Устройство и ремонт дифференциальных манометров

• Введение
• 1. Компенсационные дифманометры
• Поплавковые дифманометры
• Мембранные дифманометры
• 2. Ремонт дифманометра
• Основные требования безопасности при обращении с ртутью
• Ремонт, калибровка и сдача в поверку средств измерений Все приборы объединены в 8 групп
• Техническое обслуживание
• Текущий ремонт
• Заключение

Дифференциальный манометр, дифманометр — прибор для измерения перепада давлений. Применяется для измерения уровня жидкостей в резервуарах под давлением или расхода жидкости, газа и пара с помощью диафрагм методом измерения перепада давления на сужающем устройстве. Называется также датчиком разности давлений.

По устройству различаются:

§ жидкостные дифманометры (трубные, поплавковые, кольцевые и колокольные), в которых измерение осуществляется по высоте столба жидкости

§ механические дифманометры (мембранные и сильфонные), в которых измерение осуществляется по упругой деформации чувствительного элемента.

Сильфоны. Сильфон — тонкостенная цилиндрическая оболочка с поперечными гофрами, способная получать значительные перемещения под действием давления или силы. В пределах линейности статической характеристики сильфона отношение действующей на него силы к вызванной ею деформации остается постоянным и называется жесткостью сильфона. Для увеличения жесткости внутри сильфона часто помещают пружину. Сильфоны изготовляют из бронзы различных марок, полутомпака, углеродистой стали, нержавеющей стали, алюминиевых сплавов и др. Серийно производят бесшовные и сварные сильфоны диаметром от 8−10 до 80−100 мм и толщиной стенки 0,1−0,3 мм.

Мембраны. Различают упругие и эластичные (вялые) мембраны. Упругая мембрана — гибкая круглая плоская (плоская мембрана) или гофрированная (гофрированная мембрана) пластина, способная получить прогиб под действием давления. Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увеличением давления, поэтому здесь в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготовляют из различных марок стали, бронзы, томпака, латуни и т. д.

1. Компенсационные дифманометры

Во многих областях измерительной техники, в том числе и при измерении расхода методом переменного перепада давлений с целью уменьшения погрешности измерений получили распространение компенсационные методы измерения.

Общая погрешность измерения расхода при данном методе определяется не только точностью измерения перепада давления, но и погрешностью измерения остальных величин, входящих в уравнение расхода. Поэтому заметно увеличение точности измерения расхода с помощью компенсационных дифманометров может иметь место в тех случаях, когда по грешность измерения обычных дифманометров велика по сравнении с погрешностью измерения остальных величин, входящих в уразнение расхода.

Компенсационные дифманометры лучше применять при большем диапазоне измерения расхода, когда измерения расхода производятся ближе к нижнему пределу измерения дифманометра.

Компенсационные дифманометры предпочтительнее применять для измерения расхода жидкости, чем пара или газа, так как в этом случае отсутствует погрешность от изменения коэффициента расширения измеряемой среды. Точно так же целесообразно применять компенсационные дифманометры при диаметрах трубопровода, превышающих 300 мм, так как в этом случае отсутствуют погрешности коэффициента расхода, зависящие от шероховатости трубопровода и неостроты входной кромки диафрагмы.

дифференциальный манометр ремонт давление По компенсационному принципу могут быть построены все описанные выше типы дифманометров.

На рисунке показана схема устройства мембранного компенсационного дифманометра. В герметичном корпусе 1 расположена вялая мембрана 2, поддерживаемая уравновешивающей пружиной 3. Большее давление Pi подается в полость над мембраной, меньшее давление Pj — в полость под мембраной.

При изменении разности давлений мембрана перемещается; одновременно плунжер 4 ферродинамического датчика 5 смещается с нейтрального положения. В обмотках датчика 5 появляется напряжение разбаланса, подаваемое на вход электронного усилителя ЭУ, управляющего конденсаторным реверсивным двигателем 6, который начинает вращаться и через шестерни 10 посредством лекала 7 поворачивает рычаг 8. Одно плечо рычага проходит внутрь корпуса дифманометра через уплотнительный сильфон 9. К этому плечу крепится конец уравновешивающей пружины 3. При повороте рычага 8 натягивается или ослабляется уравновешивающая пружина, возвращая мембрану и плунжер в начальное положение, при этом сигнал разбаланса становится равным нулю, и двигатель останавливается.

Характерной особенностью компенсационных дифманометров является малая величина перемещения чувствительного элемента, поплавка, кольца, колокола, мембраны, сильфона. В результате этого, что очень важно, улучшаются условия работы отдельных элементов приборов (мембран, сильфонов, подводящих трубок), а также значительно улучшаются динамические характеристики приборов (уменьшается время запаздывания).

Поплавковые дифманометры

Принцип действия поплавковых дифманометров поясняется схемой, приведенной на рисунке а. Два сообщающихся сосуда заливаются какой-либо уравновешивающей жидкостью — водой, маслом или ртутью. В сосуде, к которому подводится большее давление (плюсовый сосуд), размещен поплавок, связанный шарнирно-рычажной передачей с показывающим устройством прибора. Сосуд, к которому подводится меньшее давление, называется минусовым сосудом. Под действием разности давлений затворная жидкость перетекает из плюсового сосуда в минусовый, и по положению уровня, а следовательно, и поплавка можно судить о величине измеряемой разности давлений.

Предел измерения поплавкового дифманометра может меняться с изменением соотношения площадей. Заводы-изготовители обычно выпускают дифманометры, у которых плюсовый сосуд изготавливается как неизменный конструктивный узел, а минусовые сосуды — сменные.

Поскольку расход и перепад давления не имеют линейной зависимости, положение поплавка изменяется с изменением расхода также нелинейно.

Кольцевые дифманометры. Принцип действия кольцевых дифманометров поясняется схемой, приведенной на рисунке б). Этот прибор представляет собой полое кольцо, заполненное до половины какой-либо затворной жидкостью: водой, маслом, ртутью; в верхней части кольца имеется глухая перегородка. Кольцо опирается на неподвижную подушку призмой и под действием разности давлений может поворачиваться на некоторый угол. Эти величины постоянны для конкретного прибора, потому при жестком соединении стрелки прибора с кольцом шкала будет неравномерной.

Для получения равномерной шкалы применяют параболические лекала (выпрямляющие устройства). Показания прибора не зависят от удельного веса измеряемого вещества над затворной жидкостью, что существенно, так как изменение условий измерения, например, окружающей температуры, не отражается на показаниях прибора. Изменение предела измерения кольцевого дифманометра достигается сменой груза или изменением величины а, что позволяет, не меняя установленного сужающего устройства, менять пределы измерения всей измерительной установки.

Дифманометры колокольные. Чувствительным элементом колокольного дифманометра является колокол (рисунок в), помещенный в сосуд, заполненный затворной жидкостью (обычно трансформаторным маслом). Большее давление подводится в пространство под колоколом, меньшее — в пространство над колоколом. Под действием измеряемой разности давлений колокол выходит из состояния равновесия и перемещается до тех пор, пока сумма выталкивающей силы и разности давлений на дно колокола, умноженной на его площадь, не станет равной весу колокола. Высота перемещения колокола пропорциональна измеряемой разности давлений и служит ее мерой, а следовательно, и мерой расхода. Основным достоинством колокольных дифманометров является высокая чувствительность, что определило их широкое применение для измерения расходов газа, находящегося при малом статическом давлении.

Мембранные дифманометры

Чувствительным элементом этих дифманометров служат мембраны, представляющие собой эластичные пластины, заделанные по периметру в измерительную коробку. Мембранные дифманометры выпускаются с упругой и с вялой мембраной. Материалом для изготовления упругих мембран служат нержавеющие стали, бронза, латунь, томпак, нейзильбер. Для уменьшения жесткости мембраны гофрируют. На рисунке д показана схема дифманометра с упругой мембраной. Между крышкой и основанием измерительной коробки стянуты болтами две металлические гофрированные мембраны и расположенная между ними профилированная подушка, имеющая ряд сквозных отверстий, которые соединяют полости между мембранами. Пространство между мембранами заполняется дистиллированной водой. Большее давление подводится под мембрану, а меньшее-в полость над мембраной. Под действием измеряемой разности давлений нижняя мембрана прогибается вверх, выдавливая воду через отверстия в подушке и воздействуя таким образом на верхнюю мембрану, прогиб которой служит мерой разности давлений. Для более стабильной характеристики мембраны необходимо делать ее более мягкой, а противодействующее усилие создавать при помощи добавочного упругого элемента, например винтовой пружины. Материалом для изготовления вялых мембран служат пропитанные бензо-масло-керосиностойкой синтетической резиной ткани (капрон, шелк), резина, пластмассы. Схема дифманометра с вялой мембраной показана на рисунке е). Для соблюдения постоянства рабочей площади мембраны центр ее выполнен жестким (металлический диск).

Сильфонные дифманометры. Чувствительным элементом этих Дифманометров (рисунок г) являются размещаемый в измерительной коробке прибора тонкостенный гофрированный стакан (сильфон) и упирающаяся в него винтовая пружина. Большее давление подводится в пространство, окружающее сильфон, меньшее — внутрь сильфона. Под действием измеряемой разности давлений сильфон сжимается, величина деформации сильфона служит мерой разности давлений, а следовательно, и расхода. Характеристика сильфона (зависимость хода от усилия) линейна в значительном диапазоне воздействующих на него усилий. Как мембранные, так и сильфонные дифманометры характерны тем, что величина деформации, служащая мерой расхода, не зависит от удельного веса вещества, заполняющего пространства снаружи и внутри чувствительных элементов.

2. Ремонт дифманометра

Проверка средств измерений представляет собой технологический процесс сверки реально существующих метрологических параметров прибора с характеристиками, заявленными его производителем. Определяя наличие (отсутствие) погрешности измерения, проверка СИ позволяет удостовериться в корректности работы прибора и исключить вероятность искажения данных. В случае невнесения проверяемого прибора в Госреестр СИ производится калибровка средств измерений.

По результатам проверочного процесса ООО «ТЭКСИ» выдаёт свидетельство либо сертификат о калибровке прибора. В случае полного несоответствия определённых метрологических параметров СИ его заявленным характеристикам владелец извещается о непригодности прибора.

Стремясь к абсолютному удовлетворению потребностей наших клиентов, ООО «ТЭКСИ» осуществляет высококачественный ремонт средств измерений. Обладая собственной эталонной базой, складом ЗИП и возможностью оперативного реагирования на заявки заказчиков, мы гарантируем: ремонт и проверка СИ будет произведена на условиях жёсткого качественного контроля и точнейшего соответствия заявленным срокам!

Основные требования безопасности при обращении с ртутью

Основные работы с ртутными приборами (слив и заполнение их ртутью, разборка, сборка, ремонт и очистка ртутных приборов, очистка и фильтрация ртути и т. п.) должны производиться в специально отведенных помещениях, удовлетворяющих требованиям «Санитарных правил проектирования, оборудования и содержания помещений, предназначенных для проведения работ со ртутью, ее соединениями и приборами с ртутным заполнением», утвержденные Госсанинспекцией СССР.

Ремонт, включение и отключение дифманометров и расходомеров, а также заливку в них ртути должен производить специально выделенный и обученный этому персонал.

Ртутные термометры должны быть защищены специальной металлической оправкой. Опускать термометр в гильзу следует осторожно и плавно. В случае, если термометр в гильзе разбился, следует отключить тепловой пункт, вывернуть гильзу с поврежденным термометром и до установки гильзы на место тщательно промыть ее. Ртуть должна быть собрана в специальный сосуд, заливаемый водой, или с притертой пробкой.

Слив ртути из приборов и аппаратов как в специально выделенных помещениях, так и в производственных помещениях (в аварийных случаях) допускается только в сосуды, наполненные водой.

Для предупреждения проливания ртути на пол сосуды с ртутью должны устанавливаться на эмалированные противни из черного металла.

Приборы, в которых не допускается присутствие воды (барометры, вакуумметры и т. п.), должны заполняться ртутью только в помещениях, предназначенных для работы с ртутными приборами, и обязательно под вытяжным зонтом.

Во избежание утечки ртути из приборов и аппаратов, установленных в производственных помещениях, при случайном нарушении герметичности хвостовая часть этих приборов и аппаратов должна иметь уловительные сосуды, заполненные водой.

В барометрах и вакуумметрах, где ртуть находится в открытых сосудах, необходимо, во избежание испарения ртути, залить ее чистым глицерином. Толщина слоя — 1 — 2 мм. Ртутные барометры и вакуумметры с хрупкими стеклянными деталями должны быть установлены в деревянных или металлических ящиках со стеклянными крышками,

Термометры с ртутным заполнением должны храниться и транспортироваться в футлярах. Термометры, установленные на рабочих местах, должны иметь защитные металлические кожухи (оправки).

Неиспользуемые приборы и аппараты с ртутью должны обязательно сдаваться на склад или в мастерскую для ремонта после предварительной очистки их от ртути на специально приспособленных для этого столах Хранение неиспользуемых и битых приборов и аппаратов в рабочих помещениях запрещается.

Продувка, включение и отключение приборов, заполненных ртутью, производится с особой осторожностью с тем, чтобы избежать выброса ртути в трубопроводы или в производственные помещения.

Пролитая ртуть должна быть немедленно и тщательно собрана в герметический баллон, в эмалированную или фарфоровую посуду. При собирании пролитой ртути следует пользоваться резиновой грушей. Полнота сбора пролитой ртути проверяется с помощью лупы.

Удаление с пола остаточной ртути производится ветошью, смоченной 0,1% - ным раствором марганцовокислого калия (светло-розового цвета) с добавлением 5 мл концентрированной соляной кислоты на 1 л раствора.

В тех случаях, когда в каком-либо месте помещения обнаружено хотя бы небольшое количество упущенной или вытекшей ртути, персонал, заметивший утечку ртути, должен немедленно сообщить об этом вышестоящему начальнику для принятия необходимых мер. На каждый случай утечки ртути в рабочем помещении должен составляться акт, подписываемый лицами, ответственными за технику безопасности, администрацией предприятия, а также начальником цеха (участка) и представителем профсоюзной организации.

В актах должны указываться места и причины утечки ртути и устанавливаться (приближенно) зараженность помещений.

Работникам, производящим работу с ртутью, категорически запрещается брать ее в руки, а также производить искусственные перепады в приборах при помощи отсасывания или нагнетания в аппарат воздуха ртом.

Ремонт, калибровка и сдача в поверку средств измерений Все приборы объединены в 8 групп

1. Первая группа: Приборы для измерения давления, разряжения и вакуума (манометры всех типов, мановакуумметры, напоромеры, тягонапоромеры).

2. Вторая группа: Приборы для измерения расхода, уровня и регулирования давления жидкости, пара и газа (дифманометры, преобразователи избыточного и перепада давления, счетчики холодной и горячей воды, счетчики нефти, преобразователи расхода).

3. Третья группа: Приборы контроля параметров бурения и нефтедобычи (гидравлические и электронные индикаторы веса, динамографы, приборы контроля уровня типа Судос, Сиддос, Микон-101).

4. Четвертая группа: Вторичные приборы (пневматические, электрические, электронные преобразователи и регуляторы; электронные автоматические мосты и потенциометры, блоки сигнализации манометрические термометры).

5. Пятая группа: Электроизмерительные приборы и приборы радиотехнических средств измерений (электроизмерительные щитовые и настольные приборы; вольтметры, амперметры, ваттметры; мосты постоянного и переменного тока; потенциометры, магазины сопротивлений, переносные комбинированные приборы, омметры; осциллографы, генераторы, частотомеры, счетчики импульсов, вольтметры, цифровые мультиметры и др.).

6. Шестая группа: Приборы для контроля физико-химических параметров (газоанализаторы и сигнализаторы до взрывоопасных концентраций, стационарные и переносные, приборы для измерения окиси углерода в выхлопных газах автомобилей).

7. Приборы для измерения скорости и времени (спидометры механические и электрические, часовые механизмы).

8. Разные работы (калибровка автоцистерн, ремонт реле-регуляторов, блоков зажигания автомобилей, ремонт приборов безопасности грузоподъемных механизмов).

Техническое обслуживание

3.1 Техническое обслуживание заключается в проверке герметичности дифманометра и соединительных линий, работоспособности демпфера, установке стрелки на нулевую отметку циферблата и проверки основной погрешности и вариации показаний.

3.2 Если погрешность превышает предел допускаемой основной погрешности, дифманометр необходимо отрегулировать.

Органы регулирования и настройки показаны на рисунке 2.

Грубая настройка осуществляется изменением передаточного отношения множительного механизма путем перестановки концов тяг 5 или 6 в отверстия рычага 7.

Точная настройка осуществляется перемещением шибера 8 при помощи винта крепящего шибер и разворотом шибера вокруг оси.

3.3 Корректировка нуля производится следующим образом: спецключом, входящим в комплект поставки, отворачивается гайка 18; этим же ключом поворачивается гайка корректора 21. При повороте против часовой стрелки со стороны циферблата, стрелка дифманометра отклоняется вправо, по часовой — влево.

3.4 Поверку дифманометров проводят по методике поверки ЦТКА.406 123.071МП.

Текущий ремонт

4.1 При необходимости дифманометр подвергается текущему ремонту силами обслуживающего персонала и ремонтной службы эксплуатирующей организации.

4.2 Перечень последствий отказов и указания по установлению отказов приведены в таблице 2.

Таблица 2

Заключение

Дифманометр — то же, что дифференциальный манометр. Как можно догадаться из названия прибора, в отличие от манометров, которые измеряют давление, дифманометры измеряют разность давлений, и применяются для измерения, контроля, регистрации и регулирования перепада-разности давления, расхода, уровня. Например, дифманометр широко применяется для контроля перепада давлений на турбинных, ротационных или вихревых счетчиках газа. В соответствии с назначением дифманометры подразделяются на перепадомеры, расходомеры и уровнемеры. А по принципу действия и конструкции — на пружинные, жидкостные и компенсационные. При приобретении дифманометров надо иметь в виду, что их эксплуатация потребует установочной, монтажной и запорной арматуры, кронштейнов, вентильных систем, блоков питания, соединительных рукавов и др. Рекомендуем все это приобретать в комплекте, чтобы не создать себе проблем отсутствием какой-либо «мелочевки», без которой вы не сможете пользоваться измерительным оборудованием.