранного напоромера на поверяемых отметках определяется по уравнению:
δ = ∆ Р / (РК – РН ) * 100 %
Контрольные вопросы.
3.1 Виды и принцип работы чувствительных элементов манометров;
3.2 Принцип работы жидкостных манометров, применяемые жидкости, снятие показаний и перевод полученных величин в другие единицы измерения давления;
3.3 Стандартные шкалы манометров, правила выбора пределов измерения манометров;
3.4 Защита чувствительных элементов манометров от агрессивных сред и действия высокой температуры.
Таблица 1- Результаты калибровки мембранного напоромера.
Рисунок 2- Схема установки для калибровки напоромера
| Отметки шкалы калибруемого напоромера | Показания U- образного манометра | Абсолютная погрешность | Приведенная погрешность | ||||
| прямой ход | обратный ход | прямой ход | обратный ход | прямой ход | обратный ход | ||
| кгс/м2 | кгс/м2 | кгс/м2 | кгс/м2 | кгс/м2 | % | % | |
