Механик. Автоматизация судов в вопросах и ответах (1). Автоматизация судов в вопросах и ответах предисловие
 Скачать 2.78 Mb.
|
Таблица 4
Примечание: Возможная длина капилляра до 60 м. Длина капилляра ограничивается допустимым значением запаздывания и обычно лежит в пределах 5 м. Какие наполнители используют в датчиках температуры?Данные о наполнителях, которые используются в судовых регуляторах, приведены в табл.4, а кривые зависимости давления насыщенного пара от температуры для некоторых наполнителей — на рис.17,г, где 1 - хлористый этил; 2 - этиловый эфир; 3 - ацетон; 4 - вода; 5 - октан; 6 - даутермит. В парожидкостных приборах ампулу заполняют низкокипящей жидкостью (хлор метил, ацетон и др.) и ее парами, а капилляр и манометр — смесью глицерина с водой или спиртом. Инерционность таких приборов несколько меньше, чем жидкостных. Каковы особенности газового измерителя температуры?Г  азовый измеритель температуры (см.рис.17,а) имеет такую же конструкцию, как и другие чувствительные элементы манометрического типа. Заполнителем в нем является газ, обычно чистый азот, пригодный для измерения температуры от 50 до 500°С и безвредный для обслуживающего персонала. Недостатком газовых датчиков является то, что на точность их действия заметно влияет изменение температуры окружающей среды. Для снижения этого явления объем капилляра и объем над сильфоном необходимо уменьшить.Как используются измерители манометрического типа в термореле?Примером могут служить термореле типа ТДД и ТРДК. Термореле (рис.18) представляет собой элементный выключатель. Когда текущее значение контролируемой температуры достигает верхнего предела, контакты термостата размыкаются, разрывая цепь питания исполнительного органа. При достижении нижнего значения, наоборот, происходит замыкание кон тактов. По такой схеме действует реле температуры марки ТДД двух диапазонного дистанционного типа. Реле включает в себя термочувствительную систему 1 и исполнительный механизм с электрическими контактами 2. Устройство и действие термореле типа ТРД аналогичны рассмотренным типа ТДД. Каков диапазон настройки термореле?Для судовых установок промышленностью выпускаются реле температуры следующих модификаций: ТРДК-3 с диапазоном настройки 25-30°С; ТР-2А-06ТМ с диапазоном настройки 60-160°С. Реле сконструированы для работы в условиях, характеризующихся определенной температурой, относительной влажностью, креном, давлением окружающей среды. Как устроен и действует манометрический термометр с электрическим выходом?Газовые манометрические термометры с электрическим выходным сигналом (рис.19,а) предназначены для непрерывного измерения температуры газов, пара и жидкостей и преобразования измеряемой температуры и пропорциональный сигнал. Принцип действия основан на зависимости давления (объема) заполнителя термосистемы от температуры измеряемой среды. О  сновными узлами прибора являются манометрическая термосистема, передаточный механизм и механоэлектрический преобразователь, действие которого основано на силовой компенсации.Манометрическая термосистема термометров состоит из термобаллона 1 (рис.19,б), дистанционного капилляра 2 и манометрической пружины 4. Изменение температуры воспринимается манометрической пружиной, которая, раскручиваясь через звено 5 и сектор 6, приводит в движение стрелку 3. На оси сектора закреплен рычаг 7, к которому крепится пружина 8. Второй конец пружины впаян в рычаг движка 9 преобразователя 10. Пружина, растягиваясь, передает усилие на свободный конец движка преобразователя. Перемещение движка изменяет параметры преобразователя, в результате чего на выходе его появляется сигнал постоянного тока. Термопары и термометры сопротивленияКак действует термопара?Термопара (термоэлемент) — это устройство, содержащее спай двух различных металлов или полупроводников, на свободных концах которых возникает ЭДС постоянного тока. Последняя зависит от разности температур спая и свободных концов. Теоретически термопару образует любая комбинация двух электропроводящих материалов. Для различных пар термо-ЭДС различна и зависит от физического состояния материалов (наличие примесей, механических напряжений, повреждений кристаллической решетки). Какие термопары применяют на практике?Для измерения температур применяют термопары, которые имеют высокую термо-ЭДС, линейную зависимость термо-ЭДС от разности температур концов, высокую температуру плавления, высокую устойчивость против окисления и изменения структуры, стабильность термо-ЭДС в течение длительного времени, совместимость материалов. Что необходимо учитывать при выборе защитной арматуры?Наряду с правильным выбором термопар очень важно правильно выбрать защитную арматуру. Она должна противостоять вредным влияниям на термопару — температурным напряжениям, вибрации, коррозии и эрозии. Механические напряжения вызываются собственным весом (при большой длине термопары), отложениями пыли, сажи и т.п., колебаниями из-за пульсации потока и др. Типичным примером является разрушение датчиков с термопарами в газовых трактах средне- и высокооборотных дизелей вследствие колебаний газового потока с большой частотой. Защитой от такого разрушения являются достаточная толщина стенок и определенная форма датчика, а также изготовление его арматуры из термостойкого материала. Коррозия под воздействием кислотных и щелочных растворов, шлаков, уходящих газов с содержанием серы, а также эрозия из-за наличия твердых частиц в потоке могут значительно сократить срок службы датчика. Термопару, уложенную в оксидную изолирующую массу, помещают в защитную трубку, обычно из нержавеющей стали, без зазоров. Такие свойства термопар, как гибкость и высокое сопротивление растяжению при их возможности принимать различную форму в кожухе, позволяют измерить температуру и в труднодоступных местах. Защитная трубка может быть припаяна твердым припоем к той или иной детали. Что необходимо сделать, чтобы температура свободных концов термопары поддерживалась постоянно? Д ля этого свободные концы можно поместить в термостат. Но в судовой практике более удобен другой способ: в схему измерения включается резистор, сопротивление которого изменяется с изменением температуры. В результате при появлении дополнительного напряжения компенсируется также и падение напряжения, чем и устраняется влияние температуры в месте сравнения (в ограниченном диапазоне, например 0-50°С). Уравнительные провода между термопарой и местом сравнения должны иметь такие же термоэлектрические свойства, что и сама термопара. Измерительный прибор подсоединяется медными проводами. Из-за малых мощностей для непосредственного измерения следует применять приборы с поворотной катушкой.Каковы параметры термопар?Срок службы термопар 1000-1200 ч, в то время как другие элементы регуляторов работают по несколько лет и более. Это приводит к необходимости делать термопары взаимозаменяемыми. Стандартные обозначения термопар: Платинородий — платина = ПП; Хромель — алюмель = ХА; Хромель — копель = ХК; Железо — копель = ЖК; Медь — копель = МК Термопары ПП используют для длительного измерения температур до 1300°С, термопары ХА, ХК и ЖК для измерения температур до 600°С и термопары МК до 300°С. Диаметры электродов: ПП=0,5 мм; ХА, ХК, МК=0,5- 1,5; 3 мм. Термоэлектроды в рабочем конце соединены сваркой, пайкой, иногда просто скручены. Как устанавливают температурные датчики?Термопары могут быть медленно действующие (рис.20) или быстро действующие (рис.21). Медленно действующую (инерционную) термопару используют для измерения температуры внутри материала, а быстро действующую — для измерения температуры на поверхности материала. Отверстия для конических корпусов датчиков сверлят диаметром, который меньше на 0,1 мм диаметра конуса датчика. Отверстия развертывают конической разверткой таким образом, чтобы головка конического корпуса датчика возвышалась над поверхностью на 2,5-2,8мм, когда корпус слегка запрессован в отверстии. Затем конический корпус забивают молотком через медную проставку. Термокоаксиальные кабели толщиной 1 мм помещены внутри трубки диаметром 6 мм, что предотвращает тонкие концы термопроводов от повреждений и тряски. Перед вводом в соединительную коробку термокоаксиальные кабели закручивают спиралью для удобного выполнения соединений. В конечной части вблизи соединителя используют медные провода, так как они более гибкие, чем провода «поверхностной» термопары. Как проверяют температурные датчики?Температурные датчики должны быть проверены, прежде чем они будут припаяны к соединителям или другим деталям. Необходимо определить полярность термопроводов. Наиболее точный метод определения полярности проводов — это нагрев датчика и подсоединение его к микро вольтметру. Метод показывает правильность полярности проводов и работу термодатчика. В чем состоит принцип работы преобразователей сопротивления, называемых терморезисторами?Терморезистор — это полупроводниковый прибор (его изготавливают из полупроводниковых материалов с большим отрицательным температурным коэффициентом), в котором используется зависимость электрического сопротивления полупроводников от температуры. Изменение сопротивления Rт полупроводника при изменении температуры характеризуется зависимостью: Rт = Аехр (В/Т). где: А - постоянная, зависящая от физических свойств полупроводника, размеров и формы терморезистора; В - постоянная, зависящая от физических свойств полупроводника; Т - температура терморезистора, °С. Температурный коэффициент α полупроводникового терморезистора отрицательный. Он достигает значений от -2,5 до 4% °С, что в 6-10 раз больше температурного коэффициента металлов, и зависит от температуры: α = В/Т2. К |
ак устроены терморезисторы?
