Урок№61
Г.
Предмет: «Слесарное дело».
Преподаватель: Балунов А.С.
Тема: «Преобразователи давления с электрическим и пневматическим выходными сигналами»
Цель:
ü познакомиться с преобразователями давления
ü выяснить и запомнить принципы работы преобразователей давления
ü закрепить знания по принципам работы преобразователей давления
ü кратко записать в конспект основное содержание темы
Ход урока
Работа над темой
Измерительные преобразователи давления.
Преобразователи являются бесшкальными приборами и предназначены для получения унифицированного сигнала о давлении (скорость изменения давления) жидкости, газов и пара.
Преобразователи рекомендуется использовать при положительных температурах окружающего воздуха. При минусовых температурах окружающего воздуха необходимо исключить возможность замерзания конденсата в камере измерительного блока и в трубке, соединяющий прибор с местом отбора давления (для преобразователей, измеряющих давление газообразных сред), а также замерзание, кристаллизацию среды или выкристаллизовывание из нее отдельных компонентов (для преобразователей, измеряющих давление жидкости).
Выходным сигналом преобразователей является давление сжатого воздуха, изменяющееся в диапазоне 20 – 100 кПа, давление питания 140кПа. Преобразователи обеспечивают передачу выходного сигнала по пневматической линии связи с внутренним диаметром 4мм. на расстоянии до 150 м. или с внутренним диаметром 6мм. на расстоянии до 300 м. по трассе. Расход воздуха питания на один прибор не превышает 3 л/мин.
Принцип действия преобразователя основан на пневматический силовой компенсации. Измеряемое давление подводится в камеру 1 измерительного блока, воздействует на мембрану 2 и сильфон 3 и заставляет поворачиваться на небольшой угол рычаг 5 вокруг опоры, образованной двумя тягами и упругой мембраной 4. при этом перемещается заслонка 7 индикатора рассогласования относительно сопла 8, питаемого сжатым воздухом. Возникший в линии сопла сигнал усиливается пневмореле 9 и поступает в сильфон обратной связи 10 и на выход преобразователя. Пружина корректора нуля 6 служит для компенсации усилия, развиваемого сильфоном обратной связи, а также для установки величины выходного сигнала 0,02 МПа при отсутствии избыточного измеряемого давления.
Конструкция преобразователей избыточного давления и преобразователей избыточного и вакуумметрического давления идентичны, перестройка одного типа в другой осуществляется регулировкой пружины корректора нуля. Преобразователи абсолютного давления отличаются от преобразователей избыточного давления тем, что в них одна из камер измерительного блока вакуумирована и запаяна, благодаря чему изменение барометрического давления не влияет на выходной сигнал.
Преобразователи вакуумметрического давления отличаются от преобразователей избыточного давления расположение чувствительного элемента относительно рычажного устройства пневмопреобразователя.
Часто используемой комбинацией в пневмоавтоматике является сочетание электронных контроллеров с пневматическими приводами. Электропневматические преобразователи в таких системах необходимы, чтобы преобразовывать электрические управляющие аналоговые сигналами в сигналы давления.
На рис. 7.14 дана схема электропневматического преобразователя, основанного на принципе балансировки усилий.
Рис. 7.14. Электропневматический преобразователь:
электромагнитная катушка; 2 - рычаг-заслонка; 3 - ось; 4 - датчик
сопло-заслонка; 5 - пневмоусилитель; б - сильфон обратной связи
Увеличение управляющего электрического сигнала приводит к увеличению электромагнитной силы взаимодействия между электромагнитной катушкой и рычагом, выполненным из ферромагнитного материала. Поворачиваясь вокруг оси, рычаг-заслонка приближается к соплу датчика, на выходе которого происходит соответствующее увеличение давления. Оно усиливается на пневмоусилителе и идет на выход. Сильфон обратной связи, который связан с линией выхода, формирует компенсационное давление на рычаг-заслонку для балансировки усилий на преобразователе в статическом состоянии.
В результате выходное давление пропорционально входному управляющему электрическому сигналу.
Обычно входной сигнал находится в диапазоне от 4 до 20 мА, а выходной сигнал - в диапазоне от 0,2 до 1 бар.
Пневмоэлектрические преобразователи используются для преобразования управляющих сигналов давления в аналоговые электрические сигналы.
Схема пневмоэлектрического преобразователя приведена на рис. 7.15.
Рис. 7.15. Пневмоэлектрический преобразователь:
1 - сильфон; 2 - рычаг; 3 - ось; 4 - датчик перемещения; 5 - электроусилитель; б - электромагнитная катушка
Входной сигнал давления поступает на входной сильфон, который перемещает рычаг. Поворот рычага вокруг оси приводит к отклонению подвижного элемента датчика перемещения, например якоря в случае использования электромагнитного датчика перемещения. Выходной электрический сигнал с датчика, соответствующий отклонению, усиливается в электроусилителе и поступает на электромагнитную катушку. Она формирует усилие, уравновешивающее усилие на рычаг от входного давления. В результате выходной сигнал в статическом состоянии пропорционален давлению на входе.
Обычно пневмоэлектрические преобразователи имеют диапазон выходных напряжений от 15 до 30 В.
Итог.
- Подумайте, что вы узнали сегодня на уроке.
- Расскажите, что называют преобразователем давления?
- Принцип действия пневмоэлектрического преобразователя?
- Из каких основных элементов состоит пневмоэлектрический преобразователь?
СПАСИБО ЗА РАБОТУ!