close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

4420 lvov m. a. shendler yu. i pribori teplovogo kontrolya elektrostanciy opisanie ekspluataciya remont i montaj

код для вставкиСкачать
621.18
Л89
Ш
М. А. ЛЬВОВ и Ю. И. Ж Е Н Д Л Е Р
ПРИБОРЫ
ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
(О П И С А Н И Е , Э КС Н Л О А Т А Ц М Я ,
РЕМ ОНТ И М О Н ТА Ж )
ГОСЭНЕРГОИЗДАТ
ЛОСЕВА
1945
ЛЕНИНГРАД
ГЛАВНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ^ТРУДОВЫХ РЕЗЕРВОВ
при СНК СССР
)г
М. А. ЛЬВОВ и Ю. И. ШЕНДЛЕР
ПРИБОРЫ
ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ
ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ
ООПИСАНИЕ, ЭКСПЛОАТАЦИЯ,
РЕМОНТ и МОНТАЖ)
УЧЕБНИК ДЛЯ РЕМЕСЛЕННЫХ
И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ УЧИЛИЩ
УТВЕРЖДЕНО УЧЕБНО-ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ СОВЕТОМ
ГЛАВНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРУДОВЫХ РЕЗЕРВОВ при СНК СССР В КАЧЕСТВЕ
УЧЕБНИКА ДЛЯ РЕМЕСЛЕННЫХ И ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНЫХ УЧИЛИЩ
Г
Из личной библиотеки преподавателя ПИИ
декана машиностроительного факультета
_____
Волошенко Ф. П.___________
9^ ^
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО
МОСКВА
1945
ЛЕНИНГРАД
ОТ АВТОРОВ
Настоящая книга предназначается для учащихся ремесленных и ж е­
лезная орожмых училищ а гааписзш по программе Главного управления
трудовых резервов при СИ К СССР.
При составлении книги авторы стремились дать учащимся тот мини­
мум сведений по приборам теплового контроля современной крупной'
электрической станции, который необходим для самостоятельной практи­
ческой работы по обслуживанию, ремонту и установке приборов. В целях
наиболее полного ознакомления учащихся с работой приборов авторы
стремились изложить параду с описанием конструкций « принципов ра­
боты приборов также и элементарные сведения расчетного характера.
Материал настоящей книги может быть использован и обучающимися
на курсах прибористов.
В книге рассмотрены конструкции приборов, изготовляемые приборо­
строительными заводами Союза и наиболее распространенные на электро­
станция^ конструкции иностранных фирм.
При составлении книги были использованы материала заводов-изго­
товителей и материалы треста Теплоконтроль, а по отдельным вопросам
нижеследующая литература:
1. А. П. Козьмин н С. Ф. Чистяков, Автоматизация теплосиловых
установок. Эшргошдагг, 1940 г.
2. Н. И. Топерверх. Измерительные и регулирующие приборы на ме­
таллургических заводах. Металлургиздат, 1944 г.
В настоящей книге написаны инж. М. А. Львовым в главе первой
§ 1, 2, 4 (Ремонт и проверка манометров), в главе второй § 1, 2, 3, 4,
в главе третьей § 1, 4, 5, б, 7, 8, 9, 10, 11 я полностью главы пятая,
шестая, -восьмая и девятая; инж. А. Л. Малым— в главе третьей § 2
в 3; инж. Ю. И. Шендлером — в главе первой § 3 к 4, в главе второй
§ 4 (Расходомеры «Кольцевые весы». Дисковые водомеры. Скоростные
водомеры) и полностью главы четвертая, седьмая и десятая.
Книга составлена под общим руководством и редакцией внж.
Ю. И. Шендлера.
УН 250
к
™
^
Редактор А. М. ЛИТЙЙН.
Сдано в производство 8/УШ 1944 г.
Подписано к печати 11/1 1915 г.
,,
в п*реппете ’З р.
Цена» ----- --------------— в обложке II р.
Те»и. ред. СКВОРЦОВ.
Объем 21,Б п. л., У.«а. я. 21,5, Тираж 30 000 эм»
В листе 38 744 эн.
АГ'941.
111-я тип. треста .Полйграфкннга* ОГИЗа при С НК РсФ С Р.
Москва, Денисовский, 30-.
Зак. ЗД 859
ОГЛАВЛЕНИЕ
Ътр'
От а в т о р о в ................ .......................................... .... . . . . . . . . . . ;
2
В в е д е н и е . Кчасснфчкацня и общая характеристика тепловых
контрольно-измерительных приборов . ....................
5
Глава первая. Приборы для измерения д а в л е н и я .................... ... .
8
1. Измерение давления ......................... . . . . . . . . . . . .
—
2. Манометры и вакуумметры . . . ' ................ 20
3. Тягомеры ............................................................... ...
22
4. Ремонт приборов ............................................... • 83
Глава вторая. Приборы для измерения расхоДЬ Жидкостей и
1.
2.
3.
4.
5.
газов ...................................................
Основные понятно и термины ................................................... ... .
Типы дроссельных органов ................................................... ...
Монтаж дисковых диафрагм и соединительных линий . . . .
Дифманометры . ....................................... ................... ...
Монтаж расходомеров
............................
42
—
—
47
53
70
Глава третья. Приборы для измерения температур........................
80
Методы измерения температуры и классификация приборов ,
—
Жидкостные стеклянные термометры............................................
83'
Манометрические термометры................ ... ................................... ....
86
Термоэлектрические пирометры.......................................
105
5. Электрические термометры сопротивления ................................129
6. Пирометрические милливольтметры ................................................145
7. Л огометры ................. . . . . . . . . . ...........................................151
8. Компенсационные приборы ........................................... ....
173
9. Пирометры излучения .......................................................................185
10. Оптические пирометры ....................................................... ....
186
11. Радиационные пирометры . . . . . . . . . . . . . . . . . .
190
1.
2.
3.
4.
Глава четвертая. Г азоанали заторы ............................................... ... .
198
1. Контроль состава газов................ ... .............................................. ....
—
2. Классификация газоанализаторов . . . . . . . . . . . . . .
199
3. Ручные газоанализаторы............................................................
200
4. Автоматические химические газоанализаторы . . . . . . . .
206
б. Автоматические физические газоанализаторы . • . . . . . .
238
6. Электрические газоанализаторы ....................................................... 241
7. Арматура газоанализаторов ...............................................................254
3
1'Лава пятая. Приборы специального н а зн а ч е н и я ..............................265
1. Планиметры . . ............................................................. ..................
—
2. Тахометры .............................................. ..............................................268
3. Т еп л о м ер ы ............................................................................................ 270
4. Приборы для измерения густоты д ы м а ....................................... 272
5. Приборы для измерения влажности в о з д у х а ........................... 274,
6. Приборы для определения качества п а р а ................................... 275
Глава шестая. Передача показаний приборов на расстояние . . 279
1. Основные пол о ж ен вя........................... ..............................................—
2. Передатчики постоянного тока . . . . . . .
. . . . . . .
280
3. Передатчики переменного т о к а ...................................................... 282
4. Суммирование мгновенных значений измеряемых величин . . 286
Глава седьмая. Индивидуальные и центральные тепловые щиты. 289
1. Основные типы тепловых щитов ....................... ... ...................... —
2. Компоновка щитов и размещение аппаратуры . ....................294
Глава восьмая. Автоматическое регулирование . . . . . . . . .
297
1. Автоматическое регулирование технологических процессов .
—
2. Гидравлическая система регулирования ....................................... 300
3. Пневматическая система ............................... ..........................
307
4. Электрическая система . . . . . .
. . . . . . . . . . . .
—
б. Смешанные системы регулирования ........................., . . . . 311
Глава девятая. О рганизация рабочего м е с т а ............................ ... . 812
Глава десятая. Ремонт п р и б о р о в ............................................... ... . . 316
1. Положение по определению категории ремонта контрольно*
измерительных приборов . . . . ^ .......................
. . . .
—
2. Нормативы запасных частей при ремонте теплонзмеритель»
ных приборов
....................... ...
324
Приложения..................................................................... ....
333 — 344
ВВЕДЕНИЕ
КЛАССИФИКАЦИЯ И ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТЕПЛОВЫХ
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
Современное производственное предприятие немыслимо
- без наличия контрольно-измерительных приборов, число и но­
менклатура которых в зависимости от размеров и характера
производства различны.
В простых производствах применяются простейшие при­
боры для периодического контроля готовой продукции и полу­
фабрикатов. В крупных производствах со сложными и от­
ветственными производственными процессами применяют раз­
нообразные приборы для контроля и регулирования всего
технологического процесса.
Особо важное значение имеют контрольно-измерительные
приборы в производствах, связанных с тепловыми процесса­
ми: на теплоэлектроцентралях, в металлургии, химической и
нефтяной промышленности. Обслуживающему персоналу те­
пловой электростанции в каждый данный момент нужно знать
величину давлений воды, пара, воздуха и дымовых газов, уро­
вень воды в котле, температуру пара и дымовых газов в топке котла и в газоходах, температуру масла в подшипниках
турбогенератора. Без приборов теплового контроля нельзя
эксодоатировать современные мощные тепловые ■ агрегаты.
Отсутствие этих так называемых о п е р а т и в н ы х приборов
не только не дает возможности правильно вести технологи­
ческий процесс, но и приводит к возможности аварий. При­
боры эти позволяют вести тепловой процесс наиболее эко­
номично.
Х о з р а с ч е т н ы е и р и 'б о р ы чаще всего устанавлива*
ются в отдельном изолированном помещении в лучших усло­
виях эксплоахации, чем оперативные приборы. Требования к
оперативным приборам в известной мере относятся и к хоз­
расчетным приборам, но кроме того к ним предъявляют сле­
дующие дополнительные требования.
1. А в т о м а т и ч е с к а я з а п и с ь , а иногда и с у м м и ­
р о в а н и е п о к а з а н и й — для учета и последующего кон­
троля условий работы агрегата за смену или за сутки, а так­
же для учета выработки за этот период, например, съем пара
с котла, расход пара турбиной и т. д. Поэтому большинство
хозрасчетных приборов изготовляется самопишущими, на одну
или несколько кривых, например, для записи нескольких тем­
ператур разных агрегатов или нескольких различных величин,
характеризующих работу одного и того же агрегата (темпе­
ратуры и давления пара, температуры отходящих газов иотла).
2. В о з м о ж н о с т ь п е р е д а ч и п о к а з а н и й на зна­
чительное расстояние, достигающее иногда 300—500 м и д а ­
же более, что диктуется сосредоточением показаний от всех
агрегатов в одном месте.
Нужно указать, что и к оперативным приборам приходит­
ся в известной мере относить требования, предъявляемые к
хозрасчетным. Запись показаний иногда очень важна для
рабочего персонала, так как по записанной кривой он ясно
видит, как идет процесс, и ему легче управлять агрегатом.
Большие же размеры агрегата в свою очередь требуют пе­
редачи показаний на расстояние, правда, меньшее, чем в хоз­
расчетных приборах, но достаточно большое — до 50 м.
Поэтому очень часто оперативные и хозрасчетные прибо­
ры составляют одно целое и монтируются на одном щите,
что уменьшает общее количество приборов и общую стои­
мость контрольно-измерительного оборудования.
В зависимости от измеряемых величин приборы теплово­
го контроля разделяют на следующие группы:
1) приборы для измерения д а в л е н и я - (воды, пара, воз­
духа, газов и пр.), для измерения разрежения в газоходах
котла и вакуума в конденсаторах;
2) приборы для измерения р а с х о д а воды, пара, кон­
денсата, газа, а также топлива — твердого, жидкого, газооб­
разного;
3) приборы для измерения у р о в н я — воды в котле, в
питательных баках;
4) приборы для измерения температуры — воды, пара, ды­
мовых газов, воздуха, масла в подшипниках и пр.;
5) приборы к а ч е с т в е н н о г о а н а л и з а п а р а , воды
и газов, измеряющие влажность пара, солесодержание воды,
химический соста® газов, запыленность газов и гар.
В зависимости от выполнения и назначения приборы те­
плового контроля разделяются на следующие группы;
1)
п о к а з ы в а ю щ и е или приборы с непосредственным
отсчетом по шкале, состоящей из ряда отметок, часть из
6
которых оцифрована с помощью стрелки или светового ука­
зателя (зайчика); показывающие приборы могут с Помощью
переключателя обслуживать несколько измерительных точек;
2) с а м о ’п и ш у щ и е п р и б о р ы , — автоматически произ­
водящие запись одной или нескольких измеряемых величин,
•большинство из них допускает производство непосредствен­
ного отсчета, т. е. они могут быть использованы и как пока­
зывающие приборы;
3) с у м м и р у ю щ и е или и н т е г р и р у ю щ и е п р и б о р ы,— автоматически суммирующие показания измеряемой"
величины за истекший период времени; чаще всего сумми­
рующее приспособление является дополнительным узлом к
основному прибору, но иногда выделяется в отдельный при­
бор (например, электрический счетчик, счетчик С 0 2—часов,'
скоростные и дисковые расходомеры воды);
4) с и г н а л и з и р у ю щ и е п р и б о р ы ,—*служащие для
подачи звукового или светового сигнала при достижении из­
меряемой величиной предельного, заранее установленного
значения; в зависимости от конструкции сигнализирующие
приборы выпускаются:
о д н о п о з и ц и о н н ы е,—сигнализирующие достижение
одного значения: максимального или минимального;
д в у х п о з и ц и о н н ы е , — сигнализирующие разными сиг­
налами достижение двух «предельных значений: например,
максимального и минимального;
т р е х п о з и ц и о н н ы е , — дающие возможность в допол­
нение к предыдущему получать третий сигнал, указывающий
нормальное значение измеряемой величины; подача сигналов
достигается замыканием контактов стрелкой или с помощью
вспомогательного устройства;
| 5) р е г у л и р у ю щ и е П р и б о р ы , — служащие для ре­
гулирования процесса и автоматического поддерживания из­
меряемой величины на требуемом значении. Конструктивно
они не отличаются от сига ализирующих приборов, только им­
пульсы подаются не на сигнальные устройства, а на исполни­
тельные механизмы — электрические контакторы, моторные
механизмы, соленоиды и т. д.
Кроме простейших схем одно-, двух- и трехпозиционного
регулирования применяются и более сложные схемы — про­
порционального регулирования с жесткой или гибкой обрат­
ной связью.
ГЛАВА ПЕРВАЯ
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ
I. ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ
Всякое тело, находящееся на открытом воздухе, испыты­
вает со всех сторон давление земной атмосферы. Но ж ид­
кости или газообразные тела, изолированные от окружающей
атмосферы в замкнутом объеме, могут иметь произвольное
давление (больше или меньше атмосферного). Характерным
примером могут служить вода и пар, находящиеся в рабо­
тающем паровом котле при давлении, во много раз превы­
шающем давление атмосферного воздуха, или в конденсато­
ре паровой турбины, где давление составляет лишь малую
долю от атмосферного. Если жидкость или газ перемещают­
ся по трубопроводу, то для возможности такого перемеще­
ния необходимо, вообще говоря, непрерывное падение дав­
ления перемещаемого тела по направлению движения (при­
чем в местах резких сужений трубопровода это падение дав­
ления особенно заметно). Так, например, для обеспечения
поступления питательной воды из экономайзера в паровой
котел давление в экономайзере должно превышать давление
котла. Равным образом воздух и дымовые газы, проходя че­
рез топку и дымоходы, должны иметь под колосниковой ре­
шеткой более высокое давление, чем перед выходом в ды­
мовую трубу; при этом у основания дымовой трубы давление
газов ниже атмосферного за счет силы тяги, создаваемой
трубой или дымососом, а под колосниковой решеткой при
наличии дутьевого вентилятора давление воздуха выше атмос­
ферного. Для правильного ведения режима котла и для эконо­
мичного сжигания топлива необходимо знать давления во
многих элементах котельной установки.
Приборы, измеряющие давление, занимают видное место
среди прочих приборов теплового контроля. В зависимости
от условий технологического процесса может требоваться
знание превышения давления по сравнению с атмосферным—
так называемое «избыточное давление» или напротив раз­
ность между атмосферным давлением и давлением в сосуде,
так называемое «разрежение» (если давление в сосуде
меньше атмосферного), или полное давление, действующее
в данном объеме,—так называемое «абсолютное» давление,
представляющее сумму атмосферного и избыточного давле­
ний (или разность между атмосферным давлением и разре­
жением). Давление измеряется числом единиц силы, например,
в килограммах (кг), приходящейся на единицу площади — в
8
квадратных метрах (м2) или в квадратных сантиметрах (см2),
следовательно единицей давления будет кг/м2 (килограмм на
кв. метр) или кг/см2 (килограмм на кв. сантиметр). Последняя
единица получила в технике преимущественное применение
и носит название «технической атмосферы»; она соответст­
вует давлению ртутного столба высотой в 735,6 мм (при тем­
пературе в 0° С). Среднее давление атмосферного воздуха,
так называемая «физическая атмосфера» или «нормальное
барометрическое давление», соответствует высоте ртутного
столба в 760 мм . (при 0° С) и равно 1,033 кг/смР.
Полное или абсолютное давление принято обозначать
через а т а; избыточное давление, т. е. превышение давления
в измеряемой среде над существующим барометрическим,
обозначают через а т и.
Барометрическое давление не является постоянным даже
для определенной местности. Для его определения приме­
няется специальный прибор — барометр, показывающий это
давление в мм ртутного столба.
Для измерения небольших давлений или разностей приня­
та более мелкая единица—1 мм вод. ст. (равный 1 кг/м:2),
соответствующая давлению, производимому одним литром
воды при температуре + 4 ° С, равномерно распределенным
на площади 1 м2.
Величину разрежения (или вакуум) определяют с помощью
вакуумметра, обычно ъмм рт. ст. или в кг/см2. Применяется
креме того измерение вакуума в процентах от атмосферного
давления — действительного или нормального, что ведет к
некоторой условности такого измерения.
В зависимости от назначения и пределов измерения дав­
ления соответствующие приборы разделяют на следующие
основные группы;
' ч» '
а) м а н о м е т р ы,— служащие для измерения избыточных
давлений до 5 000 кг/см2 (а иногда и выше);
б) б а р о м е т р ы — для измерения давления атмосферно­
го воздуха;
в) т я г о м е р ы — для измерения небольших разрежений
(до 300—500 мм вод. ст.) или небольших избыточных давле­
ний (до 500 мм вод. ст.);
г) в а к у у м м е т р ы — для измерения более значитель­
ных разрежений (вакуума).
В связи с развитием мощности дутьевых установок к
группе тягомеров практически относят приборы для измере­
ния и ббльших избыточных давлений, доходящих до 12 000лш
вод. ст.
9
По установленной терминологии эти приборы должны
быть отнесены к грунппе манометров.
По принципу действия приборы для измерения давления
разделяют на следующие группы: жидкостные, пружинные и
поршневые.
П р и б о р ы ж и д к о с т н о й г р у п п ы в свою очередь
делятся на подгруппы:
а) с неподвижно закрепленной трубкой;
б) с подвижной трубкой (кольцевые весы);
в) с поплавком (поплавковые);
г) с подвижным колоколом (колокольные),
Приборы подгрупп «б», «в» и «г» применяются главным
образом в качестве тягомеров (и будут рассмотрены в соот­
ветствующем разделе).
П р у ж и н н ы е п р и б о р ы , в которых давление среды
вызывает упругую деформацию чувствительного органа и пе­
редвижение указателя (стрелки, пера), разделяются на при­
боры:
а) с пружиной Бурдона;
б) с пружиной Геликса;
в) мембранные.
П о р ш н е в ы е п р и б о р ы дальнейшего подразделения
не имеют.
2. МАНОМЕТРЫ И ВАКУУММЕТРЫ
Жидкостные приборы
Жидкостные манометры (и вакуумметры)
с неподвижно закрепленной трубкой выпуска­
ются двух типов: с 11-образной стеклянной
трубкой и однотрубные.
Первые состоят из II-образной стеклянной
трубки,
наполненной
жадностью
(описание
О-образного манометра дано в разделе тяго­
меров).
Подобно жидкостному однотрубному маноФиг 1. Схема метру устроен и жидкостный чашечный баро* 1 шеч"ного° метР (Фиг- !)• В -резервуаре А со ртутью уста*
барометра,
яовлена заполненная ртутью стеклянная трубка
•с закрытым верхним концом. Если длина труб­
ки, выступающая над уровнем ртути в сосуде, больше вы­
соты ртутного столба, соответствующего давлению атмосфе­
ры, то в трубке над ртутью образуется пустота. Величина
атмосферного давления определяется высотой столба ртути
в трубке над уровнем резервуара.
10
Так как чашечный барометр служит для контрольных .-из?
мерений и к нему предъявляются требования повышенной
точности, то шкала снабжаемся нониусом, позволяющим про*
изводить отсчет с большей точностью.
При установке и монтаже жидкостных манометров необ­
ходимо соблюдать следующие условия.
а) Температура места установки жидкостного манометра
должна быть постоянной и невысокой. При переменной тем­
пературе возникают переменные погрешности,- чем затруд­
няется внесение поправок. При высокой температуре и при
применении легко испаряющихся жидкостей происходит сме*
щение с нулевой отметки, что в случае 1_Ьобразного маномет­
ра и при шкале с удвоенной оцифровкой ведет к возникно­
вению ошибок при измерениях. Низкая температура при жид­
костях с невысокой температурой затвердевания может выз­
вать порчу стеклянной трубки.
б) Большая вибрация усложняет производство' отсйЬта, а
иногда вызывает и поломку стеклянной трубки.
в) Запыленность среды и наличие паров, входящих в хи­
мическое соединение с замыкающей жидкостью, могут дать
ошибку в измерениях вследствие изменения удельного веса
или вызвать эаггруднения в определении уровня жидкости.
г) Отсчет по Шкале жидкостных манометров не является
особенно четким. Поэтому при монтаже должно быть обра­
щено особое внимание на удобство производства отсчета —
прибор должен быть помещен на уровне глаз наблюдателя,
должны быть обеспечены свободный подход к прибору и хо­
рошая освещенность шкалы.
Пружинные манометры
Пружинные манометры получили очень широкое распро­
странение в .промышленной технике измерений как недорогие
надежные приборы, дающие "удобный отсчет по ясно види­
мой шкале! Преимуществом их является возможность пере­
дачи показаний на расстояние и осуществление автоматиче­
ской записи показаний. Благодаря наличию нескольких типов
приемных пружин, пределы шкал могут быть сделаны весьма
разнообразными, начиная от 0 до 500 мм вод. ст. и ниже
(мембраны и сильфоны) и кончая сверхвысокими давлениями
до 5000 кг/см? (и даже, как индивидуальные приборы, до
25000 кг/см9).
Приборы с пружиной Бурдона
Приборы с пружиной Бурдона (фиг. 2) являются наибо­
лее распространенным и установившимся типом пружинных
манометров. Основной частью их является изогнутая трубка
и
овального сечения; с одного конца, неподвижно закрепленно­
го в корпусе прибора, трубка присоединяется к среде, дав- |
ление которой измеряется. Другой конец трубки запаян и
может перемещаться. Под влиянием давления овальное се­
чение стремится превратиться в круглое, а трубка стремится ]
выпрямиться. Свободный запаянный конец трубки при этом
получит перемещение, приводя через систему рычагов стрелку ]
Фиг. 2. Манометр с пружиной
Бурдона.
Фиг. 3. Пружина Бурдона с ме­
ханизмом передачи,
/ —тяга; 2—сектор; 3—упругая пру­
жинка; 4—пружина Бурдона.
(или перо) в круговое движение относительно шкалы. Так 1
как упругая деформация пружины и перемещение стрелки 1
зависят от разности давлений внутри пружины и окружаю- ]
щей атмосферы, то шкала Может быть отградуирована в" еди- |
ницах избыточного давления.
Механизм передачи (фиг. 3) от свободного конца пружи- |
ны 4 до стрелки состоит из тяги 1, шарнирно соединенной
с концом пружины, зубчатого сектора 2, тоже шарнирно со- |
единенного с другим концом тяги 1, и трибки, приводимой в
круговое движение зубчатым сектором. Н а оси трибки насажена стрелка манометра. Система передали рассчитана таким |
образом, чтобы при полном перемещении конца трубки (от {
начального давления до конечного) стрелка прибора пере­
местилась от своего начального положения до конечной от- \
метки шкалы. Д ля возможности регулирования механизма ]
передачи имеются две изменяемые величины— длина тяги 1
и длина плеча зубчатого сектора 2. Д ля уничтожения люфта
(зазоров) и связанного с ним мертвого хода пружины слу' ■
жлт упругая пружинка {волосок), 3, прижимающая трибку к
одной стороне зубцов сектора. Трубка для давлений до
50 кг/см2 выполняется из латуни, а для более высоких дав­
лений — из стали.
к ' - - и- !
Кроме указанной простейшей модели манометры с пружи*
ной Бурдона выпускаются следующих типов.
а) К о н т а к т н ы е,— служащие для сигнализации наи­
меньшего и наибольшего значений давления. Ввиду сравни­
тельно большого усилия,
развиваемого пружиной, кон­
такты (фиг. 4) замыкаются
непосредственно стрелкой.
Пределы, на которых про­
исходит подача сигналов,
могут быть изменены путем
перестановки контактов, осу­
ществляемой с помощью
двух головок, выведенных
наружу через стекло и по­
мещенных над осью враще­
ния стрелки прибора. Для
установки контактов на тре­
буемые пределы имеются
две стрелки, жестко свя­
занные
с передвижными
контактами.
б) С а м о п и ш у щ и е , — ■
служащие для записи даФчг. 4. Контактный манометр,
вления. В них показываю­
щая стрелка заменена пером, перемещающимся под влия­
нием пружины но круглому бумажному диску или бумажной
ленте, которые передвигаются часовым механизмом или
электродвигателем. Ввиду сравнительно большого усилия,
развиваемого пружиной, запись осуществляется непосред­
ственно (без дополнительного усиления). Перо применяют
стеклянное или металлическое, наполненное чернилами.
в) П р и б о р ы с к о н т р о л ь н о й с т р е л к о й , — служа­
щие для определения наивысшего давления, которое имело
место за тот или другой период работы манометра. Конт­
рольная стрелка окрашивается в красный цвет, свободно
укреплена над основной, вращается независимо от нее и без
тормозящего действия, имеет значительно меньшую длину,
чем рабочая, и снабжена особой шкалой меньшего диаметра.
Передвижение контрольной стрелки производится с помощью
специального штифта, закрепленного на одной из стрелок.
13
При повышении давления контрольная стрелка следует 33
рабочей, при обратном же ходе рабочей стрелки контрольная
стрелка остается на месте; она не должна смещаться от по­
стукивания по прибору и от тряски. Перевод контрольной
стрелки без вскрытия прибора или снятия пломбы исключает­
ся, так как конечное положение контрольной стрелки являет­
ся показателем правильности работы агрегата, а в аварий­
ных случаях — показателем причин аварии.
г)
К о н т р о л ь н ы е,— служащие для контроля рабочих
манометров и отвечающие повышенным требованиям в отно­
шении точности показаний. Они должны быть снабжены сви­
детельством соответствующего метрологического учреждения.
Шкалы контрольных манометров отградуированы не в едини- 4
цах давления, а в относительных числах; вся шкала разделе­
на не менее чем на 40 равных делений, а в свидетельстве
приведена переводная таблица от этих делений к единицам
давления. Контрольные приборы не устанавливаются для по­
стоянной работы, а присоединяются к измеряемой треде
тольк > на время проверки рабочего прибора. Для получения
более точного отсчета указательную часть стрелки контроль­
ных манометров делают уже, чем у рабочих манометров. Для
большей уверенности в исправности контрольные манометры
имеют две трубчатые пружины и соответственно две незави­
симые стрелки, показания которых не должны отличаться
одно от другого.
Погрешности показаний контрольных манометров не дол­
жны превышать ±ПУо наибольшего значения шкалы.
Манометры с пружиной Геликса
Манометры с пружиной Геликса получили распростране­
ние преимущественно как самопишущие. Рабочим элементом
является трубка более плоского сечения, чем пружина Бур­
дона с несколькими витками, спирально расположенными на
цилиндрической поверхности. Вследствие большой длины
трубки перемещение свободного конца значительно больше,
чем в описанных выше приборах. Манометры с многовитковой пружиной выпускаются следующих модификаций:
а) самопишущий с приводом от часового механизма в
большом корпусе типа МГ-410;
б) то же, но в малом корпусе типа МГ-310;
в) самопищущий с приводом от двигателя Воррена в боль­
шом корпусе типа МГ-610;
г) самопишущий на две кривые с приводом от двигателя
Воррена в большом корпусе типа МГ-620.
14
Схема работы механизма приведена На фиг. &; При уве­
личении давления многовитковая трубчатая пружина 3 рас­
кручивается и поворачивает ось 5, припаянную к свободному
концу пружины. Вместе с осью 5 поворачивается закреплен­
ный на ней рычаг 4, на конце которого закреплена каретка 6.
Передвижение рычага 4 передаётся с помощью тяги 7 мо­
стику 2, с которым жестко связано перо 1. Последнее пере-
фиг . 5 . Пружина Геликса с механизмом передачи.
/ — перо; 2—мостик; 3 — пружина Геликса; 4 — рычаг; 5 — ось;
6 — каретка; 7 — тага.
мешается по круглой диаграмме на угол, пропорциональный
изменению давления. Регулируемой деталью для установки
пропорциональности между изменением давления и перемеще­
нием стрелки является каретка 6, снабженная ползунком,
передвигаемым с помощью винта, имеющегося на каретке.
Диаграммная бумага, на которой производится запись пока*
заний, делает один оборот в сутки. Диаметр рабочей части
диаграммы равен для приборов в большом корпусе 270 мм,
а в малом— 190 мм. Габаритные размеры корпусов приведе­
ны на фиг. 6 и 7. Корпуса манометров обоих типов приспо­
соблены как для настенного, так и для утопленного монтажа.
15
Кроме самопишущих приборов манометры с пружиной
Геликса изготовляются с электрической передачей показа­
ний на расстояние. Прибор представляет собой показываю­
щий манометр, в котором дополнительно встроен индукцион-
Фиг. 6. Габаритные размеры манометра типа МГ-410,
МГ-610, МГ-620.
Фиг. 1. Габаритные размеры манометра типа МГ-810.
ный датчик. Индукционный Датчик может быть скомплекто­
ван с одним вторичным прибором. Система передачи более
подробно разобрана в разделе «Электрические передатчики».
Здесь же рассматриваются только сочленения многовитковой
пружины с сердечником датчика. Рабочим органом является
та ж е трубчатая многовитковая пружина / (фиг. 8), нижний
16
которой жестко закреплен на специальном кронштей(в. Давление подводится к нижнему витку пружины по труб| се. Запаянный конец пружины жестко соединен с осью. При
1величении давления пружина, раскручиваясь, поворачивает
>сь на угол, пропорциональный давлению. Закрепленная" на
■ >си тяга 2 повора1 швает вокруг оси 4
,— ,
•коромысло 3, возц о г
■ действующее на еле- . —
■ дующие два мехаI шзма.
I а) Механизм деI Сдвижения указа1 гель ной стрелки. Же1:тко связанная с
1зсью 4 тяга 5 с ку1 Тисой поворачивает
1 вокруг оси зубчатый
1 :ехтор 6, находящий I зя в зацеплении с
I грибкой 7, вращаю\Фиг. 8. Схема манометров типа МУЭ
с электропередатчиком.
I дейся вокруг оси.
| 3 . трибкой жестко
1 связан указатель 8, который поворачивается на угол, про1 юрциональный изменению давления.
I ' б) Механизм перемещения сердечника. Поворот коромыс1 га 3 около оси 4 перемещает подвешенный на проволочной
Я яге 9 сердечник 10, расположенный внутри двойной индукI (ионной катушки 11. Вес сердечника уравновешивается пеI >едвигаемым грузом, расположенным на другом конце коро­
. .и
ле шела 3.
1---- -— ---- ----------- — ■
каток
|
* Мембранные манометры
^
| Мем бранные , П о п о л ь з у ю т в.э качестве органа,
юс принимающего изменения давления, пли -простую:; шофриюЬанную плпгтшгт^г . . Ш1астйнча!ше--г^ Ж Шготтадтг—иди^ более
ложную, состоящую из набора колец (сиЛЬфш),—-сильф онгые манометры.
П л а с т и нч а т ы й
манометр работает на принципе
гспользования получающегося от изменения давления проги­
ба гофрированной круглой пластинки /- ^фиг. &), тзажатой
1ежду двумя фланцами 2, являющимися^ нижней частью кругюго корпуса прибора. На пЛастанку5.-/--<Л Нижней {?стороны
юздействует давление измеряемойереяй, '^^еДиненцЬй с мамипросяи и * !.
Приборы тепл, контрола электростанций^
^
1ХАН:
17
нометром цапфой 5, а сверху — давление атмосферы. При­
крепленный в центре гофрированной пластинки стержень 3
перемещается вместе с пластинкой, когда последняя под
влиянием изменения давления измеряемой среды выгибается
в ту или другую сторону. Связанная со стержнем 3 тяга 4
воздействует на сек­
тор 6, который, вра­
щаясь вокруг своей
оси, поворачивает на
тот или другой угол
трибку 7 с закреплен­
ной на ней стрелкой 8.
Отсчет происходит по
шкале 9. Максималь­
ный прогиб мембраны
составляет 1,5—2 мм,
поэтому
приходится
применять
передачу,
увеличивающую линей­
ное перемещение, что
ведет к возникновению
бблыпих погрешностей
по сравнению с труб­
Фиг. 9. Схема механизма пластинчатого
чатыми манометрами.
манометра.
Поэтому широкое применение
пластинчатые манометры наI шли только там, где применение трубчатых манометров
■ затруднено, т. е. в условиях
большой вибрации.
Сильфонный
манометр
имеет в качестве восприни­
мающего органа сильфон (гоф­
рированную
цилиндрическую
коробку).
Схема
действия
сильфонного механизма при­
ведена на фиг. 10. Сильфон 2
с встроенной для придания
большей упругости цилиндри­
ческой спиральной пружиной
Фиг. 10. Схема механизма сильфон- укреплен
на
неподвижном
ного манометра.
основании. Подвод измеряе­
мого давления производится
снизу. Под действием разности давлений (измеряемого —
внутри и атмосферного — снаружи) сильфон расширяется,
18
сЖИмая винтовую пружину. Движение сильфона через ей*
стему рычагов передается перу 1, двигающемуся по диа­
грамме. При боры с сильф оном выпускаются по той же
номенклатуре, что и с многовитковой пружиной, имея от них
отличие в обозначениях, а именно выпускаются типов МС-410,
МС-310, МС-610 и МС-620.
- При монтаже пружинных манометров кроме общих требо­
ваний к монтажу измерительных приборов должны быть
соблюдены следующие условия:
1. Во избежание нагрева манометра при измерении дав­
ления пара в его соединительной линии в непосредственной
близости ог прибора должно быть встроено разделительное
приспособление— чаще всего в виде сифонной трубки, в ко­
торой пар конденсируется и образует водяной затвор.
2. Для возможности проверки показаний манометра на
месте замера и продувки импульсной линии непосредствен­
но перед прибором устанавливается трехходовой кран.
3. Устанавливать манометры необходимо в вертикальном
положении соединительной цапфой вниз; если манометр уста­
навливается наклонно, то проверяется он (в лаборатории или
в мастерской) в таком же положении. Самопищущие мано­
метры и манометры с электрической передачей устанавли­
ваются только вертикально.
4. При измерении давления жидкости или паров, конден­
сирующихся при температуре помещений, при расположении
прибора ниже отбора давления должно быть учтено добавоч­
ное давление столба жидкости в соединительной трубке.
Манометр в этих случаях градуируется с учетом этого доба­
вочного давления.
- 5. Если измеряемое давление сильно и резко колеблется,
то это обстоятельство вредно отзывается на пружине мано­
метра в затрудняет отсчет показаний. Это влияние умень­
шается сужением соединительной трубки или прикрыванием
специального трехходового крана (на паровых котлах трехходовой кран прикрывать воспрещается).
I Импульсные линии выполняются чаще всего медными или
стальными трубками внутренним диаметром 6—15 мм. Не ре­
комендуется осуществлять проводку латунными трубками,
особенно при высоких температурах среды, давление которой
измеряется. При измерении давления острого пара, в особен­
ности перегретого, применяют только стальные цельнотянутые
трубки. Соединение трубок осуществляется или при помощи
фланцев или муфтами. Особое внимание необходимо обратить
на герметичность проводки. Перед присоединением соедини2*
29
дельные линии должны быть испытаны гидравлическим д ав л е­
нием согласно существующим нормам и тщательно продуты
при отключенном приборе паром или воздухом высокого д ав ­
ления.
Весьма важным является выбор материала д л я уплотни­
тельных прокладок. Рекомендуется применение следующих
прокладок в зависимости от величины измеряемого ‘давления
и среды.
Таблица 1
Предел при­
менения
в кг/слс2
Наименование
материала
Кожа
До 20
Свинец
Красная медь (отожжен*
ная)
Фибра
До 50
Свыше 50
До 500
Примечание
Для негорячих газов и воды;
неприменима для кислорода
Для разных сред
То же
Для Температур не свыше 75е С;
неприменима для кислорода
Поршневые манометры
Поршневые манометры не применяются как рабочие при­
боры ввиду их сложности и необходимости высококвалифи­
цированного
ухода за
нами, « е говоря у ж е о
'ВЫСОКОЙ
стоимости. Их
(применяют как основную
часть в установках для
проверки рабочих мано­
метров (пресс Рухгодьца), а такж е в системах
автоматического регули­
рования.
Существующие моде­
ли отличаются друг от
друга очень незначитель­
но, а поэтому здесь при­
водится описание только
Фиг 11. Схема пор­
шневого маномет­ одной сравнительно рас­
модели,
р а —главного ре­ пространенной
гулятора, системы заво­ выпускаемой
заводом
да .Теплоавтомат*.
«Теплоавтомат» (фиг. 11).
Этот манометр является
20
главным регулятором в системе автоматического регулирова­
ния горения в топках паровых котлов. На поршень 1 мано­
метра действуют с нижней стороны давление пара в общем
паропроводе, с верхней (открытой) — давление окружающей
атмосферы. Д ля уравновешивания избыточного давления на
штоке подвешено два груза 9, величина которых может ме­
няться в зависимости от заданного значения давления в кот­
ле. Шток поршня через систему рычагов 10 и / / и дви­
жок 19 связан с так называемой струйной воздушной труб­
кой 12, являющейся составной частью регулирующей систе­
мы. Через полую ось вращения 1В в трубку 12 подается воз­
дух давлением 80— 100 мм вод. ст. Если отверстие (сопло) 14
трубки стоит против отверстия трубопровода 15, то струя
воздуха создает в нем давление, весьма близкое к 80—
100 мм вод. ст. (за вычетом потерь). Это давление подводит­
ся в герметический кожух с правой стороны упругой мем­
браны 17 и вызывает тот или другой прогиб мембраны. Мем­
брана 17 посредством штока связана со струйной воздушной
трубкой и при своих перемещениях изменяет положение труб­
ки. Через трубку 16 давление, создаваемое струйной воздуш­
ной трубкой 12, передается на другие регуляторы.
Рассмотрим действие манометра при отклонении давления
в паропроводе от заданного значения Р. Если давление Р
будет равно заданному, то оно будет полностью уравновеше­
но весом грузов 9, укрепленных на траверсе 7. Поршень 1
находится в высшем своем положении, струйная трубка 12—
в крайнем левом, а командное давление в трубопроводе 15—
16 будет равно атмосферному. При понижении давления пара
поршень 1 начнет опускаться, передвигая струйную трубку 12
вправо. Когда сопло 14 будет подходить к отверстию трубо­
провода 15— 16, давление в последнем будет увеличиваться,
а мембрана 17, прогибаясь и нажимая на трубку 12, будет
воздействовать через движок 19, подвесной рычажок 18 и
систему рычагов 10— 11, стремясь вернуть поршень 1 в преж­
нее положение и действуя в ту же сторону, что и давление Р,
т. е. вверх. Перемещение поршня приостановится, когда раз­
ность между усилиями от веса грузов и от давления пара
уравновесится усилием со стороны мембраны. Определенному
понижению давления в паропроводе будет соответствовать
определенное положение поршня 1 и струйной воздушной
трубки, т. е. определенное давление воздуха в трубопрово­
де 15— 16. В некоторых моделях имеются отсчетные приспо­
собления, позволяющие судить о величине давления Р в па­
ропроводе, но тогда требуется постоянство давления воз­
духа, подаваемого в струйную трубку.
41
Наиболее трудными в изготовлении являются стакан 2 и
поршень /. С одной стороны, они должны быть плотно при­
гнаны один к другому во избежание прохода пара, с другой
стороны, для получения правильных результатов измерения
трение должно быть наименьшим. Д ля уничтожения влияния
трения поршень / вращается с помощью электродвигателя 4
посредством червячной передачи 5 и вилки. 6. Д ля того чтобы
грузы 9 не вращались вместе с поршнем 1, они связаны с
ним через опорный шариковый подшипник 5. Подобная кон­
струкция регулятора обеспечивает точность его работы в
0,01 кг/см2 при избыточном давлении пара в 32—35 кг/ см2.
В других моделях изменение установочного усилия осу­
ществляется иными способами. Применяют пружины, усилце
которых возрастает при увеличении натяга. В некоторых слу­
чаях поршень плавает в ртути и противодействующий момент
увеличивается благодаря увеличению веса поршня при выхо­
де его из ртути. Некоторые поршневые манометры снабжа­
ются электрическими передатчиками для подачи импульсов на
другие (вторичные) регуляторы или исполнительные механизмы.
3. ТЯГОМЕРЫ
Тягомеры применяются для измерения давления немного
ниже или выше атмосферного. По своей конструкции и прин­
ципу действия они разделяются на следующие типы:
1) тягомеры жидкостные стеклянные;
2) тягомеры колокольные;
3) тягомеры — кольцевые весы;
4) тягомеры поплавковые;
5) тягомеры мембранные.
Тягомеры жидкостные стеклянные
Жидкостный стеклянный тягомер (фиг. 12) представляет
собой стеклянную трубку, изогнутую в виде латинской бук­
вы II и залитую жидкостью: ртутью, маслом, спиртом, а ча­
ще всего подкрашенной водой.
При одинаковых давлениях в обоих коленах II-образно®
трубки, т. е. например в тех случаях, когда тягомер еще не
присоединён к сосуду, в котором хотят произвести измерение
давления, уровень замыкающей жидкости будет находиться
на одной высоте (по закону сообщающихся сосудов). Это
положение называется нулевым. Д ля установки на нуль ш^ала 11-образной трубки имеет возможность перемещаться от
руки вверх или вниз.
Д ля измерения давления один конец трубки соединяется
с пространством, в котором требуется измерить давление,
а второй остается открытым, сообщаясь с атмосферой. Если
измеряемое давление будет больше атмосферного, то жид­
кость в трубке, соединенной с пространством измеряемого
давления, опустится вниз, а в трубке, сообщающейся с
атмосферой, поднимет­
ся вверх на некоторую
высоту Н.
При давлении, мень­
шем
атмосферного,
жидкость в присоеди­
ненной трубке подни­
мется вверх, а в труб­
ке, соединенной с ат­
мосферой,
опустится.
Величину избыточного
давления в сосуде или
разрежения в нем оп­
ределяют по разности
уровней жидкости в
трубках, т. е. по вели­
чине Н. Между труб­
ками помещается ме­
таллическая
или из Фиг. 12. Жидкостный сте­
молочного стекла шка­ клянный 11-образный тя­
ла с делениями в ли­
гомер.
нейных
миллиметрах.
Нулевая отметка на шкалах 11-образных тяго­
меров обычно ставится в середине шкалы.
При трубках с калиброванными одинаковыми
внутренними диаметрами отсчет ведут по Фиг. 13. 11-обтягомер
шкале одной трубки и затем результат отсче­ сразный
отсчетом по
та умножается на 2. При некалиброванных
одной верти»
трубках отсчет ведут по высоте уровней в кальной трубке.
обеих трубках и результат суммируют.
В эксплоатапионных условиях, где не требуется особен»
ной точности измерения, удобнее пользоваться 11-образным
тягомером с отсчетом по одной трубке (фиг. 13). Правое ко­
лено трубки имеет сосуд по диаметру в несколько раз боль­
ший, чем диаметр отсчетной трубки. При измерении давления
с измеряемым пространством соединяется широкий сосуд,
при измерении разрежения с измеряемым пространством со­
единяется отсчетная трубка. Нулевая отметка шкалы в этом
приборе помещается внизу. Отсчет производится только по
левому колену трубки.
&
Точность отсчета по шкале 11-образных тягомеров может
быть + 0,5 мм, вследствие чего 11-образныз тягомеры приме­
няются для измерения давления или разрежения выше
100 мм вод. ст. (или другой замыкающей жидкости). С-об­
разные тягомеры .применяются как переносные приборы и
предназначаются для производства кратковременных замеров
и для проверки стационарных тягомеров.
Более точным прибором является тягомер Креля (фиг. 14).
Он представляет собой разновидность 11-образного тягомера
Фиг. 14. Тягомер Креля.
с отсчетом по одной трубке, только отсчетная трубка стоит
не вертикально, а наклонно' под углом от 17 до 75° (в зави­
симости от предела измерения). Вследствие того что в тяго­
мере Креля трубка расположена наклонно, V мм вод. ст. со­
ставляет 8—10 линейных мм, что позволяет производить от­
счет с точностью до 0,1 мм вод. сг. Отсчетная трубка изго­
товляется с внутренним диаметром 2 -г- 2,4 мм, вследствие
чего уровень жидкости в силу закона поверхностного натя­
жения располагается в ней перпендикулярно к стенкам, и
поэтому отсчет производится весьма точно. Шкала градуи­
руется в мм вод. ст. при заполнении прибора спиртомс удельным весам 0,8. Тягомеры Креля изготовляются на че­
тыре предела шкалы: 0—15; 0—-30: 0—50: 0—100 мм вод. ст.
При измерении разрежения с измеряемым пространством
соединяется отсчетная трубка, при измерении давления с из­
меряемым пространством соединяется сосуд.. Тягомер Креля
24
применяется также для измерения разности давления или
разрежения, при этом отсчетная трубка соединяется с мень­
шим давлением, а сосуд подключается к пространству с боль­
шим давлением. Тягомеры Креля необходимо устанавливать
строго по уровню, который вмонтирован в прибор. Эти тяго­
меры предназначены для производства точных измерений
давлений при испытании агрегатов и для проверки стационар­
ных тягомеров.
Для измерения малых давлений кроме тягомера Креля
применяются микроманометры. Микроманометров существует
Фиг. 15. Микроманометр Фюсса.
много различных типов, но в основном они отличаются друг
от друга незначительными конструктивными особенностями.
Наиболее распространенными являются микроманометр Фюс­
са и микроманометр Цаги.
М и к р о м а н о м е т р Ф ю с с а (фиг. 15) отличается от
тягомера Креля только конструктивными деталями. Сосуд
для замыкающей жидкости значительно бблыпих размеров,
4ем у тягомера Креля, внутренний диаметр его равняется
100 мм. Ошибки измерения вследствие этого у микромано­
метра Фюсса значительно меньше, чем у тягомера Креля,
и могут быть легко вычислены. Измерительная трубка в мик­
романометре Фюсса делается подвижной и ее можно расою»
лагать под различными углами к горизонту, получая различ*
ные масштабы измерения. Для точной установки трубки на
основании микроманометра имеется дугообразная пластинка
с пятью отверстиями, соответствующими определенным углам
наклона трубки. В отверстие входит пружинящий палец,
укрепленный на оправе трубки и фиксирующий установку ее.
8».
Точность отсчета по шкале 17-образных тягомеров может
быть + 0,5 мм, вследствие чего 11-образныз тягомеры приме­
няются для измерения давления или разрежения выше
100 мм вод. ст. (или другой замыкающей жидкости). 11-об­
разные тягомеры .применяются как переносные приборы и
предназначаются для производства кратковременных замеров
и для проверки стационарных тягомеров.
Более точным прибором является тягомер Креля (фиг. 14).
Он представляет собой разновидность 11-образного тягомера
Фиг. 14. Тягомер Креля.
с отсчетом по одной трубке, только отсчетная трубка стоит
не вертикально, а наклонно под углом от 17 до 75° (в зави­
симости от предела измерения). Вследствие того что в тяго­
мере Креля трубка расположена наклонно, V мм вод. ст. со­
ставляет 8—10 линейных мм, что позволяет производить от­
счет с точностью до 0,1 мм вод. ст. Отсчетная трубка изго­
товляется с внутренним диаметром 2 -г- 2,4 мм, вследствие
чего уровень жидкости в силу закона поверхностного натя­
жения располагается в ней перпендикулярно к стенкам, и
поэтому отсчет производится весьма точно. Шкала градуи­
руется в мм вод. ст. при заполнении прибора спиртомс удельным весам 0,8. Тягомеры Креля изготовляются на че­
тыре предела шкалы: 0—15; 0—30; 0—50; 0—100 мм ©од. ст.
При измерении разрежения с измеряемым пространством
соединяется отсчетная трубка, при измерении давления с из­
меряемым пространством соединяется сосуд.. Тягомер Креда
24
применяется также для измерения разности давления или
раэреження, при этом отсчетная трубка соединяется с мень­
шим давлением, а сосуд подключается к пространству с ббльшим давлением. Тягомеры Креля необходимо устанавливать
строго по уровню, который вмонтирован в прибор. Эти тяго­
меры предназначены для производства точных измерений
давлений при испытании агрегатов и для проверки стационар­
ных тягомеров.
Для измерения малых давлений кроме тягомера Креля
применяются микроманометры. Микроманометров существует
много различных типов, но в основном они отличаются друг
от друга незначительными конструктивными особенностями.
Наиболее распространенными являются микроманометр Фюс­
са и микроманометр Цаги.
М и к р о м а н о м е т р Ф ю с с а (фиг. 15) отличается от
Тягомера Креля только конструктивными деталями. Сосуд
для замыкающей жидкости значительно ббльших размеров,
чем у тягомера Креля, внутренний диаметр его равняется
100 мм. Ошибки измерения вследствие этого у микромано*
метра Фюсса значительно меньше, чем у тягомера Креля,
й могут быть легко вычислены. Измерительная трубка в мик­
романометре Фюсса делается подвижной в ее можно расио»
лагать под различными углами к горизонту, получая различ*
ные масштабы измерения. Для точной установки трубки на
основании микроманометра имеется дугообразная пластинка
,с пятью отверстиями, соответствующими определенным углам
.наклона трубки. В отверстие входит пружинящий палец,
укрепленный на оправе трубки и фиксирующий установку ее.
26
При измерении необходимо показания на ш кале множить на
коэфициент, проставленный у отверстия дугообразной пла­
стинки соответствующего данному углу наклона отсчетной
трубки. Микроманометр Фюсса обычно имеет 5 отверстий
с коэфициентами 0,05; 0,1; 0,2; 0,4 и 0,8.
При измерении необходимо микроманометр установить
строго горизонтально, что осущ ествляется установочными
винтами по двум уровням, имеющимся на приборе. Н еобхо­
димо следить, чтобы в столбе жидкости не было пузырьков
воздуха во избежание искажения измерения. Прибор зали­
вается спиртом с удельным весом 0,85. М икроманометр Фюс­
са рассчитан на рабочее давление до 0,5 кг/см 2.
Микроманометр
Ц а г и (фиг. 16) отличается от
микроманометра Фюсса тем, что измерительный сосуд пере­
мещается вместе с отсчетной
трубкой, вследствие чего исче­
зает необходимость кранового
соединения трубки с сосудом,
что сильно упрощает прибор.
Микроманометры применя­
ются исключительно в каче­
стве переносных лабораторных
приборов для кратковремен­
ных точных замеров при испы­
тании агрегатов или для про­
верки стационарных тягомеров
Тягомеры колокольные
Колокольный тягомер (фиг.
17) предназначен для производ­
ства постоянных замеров и
устанавливается на щите или
на стене у места замера. При­
бор состоит из двух колоко­
лов Р I и Ра. подвешенных на
Фиг. 16. Микроманометр Цаги.
коромысле. Колокола погру­
жены в сообщ ающ иеся меж ду
собой и залитые вазелиновым маслом баки. П одколокольные
пространства через трубочки соединяются с местами измерения
давления. Действующ ее под колокол давление создает силу,
заставляю щ ую его перемещ аться вниз или вверх. При этом
коромысло поворачивается на некоторый угол а до тех пор,
пока моменты колоколов не уравнозесятся с моментом гру­
за
Угол поворота коромысла перздается на стрелку прв26
бора. Такие приборы (фиг. 18) изготовляются на шкалы
0 -г~ 50; 0 — 75 мм вод. ст., причем могут
также быть изготовлены с нулем по середине.
Колокольные тягомеры типа Шульца, Доша, Гидро, как
устарелые и мало встречающиеся на электростанциях, нами
рассматриваться не будут.
Описание конструкций колокольных тягомеров с электри­
ческой передачей показаний на вторичные приборы, поплав­
О - г - 15; 0 -4 -3 0 ;
Фиг. 17. С хема колокольного
тягомера.
Фиг 18. Общий вид показываю­
щего колокольного тягомера.
ковых тягомеров и тягомеров «кольцевые весы» будет дано
в главе «Измерение расхода газов и жидкостей».
Тягомеры мембранные с профильной шкалой
Тягомеры мембранные предназначаются для измерения
малых давлений в эксплоатационных условиях и устанавли­
ваются или на щитах или на стенках у места замера. Они
изготовляются с профильной или с круглой шкалой. Мем­
бранные тягомеры служат для измерения давления или раз­
режения, а с нулем Но середине — для измерения давления и
разрежения.
Мембранный тягомер с профильной шкалой (фиг. 19) со­
стоит из мембранной коробки с двумя гофрированными мем­
бранами: верхней 3 и нижней 4. Мембранная коробка разжи­
мается под действием подводимого в нее давления и сжи­
мается под действием разрежения. Ведущий штифт 5, при­
паянный к верхней мембране 3, при движении ее перемещает­
ся в вертикальном направлении: при избыточном давлении —
27
вверх, при разрежении — вниз. Вертикальное движение штиф­
та 5 коленчатым рычагом 6, тягой 8 и рычагом 7 преобра­
зуется в горизонтальное движение стрелки 9. Рычаг 7 поса­
жен на ось стрелки 9; он вызывает отклонение стрелки 9 по
шкале 10 на величину, пропорциональную измеряемому избы­
точному давлению или разрежению. Ход мембраны неравно­
мерный и нестрого пропорциональный давлению, т. е. характе­
ристика хода мембраны не прямолинейная, вследствие чего
шкала прибора будет неравномерная. Д ля равномерного пе-
Фиг. 19. Мембранный тягомер с профильной шкалой с нулем посредине.
ремещения стрелки прибора применяются пружины 11 и 12
с глобаиами. Глобаны имеют центровые винты 13 и 14 я сто­
порные винты 15. Соответствующей установкой центровых
винтов 13 и 14 достигается выравнивание хода мембраны и
равномерность шкалы.
Установка на нуль прибора производится корректором,
который состоит из рычага 18 и конусного винта 19. Вывин­
чивая или ввинчивая конус 19, изменяют наклон рычага 18,
прижатого к конусу 19 пружиной 20. Рычаг 18 перемещает
на некоторый угол стрелку 9 вправо или влево по шкале при­
бора. Тягомер, измеряющий избыточное давление, отличается
от описанного тем, что имеет только одну пружину И и один
глобан 16, расположенный под пружиной.
Тягомер, измеряющий разрежение, отличается от описан­
ного тем, что имеет только одну пружину 12 и один гло28
бан 17, расположенный под пружиной. Измеряемое избыточ­
ное давление подводится к штуцеру / и через трубку 2 по­
ступает в мембранную коробку.
На фиг. 20 показан общий вид мембранного тягомера
с профильной шкалой.
Фиг. 20. Общий вид мембранного тягомера
с профильной шкалой.
Тягомеры мембранные с круглой шкалой
На фиг. 21 и 22 показана мембранная коробка с двумя
гофрированными мембранами: верхней и нижней 3 и 4. Под
действием подводимого давления через штуцер 1 и трубку 2
мембранная коробка разжимается или сжимается. Штифт 8
Фиг. 21. Мембранный тягомер с круглой шкалой
с нулем посредине.
с (поводком 9 перемещается вверх или вниз. Движение
штифта 8 передается на стрелку 16 множительно-передаточ29
ным механизмом (фиг. 23). Поводок 9 при ходе вверх
упирается в поводок 10 и поворачивает ось 11. На оси И укреп-
Фиг. 22. Кинематическая схема мембранного тягомера
с круглой шкалой.
лен также ■поводок 12, который >в свою очередь поворачивает по­
водок 13, жестко скрепленный с зубчатым сектором 14, сектор же
сцеплен с трибкой 15,
на оси которой сидигг
стрелка. Для устране­
ния мертвого хода сек­
тора с трибкой и пере-,
метения
стрелки в
нулевое положение ме­
ханизм снабжен воло­
ском 18. Сектор имеет
небольшой противовес.
Под действием раз­
режения
мембранная
коробка
сжимается,
штифт 8 я поводок 9
опускаются вниз. Во-,
лосок 18 поворачивает
в обратном направле­
Фиг. 23. Множительно-передаточньГС меха­
нии стрелку 16, трибку
низм тягомеров с круглой шкалей.
15,
13 и 12, ось 11 и поводок 10 так, что он следует за переме­
щением поводка 9. Для выравнивания хода мембраны приме­
няются пружины 19 и 20 и глобаны 26 и 27 с центровыми
винтами 23 и 24. Мембранная коробка соединяется с соот­
ветствующей пружиной шпильками 21 и 22, вставленными
в штифт 3. При разжимании мембранной коробки шпилька 21
упирается в конец пружины 19, при сжатии мембранной ко­
робки шпилька 22 упирается в конец пружины 20. Пружины,
30
глобаны в множительно-передаточный механизм монтируются
на плате 29. Мембранная коробка и плата 29 монтируются
на диске 5. Диск 5 крепится внутри корпуса тремя винта­
ми 32 и пружинами 31. Винты входят в прорези диска 5 а
расположены под углом 120° друг к другу. Такое крепление
диска 5 дает возможность производить корректировку нуле­
вого положения стрелки прибора. Корректор нуля состоит из:
зубчатой рейки 33 и зубчатки 34. При повороте оси зубчатки-'
стрелка прибора поворачивается на угол + 8 °. Корпус' при­
бора закрывается крышкой 42 и стеклом 44, а с окружающей
средой сообщается через отверстие 46, защищенное металли­
ческой сеткой.
Тягомер, измеряющий избыточное давление, отличается от'
описанного тем, что имеет только одну пружину 19, одну
шпильку 21 и один глобан 26.
Тягомер, измеряющий разрежение, отличается от тягомера:
с нулем по середине тем, что имеет только одну пружину 20,
одну шпильку 22 и один глобан 27. Поводок 9 имеет инуюформу. Поводок 10 укреплен на другой стороне оси 11 пере­
даточного механизма. Стрелка прибора вследствие этих изме­
нений вращается по часовой стрелке <при ходе штифта 8 вниз.
Мембранные тягомеры изготовляются для измерения из­
быточного давления или разрежения на пределы шкалы от 0!
до 1 500 мм вод. ст., а для измерения с нулем по середине
шкалы от —500 до +500 мм вод. ст.
Преимущества и недостатки жидкостных и мембранных
тягомеров
Жидкостные
тягомеры
Недостатки: громоздкость; испаряемость замыкающей
жидкости; невозможность установки в местах, подверженных
вибрации; требовательность в тщательном уходе. Преимуще­
ство: точность показаний.
Мембранные тягомеры
Недостатки: меньшая точность показаний. Преимущества:
возможность установки в местах, подверженных вибрации;
малые габариты; возможность хорошей компановки на тепло­
вых щитах; малая зависимость показания от колебаний тем*
пературы; меньший уход.
81
Монтаж тягомеров
Трубку д ля соединения прибора с измеряемым простран­
ством необходимо устанавливать в местах газохода с наи­
меньшей скоростью газов. С рез трубки долж ен быть парал­
лелен направлению потока газов (фиг. 24), так кале в про­
тивном случае тягомер будет измерять не только стати­
ческие давления, но и динамический напор. -Импульсная
линия тягомеров выполняется газовыми трубками с внутрен­
ним диаметром 6— 15 мм. Заборная трубка монтируется с
уклоном в 20° к конденсационному сосуду. Линия от забор­
ной трубки к прибору прокладывается с уклоном от 0,04 до
0,03. В низших точках линии устанавливаются отводы д ля
конденсата. У места забора ставится запорный вентиль для
отключения прибора. Расстояние от места забора д о прибора
долж но быть минимальным во избежание запазды вания по­
казаний прибора, н о не .менее
3 м |(ио трассе). Место уста- и-обрыный манометр
новки прибора долж но быть
Микролианом&пр
н прессу ила другому
'источникурозрегняни
Фиг. 24. Заборная трубка.
Фиг. 25. Схема проверки механиче­
ских тягомеров.
выбрано так, чтобы уход за прибором был доступен и ш кала
прибора легко обозреваем а. Температура окруж аю щ его ©103духа не долж на превышать 60° С. Окружающ ий воздух не
долж ен быть запыленным или влаж ны м, не долж ен содер­
ж а т ь паров кислот, разъедаю щ их нейзильбер, латунь, никель.
Тягомеры профильные монтируются на щитах или панелях.
Тягомеры колокольные, кольцевые весы, мембранные с круг­
лой шкалой могут монтироваться на панелях или на стенках
и колоннах.
32
Проверка тягомеров
Проверка стационарных тягомеров производится мето­
дом сравнения показаний поверяемого прибора и образцо­
вого. Схема проверки дана на фиг. 25. Приведенные по­
грешности и расхождение между прямым и обратным ходом
не должны превышать + 2% | по всей 'шкале. Для тягомеров
с нулем по середине шкалы погрешность исчисляется от
значения всего диапазона шкалы. Например, для тягомера
со шкалой от —30 до + 3 0 мм вод. ст. погрешность исчис­
ляется от 60 мм ®од. ст. (составляя 1,2 мм 'вод. ст.). Для
проверки образцовых тягомеров применяются мановесы
(так как этот метод мало распространен, мы его рассматри­
вать не будем). Для проверки тягомеров со шкалой до
150 мм вод. ст. употребляются микроманометры, а со шкалой
свыше 150 мм вод. ст.—17-обраэные тягомеры.
Основные правила по эксплоатации тягомеров
а) Прибор не подвергать действию избыточного давления
или разрежения, большего верхнего предела измерения ((ука­
занного на шкале прибора).
б) Периодически, не реже одного раза в месяц, произво­
дить проверку показаний тягомера по контрольному микро­
манометру или тягомеру.
в) Производить один раз в неделю продувку импульсной
лирии сжатым воздухом давлением 1 -г- 3 кг/смг.
г) Производить один раз в неделю проверку герметичности
импульсной линии.
_
4.
РЕМОНТ ПРИБОРОВ
Ремонт мембранных тягомеров с круглой Шкалой
При нарушении герметичности прибора прокладки 39 или 41
(фиг. 21) заменяются запасными. Д ля смены прокладки 39
нужно отвернуть гайку 37, вынуть штуцер'7 и поврежденную
прокладку, поставить запасную прокладку и прижать ее шту­
цером, туго завернув тайку «37.
Для смены прокладки 41 нужно сделать следующее:
1) отвинтить винты 43, снять крышку 42 и рант 45;
2) осторожно снять стрелку 16 с оси, не погнув стрелку и
ось;
3) отвинтить винты, крепящие шкалу 17, и снять ее;
4) отвернуть гайку 38;
5) отвинтить винты 32 и снять диёк 5 с мембранной короб­
кой в механизмом;
*3
3 Приборы тепл, контроля электростанций
Монтаж тягомеров
Трубку д л я соединения прибора с измеряемым простран­
ством необходимо устанавливать в местах газохода с наи­
меньшей скоростью газов. С рез трубки долж ен быть парал­
лелен направлению потока газов (фиг. 24), так к а к в про­
тивном случае тягомер будет измерять не только стати­
ческие давления, но и динамический напор. -Импульсная
линия тягомеров выполняется газовыми трубками с внутрен­
ним диаметром 6— 15 мм. Заборная трубка монтируется с
уклоном в 20° к конденсационному сосуду. Линия от забор­
ной трубки к прибору прокладывается с уклоном от 0,04 до
0,03. В низших точках линии устанавливаются отводы для
конденсата. У места забора ставится запорный вентиль для
отключения прибора. Расстояние от места забора д о прибора
долж но быть минимальным во избежание запазды вания п о­
казаний прибора, но не .менее
3 м |(по трассе). Место уста- и-вбри
новки прибора долж но быть
к прессу или другому
источнику разрвжмм
Фиг. 24. Заборная трубка.
Фиг. 25. Схема проверки механиче­
ских тягомеров.
выбрано так, чтобы уход за прибором был доступен и шкала
прибора легко обозреваем а. Температура окруж аю щ его в о з ­
духа не долж на превышать 60° С. Окружающий воздух не
долж ен быть запыленным или 'влажным, не долж ен содер.ж ать паров кислот, разъедаю щ их нейзильбер, латунь, никель.
Тягомеры профильные монтируются на щитах или панелях.
Тягомеры колокольные, кольцевые весы, мембранные с круг­
лой шкалой могут монтироваться на панелях или на стенках
и колоннах.
32
Проверка тягомеров
Проверка стационарных тягомеров производится мето«
дом сравнения показаний поверяемого прибора и образцо­
вого. Схема проверки дана на фиг. 25. Приведенные по1грешности и расхождение между (прямым и обратным ходом
не должны превышать +2°/о1 по всей 'шкале. Для тягомеров
с нулем по середине шкалы по(грешность исчисляется от
значения всего диапазона шкалы. Например, для тягомера
со шкалой от —30 до + 3 0 мм вод. ст. погрешность исчис­
ляется от 60 мм юод. ст. (составляя 1,2 мм 'вод. ст.). Для
проверки образцовых тягомеров применяются мановесы
(так как этот метод мало распространен, мы его рассматри[ вать не будем). Для проверки тягомеров со шкалой до
150 мм вод. ст. употребляются микроманометры, а со шкалой
свыше 150 мм вод. ст.—11-образные тягомеры.
Основные правила по эксплоатации тягомеров
а) Прибор не подвергать действию избыточного давления
или разрежения, большего верхнего предела измерения ((ука­
занного на шкале прибора).
б) Периодически, не реже одного раза в месяц, произво­
дить проверку показаний тягомера по контрольному микро­
манометру или тягомеру.
в) Производить один раз .в неделю продувку импульсной
лирии сжатым воздухом давлением 1 -ь 3 кг/см?.
г) Производить один раз в неделю проверку герметичности
импульсной линии.
_
4.
РЕМОНТ ПРИБОРОВ
Ремонт мембранных тягомеров с круглой шкалой
При нарушении герметичности прибора прокладки 39 или 41
(фиг. 21) заменяются запасными. Д ля смены прокладки 39
нужно отвернуть гайку 37, вынуть штуцер 7 и поврежденную
прокладку, поставить запасную прокладку и прижать ее шту­
цером, туго завернув гайку 37.
Для смены прокладки 41 нужно сделать следующее:
1) отвинтить винты 43, снять крышку 42 и рант 45;
2) осторожно снять стрелку 16 с оси, не погнув стрелку и
ось;
3) отвинтить винты, крепящие шкалу 17, и снять ее;
4) отвернуть гайку 38;
5) отвинтить винты 32 и снять диск 5 с мембранной короб­
кой и механизмом;
8
Приборы тепл, контроля электростанций
6) отвернуть гайку 40, вынуть из штуцера 7 трубку 2 и
поврежденную прокладку, поставить запасную прокладку и
прижать ее буртиком трубки, туго завернув гайку 40;
7) собрать прибор в порядке, обратном вышеизложенному,
и установить стрелку на нуль.
Д ля смены пружин 19 или 20 нужно:
1) снять крышку 42, рант 45, стрелку 16 и шкалу /7;
2) отвинтить винты 28, снять глобан 26 или 27 с повреж­
денной пружиной, поставить запасную пружину и укрепить ее
с глобаном винтами 28;
3) оттарировать прибор.
Д ля смены мембранной коробки необходимо:
1) снять крышку 42, рант 45, стрелку 16 и пиалу 17;^
2) вынуть шпильки 21 и 22 из штифта 8;
3) отвинтить винты 30 и снять платинку 29 с механизмом;:
4) отвернуть гайку 38;
5) отвинтить винты 32 и снять диск 5 с мембранной ко­
робкой и трубкой 2;
6) отвернуть гайку 40 и вынуть из штуцера 7 мембранной'
коробки трубку 2 и прокладку 41;
7) отвернуть гайку 6, снять поврежденную мембранную*
коробку с диска 5, поставить запасную мембранную коробку
и закрепить ее гайкой 6;
8) собрать прибор в порядке, обратном изложенному вы­
ше, и оттарировать его. При сборке нужно соблюдать осто­
рожность, чтобы не повредить мембранную коробку (в при­
борах с низкими пределами измерения толщина каждой мем-браны составляет всего лишь 0,03—0,10 мм).
После смены пружины или мембранной коробки прибор'.
необходимо заново оттарировать, приготовив картонный диск
(по размерам шкалы прибора) с вырезом, обеспечивающим
свободный доступ к центровым винтам 23, 24 и стопорным 25,
и нанести на диск деления по разметке шкалы. В случае та­
рировки тягомеров на разрежение и с нулем по серединешкалы приготовить рычажок из стальной проволоки диамет—
ром 1 мм. и длиной*50—60 мм. У рычажка должен быть за­
гнут конец так, чтобы им можно было подвертывать центро­
вые винты 24, имеющие боковые отверстия вместо шлицов:Перед тарировкой нужно убедиться в герметичности прибора.
Тарировать приборы на давление и разрежение нужно в ;
следующем порядке:
1) освободить центровые винты 23 или 24, отвернув сто­
порные винты 25 на 1—2 оборота;
.
2) отвести центровые винты от пружины 19 или 20 так,чтобы заостренные концы винтов не выступали из глобана;
3) установить стрелку на нуль;
34
I 4) подвернуть первый центровой винт (у места креплений
•лобана) так, чтобы он уперся в пружину 19 и отвел стрелку
фибора влево от нуля на 5—10 мм, после чего закрепить
|ентровой винт стопорным и поворотом корректора нуля по­
ставить стрелку на нуль;
' 5) сообщить прибору избыточное давление (или разреже­
те), соответствующее первой числовой отметке . шкалы, ведя
«течет по 11-образному манометру или микроманометру, при
атом стрелка прибора перейдет за числовую отметку шкалы;
6) вернуть стрелку на первую числовую отметку шкалы
поворотом второго центрового винта;
7) сообщить штуцер с атмосферой и проверить нулевое
юложение стрелки; если стрелка не возвратится на нуль, от*
хрнуть второй центровой винт до того положения, при ко*
гором стрелка станет на нуль, и закрепить его стопорным
Яром;
| 8) снова сообщить прибору избыточное давление (или раз*
жжение), соответствующее первой числовой отметке, и уста«овить стрелку на первую отметку шкалы поворотом третьего
|ентрового винта, который затем должен быть закреплен сто*
юрным винтом;
] 9) аналогично предыдущему протарировать прибор по всем
числовым отметкам; если на последпих отметках не потре­
буется регулировка винтами, то центровые винты, не участ­
вующие в тарировке, следует закрепить в их первоначальном
золожении стопорными винтами 25;
10) снять тарировочный диск, поставить шкалу прибора и
:нова проверить показания прибора по всем числовым отмет*
хам, после чего закрыть прибор крышкой.
* Тарировать прибор с нулем по середине шкалы нужно в
следующем порядке:
I 1) освободить центровые и стопорные винты и установить
стрелку на нуль, как и при тарировке тягомеров на избыточ­
ное давление и разрежение;
: 2) подвернуть первый центровой винт глобана 26 до со­
прикосновения с пружиной 19, работающей на давление, и за­
крепить его стопорным винтом, при этом стрелка не должна
сместиться с нуля;
- .
3) подвернуть первый центровой винт глобана 27 до со*
прикосновения с пружиной 20, работающей на разрежение,
также не допуская смещения стрелки с нуля;
4) протарировать левую часть шкалы (на разрежение) в
соответствии с порядком тарировки;
5) протарировать правую часть шкалы (на избыточное дав­
ление) в соответствии с порядком тарировки;
I*
85
Таблица 2
8
О сновные неполадки в работе мембранных тягомеров, их причины и способы устранения
по пор
Тягомеры
с профильной
ш к а л о й (фиг. 29)
Способы устранения
Причины
Стрелка прибора не реагирует на
Засорение подводящей линии
колебания измеряемого давления
(или разрежения)
То же или наблюдаются значитель­
Задевание стрелки за шкалу или
ные расхождения в показаниях меж- корпус прибора
ду прямым и обратным ходами
Показания прибора занижены и
Негерметичность подводящей ли­
непостоянны
нии
То же
Негерметичность прибора в месте
соединения штуцера 1 с трубкой 2
Показания прибора не соответст­
Смещение стрелки с положения,
вуют поверочному свидетельству, в которое она была установлена при
но постоянны
тарировке
Тягомеры с круглой
Продуть подводящую линию
Отвернуть винты, осторожно снять
корпус и слегка подогнуть стрелку
в нужную сторону
Устранить негерметичность
Подтянуть гай си
Соединить штуцер 1 с атмосферой
и установить стрелку на нуль кор­
ректором нуля
ш к а л о й (фиг. 21)
Стрелка прибора не реагирует на
Свободное проворачивание стрел­
Соединить штуцер прибора с ат­
колебания измеряемого давления ки на оси
мосферой, установить стрелку на
(разрежения) или показания прибора
нуль и,закрепить ее на оси легким
непостоянны
постукиванием деревянным моло­
точком
по втулке стрелки
Показания прибора занижены и
Негерметичность прибора:
Установить
место течи и устра^
непостоянны
нить негерметичность:
а) подтянуть гайку 37 или 38, а
а) в месте соединения штуцера /
если
это не устранит течи, сменить
с трубкой 2;
прокладку 39;
б) подтянуть гайку 40, а если это
б) в месте соединения трубки 2
не
устранит течи, сменить проклад­
со штуцером 7 мембранной коробки
ку 41;
в) сменить мембранную коробку и
в) мембранной коробки
оттарировать прибор
а) Соединить штуцер с атмосфе­
а) Смещение стрелки с положения,
Показания прибора не соответст­
рой
и установить стрелку на нуль
в которое она была установлена при
вуют поверочному свидетельству
поворотом корректора нуля
тарировке
б) оттарировать прибор
б) Смещение центровых винтов
из-за ослабления стопорных винтов
Значительные расхождения между
Вследствие перегрузки прибора
Снять крышку 42, рант 45, стрел­
прямым и обратным ходами; стрелка превзойден предел упругости мем-, ку 16, шкалу /7. Вынуть шпильки 21
Оранной коробки или пружины
не возвращается на нуль
и. 22 из штифта 8
Отвинтить винты 30 и снять плас­
тинку 29 с механизмом
Осмотреть мембранную коробку и
/
'
в случае обнаружения излома гофр
сменить ее. При отсутствии внешних
повреждений подвести в коробку
давление (или разрежение), равное
половине верхнего предела измере­
ния. Если при этом будет слышен
характерный треск сопровождающий­
ся скачкообразным перемещением
штифта 8, мембранную коробку сле­
дует сменить. В случае отсутствия
повреждений коробки отвинтить вин­
ты
снять пружины 19 и 2о и про­
верить их форму, положив на плос­
кость. Если пружины окажутся по­
гнутыми, сменить их. После смены
коробки или пружин прибор оттари­
ровать.
6)
сиять тарировочный диск, поставить шкалу прибора
снова проверить показания прибора по всем числовым отме* |
кам, после чего* закрыть прибор крышкой.
. Ремонт и проверка манометров
Неисправность манометров и увеличение погрешности по
казаний могут повести к аварийным последствиям, особенно
в установках высокого давления. Поэтому манометры подле
ж ат обязательной поверке органами Комитета по делам мер
и измерительных приборов при СНК С ССР и допускаются в
эксплоатации лишь при наличии пломб с непросроченным поверительным клеймом или соответствующей справкой, удо­
стоверяющей, что приборы удовлетворяют требованиям пра­
вил и инструкций Комитета.
Поверка приборов производится согласно специальной
инструкции Комитета. В настоящее 'время действуют ин­
струкции:
1—39—для ус1 ановки, пользования и ухода за рабочими
и контрольными манометрами, вакуумметрами и мановакуумметрами общего назначения;
*
. |
2—39 — для поверки рабочих пружинных манометров, ва­
куумметров и мановакуумметров;
.4 —39—для поверки ртутных диференциальных манометров §
11-образного типа;
5—39-*-для поверки ртутных диференциальных маномет-1
ров чашечного типа.
Настоящие инструкции являются обязательными для всех 1
эксплоатирующих и ремонтирующих манометры организаций. 1
Здесь будут приведены только описания испытательной 1
аппаратуры, а также указания по ремонту и наладке прибо- I
ров с пружиной Геликса, не охваченных указанными инструк- Я
циями. Хотя эти приборы должны тоже подчиняться инструк- 1
циям и подлежат обязательному клеймению, однако кон- I
струкции их и условия обслуживания таковы, что установить 1
пломбу для устранения доступа к механизму не представ- 1
ляется возможным (относится к самопишущим манометрам и 1
манометрам с электрической передачей).
В качестве контрольного устройства для градуировки и I
поверки рабочих манометров служит поршневой пресс Рух- |
гольца. Д ля давлений в пределах от I до 25.5 кг(см2, а в я
другой модели — до 51 кг/слР применяют являющийся не­
отъемлемой частью пресса поршневой манометр с калибро- ]
ванными грузами. В этих случаях точность поверки достигает \
±0,5°/о измеряемой величины. При давлениях, превышающих
ту или другую величину (т. е. 25,5 или 5! кг/сяР), пользуются <
образцовым манометром, от точности которого зависит точг
ность поверки или градуировки.
Работа прибора (фиг. 26) различна в зависимости от того,
применяются ли для поверки калиброванные грузы йлй об­
разцовый манометр.
В первом случае (применение калиброванных грузов) гру­
зы 1 накладываются на тарелку 2, составляющую одно целое
с каленым стальным поршнем 3. Поршень 3 точно пришлифо­
ван к внутренней
поверхности верти­
Манометр
кального цилиндри­
-3 Манометр
испытуемый
ческого ..канала ко­
■5 образцовый
лонки 4. Чтобы уни­
чтожить
вредное
влияние трения при
измерениях, приво­
дят поршень 3 во
вращение от руки.
Наверху колонки, 4
><■’ П 9 '
10'
днаходится чашка 5,
заполняемая маслом Фиг. 26. Схема устройства пресса Рухгольца
для заливки вну­
тренних каналов прибора. Давление, создаваемое поршнем 3
и грузами / через распределительную камеру и открытый
вентиль 10 передается к двум испытуемым манометрам, при­
соединяемым к штуцерам 8 (вентиль 9 должен быть открыт,
а спускной вентиль 14 закрыт).
Количество грузов, накладываемых на поршень, зависит
от значения отметки манометров, на которой необходимо
«производить поверку. Сам поршень вместе с тарелкой соз­
дает уже давление, равное 1 кг/смг (в некоторых моделях
2 кг/см2), остальное давление создается набором грузов. Под
влиянием создавшегося давления поршень несколько опустит­
ся из-за увеличения объема выпрямившихся манометрических
пружин поверяемых манометров, а также из-за протекания
масла в зазор между поршнем 3 и каналом колонки 4. Пе­
ред отсчетом показаний поршень для уничтожения вредного
влияния -трения приводится от руки в легкое вращение и
после этого производится отсчет. Протекание масла должно
быть незначительным во избежание погрешностей. Если мас­
ло протечет сильно, то поршень может упереться в корпус
прибора, и дальнейшее измерение будет невозможным. Для
устранения этого вращают при помощи рукоятки 12 винт 11,
уменьшая прикрепленным к винту поршеньком 13 простран­
ство, заполненное маслом, и этим поднимают поршень 3. Для
39
поверки следующей отметки манометров соответственно в!
меняют набор грузов /.
При поверке значений выше 25,5 кг/см? (или 51 кг/ см
пользуются образцовым манометром, ввинчивающимся ®оди
из штуцеров 8 (поверяется только одни рабочий манометр
Вентиль 10 закрывают, отключая таким образом колонку *\
а требуемое давление создают при помощи поршенька /<!(
вращая рукоятку 12. Достигнув требуемого давления, чт
определяется показанием образцового манометра, произво
дят отсчет по шкале рабочего манометра.
Как было указано выше, пресс Рухгольца непригоден дл;
поверки давлений ниже 1 ка/см2 (или 2 кг/см2). БсОдее низкие
давления поверяют с помощью контрольного 11-образногс
или однотрубного ртутного манометра, в свою очередь пове­
ренного в соответствующей организации. Таким способом
производится поверка рабочих манометров в лаборатории.
Поверка рабочих приборов на месте, состоит главным об­
разом в проверке нулевой точки. Трехходовым краном сооб­
щают манометр с атмосферой и смотрят,' не сошла ли стрел­
ка с нулевой отметки больше установленного соответствую­
щими инструкциями допуска.
Этот способ неприменим в манометрах, у которых стрел­
ка лежит на упорном стержне в начале шкалы. Кроме того
поверяют показания рабочих манометров с помощью кон­
трольного манометра, присоединяемого струбцинкой к фланцу
трехходового крана. Далее необходимо обращать внимание
на отсутствие затираний и скачков при изменении рабочего
давления. При наличии этих недостатков при появлении сом­
нения в работе манометра необходимо направить его для по­
верки в лабораторию, не ожидая окончания срока пломбы .
или свидетельства.
Контрольные вопросы к главе 1.
1. Укажите характерные особенности пружинных манометров раз- 1
ных конструкций.
2. Какой тип 'манометров применяют на паровозах ж почему? "
3. Укажите область применения поршневых (манометров, их превму- I
щества и недостатки
4. Каково назначение контрольной стрелки и ее выполнение?
б. Укажите отличие контрольных манометров от обычных рабочих. ]
6. (Какова область применения колокольных тягомеров?
7. 'Какова область применения мембранных ■тягомеров?
8. Укажите основные преимущества я недостатки мембранных тяго- |
меров.
9- Каково назначение глобанов в мембранных ггягомерах?
40
>6 по пор
Таблиц
Неполадки в работе самопишущих манометров с пружиной Геликса и способы их устранения* Щ
Неполадки
Причина неполадок
Способы устранения
Не показывает изменения давления
Ослаблены затяжные винты, кре­ Затянуть винты, проверить с кон­
иди показания непостоянны
пящие ось к пружине или поводок трольным прибором
с осью мостика
Вычерчиваемая пером линия преры­
виста и неравномерна по толщине
Большое расхождение в показаниях
между прямым и обратным ходом
Засорилось перо
Промыть перо в спирте и про­
чистить прилагаемой к прибору
иглой
а) Затирание в оси мостика пера
Устранить затирание,
б) Перо туго прилегает к диаг­ перо
рамме
выправить
Линия, прочерчиваемая пером, не
Погнут мостик пера или непра*
Исправить мостик, установить ди<
совпадает с линией времени боль­ вильно установлена диаграмма
аграмму правильно
ше чем на 0,25 мм
Двигатель Воррена не работает
Неисправен выключатель или пе­ Устранить неисправность или сме­
нить двигатель
регорела обмотка
Механизм, приводящий в движение
Ослабло крепление механизма к Закрепить механизм, приведя ше­
диаграмму, работает, но диаграм- плате и шестерни не входят в за­ стерни в зацепление
ма не вращается
цепление или ослабли винты, крепя­ Закрепить соответствующий винт
щие шестерню с осью или диаграммодержатель со своей осью
ГЛАВА ВТОРАЯ
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСХОДА ЖИДКОСТЕЙ
И ГАЗОВ
I. ОСНОВНЫЕ п о н я т и я И ТЕРМИНЫ
К оличество ж идкого или газообразного веш ества, п р о ­
текаю щ ее чер ез лю бое сечение закрьпого трубопровода
в единицу времени, назы вайся „расходом 1*. Если он выра­
жен в весовых единицах, его называют „весовой р а с х о д " ,
если в объемных единицах, — „объемный расход". О б ъ е м ­
ный расход О равен произведению площади Р п о п е р е ч н о г о
сечения на скорость XV. В е с о в о й р асход О равен произве­
дению о б ъ ем ног-ч р а с х о д а (5 на вес единицы объ ем а у р а с ­
ход у ем о го веш ества В ес единицы объем а у, н а зы в а е м ы й
иначе удельным весом , измеряется в кг/л»3.
О бъем газов измеряют в кубических метрах Щ Ц при
фактических параметрах (температуре и давлении), к о т о ­
рые газ имеет во время измерения. Однако часто р е з у л ь ­
таты измерения даю т в „ н о р м а л ь н ы х " кубических м е т р а х
(н м я), т. е. сбъ ем „приводят" к 0еС и 760 л м рт. ст.
При измерении количества влажного газа н еобходи м о
учитывать его влаж ность. О тносительной влажностью'{-(чи­
тается ф ») называют отнош ение веса водяного пара у / , с о ­
дер ж . ш егося в единице объем а, к весу насыщ енного п а р а
при данной тем пературе
ъ,
1/1
В се способы измерения расходов действительны только 1
для неизменяющихся во времени потоков,— так называемых ;
«стационарных потоков». Результаты измерения будут тем
точнее, чем меньше изменяется поток. Измерение меняющих­
ся потоков (пульсирующих) д о сих пор представляет нере­
шенную задачу.
П р и м е ч а н и е . Если жидкость не перемешается или если
место забора давления перемещается вместе с текущей жидко­
стью, то манометр показывает с т а т и ч е с к о е давление жидко­
сти. Статическое давление будет получено и при измерении пря­
молинейного потока, если забор давления происходит через пло­
ские отверстия в стейке, параллельной потоку.
2. ТИПЫ ДРОССЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ
Жидкость при проходе через суженное сечение — д р о с ­
сельный орган — получает в этом месте увеличение ско р о сти .
При этом часть потенциальной энергии (давление) п ер ех о д и т
в кинетическую энергию, что сопровождается увеличением
скорости движущегося тела, газа, или жидкости. Падение
давления, называемое «перепадом давления», можно считать
пропорциональным квадрату расхода. Перепад давления, из­
меряемый диференциальным манометром, позволяет судить
о величине рздхода.
Практическое применение при измерениях расхода нашли
следующие дроссельные органы: диафрагма, сопло и труба
Вентури.
О с т р а я д и а ф р а г м а представляет собой тонкий ме­
таллический диск с круглым отверстием, имеющим со- сторо­
ны выхода струи коническую расточку. Измерение перепада
давления производят непосредственно до и после диафрагмы.
Простым с о п л о м называют отверстие цилиндрической
формы, тщательно скругленное с. входной стороны (фиг. 27)..
Забор давления про­
изводят до начала
расширения и при­
мерно посредине уз­
кой цилиндрической
части.
Т р у б а Венту------------------------ р/юп ■
р и (фиг. 28 а) имеет
плавно
суж иваю ­
щ ую ся
входную
Фиг. Г8а. Труба Вентури,
часть, постепенно расширяющуюся к выходной.
Точные формы выполнения острых диафрагм и сопел ука*
заны в «Правилах 1—39 по измерению расхода жидкостей,
газов и пара при помощи сопел и диафрагм», составленных
Комитетом по делам мер и измерительных приборов при
СНК СССР. Здесь будут приведены только основные поло­
жения по измерениям при помощи дроссельных органов, их
43
основные размеры и погрешности, возникающие при изме­
рениях.
Для расчета острых диафрагм и сопел применяются сле­
дующие формулы:
для объемного расхода
,
(3=а«.А(.| 1РУЩ-Н.
.
Для весового расхода
О = а •е •^
•С?21/
Здесь обозначены:
^ — объемный расход в мг\час\
О — весовой расход в кг\час\
4
Н
а — коэфициент расхода;
з — поправочный коэфициент на расширение струи изме­
ряемого газа или пара;
■ ;
н
Ц|
Н1— поправочный коэфициент на расширение материала 1
сужающего органа;
.
|
(I — диаметр отверстия диафрагмы или сопла в мм\
§ — ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/сек9; .
у — удельный вес в к г/л 3;
Н— величина перепада в мм вод. ст.
Разберем значения каждого коэфициента.
Коэфициент расхода а зависит от следующих величин:
а) от отношения т наименьшего сечения дроссельного
органа к наибольшему — в предельном случае (диафрагма в
тонкой стенке большого бака) т=0, б) от вязкости измеряе­
мой среды, в) от величины сужения струи (после прохожде­
ния через дроссельный орган струя несколько суживается,
отрываясь от стенок).
В соответствующих таблицах или графиках, помещенных в
нормах, приведены значения а в зависимости от указанных
величин.
Коэфициент е применяется только при измерениях расхо­
да газов 'И паров, так как у них вес единицы объема зависит I
от давления. Величина коэфициента е зависит как от соот­
ношения диаметра наименьшего сечения к диаметру наиболь- I
шего, так и от отношения давлений в этих сечениях. Для со- 1
пел г колеблется от 0,85 до 1, а для диафрагм—от 0,94 до 1. I
Коэфициент к( зависит от 'материала диафрагмы или соп­
ла и колеблется от 1 до 1,02. Чем больше температура и
коэфициент линейного расширения .материала (латунь, бронза, I
медь), тем коэфициент к{ ближе к своему верхнему пределу. I
Н о р м а л ь н а я о с т р а я д и а ф р а г м а должна быть I
выполнена согласно фиг. 28 б, где основные размеры даны р I
44
Зависимости от диаметра трубопровода: в левой частй для
диафрагмы со сверлениями для измерения перепада давле­
ния, в правой —с кольцевыми камерами.
Приведенные выше общие формулы преобразуются для
острых диафрагм в следующие частные (стр. 46).
В этих формулах (взятых из книги «Приборы теплового
контроля электростанций», том первый, под редакцией инж.
Г. Е. Холодовского) приняты следующие обозначения и еди­
ницы измерения;
й — диаметр отверстия диафрагмы в мм\
Н — перепад давления в мм видимого ртутного столба;
(при измерении расхода воды и пара над уровнем рту*
ти находится вода);
Н — перепад давления в мм вод. ст.;
р — абсолютное давление в мм рт. ст.;
Т — абсолютная температура в “К, Т — (°С -{- 273;
и у0 — удельный вес среды в рабочем и нормальном ^со«
стоянии в к г/м 3;
Г— влажность газа или воздуха, приведенного к нор*
мальному состоянию, в кг/м8;
а, в,к(— коэфициенты, определяемые по таблицам и графи­
кам „Правил".
С о п л а дают плавное изменение сечения струи. Основные
конструктивные размеры в зависимости от диаметра О наи­
большего отверстия (равного диаметру трубопровода) приве­
дены на фиг. 27, где в. левой части показано сопло со свер­
лением для отбора перепада давления, в правой — с кольце­
выми камерами; забор давления происходит непосредственно
до и после фланца сопла. При одинаковых условиях остаточ­
ная потеря давления в сопле меньше, чем у острой диафрагмы.
45
о>
Вещество
Вода
Формула расхода
<? = 0,04436а
Размерность
м9/час
"Г*
кг/час
О ев 0,04436а*
Газ
или
м*/час
ВОЗД)X
мъ/час
V * 0 ,0125а. 1к(а * у
У0 = 0 ,0075ач к ^ у
Влажный
газ
. 1/
^ = 0 ,0 2 3 3 « « М г К
Примечание
-~
—
Г |/Л ('
** 1)
р У
* + /
Для рабочего состояния газа и воз­
духа
нмь/час
Для газа или воздуха, приведенных
к нормальному состоянию (0° С к760 мм рт. ст.)
мл/час
Для рабочего состояния газа или воз­
духа
нм*/час
Для газа или воздуха, приведенных
к нормальному состоянию
у
или
воздух
Пар
И _ 0 ,Ш 7 3 » М > К ’г
V
( , + Л р , , м + У)
0 «= 0,04436ав V 2
кг/час
.
■ &. МОНТАЖ ДИСКОВЫХ ДИАФРАГМ И СОЕДИНИТЕЛЬНЫХ
|Щ Г
линий
Для надежной работы приборов измерений расхода важ| вое значение имеет качество монтажа, в частности дроссель| ных органов. Неправильная установка может повлечь ошибку
1 до €0%.
Ниже рассмотрены требования к монтажу диафрагм (как
1 наиболее распространенных в шрактикё) и к монтажу соедиI нательных линий, а также даны практические указания
] по монтажу (материалы взять} #3 инструкции завода-изготоI вителя).
| Требования, предъявляемые к монтажу дисковых диафрагм
1.
Диафрагму необходимо устанавливать на прямом участ| ке трубопровода, чтобы сгладить искажения потока при про*
I хождении через колена, вентили и т. п.
0 2. Величина прямых участков до и после диаф*
* рагмы должна соответствовать графикам „Норм*, где
! величина эта дана в зависимости от арматуры, изги­
бов трубопровода и от отношения квадратов диаметров
[т*
— диаметр отверстия диафрагмы, а Б — внутрев'
| ний диаметр трубопровода).
^ 3. Диаметр трубопровода на всей длине прямого участка
| Должен быть неизменным, а его внутренняя поверхность пе! ред диафрагмой должна быть гладкой.
4.
При неполностью открытых задвижках требуются
| особо длинные прямые участки Так, при затвижке поме1 (ценной до диафрагмы и открытой менее чем на 0 , 2 пол­
ного сечения (т. е. -75-<С 0 , 2 ), длина прямого участка дол; жна быть не менее 800; при почти полностью открытых
задвижках достат >чно расстояние 1 0 — 2 0 0 ; для задвижек,
| помешенных поспе диафрагмы, ограничиваются длиной
прямого участка 5О.
I
5. При конусообразных переходах от одного диаметра
I трубопровода к другому, (если диафрагма не соответствует
I трубопроводу и прямой участок делают другого диаметра,
I чем основной трубопровод) нужно иметь в виду, «то конусо­
образные с у ж е н и я трубопровода не особенно сильно
влияют на точность измерения и позволяют установить меж­
ду ними и диафрагмой расстояние, равное 5 0 . Конусооб­
разные же р а с ш и р е н и я трубопровода значительно уве­
личивают ошибки измерений.
47
6. Перед диафрагмой не должно быть выступающих про*
кладок или грубых сварных швов, часто встречающихся при
приварке фланцев.
7. Внутренний диаметр камер й должен быть равен (во
всяком случае не меньше) диаметра трубопровода. Еслидиа- ,
метр камеры немного больше внутреннего диаметра трубо­
провода, то получаемые ошибки незначительны.
8. Центр устанавливаемой диафрагмы должен совпадать
с геометрическим центром трубопровода, иначе возникают
значительные ошибки в измерениях.
На фиг. 29 а, б, в приведены примеры н е п р а в и л ь н о й
установки диафрагмы в трубопроводе. На фиг. 29 г пред­
ставлена п р а в и л ь н о смонтированная диафрагма.
Фиг. 29а. Неправильная установка диафрагмы. Внутренний диаметр
камер меньше внутреннего диаметра трубопровода, б. Неправиль­
ная установка диафрагмы. Прокладки плохо центрированы. Внут­
ренний диаметр камер меньше внутреннего диаметра трубопровода.
в. Неправильная установка диафрагмы. Отверстия прокладок не­
равны внутреннему диаметру трубопровода. Диафрагма плохо
центрирована, г. Правильно установленная диафрагма.
9. В месте установки диафрагмы преходящий поток дол
жен целиком заполнять сечение трубопровода.
10. При горизонтальном и наклонном трубопроводах сле­
дует на определенной длине участка предусмотреть дренаж48
]
ные (сливные) устройства — в случае измерения пара и в л аж ­
ных газов и приспособления д ля отвода воздуха — в слу­
чае изм ерения воды.
11. Д иаф рагм а д о лж н а быть установлена расширением
конической расточки по течению изм еряем ой среды.
12. О собое внимание на плотность соединений и прокла­
д ок долж но быть обращ ено при установке диафрагм ы в тру­
бопроводе, находящ ем ся под вакуумом.
Требования, предъявляемы е к монтажу соединительных линий
Общие
положения
1. Соединительные линии долж ны быть плотными.
2. При измерении расхода пара меж ду дисковой д и аф ­
рагмой и измерительным прибором долж ны быть установ­
лены конденсационные сосуды.
И згибы соединительных трубок долж ны быть плавны­
ми и доступными д л я обслуж ивания.
• 4. При р асп о л о ж ен и и диафрагм ы выше измерительного
прибора монтая^ соединительных линий производят согласно
фиг. 30 а, при расположении диафрагм ы ниже прибора — по
фиг. 30 б.
*
5. При горизонтальном направлении соединительных ли­
ний д олж ен быть вы держ ан уклон не менее 1 : 10. При з а ­
мере га за и воздуха уклон д о лж ен быть в сторону сосуда
(конденсационного горш ка) д л я сбора влаги, при зам ере
пара — в сторону измерительного прибора, а при зам ере
воды — от наивысшей точки, где долж ен быть смонтирован
тройник с вентилем д л я периодического выпуска воздуха.
6. Д лина соединительных линий от диафрагм ы до и зм е­
рительного прибора не д о лж н а быть более 50 м.
7. При зам ере пара, воды или сж атого воздуха (газов)
концы медных трубок долж ны быть Соединены нарезными
муфтами с запайкой их по концам.
8. П рименяемы е при измерении газо в и воздуха низкого
давления газовы е трубы соединяют муфтами на суриковой
зам азке.
9. По окончании монтаж а места соединений трубок нуж ­
но проверить под испытательным давлением, применяя мыль­
ный раствор (при неплотностях образую тся мыльные пузыри).
Измерение
расхода
пара
10. Д л я соединительных линий применяют медные трубки
диаметром 10X 12 мм.
4
Прлборы тепл, контроля электростанций
49
11. Конденсационные сосуды монтируют точно на одном
уровне.
12. В конденсате, заполняющем конденсационные сосу­
ды и соединительные линии, выделяются пузырьки воздуха,
искажающие показания прибора. Н еобходимо периодически
продувать соединительные линии.
Фиг. 30а. Монтаж сое­
динительных линий в
случае расположения
диафрагмы выше при­
бора.
Фиг 306. Монтаж сое­
динительны с л и н и й в
случае расположения
диафрагмы риже при­
бора.
Фиг. ЗОв. Схема устройс>ва для отвода воздуха
из соединительных ли­
ний.
13. При пуске паромера соединительные линии основа­
тельно продувают, после чего они сами заполняются конден­
сатом, которому следует дать остыть. Включать прибор нуж­
но осторожно, когда трубки сделаются теплыми.
Из ме р ен ие ра сх ода воды и сжатых газов
14. Для соединительных линий применяют медные трубки
диаметром 10X 12 мм.
15. При измерении воды в наивысшей точке соединитель50
ных линий долж но быть смонтировано устройство для отво­
да воздуха (фиг. 30 в).
16.
Д л я удаления скопляю щегося конденсата при изме­
рении сжатого воздуха долж на быть предусмотрена установ­
ка водоотделителя (фиг. 30 г).
17. При измерении расхода горячей воды измерительный
прибор долж ен быть удален от диафрагмы не менее как на
6 м.
^
Измерение расхода воздуха
(низкого давления)
и газов
18. Д л я соединительных линии применяют: в случае не­
очищенных воздуха и газов газовые трубы диаметром */*",
в случае очищенных— Уг" или */»".
19. Отъем давления до и после диафрагмы в случае боль­
ших диаметров газо- и воздухопроводов (от 0,5 м и более)
производят д ля надежности в четырех точках, как показано
на фиг. 30 г.
20. Д иаметр отверстия в газопроводе долж ен быть 5—
8 мм.
21. Отверстия д ля отъема давления должны быть распо­
ложены как можно ближе к фланцам с тем, чтобы расстоя­
ние между трубками (до и после диафрагмы) было как м ож ­
но меньше.
22. При измерении расхода запыленных воздуха и газов
отъем давлений производят согласно фиг. 30 д, т. е. с нри4»
51
опособлеиием для устранения засорения соединительных
линий,
23. Д ля удаления конденсата из соединительной ликш
предусматривают водоотдели
тель (фиг. 30 г).
м
24. ГТпи замере неочшцен-'
пых газов должно быть преду«I
смотрено устройство для пе
риодического промывания диа |
фрагмы, особенно ее входно»
Монтаж диафрагм
После доставки
на
местс
но распаковывают, оовобож'
дают от попавших случайнс
частей упаковки и смазки I
протирают сухой (или слег кг
смоченной в бензине) мягкой тряпкой, внимательно следя за
сохранностью острой входной кромки рабочего отверстия диа­
фрагмы. Входная кромка не подлежит какой-либо дополни­
тельной обработке, вызывающей изменение отверстия (сгла­
живание шкуркой или напильником).
После очистки и протирки (в случае камерной диафрагмыдиск диафрагмы соединяют с камерой минус так, чтобь
штифты вошли в назначенные для них гнезда.
При монтаже трубопровода должно быть оставлено ме
сто соответствующих размеров — строительная длина камер­
ной диафрагмы 60 мм и плоской 6 мм. 1Этим размерам
с учетом толщины прокладок должно соответствовать про­
странство между зеркалами фланцев.
Проверяют, чтобы внутренний диаметр камеры совпадал
с истинным диаметром (внутренним) трубопровода и чтобы
наружный размер камеры позволял поместить диафрагму
между болтами фланцев; расстояние между телом болта и
кромкой камеры должно быть не болёе 2—3 мм. Камера
должна соприкасаться с зеркалом фланца по всей площади.
Центрирования диафрагмы и прокладок достигают путем
равных зазоров верху, внизу и с боков между болтами и
диафрагмой. Если расстояние от кромки камеры (или Диа­
фрагмы) до болтов больше 5 мм, то для правильного центри­
рования можно применить деревянные шаблоны в виде сег­
ментов (между болтами и камерой). Прокладки (между ка­
Фиг. ЗОд. Схема отъема давления
в случае расхода измерения запы­
ленных газов.
52
мерами, камерой и фланцами, диафрагмой и фланцами) дол­
жны иметь соответствующие размеры. Кромки прокладок не
должны выступать в живое сечение трубопровода. Примеры
неправильной установки камер и прокладок приведены на
фиг. 29 а, б, в.
Камерная диафрагма должна быть установлена между
фланцами так, чтобы трубки для отбора давления свободно
проходили в промежутки между болтами. Безусловно дол­
жно быть проверено совпадение стрелки на камерах с на­
правлением потока. Далее нужно постепенно затянуть флан-'
цевые болты, наблюдая за неизменностью центрировки диа­
фрагмы.
Соединительные линии должны быть проложены с соблю­
дением приведенных выше указаний. При прокладке труб по
стене необходимо предусмотреть для медных трубок спе­
циальные скобы, а для газовых труб крючки или ухватки.
Полученный на дроссельном органе (например, диафраг­
ме) перепад давления должен быть замерен каким-либо при­
бором. Эти приборы носят название диференциальных мано­
метров (сокращенно дифманометры) и измеряют разность
давлений. Дифманометры разделяют на следующие основные
типы приборов:
1) трубчатые дифманометры;
2) поплавковые дифманометры;
3) колокольные дифманометры;
4) дифманометры «кольцевые весы»;
5) расходомеры постоянного перепада, работающие без
диафрагмы — в них перепад давления создается на самом
приборе.
4.
ДИФМАНОМЕТРЫ
Трубчатые дифманометры
Трубчатые дифманометры в свою очередь разделяются на
следующие два типа: 'двухстекольный и одностекольный.
Д в у х с т е к о л ь н ы й дифманом^тр .ДТ-50 (фиг. 31 а)
предназначен для работы при статическом давлении до
50 кг/см2\ он измеряет перепад давления 300—400 мм при
наибольшей величине перепада 800 шм. ДТ-50 представляет
собой 11-образную трубку, заполненную ртутью до нулевой
отметки шкалы и приспособленную для работы при высоком
давлении. Стеклянные трубки укреплены в двух металличе­
ских колодках. Верхняя колодка снабжена четырьмя венти­
лями—двумя вертикальными, служащими для продувки, и
двумя горизонтальными для выключения сообщающихся тру­
бок, и штуцером для установки пружинного манометра, из53
меряющего статическое давление рабочей среды. В нижне]
колодке имеется отверстие для спуска ртути, закрываемо*
вентилем. Д ля отсчета показаний дифманометр имеет метал
лические вертикальные шкалы, перемещаемые в вертикаль'
ном направлении для подведения нулевой отметки к уровнк
Фиг. 31а. Общий вид дифмано-
Фиг. 316. О бщ ий вид дифманометра
метра ДТ-50.
ДТ-бО.
жидкости. Стеклянные трубки дифманометра имеют длину
880 мм, наружный диаметр 10 мм, внутренний 3 мм. ДТ-50
имеет следующие габаритные размеры:
высота около
1 100 мм, ширина 150 мм, глубина 140 мм.
О д н о с т е к о л ь н ы й дифманометр ДТ-60. Прибор со­
стоит (фиг. 31 б) из двух сообщающихся между собой сосу54
дав: широкого 1 и узкого 2. Вдоль узкого сосуда (стеклян­
ной трубки) расположена шкала 3 с делениями в миллимет­
рах. Так ж е как у ДТ-50, шкала может передвигаться в вер­
тикальном
направле\
нии. Широкий сосуд и
соединительные колод­
ки 5 — металлические.
Обычно ДТ-60 зали­
вается ртутью. Плюсо­
вое (большее) давле­
ние подводится к ши­
рокому сосуду и за­
ставляет ртуть пере­
ходить из него в у з­
кую стеклянную труб­
ку. Высота поднятия
ртути
отсчитывается
по шкале и служит
для измерения пере­
пада давления. При
измерениях пренебре­
гают понижением рту­
ти в широком сосуде,
так как эта погреш­
ность очень незначи­
тельна.
Наибольший
перепад, который мож­
но измерить при по­
мощи
ДТ-60, равен
650 мм рт. ст. Для
измерения статическо­
го давления дифманометр снабжен пружин"т"
ньгм манометром, прикрепляемым к корпул
___
т т т еп
Фиг, 32. Схема поплавкового механнче»
СУ Д Т -6 0 металлического дифманометра.
скими
планками
4.
Предельное давление, на которое рассчитан прибор, равно
60 кг/см*.
Поплавковые днфманометры
Поплавковые днфманометры разделяются на механические
(ДП) и с электрической передачей (ПЭ).
Механический дифманометр (фиг. 32) состоит из собствен­
но дифманометра А и жестко связанного >с ним корпуса Б,
заключающего в себе показывающую или пишущую часть.
55
Дифманометр состоит из двух сообщающихся трубкой 9 со ■
судов — плюсового (с поплавком 4) 5 и минусового 8, поме­
щенных на кронштейне 2. Минусовый сосуд в зависимости от <
измеряемого перепада выполняется разных размеров и яв- 1
ляется сменным. Сосуды заполняются ртутью. При изменении
величины перепада поплавок 4 перемещается, передавая дви­
жение рычагом 6 на ось 7, которая через сальник 1 входит
в корпус Б прибора. Во избежание выброса ртути в сосуде 5 .
имеется предохранитель 3, закрывающий трубку 9.
Фиг. 33. Схема показывающего узла поплавкового
механического дифманометра ДП-280.
Поплавковые механические дифманометры выпускаются в
следующих основных конструкциях.
Дифманометр поплавковый показывающий
ДП-280. Передача от поплавка к стрелке осуществляется по
фиг. 33. Вращение оси, 7 через рычаг 5 и тягу 6 передается
на планку 3, вращающуюся вокруг оси 4. Другой конец план­
ки 3 связан с тягой с зубчатым сектором 9, вращающим триб’ку 1 и связанную с ней указательную стрелку 2. На диске,
закрывающем механизм, нанесена шкала 5. Д ля изменения
угла поворота и смещения стрелки сектор 9 и рычаг 8 имеют
прорезы с ползунками.
Дифманометр поплавковый показывающий
с и н т е г р а т о р о м ДП-281. Интегратор служит для меха­
нического подсчета расхода протекающего вещества за время
работы прибора; результаты подсчета передаются на барабан­
ный счетчик. Отсчетная часть ДП-281 ничем не отличается от
предыдущей модели. Интегратор работает следующим об­
разом (фиг. 34).
56
Связанная с поплавком ось 12 вращает кроме стрелки и
сидящее на оси 7 профилированное лекало 10 на угол, про­
порциональный перемещению поплавка, т. е. изменению пере­
пада давления. Механизм счетного устройства приводится в
действие от двигателя Воррена 2, число оборотов которого
не зависит от колебаний напряжения. Связанный с двигате­
лем 2 ведущий диск 1 вращается с постоянной скоростью
4 об/мин, Сообщая качание рычагу 14. Рычаг этот при своем
движении поднимает и опускает рычаг 8, на другом конце
которого на оси 4 свободно насажен рычаг 5. Когда рычаг 8
поднимается вверх, другой конец рычага 5 упирается в уступ
рычага 13 и толкает его вверх. Одновременно выступ 11 ры­
чага 8 через зубец 9 рычага 6 приподнймает последний вверх.
Дойдя до своего наивысшего положения, рычаг 8 идет вниз,
заставляя рычаг 5 перемещаться влево и выйти из зацепления
с рычагом 13. Рычаг 8 выйдет из зацепления, когда конец
рычага 13 коснется лекала 10 в точке, соответствующей рас­
ходу в данный момент* Тогда рычаг 6, не поддерживаемый
более зубцом 9, упадет вместе со связанным с ним ведомым
диском 3. Вследствие трения диска 3 о вращающийся веду­
щий диск 1 диск 3 начинает вращаться около своей оси. Л е­
кало 10 выполнено таким образом, что время наклона рыча­
га 13, а следовательно, время сцепления диска 3 с диском /.
пропорционально расходу протекающего вещества. Вращение
ведомого диска 3 через систему передач приводит в периоди­
ческое вращательное движение барабанчик счетчика 15. Пе*
Б?
редача рассчитана таким образом, что десять полных оборо-;
тов ведомого диска 3 поворачивают барабанчик единиц счет­
чика 15 на одну десятую оборота, т. е. на одну цифру. Когда (
барабанчик единиц сделает полный оборот, он повернет на
одну десятую оборота барабанчик десятков и т. д. Д ля на­
хождения расхода протекающего вещества записывают по-
Фиг. 35. Схема пишущего узла лиф манометра Д П-410.
казания счетчика в начале и конце определенного промежут­
ка времени, вычитают первую запись из второй и полученное
число умножается на постоянную интегратора, указанную в
паспортной табличке прибора. Отсчеты по счетчику произво­
дятся через прямоугольное отверстие в шкале прибора. Дви­
гатель интегратора пускается в ход выключателем, помешен­
ным в корпусе прибора.
Дифманометр поплавковый самопишущий
выпускается двух типов: типа ДП-410 с приводом бумажной
диаграммы от часового механизма и типа ДП-610 с приводом
от двигателя Воррена. Схема работы этих приборов одина­
кова (фиг. 35). Вращение оси 6, связанной с поплавком, че­
рез рычаг 7 и тягу 5 передается на рычаг 4, сидящий на
оси 3. На этой оси также жестко укреплен мостик 2 гибкого
рычага 1 пера 8. В центре прибора закреплена круглая диа­
грамма 9, на которой перо автоматически производит запись
расхода в каждый данный момент. Результатом движения
пера и вращения диаграммы является кривая расхода.
Дифманометр поплавковый самопишущий
с и н т е г р а т о р о м и о т м е т ч и к о м ДП-612. Этот прибор
представляет собой дифманометр типа ДП-610 со встроенным
58
интегратором (такой же, как ДП-281) и отметчиком. Отмет­
чик, связанный с интегратором, наносит на внешней окруж­
ности диаграммы радиальные отметки — маленькие, соответ­
ствующие единицам счетчика интегратора, и большие (после
девяти маленьких), соответствующие десяткам счетчика. По
черточкам отметчика можно определить непосредственно рас­
ход за любой промежуток времени.
Поплавковые механические дифманометры выпускаются и
более усложненных моделей — с дополнительной записью
температуры и давления (они снабжены двумя перьями, за*
писывающими чернилами разного цвета).
Все поплавковые механические дифманометры (ДП с тем
или другим числовым значением) рассчитаны на статическое
давление до 150 кг/см2. Корпус прибора изготовляется иыле- и брызгонепроницаемым и покрыт черной краской, устой­
чивой против действия воды и масла. Для присоединения к
линиям, идущим от диафрагмы, прибор снабжен вентильной
головкой из трех вентилей: двух запорных и одного уравни­
тельного. Конструкция вентилей общая для всех приборов.
Маховичок насажен на стержень, заканчивающийся запор­
ной иглой, накидная гайка и втулка служат для подтягива­
ния набивки сальника.
Минусовые сосуды делаются сменными в зависимости от
расчетного перепада. Сменные сосуды изготовляются на еле-,
дующие расчетные перепады, указанные в таблице 26.
Т а б л и ц а 26
№ сменного
сосуда
1
2
3
4
5
6
7
8
Расчетный пере­
пад в мм рт. ст. 40,64 64,41 102,08 161,80 256,52 406,40 644,14 I 020,56
Дифманометры поплавковые с электриче­
с к о й п е р е д а ч е й (ПЭ) выпускаются двух типов: I) на
статическое давление до 150 кг/см?—тип ПЭС, 2) на стати­
ческое давление до 350 кг/см2—тип ПЭВ.
Д и ф м а н о м е т р т и п а ПЭС (схема на фиг. 36) очень
мало отличается от дифманометров ДП. Он состоит из двух
сообщающихся трубкой 2 сосудов: .плюсового 5 и сменного
минусового 14. Поплавок 4 плюсовой камеры, плавающий в
ртути, при изменении уровня перемещает вверх и вниз в
антимагнитной разделительной трубке 8 сердечник 7 из мяг­
кого железа, связанный стержнем 6 с поплавком. На труб59
ку 8 надета двойная индукционная катушка 13; такая же ка­
тушка помещается и во вторичном приборе, образуя индук­
ционную систему передачи на расстояние (см. главу б «Пере­
дача показаний приборов на расстояние»). Оба сосуда поме­
щены на чугунном кронштейне 1. В плюсовой камере имеется
Фиг. 36. Схема дифманометра типа ПЭС.
предохранитель 3, препятствующий выбросу ртути при пере­
грузке и резких изменениях перепада. Вентили 10 и 11 слу­
жат запорными, а третий уравнительным. Катушка защищена
чугунным кожухом 12. На кожухе 12 помещена регулировоч­
ная втулка 9, служащая для установки на нуль вторичного
прибора.
60
Дифманометр типа ПЭВ отличается от Предыдущего толь­
ко более прочной конструкцией.
Сменные сосуды для дифманометра ПЭС выполняются
такой же номенклатуры, что и для поплавковых механичес­
ких дифманометров (табл. 2 б); сменные сосуды для дифма­
нометра ПЭВ выполняются только для перепадов 161,8;
256,52 и 406,4 мм рт. ст. Дцфманометры типа ПЭС и ПЭВ
делаются слепыми, т. е. на них нет собственно измеритель­
ного прибора и они комплектуются со вторичными электриче­
скими приборами. Каждый дифманометр типа ПЭС и ПЭВ
может работать с одним или двумя вторичными приборами,
которые выпускаются следующих модификаций.
Вторичный
показывающий
прибор типа
Э-280 представлен на фиг. 37 а. Находящийся внутри катуш­
ки 10 сердечник 9 тюдвешен тя­
гой 7 к коромыслу 5, «а другом
конце которого помещен груз
являющийся противовесом для
сердечника. Коромысло 5 качает­
ся вокруг оси 3 вследствие пе­
редвижения
^рверх
и
вниз
сердечника 9. Качание коромыс­
ла передается тягой 6 на зубча­
тый сектор 8, с которым нахо­
дится в зацеплении трибка 1,
а с ней жестко связана стрел­
ка 2, конец которой передви­
гается вдоль шкалы 4.
В т о р и ч н ы й п о к а з ы в ащий
прибор
т и п а Э-610
в отличие от предыдущего имеет
■интегратор,
выполненный
по
принципу, описанному для типа А , , „
„
ТТЛ 9Я1
Д 11 - / 01 .
Схема действия вторичного показывающего при-
Вторичный самопишубора Э-280.
щнй пр ибо р типа
Э-610
отличается от Э-280 тем, что указывающая стрелка заменена
пером, записывающим расход на круглой вращающейся диа­
грамме.
В т о р и ч н ы й с а м о п и ш у щ и й п р и б о р т и п а Э-612
представляет собой прибор типа Э-610, но с встроенными
интегратором и отметчиком, которые выполнены аналогично
прибору ДП-281.
Кроме этих основных типов имеются и другие более слож­
ные: Э-615—вторичный самопишущий прибор с интегратором
61
ку 8 надета двойная индукционная катушка 13; такая же ка­
тушка помещается и во вторичном приборе, образуя индук­
ционную систему передачи на расстояние (см. главу 6 «Пере­
дача показаний приборов на расстояние»). Оба сосуда поме­
щены Н0 чугунном кронштейне 1. В плюсовой камере имеется
Фиг. 36. Схема дифманометра типа ПЭС.
предохранитель 3, препятствующий выбросу ртути при пере­
грузке и резких изменениях перепада. Вентили 10 и 11 слу­
жат запорными, а третий уравнительным. Катушка защищена
чугунным кожухом 12. На кожухе 12 помещена регулировоч­
ная втулка 9, служащая для установки на нуль вторичного
прибора.
60
Дифманометр типа ПЭВ отличается от предыдущего толь­
ко более прочной конструкцией.
Сменные сосуды для дифманометра ПЭС выполняются
такой же номенклатуры, что и для поплавковых механичес­
ких дифманометров (табл. 2 б); сменные сосуды для дифма­
нометра ПЭВ выполняются только для перепадов 161,8;
256,52 и 406,4 мм рт. ст. Дифманометры типа ПЭС и ПЭВ
делаются слепыми, т. е. на них нет собственно измеритель­
ного прибора и они комплектуются со вторичными электриче•скими приборами. Каждый дифманометр типа ПЭС и ПЭВ
может работать с одним или двумя вторичными приборам*,
которые выпускаются следующих модификаций.
Вторичный пок аз ывающий
прибор типа
Э-280 представлен на фиг. 37 а. Находящийся внутри катуш­
ки 10 сердечник 9 подвешен тя-__________________.
гой 7 к коромыслу 5, «а другом!
конце которого помещен груз,
являющийся противовесом для
сердечника. Коромысло 5 качает­
ся вокруг оси 3 вследствие пе­
редвижения
^верх
и
вниз
сердечника 9. Качание коромыс­
ла передается тягой 6 на зубча­
тый сектор 8, с которым нахо­
дится в зацеплении трибка /.
а с ней жестко связана стрел­
ка 2, конец которой передви­
гается вдоль шкалы 4.
В т о р и ч н ы й п О'Казы в а ­
ши й п р и б о р т и п а Э-610
в отличие от предыдущего имеет
интегратор,
выполненный
по
принципу, описанному для типа Фиг. 37а. Схема действия вто­
ДП-281.
ричного показывающего при­
Вторичный самопишу­
бора Э-280.
щ и й п р и б о р т и п а Э-610
отличается от Э-280 тем, что указывающая стрелка заменена
пером, записывающим расход на круглой вращающейся диа­
грамме.
В т о р и ч н ы й с а м о п и ш у щ и й п р и б о р т и п а Э-612
представляет собой прибор типа Э-610, но с встроенными
интегратором и отметчиком, которые выполнены аналогично
прибору ДП-281.
Кроме этих основных типов имеются и другие более слож­
ные: Э-615—вторичный самопишущий прибор с интегратором
61
и дополнительной шкалой для удобного отсчета показаний;
Э-618—вторичный самопишущий прибор с контактным устрой­
ством; Э-620—вторичный самопишущий прибор с дополни­
тельной записью температуры; Э-630—вторичный самопишу­
щий прибор с дополнительной записью давления.
Габаритные размеры всех этих приборов и способ крепле­
ния одинаковы (фиг. 37 б).
в
Фаг. 37 б. Схема монтажа втор <чиых приборов.
А —утопленный
монтаж;
Б —выступающий
монтаж.
Д алее существуют вторичные приборы со встроенным
пневматическим устройством для регулировки того или иного
процесса.
Колокольные дифманометры
Колокольные дифманометры предназначены для измере­
ния расходов в тех случаях, когда перепад, создаваемый
диафрагмой, невелик. Ввиду малых усилий, развиваемых при­
бором, они выпускаются только с электрической передачей
(т. е. без приборов, непосредственно монтируемых на самом
дифманометре). Колокольные дифманометры выпускаются
двух типов: КЭР на перепады до 406,4 мм вод. ст. и КЭМ на
перепады до 40,64 мм вод. ст. Оба типа приборов рассчитаны
на статическое давление до 3 кг/см2
Д и ф м а н о м е т р к о л о к о л ь н ы й т и п а КЭР (фиг. 38)
состоит из чугунного корпуса 6, в который налита ртуть, и
плавающего в ней колокола 7. Плюсовое давление подводит­
ся по трубке / под колокол, минусовое—по трубке 4 в про­
странство над колоколом. Под действием изменения перепада
давления колокол перемещается вверх или вниз, передвигая
сердечник 5 внутри трубки 2, на которую надета двойная
индукционная катушка 3. В электрической части КЭР не от­
личается от поплавковых дифманометров, имея такие же вто62
ичные приборы. Колокольный дифманометр КЭР выполняет?
я на следующие расчетные перепады: 40,64; 64,41; 102,08;
61,80; 256,52 и 406,4 .нм вод. ст. Изменение пределов измеения достигается путем замены колоколов.
Д и ф м а н о м е т р к о л о к о л ь н ы й т и п а КЭМ расчитан на меньшие перепады, а именно 4,06; 6,44; 10,21;
_
16,18; 25,65 и 40,64 мм
Г*
I
вод. ст. Принцип действия
аналогичен КЭР — умень­
шение перепада, необходи­
Фиг. 38. Схема дифманометра КЭР.
Фиг. 39. Принципиальная
схема работы дифманометра
типа .кольцевы е весы*.
мого для передвижения колокола, достигается увеличением
размеров последнего и применением двух жидкостей — ртути
\ масла. КЭМ в электрической части не имеет отличий от КЭР.
Расходомеры типа «Кольцевые весы»
На фиг. 39 изображена принципиальная схема устройства
расходомера «кольцевые весы». Кольцевой сосуд А разделен
перегородкой В на две полости / и //. Кольцо примерно на*
63
половину заполняется замыкающей жидкостью. Пространство
/ и / / над замыкающей жидкостью гибкими трубками соеди­
няется с импульсными линиями дроссельного органа. К коль*
цу (прикреплен груз О. В центре вращения кольца укреплен
нож, опирающийся острием на призматическую стальную опо­
ру. Давление в полости / будет 'больше, чем в полости II,
вследствие чего жидкость в кольце будет перемещаться.
типа .кольцевые весы* с водяным заполнением.
Первая часть кольца станет тяжелее и кольцо под действием
веса столба жидкости начнет поворачиваться влево. Враще­
нию кольца будет противодействовать момент, создаваемый
грузом О. Равновесие наступит, когда вращающий момент от
разности^давлений р 1—р 2 уравновесится с моментом от гру­
за О.
Угол отклонения кольца зависит только от разности дав­
ления р |—р 2\ колебания температуры окружающей среды и
качество (и уд. вес) замыкающей жидкости не влияют на по­
казания. Для изменения пределов измерения необходимо из­
менить вес груза О.
Расходомеры «кольцевые весы» для статических давлений
64
,о 0,5 кг/слР и малых перепадов изготовляются с водяным
;аполненнем и с кольцом, паянным из листовой меди. Для
(ысоких давлений, до 30 кг/см2,7 и больших перепадов —
: ртутным заполнением и с кольцом из цельнотянутой сталъ!Ой трубы. «Кольцевые весы» с водяным заполнением со­
единяются с импульсными линиями резиновыми трубками,
триборы с ртутным заполнением — специальными безмоментными стальными спиральными трубками.
Приборы «кольцевые весы» могут работать и как тяго­
меры. Д ля этого необходимо при измерении давления им­
пульсную линию подключать к полости /, а полость II сое­
динить с атмосферой. При измерении разрежения импульс­
ную линию подключают к полости II, а полость / сообщают
с атмосферой. При измерении разности давлений к полости /
подключают большее давление, а к полости II — меньшее.
На фиг. 40 изображено схематическое устройство раехоцомера типа «кольцевые весы», завода «Кип». Кольцо I з а ­
полнено смесью: ‘спирта 3°/о, глицерина 7% и воды 90Р/о (по
объему). Вращение кольца передается стрелке показываю­
щего прибора или перу самопишущего прибора продольной
пластинкой (лекалом) 2, катящимся по «ей роликом 3 и си­
стемой передач. Д ля получения равномерной шкалы при из­
мерении расхода лекало 2 профилируется по квадратичной
кривой. Диаграммная лента передвигается двигателем Воррена 4.
Дисковые водомеры
В случаях, когда необходимо измерить количество воды
или жидкости, протекающей по трубопроводу не мгновенно,
а за продолжительное время (час, сутки и т. п.), применяют
объемные водомеры или скоростные.
На фиг. 41 показан дисковый водомер. Диск, совершая
колебательное движение, пропускает через камеру за каж ­
дое колебание вполне определенное количество воды. Стер­
жень диска, перемещаясь, поворачивает крылышки, насажен­
ные на оси, соединенной с передаточным и счетным механиз­
мом. Точность показаний дисковых водомеров равна + 2 - 4 - 3°/о1.
Дисковые водомеры обычно применяют для измерения коли­
чества горячей воды и нефти.
Скоростные водомеры
На фиг. 42 показан водомер Вольтмана с горизонталь­
ной вертушкой. Вертушка состоит из изогнутых по винтовой
поверхности лопастей. Вертушка насажена на ось парал­
лельно направлению потока воды. Поступающая в водомер
струя воды приводит во вращательное движение вертушку.
Приборы тепл, контроля электростанций
65
п
О )
Ддожл»
О)
гтлоОияй
Л&кс/ш
«3?
Пепер.ороЯка
НиЖ няя
половина к а м ерь
Ф иг . 4 /0 . Детали дискового водомера.
Фиг. 41а . Дисковый водомер.
Ш Ш шшшяшт
^ иг* 42. Водомер Вольтмана с горизоптальной вертушкой*
| , Передача движения от
I ртушки к счетному меха1 зму осуществляется чер* чиой передачей.
На фиг. 43 показан во, мер Вольтмана с верти: льной вертушкой. Верти; льное расположение вер• лки улучшает работу во, мера и увеличивает его
] дежность, так как умень] ;ется износ деталей. Во; меры Вольтмана изготов. ются для холодной воды
I вертушкой из целлулои} , для горячей воды вер' шка изготовляется из ла*
' т.
Точность показаний во; меров Вольтмана±2-;-Э%.
асходомеры постоянного
перепада
Расходомеры ПОСТОЯННО- 4 иг. 43. В о д о м е р В о л ьгм ан я с в е р перепада отличаются от
т и к ал ь н о й в е р т у ш к о Г ,
1 едыдущих тем, что не
1 еют отдельного дросселиющего органа, который в данном случае встроен в самый
] ибор. Выпускаются они следующих типов.
а)
Р а с х о д о м е р п о с т о я н н о г о П е р е п а д а с ин; ’ к ц и о н н ы м д а т ч и к о м (фиг. 44) заключен в литом
I рпусе /, напоминающем корпус вентиля. Внутри корпуса
I мешается пустотелый цилиндр — втулка 9. На поверхности
I тнндра диаметрально противоположно расположены два
< зерстия: входное 2, круглое, и выходное У/, прямоуголь1 е, являющееся дроссельным органом переменного сечения.
] утри втулки перемещается поршень 4, в той или другой
« >пени перекрывающий выходное отверстие 11. На поршне
< ;ржнем 3 укреплен сердечник 7, перемещающийся внутри
1
/бки 5 с надетой на ней индукционной катушкой 6 . Дополтельные грузы 10 служат для доведения веса поршня до
| счетного. Если расходомер ставится на горячем трубопро1 де, то он снабжен ребристым охладителем 3; при монтаже
1
1
67
На открытом воздухе или при измерении вязких сред охлади­
тель заменяется паровым подогревателем.
И зм еряем ая жидкость (этот тип измеряет только жидкую
среду) поступает в прибор через круглое входное отвер­
стие 2, стремясь поднять поршень. З а выходным отвер­
стием 11, являю щимся диафрагмой, образуется пространство
с пониженным давлением. На поршень 4 действуют следую­
щие силы: 1) снизу вверх, зависящ ая от давления жидкости
до диафрагмы, 2) сверху вниз, зависящ ая от давления ж ид­
кости после диафрагмы, и 3) сверху вниз, зависящ ая от веса
поршня и грузов. Р а з­
ность первых двух сил
является перепадом д ав­
ления, умноженным нз
площадь
поршня. Эта
разность при установив­
ш емся режиме уравнове­
ш ивается постоянным ве­
сом поршня с грузами:
следовательно
перепад
давления долж ен быть
(Постоянным. При различ­
ных расходах поршень
будет занимать различ­
ные положения, а вели­
чина свободного прохода
отверстия 11 будет авто­
матически меняться.
Расходомер постоян­
ного перепада с индук­
ционным датчиком, нося­
щий обозначение ППЭ,
выпускается только для
трубопроводов
диамет­
ром 2" и рассчитан на
расход
от
800
до
8 150 кг/час при статиче—— ’---------------------- I-------- г1 ском
давлении
до
Фиг. 44. Схема расходомера ППЭ.
16 кг/см*. П П Э являет­
ся
слепым
прибором;
вторичные приборы такие ж е, как в поплавковых дифманометрах.
б) Р о т а м е т р , такж е работающий на принципе постоян­
ного перепада (фиг. 45а), состоит из вертикальной конусной
с узким нижним концом стеклянной или металлической труб68
внутри которой помещается ротор (поплавок), который
ж ет свободно перемещаться по всей длине трубки. Поток
меряемого вещества поднимает ротор до
х пор, пока сила, возникаю щ ая от налия перепада давления, образующ егося в
зоре меж ду ротором и внутренней порхностью конусной трубки, не уравновется весом ротора. Прекратив поступальное движение, ротор благодаря налию косых канальцев на верхней кольцей части, приходит во вращательное двизние и центрируется в середине потока,
соприкасаясь со стенками трубки, чем
квидируется возмож ность затирания. Рор является чрезвычайно чувствительным
малейшему изменению потока. *
Ротаметры выпускаются в двух конрукциях.
Ротаметр с о с т е к л я н н о й трубкой
)й г . 456) предназначен для установки на
;ртикальном участке трубопровода при
травлении потока снизу вверх и рассчян на рабочее давление д о 5 кг/см2. Ос>вная часть ротаметра — стек- ■
шная конусная трубка 4 с на>дящимся в ней ротором 6 —
1ж ата в штуцерах 8 и 1, снабШ
енных сальниками. Штуцеры
яэаны тягами 2, на которые щ
щеты ребра 5 для придания
есткости всей конструкции. В
туцере 8 имеется седло 7, на
•торое садится ротор 6 при
Разрез по С-В
>екращении потока. В верхнем
— шфяш
туцеое 1 расположен ограничиль 3, в выступ которого упи1ется ротор 6, если величина
>тока превышает величину, уста-о
>вленную при градуировке при>ра. Д л я отсчета поотекающего
щ ества на внешней поверхносФаг. 45а
Фиг. 455
стеклянной трубки нанесена Фиг.45а. Принципиальная схе­
ма ротаметря.
кала. Отсчет производится по
рхней кромке вращ аю щ егося фиг 456. Разрез ротаметра со
л ора. Присоединение ротамет- стеклянной конусной трубкой.
1
69
ра производится при помощи фланцев, составляющих одно
целое со штуцерами.
Ротаметр с м е т а л л и ч е с к о й трубкой предназначен
для установки на горизонтальном участке трубопровода и рас­
считан на рабочее давление до 12 кг/см2. Эта модель отли­
чается от предыдущей наличием нижней смотровой камеры,
имеющей рамку со смотровым стеклом. Отсчет произво­
дится по нижнему обрезу. хвостовика, прикрепленному к ро­
тору. Вынесение указательного стержня из области измеряе­
мого потока дает возможность производить замер расхода
непрозрачных жидкостей, применяя заливку смотровой каме­
ры посторонней прозрачной жидкостью, которая тяжелее из­
меряемой и не смешивается с ней.
Ротаметры
выпускаются
следующих
характеристик
(табл. 2в):
Т а б л и ц а 2в
Диаметр из
меритель­
ной трубки
мм
Пределы измерения для воздVта при давлении 1 ата
и ?0° С м*/час
^аксим’ льный
минимальный
Ротаметр.I со стеклянной трубкой
12,5
г*, о
38 0
60,0
4 -5
16 38
45—52
60—80
Примерно одна пятая максимального значе*
ния шкалы
Ротаметры с металлической трубкой
Г -2 0
ЯП—70
80 —150
120-250
Примерно одна пятая
чении шкалы
максимального зна­
5. МОНТАЖ РАСХОДОМЕРОВ
Монтаж дроссельных органов (диафрагм) и соединитель­
ных линий был подробно рассмотрен выше, здесь же мы раз­
берем вопросы монтажа самих дифманометров и вторичных
приборов к ним, ограничиваясь поплавковыми дифманометрами, широко распространенными в практике. Монтаж трубчатых
дифманометров проще (рассматривать их не будем), монтаж
колокольных дифманометров такой же, как и поплавковых.
Хранение приборов. До и после распаковки приборы сле­
дует хранить в сухом и вентилируемом помещении при тем7Й
пературе от '+ 1 0 д о Й Щ 5; С при относительной влажности от
40 до 80Я/о и при отсутствии коррозионной среды, тряски и
вибрации (в особенно­
сти это требование от­
носится ко вторичным
приборам и дифманометрам,
обладающим
отсчетной измеритель - 1
ной частью).
Выбор места уста­
новки. При выборе ме­
ста установки должны
быть соблю дены сле­
дую щ ие условия:
а) расстояние от ме­
ста отъема давлении
не долж н о быть более
50 м во избеж ание за ­
паздывания показаний;
б) долж н о о б есп е­
чиваться удобн ое о б ­
служивание
прибора,
а при наличии измери­
тельной части на са­
мом дифманометре —
хорош ая освещ енность
шкалы и видимость с
рабочего места;
в) прибор дол ж ен
быть
установлен
в
строго
вертикальном
положении;
г) температура ок­
руж аю щ его воздуха не
долж на
быть
ниже
0 ° С и выше 50° С;
д) не дол ж н о быть
значительной тряски и
вибрации, в противном
случае долж на
быть Фиг. 461. Схема установки дифманометра
предусмотрена
амор­ с диаф агмой и разделительными сосу .а« и:
/ —трубопровод. 2 — дн. ф, агиа; 3 — ра «делите «ьны©
тизация;
со. уды д ш л»’ч я, когд • удельный • ес из*е немой
среды меньше удельного веса п| едо р нигельной
е) в
окружаю щ ей
Жидкости; 4 - разделительные сосуды д я случая,
рр ю л ж н о быть:
когда \ дельный нес мэ«е| я», мой С1 еды больше удель­
ного
веса 11ре .дохрани Iел ь ои »ид*осги; 5 - соеди­
агрессивных
газов,
нительные л и .и и ; 6 — диф*аиоме>р.
сильной запыленности
71
и влажности; в противном случае необходимо предусмот­
реть обдувку чистым воздухом, будки и т. п.
С х е м а у с т а н о в к и д и ф м а н о м е т р а с д и а ф р а гм о й. Основные примеры монтажа были приведены выше,
здесь же рассмотрим некоторые особенные случаи.
При измерении расхода а г р е с с и в н ы х газов и жидко­
стей, разрушающе действующих на ртуть или детали диф-
Фщ. 466. Схема установки дифманометра с диафрагмой и конденсационными сосудами.
/ — трубопровод; 2 — диафрагм*/ 3 — конденсационные сосуды; 4 — соединительны* линяв;
5 — дифманометр.
манометра, необходима установка разделительных сосудов,
заполненных нейтральной жидкостью (например, раствором
5 г соды на литр чистойГ воды); схема установки приведена
на фиг. 46а. Предохранительная жидкость заливается в раз72
елительные сосуды до уровня средних пробок, причем соуды должны быть на одном уровне.
При измерении расхода п а р а необходима установка кон*
енсационных сосудов (фиг. 466), которые (так ж е как диф[анометр и соединительные линии) должны быть заполнены
онденсатом.
Монтаж и пуск в работу. При установке дифманометра
оплавок долж ен быть прижат арретиром, находящимся
крышке поплавковой камеры. П осле "закрепления дифманосетра удаляют деревянные пробки на концах труб прибора,
{алее, отвернув накидные гайки, снимают два запорных вениля и навертывают их с соответствующим уплотнением на
рубки соединительной линии, а затем ставят вентили обратно
а трубки дифманометра, притягивая накидными гайками;
аливают прибор ртутью, количество которой указывается
свидетельстве, прикладываемом к прибору, и на баллоне
ртутью. Затем производят заполнение всей системы измеяемым веществом, открывая все три вентиля дифманометра
запирая вентили диафрагмы. В случае измерения расхода
( и д к о с т и нужно особенно следить за постепенностью заолнения дифманометра и соединительных линий и за пол­
ным удалением воздуха из системы через краны, установлен*
ые в наивысших точках соединительной линии.
При измерении расхода а г р е с с и в н ы х газов и ж идкотей система от разделительных сосудов д о дифманометра и
амый дифманометр заполняются через один из разделитель*
ых сосудов предохранительной Жидкостью при открытых
еятилях дифманометра, вывернутых средних пробках урав[ительных сосудов и закрытых вентилях диафрагмы; на пол­
ое удаление воздуха долж но быть обращ ено особое внима;ие. После этого пробки разделительных сосудов завертыва­
ется в свои гнезда.
При измерении расхода п а р а систему заполняют кон­
денсатом.
После заполнения системы (измеряемой средой, предохра[ительной жидкостью, конденсатом) пускают прибор в рабоу. При отсутствии в ней конденсационных и разделительных
осудов вначале открывают уравнительный вентиль дифмано«етра, затем запорные вентили дифманометра и диафрагмы
г, наконец, закрываю т уравнительный'Вентиль дифманометра.
При установке дифманометра с разделительными или кон­
денсационными сосудами включать прибор можно только при
» а к р ы т о м уравнительном вентиле дифманометра, т. е. вна(але следует закрыть его, после этого открыть запорные вен*
гили диф маном етра, а затем —запорны е вентили у диафрагмы .
П
Т а б л и ц а 2г
М по пор.
Неполадки в работе поплавковых механических расходомеров
С п о с о б а устранения
Причины неполадок
Неполадки
уравни-
Открыт или проп уск ает
П рибор включен, но стрелка (перо)
все в >еми стоит ни нуле или на от- тельцы ! вентиль
ые ке, бли зк ой к нулю
3 кры ты за п о р н о е в е» т и л 1
рагмы или диф м тном егр 1
То же
Показтния
непостоянны
прибора
зани кены
и
При пуске прибора стрелка (п ер о)
идет в обра»! ную сторону
диаф­
Н еплотности в соединительной ли
НИИ
Н еверн ое присоединение
прибора
теме
уравни­
Открыть з*'парные вен ги 1 И, соблю ­
дая требуем ую последовательность
0 ) 1Ч1»ужить неплотности и
иить их
стра-
Б ольш ее давление должно п ри соемахонич >< вен­
тиля которой окраш ен в красный
цвет
1 ИИНТ1.СЯ к трубк е,
М алое количество ш бивки в у п л о т ­
Чере^ уплотнительную м уф гу в
корп ус изие ш гель юй части и.»иб<>- ни те '1Ь и»й му рто, ч ер зз которую
ра н осач и в ал ся кещ ество, на ход 4 проход и ось, е в ь а ш и н с поплавком
гцееся над ртутью в поплавковом
сосуде
Ч ер ез сальники в ’нтитей просачи­
вается в сш е.т в о , находящ ееся в си с­
З 'к р ы ть мин исправить
тельной вентиль
Н еплотность в сальника; взнаилей
Д обавить набивку
Подтянуть накипные га^ки сальни«
ко » или сменить с гль <иковую на­
бивку
Таблица
Неполадки
8
1С
11
1:
18
14
15
Причины неполадок
2 г (п р о д о л ж е н и е )
Способы устранения
При заполнении ртутью дифмяноЗаедание предохранительного кла­
Д *ть со стороны см енного сосуда
ме ^.а ртуть » ри ог рыгни и, обки пана в полл 'вковом сосуда — клапан давление 2оО—400 мм р |. ст.
Соединитель ой трубки не вытекает не всплывает
из нее
При пов' роте выключателя? двига­
а)
П лохое соединение контактов а) Проверить и исправить конподводки тока
тель Воррена не работает
так гы
«•) З'л и п ан и е якоря
б) Устранить залипание
в)
11ерегорела обмотка
р ) Заменить двигатель
Осла ление затяжки винта, ск р еп ­
Двигатель Вгрпена работает, но
Затянуть винт
ляющ его ведущ ую ш естерню двига*
интегратор !.е действует
V
геля с осью
Дкига гель В грена (или часовой
О слабление затяжки винта, ск р еп ­
Затянуть соответствую щ ий винт
механизм) работает, но диаграмма не ляющ его ведущ ую ш естерню двига­
теля с осью или диаграммодержаврашастсн
тель с осью
Плох< е закрепление диаграммы на
Закрепить диаграмму так, чтобы
То ж е
лиаграм модерж ателе
она держ алась н * четырех штифтах
Засор ен ие канала пера
Проч стить канал пера игло^, при­
П еро не пиш ет или вычерчивае­
лагаемой к прибору, и промыть перо
мая линия прерывиста и неравно­
спиртом
мерна по толщ ине
Выче^чивгемая линия прерывиста
Слабое прилегание пера к диаг­
Слегка подогнуть рычаг пера '
рамме
Затирание п е , а о диаграмму
О тогнуть рычаг пера на н еобхо­
Значительные расхожчения в по­
дим ую величину
казаниях* между и* ямым и обратным
олом пера
Неаккуратная о бр езк а диаграммы
Сменить диаграмму
Диаграмма задевает за детали, рас*
или эксцентричная пробивка 0 1 верположенные на диске, и м нется.
стня
При эксплоатации необходимо следить за уплотнениями и
вентилями и периодически промывать соединительную линию,
а также конденсационные и разделительные-сосуды для уда­
ления загрязнений и воздуха, выделяющегося из конденсата.
Фиг. 47. Монтажная схема электрической передачи.
Л — трансформатор; Б — двухполюсный выклю чатель; В — плавкие предохранители; Г —
датчик с ходом плунж ера вв<*рх (К Э Р, КЭМ . ППЭ); Д — датчик с ходом плунж ера
вниз (ПЭС, ПЭВ); Е — вторичный прибор, п оказы ваю ш ий; Ж — вторичный прибор, само*
п иш ущ ий; 3 — двигатель Воррена.
В табл. 2г приводятся основные неполадки, встречаю­
щиеся при эксплоатации поплавковых механических дифманометров.
К монтажу расходомеров постоянного перепада относятся
требования, предъявляемые к монтажу диафрагмы (дроссель­
ный орган встроен в расходомер), а в некоторой степени —
требования, предъявляемые к мэнтажу дифманометров.
Монтаж и эксплоатации расходомеров с электрическими
вторичными приборами. Монтаж самих дифманометров и со­
единительных линий тот же, что и при механических дифманометрах.' Дополнительные работы осуществляются в элек­
трической части приборов.
>
Соединение дифманометра со вторичными приборами луч­
ше всего выполнять трехжильным контрольным кабелем ма*
76
Таблица
2Д
Неполадки в работе расходомеров с электрической передачей
Неполадки
Стрелки обоих вторич­
ных приборов вместо ну­
ля показывают 100% из­
меряемой величины
Стрелка о д н о г о из
вторичных п р и б о р о в
вместо нуля показывает
100% измеряемой вели­
чины, показание друго­
го прибора правильно
При любом положении
сердечника датчика сер­
дечник вторичного при­
бора переходит в одно из
крайних положений
Причины
Способы устранения
Пересоединить концы
Н е п р а в ил ьное
п р и с о е д и н е н и е кабеля у датчика
проводов при мон­
таже
Пересоединить концы
Не п р а в и л ь н о е
п р и с о е д и н е н и е к а б е л я у вторичного
проводов при мон­ прибора
таже
а) Обрыв линии
связи или присое­
динение одного из
концов питания к
нейтрали
б) Обрыв конца
одной из секций
катушки
Стрелка прибора н е
а) Обрыв ней­
реагирует на перемещ е­ трали
ние сердечника датчика
б) На зажимах
катушек нет <напряжеаия
С т р е л к а вторичного
Короткое замы­
прибора при неподвиж­ кание в витках одном сердечнике датчика ной~из катуш ек
(постоянное значение изм е р я е м о й ве л и ч и н ы )
имеет незатухающие ко­
лебания
П риборы и з м е н и л и
свои показания
а) П р о в е р и т ь кон­
трольной лампой (ил*
другим способом) линии
связи, устранить обрыв
или пересоединить пита­
ющие провода
б) Заменить неисправ.
ную катуш ку и оттари .
ровать комплект прибо.
роз
а) П роверить нейтраль
и устранить обрыв
б) Проверить и сме­
нить плавкие предохра­
нители
Отъединить датчик.
Перемещать с е р д е ч ­
ник одного из вторич­
ных приборов, наблюдая
за стрелкой другого вто­
ричного прибора
О тсутствие вибраций
говорит о неисправно­
сти катушки датчика
Если колебания п р о ­
должаются, то следует
поочередно
присоеди­
нять ьторичные приборы
к датчику и таким обра­
зом выяснить, какая
катуш ка в т о р и ч н о г о
прибора неисправна
77
М во пор,
Таблица
Неполадки
Причины
§ д (п р г д о л ж е н и ё )
Способы устранения
3 манить неис «равную
катушку и оттарировать
комплект приборов
Тщательно о ч и с тить
механизм в т о р и ч н о г о
прибора со сгоревш ей
Сгорела (или получи­
Напряжение »'а
ла кор от «о е замыкание клем ах катушки к а т у ш к о й , з а м е н и *ь
витков) од !а из * а 1 ушек длительнее «| ем* неисправную ка» уш ку,
внонь оттари, овать ком­
было выше 127У плект приборов
После включения с о ­
Н е п р а в и л ьное
Проверив
сечения
противлений линий свя­ выполнение линий
проводов
лини1
евчзи,
зи приборы значительно связи:
заменить их проводами
изменили свои показа­
а) ли"ии связи,
нужиуго сечения;
ния
питающие кагушI ки, имеют разные
с о п р от и в т е ни я
(в .толнены про*
водами раз ых се
чений)
б) Недостаточны
сечения проводов
линий снязи
Неправильные показа­ Сбиты регулироние вторичного п^ибо а в< чные кольца
В н о в ь оттарировать
комплект приб ров
Значительная разность
а) Н т р ^ ж е н ^ е
показаний между при - на зажима к кату­
а)
Дать нужное напря­
мым и обратным ходами шек ниже! 10 V
жение
б) Непраьильная
уп ан ов ка из чика
б)
Проверить рерти«
или нт « - ричн<г о кальность приборов
прибора, в резуль­
т а т чего з тирает
один из сердечни­
ков
в) Затирание г.ера о бумагу
в) Выправить перо
78
‘рок КСРГ, КС РА и других, сходных с ними. Проводка про­
изводится по нормам установок сильного тока. При монтаж­
ной длине до 300 м сечение каждого провода должно быть
не менее 1,5 ммг, а при длине до 500 мм — не менее 2,5 мм2.
Линии связи, соединяющие катушки, должны быть одинако­
вого сечения. Для питания приборов должен применяться
только переменный ток частотой 50 пер/сек. Напряжение на
зажимах катушек должно быть не менее 110 и не более
127 V; при других напряжениях питающей сети должна быть
предусмотрена установка промежуточного трансформатора
мощностью на 10—20°/о больше, чем мощность, потребляе­
мая катушками. Потребление мощности при напряжении на
зажимах
соответствующей
катушки
110 V
и частоте
50 пер/сек равно для вторичного прибора 14,9 V/, датчика —
12,5 ЧУ.
Типовая монтажная схема дана на фиг. 47. Конец кабеля,
выходящего от индукционной катушки вторичного прибора,
ш еет три жилы. Жилы, идущие от концов катушки, имеют
:инюю и красную отметку, средний вывод имеет черный цвет.
Способ присоединения датчика ясен из схемы. ’
Далее приводится перечень возможных неполадок, а так­
же причины и способы устранения кх для расходомеров
; электрическими вторичными приборами (табл. 2д}.
Контрольные вопросы к главе 11
1. Указать преимущества и_ недостатки различных типов расходо­
меров.
2. Объяснить причины, вызывающие устатовку уравнительных сосу­
дов, и погрешности, возникающие при их отсутствии.
3. Какие типы расходомеров можно применять во взрывоопасных
помещениях и какие нельзя?
4. Где применяют главным образом трубы Вентури?
5. Дать сравнительную характеристику ДТ-50 и ДТ-60.
6. Какие погрешности возникают при невертикально» монтаже труб­
чатых дифманометров, поплавковых дифманометров?
7. Когда поплавок поплавкового дифманометра занимает более выхжое положение — при малом или при большом расходе?
8. Когда поршень расходомера постоянного перепада занимает бо­
т е высокое положение — ори малом или при большом расходе?
79
ГЛАВА ТРЕТЬЯ
ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУР
!. МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ
ПРИБОРОВ
Мы не имеем при измерении температуры какого-либо
эталона или образца единичного значения измеряемой вели­
чины, с которой можно сравнивать неизвестную измеряемую
величину. Д ля возможности сравнения - одной температуры
с другой, а также для воспроизведения и сохранения по­
стоянства выбранных числовых значений установлены по­
стоянные температурные точки, которым приписаны опреде­
ленные числовые значения. Промежуток между этими число­
выми значениями разбивают на равные части и этим создают
температурную шкалу.
В Союзе принята международная стоградусная шкала,
при которой температура плавления льда соответствует 0°,
а температура кипения воды при нормальном (760 мм рт. ст.)
атмосферной давлении +100° С. Температура, измеряемая по
международной шкале, обозначается знаком °С и читается
«градус стоградусной шкалы». Промежуток между этими
двумя основными точками 0° С и 100° С разбит на 100 рав­
ных частей.
Д ля возможности измерять температуры выше 100° С и
ниже 0° С приняты следующие основные' постоянные темпе­
ратурные точки:
а) точка кипения кислорода — 182,97° С;
б) точка кипения серы +444,6° С;
в) точка затвердевания расплавленного серебра+960,5° С;
г) точка затвердевания расплавленного золота +1063° С.
Указанные значения соответствуют химически чистым ве­
ществам, а для точек кипения (пункты а и б) необходимо
нормальное давление.
По числовым значениям постоянных температурных точек
градуируются эталонные приборы. Проверку и градуировку
приборов производят в специальных научных учреждениях.
В заводских ж е условиях проверяют приборы сравнением
их показаний с контрольными (или образцовыми), которые
были отградуированы по основным постоянным точкам.
Стоградусная шкала является общепринятой в технике
почти во всех странах. Кроме стоградусной температурной
шкалы встречаются следующие:
а)
Ш к а л а Ц е л ь с и я . Она имеет те. ж е основные то
ки 0° и 100°, как и международная температурная шкала,
80
практически отличается от нее очень мало (в области более
шсоких температур). В русской технической литературе гра­
дусы по шкале Цельсия имеют обозначение °Ц.
б) Ш к а л а Р е о м ю р а . Нуль градусов по этой шкале
акже соответствует точке плавления льда, точке же кипения
зды придано значение 80°.-Переход от шкалы Реомюра (°Р)
; стоградусной производится по формуле
г с = | - * о р.
в) Ш к а л а Ф а р е н г е й т а . Нулю градусов стоградусной
нкалы по шкале Фаренгейта (буква Ф) соответствует 32°,
1 точке кипения воды 180°. Переход от шкалы Фаренгейта
: стоградусной выражается равенством
^0 С = -|-(^0 Ф—32).
Шкала Фаренгейта применяется только в Соединенных
Лтатах Америки, но и там в последнее время вводится сто­
градусная шкала.
г) Ш к а л а К е л ь в и н а . Применяется в теоретических
заботах. Значение одного градуса равно одному градусу сто­
градусной шкалы, но нулевая точка по шкале Кельвина (так
называемый «абсолютный нуль») соответствует —273° С. Пе­
реход от стоградусной шкалы к шкале Кельвина (°К) сле­
дующий:
Т° К = 273,15 + I* С.
Для измерения температуры используют те физические
свойства тел, которые зависят от степени нагретости.
1.
Расширение. Б о л ь ш и н с т в о ф и з и ч е с к и х т е л
т од в л ия ни е м т е м п е р а т у р ы у в е л и ч и в а е т свой
)бъем.
Приборы для измерения температуры, работающие на
дринципе расширения, называются термометрами расширения.
К ним относятся:
а) ж и д к о с т н ы е термометры, основанные на расширечии жидкости в сосуде из термометрического стекла;
б) с т е р ж н е в ы е (дилятометрические), в которых темдература определяется по разнице в удлинении двух изготов­
ленных из разных материалов стержней, помещенных рядом
дли один в другом (стержень и трубка);
в) б и м е т а л л и ч е с к и е , в которых температура опре­
деляется по степени искривления двух склепанных или све­
зенных по всей длине пластинок, изготовленных из различПриборы тепл, контроля электростанций
82
ных металлов или сплавов, имеющих неодинаковые темпера*
турные коэфициенты расширения.
2. Давление. Жидкости, газы и пары, заключенные в
замкнутом сосуде, при изменении температуры изменяют
свое давление. Измеряя это давление при помощи пружин­
ного манометра, можно определять температуру тела.
Приборы, построенные по этому принципу, носят общее
название т е р м о м е т р о в д а в л е н и я и л и м а н о м е т ­
р и ч е с к и х , разделяясь соответственно на жидкостные, га­
зовые и паровые.
3. Электрическое сопротивление проводников. Б о л ь ­
шинство металлов и металлических сплавов
изменяют величину электрического сопро­
т и в л е н и я в з а в и с и м о с т и от т е м п е р а т у р ы .
Это свойство металлов используется для определения
температуры приборами, получившими название э л е к т р и ­
ческих термометров сопротивления.
4. Термоэлектричество. Некоторые металлы и сплавы раз­
вивают в паре между собой электродвижущую силу, вели­
чина которой зависит от температуры. На этом свойстве соз­
дана группа т е р м о э л е к т р и ч е с к и х п и р о м е т р о в ,
получивших в последнее время очень широкое распростра­
нение в промышленности.
5. Лучеиспускательная способность раскаленных тел. Вся­
кое нагретое тело при температурах свыше 600° С начинает
излучать кроме невидимых тепловых лучей и видимые свето­
вые лучи. Напряженность (интенсивность) этого излучения
позволяет судить о температуре излучающего тела. Соответ­
ствующие приборы носят название п и р о м е т р о в и з л у ­
ч е н и я , разделяясь на пирометры частичного излучения
(оптические), которые определяют только видимые световые
лучи, и пирометры полного излучения (радиационные), опре­
деляющие суммарную напряженность лучистой энергии (т. е.
тепловых и световых лучей вместе).
■6. Постоянство температуры плавления. Каждое твердое
тело обладает определенной температурой плавления, завися­
щей от его состава. Это свойство используется при опреде­
лении высоких температур «конусами Зегера», изготовленны*
ми из различных смесей огнеупорных материалов. Эти кону­
са выпускаются под разными номерами, причем каждому
сос тветствует определенный состав и определенная темпера­
тура плавления. Температуру предмета или печи определяют
как среднюю между температурами плавления конусов двух
соседних номеров, один из которых расплавился, а другой
остался в твердом состоянии. Этот способ, широко применяв82
йся в промышленных измерениях, сейчас потерял свое
»жнее значение.
Настоящая классификация охватывает почти все приборы,
меняемые для измерения температур. Приборы, предназченные для измерения температур до 500—600° С, принято
зьюфъ т е р м о м е т р а м и , а для более высоких темпера>— п и р о м е т р а м и . Температурные границы для прибоз вышеперечисленных классов следующие:
Термометры расширения ....................................до550°С
.
»
ма оме рические . • . . ->
с о п р о т и в л е н и я ...........................
. д э 550 ° 0
дп 550 °С
Термоэлектрические пирометры . . . . . . . до 1600°С
Пирометра излуче ия . . . . . . . . . . . д о 3 000°С
Пирометры п л а в л е н и я ..................... . . . . д о ‘2 01)0*0.
га таблица весьма условна, так как известны случаи изме­
няя температур термометрами сопротивления до 1 000° С,
термопарами — до 2 400° С.)
Выбор тех или других приборов диктуется не только темратурными условиями эксплоатации, но и другими требоваями: необходимостью записи показаний, удаленностью
4ки замера от точки наблюдения и т. д. Следует отметить,
>. пирометры плавления и термометры расширения являся «местными» приборами (не пригодны для переноса мег наблюдения от места замера) и не допускают применения
писи показаний. Эти недостатки указанных двух классов
иборов послужили причиной постепенной замены их более
вершенными приборами других групп.
2. ЖИДКОСТНЫЕ СТЕКЛЯННЫЕ ТЕРМОМЕТРЫ
Описание термометра
Всем известен медицинский ртутно-стеклянный термометр
)сто называемый градусником), состоящий из шарика и
пилляра (т. е. трубки, имеющей отверстие весьма малого
чения), которые обычно заполняются ртутью. Ртуть при наэве довольно значительно расширяется, а при охлаждении
гимается. Зависимость между объемом и температурой рту(и других жидкостей) хорошо изучена. По высоте столба
ути с помощью градуированной шкалы определяют темпетуру.
Подобные термометры применяются в технике для изме­
няя температур от —200° С до .+750° С. Термометры, за83
йолнейные ртутью, могут применяться от —30° С до Ч:7б0о С,
Для измерения температур, лежащих выше 200° С, про1
странство над ртутью заполняется нейтральным газом (чаще
всего азотом) под давлением, что повышает точку кипения
ртути. При шкалах, лежаших в пределах 200° С, давление
Фиг. 48. Технические ртутные стеклянные термометры.
равно 10 кг/см* и достигает при 700° С 100 кг/слР. Выше
600° С применяется вместо стекла плавленый кварц. Термо­
метры для измерения низких температур заполняются алко­
голем, специальной жидкостью, называемой пентаном (тем­
пература замерзания ниже —200° С), и другими жидкостя­
ми. Все они по ряду причин менее удобны, чем ртуть.
64
Конструктивно термометры отличаются
уг от друга по следующим признакам.
1. По методу нанесения шкал, у одних
:ала нанесена непосредственно на трубтермометра, у других — на специально
икрепленной пластине.
2. Термометр может быть прямым или
ювьгм {фиг. 48) для удобства монтажа
считывания показаний.
3. Термометр может иметь арматуру,
едохраняющую его от повреждений и
ющую возможность смонтировать его
иг. 49).
4. Термометры могут иметь расширеа в конце капилляра для того, чтобы
и превышении предельной температуры
л ъ вылилась в это расширение (чем
едотвращается разрыв термометра).
5. Расширение капилляра может быть
лизи шарика для того, чтобы сократить
ину термометра при больших пределах
;алы, либо чтобы увеличить точность
эмометра путем сокращения предела,
шример в термометре со шкалой от 70°
110° С ртуть при нагреве от нуля снала заполнит расширение, при 70° С дойт до первого деления, на котором будет
метка 70, на всей длине шкалы будет
его 40 вместо 110 делений, что дает советствующее увеличение точности отэта.
Имеется еще большой ряд зависящих
назначения термометра конструкций.
ж
т
ц
и
(I -1**
ш
II
1оправка на температуру выступающего
столбика
Показания ртутного термометра в боль!
Л мере, чем ряда других приборов для фт 4д Вга0 а8ы
мерения температур, зависят от пра- для
ЖИДкостных
льности обращения с ним. Основное, стеклянных термочем нужно помнить, это и н е р ц и о н метров,
с т ь т е р м о м е т р а , т. е. отставание
I показаний от действительного изменения температуры,
обы температура была воспринята термометром, нужно
считывать показания лишь через б—15 мин. после его уста*
НОВКИ.
"V .
Кроме этого нужно вводить ряд поправок (до восьми
Важнейшая из них в практике — это п о п р а в к а на в ь
с т у п а ю щ и й с т о л б и к . Большинство термометров с
шкалой до 200° С при градуировке погружается в измеряс
мую среду всем столбиком; в практике же обычно част
столбика выступает из измеряемой среды, чем вносится не
точность показаний. Соответствующая поправка равна вь.
соте выступающего столбика, выраженной в градусах и пом
воженной на разность между показанием термометра и тем
пературой выступающего столбика, деленной на 6 300.
Пример. Термометр погружен до деления 80° С и показы
вает 332° С. Температура выступающего столбика или окру
жаюшей среды 25° С. Столбик' выступает на 332 — 80 =
=* 252° С; разность между температурой, показываемой термо
метпом, и температурой выступающего столбика 332 — 25 =
= 302° С; поправка на выступающий столбик состави
$02
- « 300-» что Равно приблизительно 12°; действительная тем
пература среды будет 332° +112°=* 344° С.
3. МАНОМЕТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ
Принцип действия
Манометрические термометры (фиг. 50) служат для изме
рения температуры от —40 до -+ 550° С. Этот термомег
представляет собой замкнутую систему (фиг. 51), состоящу»
из баллона 1, манометра 3 и соединяю
щей капиллярной трубки 2. Система за
полняется газом или жидкостью. Давле
ние газа, жидкости или насыщенных паров
заключенных в замкнутой системе, нахо
дится в прямой зависимости от их темпе
ратуры. Следовательно, манометр, являю
щийся частью системы, можно програДуи
ровать в температурных градусах. Описан
ный прибор по своему назначению являетсв
фиг. Г1 Принципи­ термометром, по конструкции измеритель
альная сх-ма мано­ ного органа — манометром, а по принцип
метрического тер
действия и названию — манометрически»
м ш етра.
термометром.
В случае заполнения системы манометрического термо
метра инертным газом термометр называется г а з о в ы м
При заполнении жидкостью, которая не кипит при максимал^
щ
6
Фиг. *0. В г е ш ,ти р ррды ма­
нометрических термометров»
а — локазыв. юший прибор с экс*
цеюричноА шкалой: б — самспишущий прибор, в — показываюши* прибор
дистанционный;
г — показьвгюишй прибор с кон ­
центричной шкалой.
ной измеряемой температуре, термометр называется ж и д - <
к о с т н ы м . При заполнении низкокипящей жидкостью, пары
которой при измеряемой температуре частично заполняют
баллон, термометр называется п а р о в ы м .
Органом,
воспринимающим температуру,
является I]
баллон (фиг. 52), который называют термопатроном, термо­
Фиг. 52 а и б. Термопатроны.
баллоном или приемником. Он изготовляется из латуни или
стали в зависимости от заполнителя и представляет собой
трубку с приваренным или припаянным донышком. Другой
конец обычно имеет голозку 1 с фланцем 2 и гайкой 3, слу­
жащей для крепления термопатрона к сосуду, температура
которого подлежит измерению.
Капилляр, соединяющий термопатрон с измерителем, из­
готовляется из цельнотянутой медной или стальной трубки,
имеющей внутренний диаметр около 0,35 мм. Он защищен
от механических повреждений медной или стальной оплет­
кой. В местах, опасных для излома, т. е. у термопатрона и
у корпуса прибора, в ряде конструкций накладывается до­
полнительная броня.
Измерителем, как указывалось, является манометр той
или иной конструкции. Простейший из них показан на фиг. 53.
Чувствительным органом является трубка Бурдона /, согну­
тая по дуге*окружности, немного превышающей 180°. Н е­
подвижный конец трубки припаян к основанию 2. Движение
свободного конца передается стрелке 3. Передающий меха88
1изм состоит из изогнутой тяги 4, шарнирно соединенной
одним концом с трубкой и другим концом с хвостовиком 5
ектораб и сцепленной с этим сектором трибки. На осьтрибки
гадета стрелка 3. Показания считываются по шкале, градуиюванной в градусах стоградусной ш<алы. Для уничтожения
пофтов служит волосок 7, надетый на ось. Регулировка при*
Фиг. 53. Конструкция термометра с пружиной Бурдона.
Зора осуществляется винтами 8, которые ограничивают ход
грубки. Ввинчивая или вывинчивая винты, добиваются нуж­
ного угла поворота стрелки и равномерности шкалы. Для
заполнения служит соединенный с трубкой Бурдона и капил­
ляром отросток /0, иначе называемый а п е н д и к с о м . И з’
мерительный механизм помещается в корпус 9.
Другие типы манометрических термометров имеют в ка­
честве чувствительного органа многовитковую винтовую гели­
коидальную оружину, называемую «Геликс» (фиг. 54). Пру39
жина и передающий механизм смонтированы на обратной
стороне сегмента, который крепится двумя винтами к корпусу
в 'верхней части прибора {фиг. 55а).
Манометрическая пружина 1 (фиг. 55а) припаяна одним
концом к неподвижной скобе 2, а другим (подвижным) кон*
г
54 п
!
I)
Фиг. 55а.*А'сханизм прибо[ а с геликоидальной пружиной.
цом — к соединительной скобе 5. Скоба эта, гибкая в ради­
альном направлении, связывает пружину с осью 4. Вся си­
стема укреплена вин­
тами на кроншштейне 5. На оси пру­
жины жестко за­
креплен рычаг 6, по
которому винтом 7
может перемещать­
ся каретка (нони­
ус)
8,
шарнирно
связанная с повод­
ком 9 тягой 10. По­
водок жестко за­
креплен на оси, не­
сущей мостик пе­
Фиг. 556. Установка пера на нуль и вид
ра 11. Винт и карет­
кор рек )ора пера.
ка (нониус) служат
для изменения передаточного числа механизма (при регули­
ровке приборов).
На сегменте имеется корректор нуля, представляющий со­
бой эксцентрик 12, при вращении которого поворачивается
кронштейн 5 с укрепленной на нем пружиной 1, вследствие
90
чего стрелка или перо смешаются без изменения рабочего
угла поворота (т. е. угла между положениями стрелки или
пера, соответствующими пределами измерения). Мостик пера
самопишущего прибора скреплен с рычагом, на конце ко­
торого находится перо. В показывающем приборе мостик
скреплен со стрелкой. С передней стороны сегмента высту­
пает головка корректора нуля 2 со шлицем. Более точно перо
или стрелка устанавливаются на нуль перемещением рычага 1
относительно мостика отверткой, вставляемой в отверстие
мостика (фиг. 556).
В самопишущих приборах показания записываются на
дисковых диаграммах, которые надеваются на диаграммодеожатель / (фиг. 56), имею­
щий четыре
заостренных
штифта для накалывания.
Диаграмма приводится во
вращение часовым меха­
низмом
или
двигателем
Воррена, которые крепятся
с обратной стороны к дис­
ку 2. Для завода ключом
часового механизма в дис­
ке сделано отверстие 3.
Пуск и остановка часов
производится специальным
ключом через отверстие 4.
Регулировка хода произво­
дится поворотом стрелки Фсг 56. Самопишущий прибор с отанкерного хода через от- крытой крышкой вснятсй диаграммой,
верстие 5.
Для пуска и остановки двигателя Воррена имеется вы­
ключатель.
В одном корпусе могут быть заключены две и даж е три
одинаковые измерительные системы, записывающие на одной
диаграмме две или три температуры. Одна из этих систем
может бьггь системрй манометра, — в этом случае будут за«
писываться и температура и давление.
Группы приборов
Манометрические термометры в зависимости от их запол­
нения делятся на три группы: газовые, паровые и жидкост­
ные. Последние делятся на две подгруппы: ртутные и запол*
ненные любой жидкостью, кроме ртути (вода, ксилол и др.).
91
Влияние окружающей температуры и методы компенсации
Показания газовых и жидкостных термометров зависят не
только от температуры термопатрона (т. е. не только от из­
меряемой температуры), но и от температуры капилляра и
измерительного прибора (т. е. и от окружающей темпера­
туры), так как давление газа или жидкости в системе изме­
няется от нагревания или охлаждения в любом месте. Объем
термопатрона берут значительно большим, чем общий объем
капиллярной трубки и пружины Геликс. Ограниченность же
объема термопатрона приводит к ограниченности длины ка-'
пилляра. Максимальное расстояние (длина капилляра), на
которое может быть отнесен прибор с газовым наполнением,
равно 60 м. В таблице приводится зависимость объема тер­
мопатрона от длины капилляра при погрешности из-за окру­
жающей температуры не выше 2°/о.
Длина
капилляра
в м
Минималь*
но допу­
стимый
объем тер­
мопатрона
в СМ Ъ
Т а б л и ц а 28
Зависимость объем а термопатрона от длины
капилляра для газонаполненны х систем
10
20
30
45
60
54
67
80
116
135
Внутренний Вьутренняя
диаметр тер­ длина тер­
мопатрона мопатрона
в мм
в мм
20
20
20
20
20
172
205
225
373
400
Эта погрешность мо­
жет
быть уничтожена
введением устройств, на­
зываемых компенсатора­
ми. На фиг. 57 представ­
лена одна «з компенса­
ционных систем. Рядом
с капилляром 1, соеди­
няющим термопатрон с
рабочей манометрической
пружиной 2, проложен
Фиг. 57. Схема компенсированного
еще один капилляр 3,
прибора.
запаянный вблизи термо­
патрона. Этот холостой капилляр 3 присоединен ко второй
манометрической пружине 4, одинаковой с рабочей пру92
|
Ясиной. Майо метрические йружйнй 2 и 4, соединенные тягой 5, воздействуют на стрелку навстречу друг другу. При
изменении температуры капилляра 1 или пружины 2 также
изменится температура капилляра 3 и пружины 4, следова­
тельно, и давление в обеих системах изменится одинаков».
Если пружина 2 будет стремиться раскрутиться, то и пру^
жина 4 будет также стремиться раскрутиться на такой же
угол, противодействуя пружине 2 в перемещении стрелки.
Показания прибора от окружающей температуры зависеть не
будут. Прибор с таким устройством называется к о м п е н с и ­
рованным.
В приборах с частичной компенсацией (фиг. 58) вместо
второй манометрической пружины применяется биметалличе­
ская пластинка 1, со ед и -и
няющая рабочую пружи­
ну 2 со стрелкой. Пла­
стинка эта, состоящая из
двух металлов с различ­
ными коэфициентами рас­
ширения, под влиянием
изменения
температуры
прибора будет стремить­
ся изогнуться. Пластин­
ку, выбирают такую, что­ Фиг. 58. Схема полукомпенсированного
бы величина ее изгиба прибора с биметаллической пластинкой.
компенсировала величину
раскручивания пружины, возникшую от влияния окружающей
температуры. В этом случае погрешность будет вноситься
лишь изменением температуры капилляра. Такие приборы но­
сят название п о л у к о м п е н с и р о в а н н ы х .
Показания паровых термометров от температуры капил­
ляра и измерителя, как правило, не зависят. Так как в боль­
шинстве случаев измеряемая температура (т. е. температура
термопатрона) выше температуры капилляра и измерителя,
то жидкость в термопатроне переходит частично в пар,
а в капилляре и манометрической пружине пара нет. Темпе­
ратурные колебания объема жидкости в последних ничтожны
и «е оказывают влияния на показания прибора. Если часть
капилляра находится при более высокой температуре, чем
температура термопатрона, то в этой части капилляра обра­
зуются пары, и прибор начинает неверно показывать, так как
манометрическая пружина реагирует на более высокое давле­
ние, образовавшееся в перегретой части капилляра. Но
жидкость при этом вытеснится из капилляра в термопатрон,
и давление выровняется. Если же измеряемая температура
98
низка И й термопатроне пары не образовались в достаточном
количестве, а температуры капилляра и измерителя относи­
тельно высоки и в них имеется жидкость, то показания при­
бора могут быть неверными, так как под влиянием давления
паров жидкости, испаряющейся в капилляре, показания бу­
дут соответствовать этому давлению, т. е. будут зависеть от
окружающей прибор и капилляр температуры. Такой случай
возможен при измерении температуры в холодильных уста­
новках.
Упругость насыщенных паров (т. е. давление в системе
манометрического термометра) развивается не в прямолиней­
ной зависимости от температуры, следовательно шкала паро­
вого термометра будет неравномерной: она имеет суженную
часть в начале и расширяется к концу шкалы. На фиг. 59
представлен паровой термометр. Остальные группы маномет­
рических термометров имеют равномерную шкалу.
Значение начального давления
Для уменьшения погрешностей из-за трения и других ме*
ханических причин измерительная и записывающая системы
термометра должны находиться под давлением и при началь­
ной точке шкалы (т. е. до того, как давление начнет расти
94
13-за повышения температуры). Для этого систем у заполняют
юд некоторым давлением, которое назы вается н а ч а л ьI ы м в отличие от давления, которое развивается в системе
ф и изменении измеряемой температуры от низшего до высцсго предела измерения. Величина начального давления разшчна не только для разных групп приборов, но и д л я к а ж ­
дой манометрической пружины, ибо к аж д ая из них отличается
эт другой, и для того чтобы их можно было взаимозаменять,
1еобходимо, чтобы они под воздействием давления, возник­
шего при максимальной измеряемой температуре, развертызались на один и тот ж е угол, для данной конструкции впол1е определенный. Это давление носит название р а б о ч е г о
хавления. Так, в выпускающихся в С С С Р конструкциях ма­
нометрических термометров с газовым заполнением полный
/гол разворота пружины равен примерно 50° (угловым).
Д л я этих м аном етрических т е р м о м етр о в зависи м ость
м еж ду начальны м давлением и рабочим д авл ен и ем вы ра­
ж ается приближ енно ф орм улой : начальное д ав л ен и е =э
~ X рг абочее д ав л ен и е.
П о этой формуле можно рассчитывать начальное д авл е­
ние, до которого следует заполнять систему. Значение рабо­
чего давления следует взять с паспортички, привешенной
к манометрической пружине, например, диапазон измеряемой
температуры 200° С. На паспортичке пружины написано:
Р ,г = 14 кг/см?) начальное давление будет равно
ди Iпазок ш ка 1ы в
С
273 ‘Л
1П1
,
,
-аой— 19,1
Н ачальное давление для газовы х термометров обычно л е­
ж ит в пределах 10 -г- 35 кг\см-\ для ртутных манометриче­
ских термометров начальное давление обычно значительно
превыш ает 15 кг!см2; д ля других жидкостных термометров
оно выше 20 кг/см2\ для паровых термометров начальное
давление полностью зависит от типа применяемой д л я запол­
нения жидкости и указано быть не может.
Сравнительная характеристика, пределы измерения, точ­
ность показаний и возмож ны е источники ошибок всех четырех
групп манометрических термометров приведены в табл. За.
Применениё манометрических термометров
М анометрические термометры применяются во всех от­
раслях промышленности. Их преимущества перед ртутно­
стеклянными термометрами — механическая прочность и во з­
можность значительного отнесения от места измерения. П е96
«о
О)
Т а б л и ц а За
С равнительны е характеристики манометрических термометров по М. Ф. Бихару
Ж и д к о с т н ы е
Ртутны е
З ап ол н ен и е
Ш кала
Ртуть п од высоким
начальным давлением
Малый; равен при м ер­
О бъ ем терм оСредний; чем боль­
патрона
но 1/4 объем а термопат­
ш е диапазон шкалы,
рона с ртутным зап ол ­
т ем меньший объ ем
нением для одного пре»
дела изм еряем ой тем ­
пературы
М инимальная
длина терм опа­
трона
О т 75 до 125
М атериал
термопатрона
Сталь
мм
Газовые
К силол и д р . под ср ед ­
Л егкоиспаряю щ аяся
Инертный газ, в боль»
ним начальным давлени­ жидкость, например м е- ш инстве случаев азот
ем
тилхлорид
п о д средним начальным
давлением
Равномерна д о 120° С,
выше незначительная
неравномерность; д о п у с ­
тимо применение равно­
мерных диаграмм
Равном ерная
Паровые
Заполненны е прочими
жидкостями
25
мм
Латунь, никель
Н еравномерная
Малый
50
мм
Равномерная
Больш ой—изменяете*
с изменением длины ка­
пилляра
150
мм
Латунь, никель, сталь
Л атунь, никель, сталь
и др.
и др.
Приборы
тепл. конТрола электростанций
Максималь­
ная длина ка­
пиллярной
трубки
В случае некомпен­
сированной системы
10 м\ в случае ком­
пенсированной — мо­
жет быть увеличена
до 60 м и более (в
этом случае длина
влияния не оказыва­
ет)
Влияние из­
менения тем пе
ратуры капил­
ляра
При компенсиро*
ванной системе вли­
яния не оказывает,
при некомпенсирован­
ной системе зависит
от длины капилляра
и его сечения
30 м
Зависит от длины ка­
пилляра, но незначитель­
но и в большинстве слу­
чаев им м ож но прене­
бречь
60 м\ ограничена за­
паздыванием показаний
прибора; если допусти­
мы запаздывания поряд­
ка минуты, может быть
применен и более длин­
ный капилляр
60 м; большие длины
из-за невозможности зна­
чительно
увеличивать
объем
термопатрона
приводят к большим
погрешностям при изме­
нении окружающей тем ­
пературы
Влияния не оказывает,
за исключением случаев,
когда температура тер­
мопатрона ниже темпе­
ратуры капилляра
Степень влияния воз­
растает с увеличением
длины капилляра и па­
дает с увеличением
объема термопатрона
Диапазон из­
меряемой тем­ От—38° С д о + 638° С
От —30* С до + 370е С
От абсолютного нуля
От— 40 С° до + 4 0 0 ° С
пературы
до + 5 5 0 ° С
Применяемый
От 4 -2 5 ° С до
От + 2 0 С ° д о + 330° С
От + 5 0 ° С до + 540° С
+ 50° С д о + 430° С
диапазон шкал + 640° С
Точность вы­
± 1 , 5 - 4 - ± 2 , 5 % от
± 2% от диапазона
± 1 , 5 до ± 5 % от
± 2 % от среднего зна­
пускающихся
диапазона шкалы
щкалы
длины шкалы
чения шкалы
приборов
Влияние из­
Это влияние весьма
менения баро­ незначительно
метрического
(атмосферного)
давления
Влияние отсутствует
Влияние заметно при
Незначительные ошнбнизкой температуре,
ки при низком рабочем
когда развиваемое дав­ давлении; этими ош иб­
ление ещ е мало (это ну­ ками можно пренебречь
жно помнить при проверке
и градуировке
этих термометров)
ред термометрами сопротивления они имеют ряд преимуществ:
1) не требуют источников питания, 2) более прочны, 3) более
дешевы, 4) взрывобезопасны. Во всех случаях, когда мано­
метрические термометры отвечают требуемой точности и вели­
чине удаленности измерителя, надлежит предпочитать уста­
новку этих термометров термометрам сопротивления. Недо­
статком их служит более трудный ремонт и необходимость
заполнения после ремонта, что не всюду возможно.
Условия правильной работы
При монтаже манометрических термометров следует избе­
гать мест, где капиллярные трубки могут подвергаться меха­
ническим повреждениям, а в случае паровых термометров —
и местным перегревам.
Особо важна правильная установка парового термометра.
При заказе обычно указывают условия, в которых прибор бу­
дет работать. Аналогичные условия выполняются при его гра­
дуировке, указываются в паспорте или свидетельстве на при­
бор и при монтаже должны быть строго выдержаны. При от­
сутствии этих указаний нужно помнить следующее.
1. Если измеряемая температура выше температуры ка­
пилляра и прибора, то установка термопатрона может быть
горизонтальной, вертикальной и пе­
ревернутой вертикальной (фиг. 60).
Перевернуто
Показания прибора от способа
8ертинальНоС\
Горизонтально Т| ;
установки термопатрона я от тем­
пературы капилляра и прибора не
вертикально^
будут зависеть. Ошибку вызовет
изменение веса столба жидкости
при колебаниях температуры ка­
пилляра из-за добавочного гидро­
статического давления на маномет­
рическую пружину; но этой ‘ошиб­
ки можно избежать или уменьшить
ее, если при 'градуировке прибора
Фиг. 60. Схема установки температура
капиллярной трубки
парового термометра.
будет близка к эксплоатащионной
температуре.
2. Если измеряемая температура ниже температуры ка­
пилляра и прибора, то при вертикальной установке термо­
патрона (фиг. 60) изменение температуры капилляра не вы­
зовет ошибок, так как вся жидкость будет находиться в тер­
мопатроне, а перегрев пара в капиллярной трубке не ска­
жется на давлении. Но значительные ошибки возникнут при
горизонтальной или «перевернутой вертикальной» установке
98
‘врмопатрона, тай как Часть жидкости, перейдя из термо*
;атрона в капиллярную трубку, испарится, пары сконденси'уются в термопатроне, часть жидкости вновь перейдет в
рубку и т. д. Давление поэтому будет соответствовать тем(ературе перегретого места капилляра, а не температуре терюпатрона, показания прибора будут неверны. Такой монтаж
{«допустим.
При выборе места установки и высоты подвеса прибора
еобходимо учесть следующие требования:
1. Удобство обслуживания прибора, хорошая освещеность диаграммы или шкалы прибора, видимость с рабочего
геста обслуживающего персонала.
2. Строгая вертикальность положения прибора.
3. Температура окружающего воздуха не должна превы­
шать 50° С.
4. Отсутствие значительной тряски и вибрации прибора
ли применение амортизационных приспособлений.
5. Окружающая среда не должна быть сильно запыленной
1ли влажной, не должна разрушающе действовать на окси.ированную сталь, латунь, красную медь, фосфористую брону, нейзильбер, никелевое и хромовое покрытия. Если это
словие не соблюдается, то следует применять специальные
защитные устройства. Д ля ртутных термометров со стальным
ермопатроном, сравнительно легко подвергающимся корро;ии, рекомендуется применение защитных чехлов или кармаюв в месте измерения температуры. Но эти добавочные чех1ы увеличивают запаздывание показаний прибора и снижают
IX (так как по чехлам идет добавочный отток тепла от места
:змерения).
Поверка манометрических термометров
Поверка манометрического термометра производится сли­
янием его показаний с показаниями лабораторного ртутного "
:теклянного термометра, погруженного в ту ж е среду, что и
’ермопатрон. Температура мест погружения ртутно-стеклянюго термометра и термопатрона должна быть одинакова. Же1ательно чувствительную часть термометра расположить у сре­
дины термопатрона. Контрольный термометр должен иметь
«просроченное поверочное свидетельство. Если погрешность
манометрического термометра не превышает допускающейся
техническими условиями на прибор, то последний признается
'одным к эксплоатации. В эксплоатации термометры должны
зроверяться не реже одного раза в шесть месяцев в лабора­
тории и по крайней мере раз в месяц на рабочем месте.
Последняя осуществляется нижеследующим образом.
99
При монтаже термопатрона б открытом сосуде й месте,
Доступном для наблюдения, к нему привязывают контрольный
термометр и сличают их 'показания через б—10 мин. после
погружения термометров в измеряемую среду. Этот способ
не рекомендуется при частом колебании температуры среды
(так как разница показаний сравниваемых термометров в
этом случае определится не погрешностью манометрического
термометра, а его инерционностью, т. е. запаздыванием, по
сравнению с ртутно-стеклянным).
В этих случаях, а также в случае монтажа термопатрона
в закрытых сосудах, трубопроводах или мало доступных ме- ,
стах термопатрон должен быть демонтирован. К месту повер­
ки прибора .подносится рабочий сосуд (ведро) с нагретой I
жидкостью и два вспомогательных сосуда — с нагретой и с I
холодной жидкостью. Для приборов со шкалой до 100—110° С
можно применять воду, со шкалой до 150° С—машинное
масло с температурой вспышки не менее 180° С, и со шкалой
до 300° С—масло «Вапор—Т» (температура вспышки 320° С).
Поверка производится не менее как в трех точках рабочей
части шкалы, начиная с верхних. Далее с охлаждением жид­
кости проверяют последующие Точки. Связанные между со­
бой термометры погружают в рабочий сосуд, давая на каж­
дой поверяемой точке выдержку в течение 6—10 мин. (путем
•подливания нагретой жидкости из вспомогательного сосуда).
Каждую точку желательно проверить не только при охлаж­
дении («обратном ходе»), но и при нагреве («прямом ходе»).
С этой целью .после снятия каждого показания при охлажде­
нии добавляют в рабочий сосуд нагретую жидкость, чтобы
поднять температуру на 2—3° С выше поверяемой. После
этого берут среднее арифметическое (т. е. полусумму) двух
показаний манометрического термометра. Разница между этой
полусуммой и показанием контрольного термометра и будет
градуировочной погрешностью. Например: при охлаждении
(манометрический термометр показал 93° С, при нагреве же
оао
у-*
1
.
93 + 89
182
Л 10,,
89 С, полусумма будет равна
---- 1---- = —^ - = 91 С.
Температура, считанная по нормальному термометру, была
90° С. Разность 91°—90°= 1° С и будет градуировочной по­
грешностью прибора. Если шкала прибора 100° С, то в про­
центах эта погрешность составит ~ щ р = 1 %• Для быстрого
перехода от одной поверяемой точки к другой служит холод­
ная жидкость, которую осторожно добавляют, все время пе­
ремешивая, до достижения температуры на 2—3° С большей,
чем та, при которой будет производиться поверка.
100
' Поверка в л а б о р а т о р и и может производиться аналоичным способом; или ж е применяются специальные термотаты (ледяной, водяной и масляный), которые гарантируют
'блыную точность поверки и представляют больше удобств.
Ледяной термостат, заполняемый чистым снегом или терым льдом и д ест илл ир ов анн ой водой, служит для поверки по
очке таяния льда. Водяной термостат служит для поверки
[о 95° С и масляный до 300° С; эти два термостата обычно
шеют электрические нагреватели с регулирующими реостаами (для получения и выдержки необходимой температуры).
1ри отсутствии механической мешалки перемешивание сле­
дует производить ручной мешалкой. Перед поверкой следует
очистить прибор и произвести наружный осмотр частей его.
3 случае наличия дефектов, препятствующих поверке (поло­
манное стекло, поврежденный капилляр, порча часового ме­
ханизма или двигателя Воррена, ржавление деталей и т. п.),
эни должны быть исправлены до поверки. Наружным осмотэом устанавливается также соответствие прибора техническим
условиям на него в части, относящейся к выясненным дефек­
там. Затем производится подготовка термостатов согласно
специальным инструкциям, после чего приступают к поверке
показаний прибора, закрепляя корпус прибора на стенде с про­
веркой его установки по отвесу, причем ориентирами могут
служить верхний вини сегмента и диаграммодержатель самопи­
шущего прибора. При поверке самопишущего манометрическо­
го термометра на него ставится рабочая диаграмма для отсче­
та показаний прибора. Д алее термопатрон термометра погру­
жают в ледяной термостат, в котором его выдерживают не
менее трех минут, после чего проверяют температуру термо­
стата по контрольному термометру; затем производят отсчет
на поверяемом термометре. Если стрелка (или перо) не уста­
новилась на нулевую отметку шкалы, то ее устанавливают на
нуль корректором, поворотом его отверткой. После точной
установки стрелки (или пера) на нулевую отметку термопатрон
переносится в водяную или масляную ванну в зависимости от
предела измерения прибора и также полностью погружается
в нагреваемую среду. При этом выдержка на каждой из по­
веряемых точек должна быть при температурах до 60° С от 3
до 6 мин., а выше 60° С от 1 до 3 мин. Поверка производит­
ся по всем именованным точкам шкалы или диаграммы при­
бора два раза: первый раз при постепенном повышении тем­
пературы термостата (прямой ход) и второй раз при посте­
пенном понижении температуры термостата (обратный ход).
Измерение температуры среды производится контрольным
термометром. При отсчете показаний по контрольному термо191
метру необходимо избегать ошибки от паралакса. При сня­
тии показаний с приборов сперва делается отсчет по конт­
рольному термометру, а затем по поверяемому, после чего
снова проверяется показание контрольного термометра. Если
при повторном наблюдении по контрольному термометру бу­
дет отмечено изменение температуры среды, следует отрегу­
лировать нагрев термостата и после соответствующей вы­
держки повторить опыт.
Результаты поверки прибора заносятся в протокол по­
верки. Прибор считается пригодным к употреблению, если
относительная погрешность и вариация, определенные при
поверке, не превышают допустимых, приведенных в техниче­
ских условиях или в свидетельстве. В противном случае при­
бор должен быть подвергнут градуировке.
У самопишущих манометрических термометров кроме то­
го производится проверка хода часового механизма или дви­
гателя Воррена и правильность установки пера.
Д ля проверки скорости вращения диаграммной бумаги
тяга 10 (фиг. 55а) отъединяется от поводка и перо закреп­
ляется в положение, соответствующее максимальному зна­
чению шкалы, что облегчает подсчет погрешности хода диа­
граммы; перо заливается чернилами и включается привод
диаграммы. Проверка производится в течение б час., при
этом погрешность не должна превышать величин, указанных
в условиях: + 1 0 мин. за 24 часа для часового механизма и
+ 4 —3 — для двигателя Воррена.
Правильность установки пера определяется прочерчива­
нием на диаграмме дуги, которая при совпадении ее с орди­
натой времени в середине диаграммы не должна у концов
ее отходить от этой ординаты более чем на 0,25 мм, не счи­
тая толщины линии (которая в свою очередь не должна
быть более 0,4 мм).
Градуировка и регулировка прибора
Градуировка и регулировка прибора обычно производят­
ся после установки новой термометрической, уже заполнен­
ной и прошедшей температурное старение системы. Старе­
ние, производящееся многократным подогревом и охлажде­
нием системы, необходимо для того, чтобы во время эксплоатации прибор не менял свои показания из-за измене­
ния свойств манометрической пружины при ее работе (ста­
рением добиваются постоянной, не изменяющейся характе­
ристики пружины).
102
Градуировка лрибора, представленного на фиг. 55а, про­
изводится следующим образом.
а) Винт корректора 12 повернуть вправо доотказа.
б) Мостик пера 11 отвести вправо, оставив небольшой
зазор между прорезью в сегменте и мостиком.
в) Нониус 7 установить так, чтобы тяга 10 была парал­
лельна плоскости сегмента. Нониус захрепить стопорными
винтами.
г) Надеть градуировочную шкалу («бабочку»). Градуиро­
вочная шкала дает возможность менять положение тяги 10
на поводке 9 и оперировать винтом нониуса, не снимая
шкалы.
д) Поместить термопатрон в «нулевую» ванну. После
3-минутной выдержки снять показания с прибора и контроль­
ного термометра.
е) При необходимости положение стрелки корректируется
так: термопатрон переносят в масляный (водяной) термостат
с температурой, равной конечному значению шкалы, и после
6-минутной выдержки снимают показания. Если показания
градуируемого прибора не совпадают с показаниями кон­
трольного и стрелка (перо) вышла за предел шкалы, сле­
дует переставить тягу 10 на одно-два отверстия ниже в по­
водке 9. Более точная подрегулировка производится винтом
нониуса 7. Если показания прибора больше, винт нониуса
следует вращать против часовой стрелки.
ж) П роверяется одна из именованных точек шкалы (в се­
редине шкалы), затем термопатрэн погружают вновь в нуле­
вую ванну и после выдержки корректируют «нуль», если в
этом есть необходимость.
з) П роверяется опять «размах» шкалы (по максимальной
температуре) и вновь корректируется нониусом.
и) Процесс тарировки заканчивается после поверки ш ка­
лы по 4—5 именованным точкам.
Так как характеристика пружины прямолинейная, то при
правильной разгонке шкалы совпадение всех точек по ш кале
обязательно. Отклонение показаний на ряде именованных
точек выше допустимых погрешностей показывает, что уста­
новленная пружина не пригодна и подлежит замене.
Возможные неполадки в работе прибора
При осмотре прибора и его поверке, а такж е в эксплоа­
тации может встретиться ряд неполадок, причины которых
нужно уметь определить. Эти неполадки могут быть разбиты
на две группы: первая — неполадки, зависящ ие от состоя­
10?
ния термометрической системы, и вторая — неполадки, зави­
сящие от работы передаточного или записывающего м еха­
низма. Отсутствие показаний прибора или изменения их при
изменении температуры термопатрона может быть вызвано
либо ослаблением соединения манометрической пружины с
р передаточным механизмом, либо затираниями в последнем,
либо плохим сочленением передаточного механизма с пером
или стрелкой, либо, наконец, выходом из строя манометри­
ческой системы.
Раньше всего определяют, не ослабли ли соединения пе­
редаточного механизма с пружиной или пером и нет ли з а ­
тирания в системе. Ослабление устраняется затяж кой винтов
(предварительно установив стрелку на отметку шкалы, соот­
ветствующую температуре термопатрона). Затирание в систе­
ме обычно является следствием загрязнения или покрытия
ржавчиной механизма или перекосом отдельных его частей.
Перекос, устраняют выпрямлением перекосившейся детали
(чаще всего тяги). Грязь и ржавчину устраняют промывкой
деталей в бензине и очисткой щеткой.
Если передаточный механизм чист, правильно присоеди­
нен и хорошо работает, то причиной неполадки может быть
только негерметичность системы или засорение капилляра.
В этом случае ее заменяю т новой и производят градуировку
прибора.
Негерметичность системы может вызвать такж е заниж е­
ние и непостоянство показаний термометра вследствие сни­
ж ения давления. Если несвоевременно обнаружить эту не­
поладку, то давление в системе настолько упадет, что при­
бор перестанет реагировать на изменение температуры тер­
мопатрона. Этот случай был разобран выше.
Несоответствие показаний или записи прибора свидетель­
ству, если эта ош ибка постоянна и одинакова (т. е. имеет
один знак и примерно одинаковую угловую величину по всей
шкале), указы вает, что перо или стрелка почему-либо смести­
лась с положения, установленного при градуировке прибора.
Установив стрелку или перо на значение шкалы, соответст­
вующее температуре термопатрона, следует поверить прибор
по крайней мере в двух точках (примерно отстоящих на
г/з шкалы). Если ошибка выходит за допустимые пределы,
то прибор необходимо вновь отградуировать и отрегули­
ровать.
Засорение пера может вызвать разрывы вычерчиваемой
линии и ее неравномерность по толщине. Д л я устранения
этого деф екта следует прочистить перо (прилагаемой для
этой цели иглой) и промыть его. Если прочистка пера ре104
зультата не дала, то причину прерывистости линии следует
искать в неплотном прилегании пера к диаграмме. Чтобы
устранить эту неполадку, достаточно слегка подогнуть рычаг
пера.
Выходящая за допустимые пределы разность показаний
при прямом и обратном ходе пера или стрелки явно указы­
вает на наличие большого трения. Устранение затираний в
передаточном механизме выше уже разбиралось. Но если
перо слишком сильно прижато к диаграмме, то трение пера
о бумагу также может породить указанный дефект. В этом
случае нужно отогнуть рычаг пера так, чтобы последнее едва
касалось диаграммы, но все ж е наносило непрерывную линию.
Плохое закрепление диаграммы на диаграммодержателе
или ж е ослабление затяжки винтов, скрепляющих ведущую
шестерню двигателя или диаграммодержателя с осью, могут
явиться причинами того, что диаграмма при работающем дви­
гателе или часах не будет вращаться.
Может случиться, что при повороте выключателя на поло­
жение включения мотор не станет вращаться. Причину нуж­
но раньше всего искать в плохом контакте или в выключа­
теле, или в месте подводки тока, или на сборке зажимов
внутри прибора. Только убедившись в надежности всех кон­
тактов и проверив лампой наличие тока в месте подводки его
к двигателю, следует сделать заключение о выходе из строя
двигателя и сменить его.
Из перечисления наиболее часто встречающихся дефек­
тов и легкости их устранения видно, насколько просты, не­
притязательны и надежны манометрические термометры, в
особенности показывающие, чем вызвано их широкое рас­
пространение, дальнейшего роста которого они вполне за­
служивают.
4.
ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПИРОМЕТРЫ
Принцип действия и область применения
Термоэлектрический способ измерения температуры осно­
ван на явлении возникновения электродвижущей силы
(э. д. с.) в спае двух проводников из разных металлов или
сплавов, составляющих термопару. Величина т е р м о э л е к ­
т р о д в и ж у щ е й с и л ы (термо-э. д. с.) зависит от мате­
риала электродов термопары и от температур двух спаев —
горячего (называемого рабочим концом) и холодного (сво­
бодного конца). Термопару, составленную из соответствую­
щих электродов, можно градуировать. Д ля этого помещают
рабочий конец термопары 1В среду с более высокой и извест-
105
нон температурой, поддерживая при этом температуру сво­
бодного конца на постоянном и низком значении. В цепь тер­
мопары включается измерительный прибор, на шкале кото­
рого отмечают значения температуры, соответствующие тем­
пературе среды, в которую помещен рабочий конец теомэпары.
Если рабочий конец термопары градуированного прибора
поместить в среду с неизвестной температурой, то по откло­
нениям стрелки прибора можно судить о величине темпе­
ратуры.
По сравнению с термометрами сопротивления термоэлек­
трические приборы обладают следующими преимуществами:
а) небольшие размеры рабочего конца термопары по срав-,
нению с размерами чувствительного элемента термометра;
б) при. простейших схемах отсутствие постороннего ис­
точника тока, служащего для целей измерения (и возмож­
ность измерять температуру во взрывоопасных помещениях);
в) прочность конструкции термопар и возможность изме­
рять температуру на сильно вибрирующих установках.
Основные положения, характеризующие работу
термоэлектрической цепи
В простейший комплект термоэлектрического пирометра
входят: термопара, соединительные провода и измеритель­
ный прибор— милливольтметр
магнитоэлектрической си­
стемы.
Термопару составляют две проволоки (электроды) Л и Б
"(фиг. 61), изготовленные из разных металлов и сплавов; 1—
рабочий конец (имеет температуру /),
2 и 3 — свободные концы (температура /о),
В — соединительные проводи и Э/П — из­
мерительный прибор.
Под влиянием разных температур I и и
образуется термо-э. д. с. и в замкнутой
цепи потечет ток. Величина термо-э. д. с.
зависит от температур / и (о (при одних и
тех же электродах), а сила тока зависит
от общего сопротивления цепи, 'подчиняясь
закону Ома
Фиг.61. Схема тер­
моэлектрического
пирометра.
о
.
э. д. с. Е
Сила тока I— --------------------•
сопротивление К
Д ля термопары из определенных электродов при постоян­
ной температуре свободного конца мы получаем для каж ­
дой температуры рабочего конца вполне определенные эна*
106
чения термо-э. д. с. Тот электрод термопары, по которому
ток идет от рабочего конца к свободному, называется пололожительным, а другой — отрицательным. Термопары, имею­
щие положительные электроды из одного и того же материа­
ла, а отрицательные из другого, также одинакового, будут
развивать при одинаковых температурных условиях одина­
ковую термо-э. д. с., т. е. будут взаимозаменяемыми.
1 — пирометрический милливольтметр; 2 — переключатель на четыре точки (одначетвертая — свободна). Панель с подгоночными катушками; 4, 5,6 — термопары; 7 — сое­
динительные провода.
Отсюда ясно, что один измерительный прибор может об­
служивать поочередно несколько термопар одной и той же
градуировки. Это поочередное приключение осуществляется
с помощью П е р е к л ю ч а т е л я . Сила тока, а следователь­
но, отклонение стрелки зависят от сопротивления цепй, со­
стоящей из сопротивления термопары, соединительных про­
водов и самого прибора. Сопротивление термопары обычно
107
мало и практически может считаться для большинства тер­
мопар одинаковым. Чтобы уравнять неодинаковые сопротив­
ления проводов различной длины, в схему прибора вводят
п о д г о н о ч н ы е к а т у ш к и , на которых намотано доба­
вочное сопротивление из манганиновой проволоки. Отматы­
вая часть проволоки, уравнивают сопротивление различных,
соединительных проводов, доводя их до величины сопротив­
ления, принятой при градуировке. Такая реальная схема —
установка трех термопар с одним измерительным прибором,
с переключателем и подгоночными катушками приведена на
фиг. 62.
Компенсационные провода
Температура свободных концов должна быть постоянной
для получения правильных показаний измерительного прибо­
ра. Свободные концы, т. е. места соединения электродов тер­
мопары с медными соединительными .проводами, находятся
в головке термопары. Добиться постоянства температуры го­
ловки довольно тяжело. Нужно отнести эту точку дальше от
нагретого агрегата. Поэтому термопару «наращивают» гиб­
кими электродами в соответствующей изоляции.
Эти внешние по отношению к арматуре термопары элек­
троды не являются неразрывной частью электродов термо­
пары, а соединяются с ним
посредством зажимов, смон­
тированных в головке тер­
мопары. Такой способ, по­
мимо удобства
монтажа,
дает возможность приме­
нять внешние электроды,
называемые' компенсацион­
ными проводами, в изоля­
ции, выполненной специаль­
Фиг. 63. Схема термоэлектрического
ными (кабельными) завода­
пирометра с применением компен­
ми. На фиг. 63 показана
сационными проводами.
схема
термоэлектрической
1 — рабочий конек; 2 — электроды термопа­
цепи с введенными в нее
ры ; 3 — арматура термопары ; 4 — компенса­
ционные провода; 5 — свободные концы; 6 —
компенсационными
прово­
медные п ровода; 7 и 8 — соединение эл ек­
тродов термопары с компенсационными про­
дами. Необходимо обратить
водами.
особое внимание на пра­
вильное присоединение компенсационных проводов к элек­
тродам термопары, т. е. положительного к положительному
и отрицательного к отрицательному. Компенсационные про­
вода позволяют отнести свободные концы от головки термо108
йары на любое расстояние, удовлетворяющее условиям мой»
таж а.
Т ак как электроды некоторых термопар состоят из д оро­
гих и дефицитных материалов, а дли на компенсационных
проводов иногда очень велика, то в этом случае компенса­
ционные провода изготовляю т из таких металлов или спла­
вов, которые в паре м еж ду собой развиваю т той ж е величи­
ны термо-э. д. с., что и основная термопара при одинаковых
температурных условиях. Д остаточно, чтобы термо-э. д. с.
термопары и компенсационных проводов с известными д о ­
пусками совпадали в пром еж утке о т 0° д о 100° (т. е. в пре­
д ел ах возможных! колебаний температуры ме!ста соедине­
ния электродов термопары с компенсационными проводами—
головки термопары). Т акая зам ена допустима, если темпера­
туры точек 7 и 8 соединения термопары с компенсационным
проводом одинаковы м еж ду собой. Это является известным
ограничением применения компенсационных проводов, вы ­
полненных не из электродов термопары, но это не помеш ало их
широкому внедрению в эксплоатацию. Д л я термопар платинородий-платина применяются компенсационные провода из
меди (первый электрод) и из сплава 99,4% меди с 0,6%' ни­
келя (второй электрод). Д л я термопар хромель-алю мель при­
меняю т компенсационные провода из меди и константана
(сплав 6 0 % меди и 4 0 % никеля). Д л я термопар хромель-алю ­
мель применяю т иногда компенсационный провод, изготов­
ленный из хром ель-алю м еля. Это приходится делать тогда,
когда нельзя добиться равенства температур точек 7 и 8 или
их значение превыш ает 100° С.
т
Введение поправок на темпера­
туру свободных концов
термопары
Д ля
характеристики тер­
мопар принято считать тем пе­
ратуру свободны х концов за
0° С. Тогда величина термоэ. д . с. какой-либо термопары
в зависимости от изменения
температуры рабочего конца
м ож ет быть вы раж ена в виде
кривой
или
таблицы.
На
Фиг. 64. Кривые термо-э. д. с.
различных термопар.
фиг. 64 представлены такие
кривые д л я термопар отечественного производства. Н а
табл. 5 эта же зависимость представлена в цифровом выра109
Жёнйи. Следует указать, Что эти. данные относятся К величи­
нам термо-э. д. с. на рабочем конце термопары; напряжение
(разность потенциалов) на зажимах измерительного прибора
милливольтметрового типа будет меньше, так как часть
термо-э. д. с. теряется на участке термопара — соединитель­
ные (или компенсационные) провода.
В соответствии с изложенным и шкала прибора начинает­
ся тоже с нуля градусов. Практически же температура сво­
бодного конца не равна 0° С. Чтобы получить правильные
показания, нужно стрелку отключенного от термопары при­
бора установить на температуру свободных концов термо­
пары.
Термоэлектродные материалы и термопары
Различные металлы или сплавы развивают между собой
различную термо-э. д. с.
Таблица 4
Термоэлектродвижущие силы, развиваемые в паре с платиной
различными проводниками при температуре рабочего конца 100 °С
и свободных концов 0°С.
ТермоТермоНаименование
Наименование
э. д. с.
э. д. с.
проводника
проводника
в тУ
в тУ
Кремний . ...............
Сурьма .......................
Нихромы1 ...................
Железо . . . . . . . .
Сплав 90% платина +
10% иридий . . . .
Молибден . . . . . .
Вольфрам ...................
М е д ь ..........................
Манганин2 . . . . .
Золото . . . . . . .
Серебро ...................
Ц и н к ..........................
Иридий . ......................
Р одий.......................... ...
Сплав 90% платина+
10% р о д и й ...............
Тантал ..........................
Свинец . • ..................
+ 44,8
+ 4,7
+ 1,6+ 2,4
1,8
+
4 - 1 ,3
-3 ,2
- -
0,8
--0 ,7 6
--0 ,7 6
+ 0,75
+ 0,72
+ 0,75
--0 ,6 5
--0 ,6 4
+ 0,64
+ 0,45
+ 0,44
Олово ...................
М агний......................
Алюминий . . . . ,
У голь...................... ...
Графит . . . . . . .
Р т у т ь ...................... .
Платина ......................
Натрий . . . . . . .
Палладий . . . . . .
Калий ..........................
Никель . . . . . . .
Алюмель8 . . . . . .
Кобальт ......................
Сплав 60% золото +
+ 30% палладий +
+ 10% платина . .
Константен1 ...............
+
+
+
+
+
0,42
0,42
0,40
0,80
0,22
0,00
0,00
— 0,21
— 0,57
— 0,94
— 1,94
-1 ,7
1.8
— 2,3
- 3 ,4
1
Сплав никеля с хромой, в некоторых случаях с. добавкой ж елеза, состав: хром—
—10—3096, ж ел езо —0—26%, остальное никель.
* С плав для и зготовления электрических сопротивлений: медь -8 2 % , марганец - 16%,
н и кел ь—3% .
* Сплав: никель — 94%, алюминий — 2% , марганец — 2 ,5% , ж елезо — 0,5% .
* М едно-никелевый сплав: медь — 60%, никель — 40%.
110
На табл. 4 приведен так называемый термоэлектрический
ряд, указывающий величину термо-э. д. с., развиваемой раз­
личными материалами в паре с платиной (при температуре
рабочего конца 100° С).
Как видно из таблицы, величина термо-э. д. с. невелика,
достигая нескольких десятков милливольт. Чтобы узнать ве­
личину термо-э. д. с. для какой-нибудь пары электродов, по­
мещенных в этой таблице, необходимо произвести вычитание
их термо-э. д. с., развиваемых с платиной.
Так, для железа в паре с медью имеем:
Ж елезо развивает с п л а т и н о й ................................ + 1 ,8 т У
Медь
.
...........................................................+ 0,76 шУ
Ж елезо в паре с медью будет развивать . . . .
+ 1,8 — ( + 0,76) = + 1 ,0 4 шУ
причем железо в этой паре будет являться положительным
электродом.
Д ля пары мед ь -конст ант ан имеем + 0,76—| —3,4)=4,16 т У
с положительным электродом медь.
Принято в названии термопары первым помещать назва­
ние того электрода, который является положительным, что
облегчает определение положительного электрода -.во время
монтажа и эксплоатации. Правило это вообще применялось
на практике уже давно и только платина-платинородиевая
термопара (как ее обычно называли) являлась исключением,
так как в ее названии первым шел отрицательный электрод.
В настоящем курсе, да и в последних официальных мате­
риалах, этой термопаре присвоен термин платинородий-пла*
тиновая термопара.
Необходимо указать, что данные табл. 4 обладают лишь
относительной точностью, так как на величину термо-э. д. с.
кроме химического состава электродов резко влияют и дру­
гие факторы: механическая обработка, степень отжига, ма­
лейшие примеси (столь часто встречающиеся, особенно в тор­
говых металлах и сплавах).
Данные о величине термо-э. д. с. при температурах свыше
100° приведены на фиг. 65. Из них легко можно получить
графическое изображение термо-э. д. с. термопары из какихлибо двух электродов, беря циркулем отрезок между кри­
выми этих электродов при соответствующей температуре и
перенося в масштабе на миллиметровку.
Составленный таким образом график термо-э. д. с. для
некоторых термопар представлен на фиг. 64.
Д ля практического применения термоэлектродные мате*
111
риалы из числа существующих металлов и сплавов выбира­
ются по следующим признакам:
а) стойкость к темпе­
ратурам,
при которых
они должны применяться;
б) легкость в обра­
ботке (протяжка);
в) возможность 'вос­
производить одинаковые
(в отношении чистоты и
состава) плавки д л я по­
лучения взаим озам еняе­
мых с точки зрения ве­
личины термо-э. д. с.
электродов;
г) стоимость.
При составлении тер­
мопар из различных тер*
моэлектродов приходится
руков од ствов атьс я :
а) величиной 1 термоэ. д. с., развиваемой тер­
моэлектродами
в паре
между собой;
б) одинаковостью тем ­
пературных границ при­
менения;
в) характером кривой
термо-э. д. с., образуеФиг. 65. Термо-э. д. с. различных элекмой термопарой из этих
тродов в паре с чистой платиной при
электродов. Кривая долтемпературе свободных концов о° С.
ж на иметь плавный вид
без резких перегибов.
Поэтому практическое (применение получили лишь сле­
дующие термопары:
1) платинородий-длатина— ТП;
2) платшшродий-сплав золото-палладий-платина— ТБ;
3) хромель-алю мель — ТХ;
4) хромель-копель—ТХК;
(
\
5) ж елезо-копель — ТЖ К ;
Все эти термопары (в том числе и ТБ) являю тся взаимо­
заменяемыми (в своем типе, конечно) и имеют вполне опре­
деленную градуировку. Эти градуировки приведены в табл. 5.
ОСТом д л я этих термопар установлена известная вели112
Таблица
5
Термо-э. д. с. термопар в шУ при температуре свободных концов 0 °С
Темпера­
тура
рабочего
конца
в »С
0
100
200
800
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1&0
1400
1 500
1600
ПлатинороПлатннороь-алюДИЙ-ЗОЛОТО- Хромел
дйн-ллатнна.
мель, ТХ.
ТП. Градуи­ платина-палла- Градуировка
дий, ТБ. Гра­
ровка 308 Н
6316
дуировка 421
0
0,64
1.42
2,31
3,24
4,21
5,22
6,25
7,32
8,43
9,57
10,74
11,95
13,15
14,37
15,35
16,76
0
2,97
6,40
10,60
15,12
19,96
25,00
30,38
35,70
41,00
46,42
51,80
57,10
62,42
0
4,10
8,13
12,21
16,39
20,64
24,90
29,14
33,31
37,35
41,31
45,14
—
—
_
—
—
—
—
—
592
Ж елезо-копель, ТЖК.
Градуировка
589
0
6,90
14,65
23,10
31,53
40,15
49,00
57,75
66,40
0
5,75
12,00
18,30
24,60
30,90
37,40
44,10
51,15
Хромель-копель, ТХК.
Градуировка
—
, —'
—
_
- Т—
—
_
—
■—
1—
—
—
—
_;
—
чина допусков, в таблицах приведены средние значения их
термо-э. д . с.
Н иж е приводятся более точные характеристики термопар
с указанием областей применения.
а)
Термопары платинородий-платинОвые—
ТП. Положительным электродом является платинородий —
сплав 90% платины и 10% родия; отрицательным электро­
дом служит платина марки «Экстра». Максимальная темпе­
ратура, на которую градуируется термопара ТП, равна
1 600° С. Однако эксплоатационная температура границы
применения термопар значительно ниже — порядка 1 300° С,
так как оболочки термопар не выдерживают более высоких
температур и кроме того электроды при высоких темпера­
турах поглощают пары металлов и других агентов, что о со ­
бенно важно. Так, например, в восстановительной атмосфе­
ре в присутствии паров окиси кремния термопара может
выйти из строя при температуре 1 000— 1 100а С. Высокая
цена электродов (платинородия и платины) ограничивает
толщину проволоки, которая берется обычно диаметром
0,5 мм. Меньшие диаметры приводят к механической не­
прочности термопары, кроме того, к возрастанию сопротив­
ления термопары, что при большом температурном коэфи8
Приборы тепл, контроля электростанций
113
циенте электрического сопротивления термопары вносит не*
кажеьгие в показания термоэлектрического милливольтметра.
б) Т е р м о п а р ы
платинородий-платина-збл о т о - п а л л а д и й — ТБ.
Положительным
электродом
является платинородий — сплав 90% платины и 10% родия;
отрицательным—сплав 6СХ°/о золота, 30% палладия и 10%
платины. Максимальная температура, на которую градуи­
руется термопара ТБ, равна 1 300° С. Практически эксплоатационная температурная граница несколько ниже, достигая
1 200° С, из-за опасности изменения структуры отрицатель­
ного электрода, составленного из трех компонентов. Диаметр
термоэлектродов берется 0,5 мм. Преимуществом термопар
ТБ является их большая термо-э. д. с., достигающая почти
63 т У при температуре 1 300° С (что в пять раз с лишним
превышает термо-э. д. с. термопары ТП).
Практическая область применения термопар ТБ 900—
1 200° С, т. е. начинается от верхней границы (при ж аро­
стойких оболочках) применения хромель-алюмелевых термо­
пар. Эта термопара ТБ не остирована. В эксплоатации наб­
людались изменения термо-э. д^ с. термопары ТБ из-за струк­
турного и химического изменений отрицательного электрода;
далее, заводу-изготовителю термопар приходилось сталки­
ваться с неоднородностью слитка и изготовленной из него
проволоки. Все это вместе с расходом валютных металлов
(в особенности золота) привело к весьма ограниченному
выпуску термопары ТБ (только для смены термопар, нахо­
дящихся в эксплоатации). Некоторые заводы, например
ЗИ С, отказались от применения термопар ТБ, заменив их
хромель-алюмелевыми в жароустойчивых оболочках или тер­
мопарами ТП.
в) Т е р м о п а р ы
х р о м е л ь - а л ю м е л е в ы е — ТХ.
Положительным электродом является хромель — сложный
сплав, состоящий из 89% никеля, 10% хрома и 1% желгза.
Отрицательный электрод — алюмель состава: никель около
95%, алюминий 2%, кремний 1%, марганец 2% и самое ми­
нимальное количество примесей (кобальт, железо, хром).
Максимальная температура, на которую градуируется термо­
пара ТХ, равна 1 100° С, практически эксплоатационная тем­
пература значительно ниже и зависит в основном от каче*
стьа оболочек и их химического состава. Завод-изготовитель
устанавливает рабочую температуру 900° С, однако на прак­
тике эта пифра может сильно меняться.
От -многих предприятий, имеющих хромель-алюмелевые
термопары, поступали рекламации на плохое их качество,
указывалось, что при сравнительно низких температурах (ло114
рядка 700—800° С) наблюдается значительное изменение
термо-э. д. с. (изменение градуировки термопары).
Исследование этих термопар на заводе-изготовителе
выяснило, что при 900° С (в оболочках из жароупорных ста­
лей марок 25-СХНА или ЭИ-59) термопары выдерживают до
2000 час. непрерывной эксплоатации без заметного измене­
ния градуировки при условии предварительного прокалива­
ния (с вынутыми термоэлектродами) этих оболочек и очист­
ки их внутренней поверхности от остатков угля. Далее, не­
обходима самая аккуратная заварка этих оболочек, во избе­
жание проникновения нагретых газов из измеряемой среды.
Завод только в последнее время стал выпускать часть тер­
мопар в полноценных оболочках из стали ЭИ-59. Практи­
чески применяемые оболочки для хромель-алюмелевых тер­
мопар (из стали СТ-15 и ЭЯ-1) пригодны для температур до
900э С лишь в окислительной атмосфере, опять-таки при уело*
вии непременного предварительного прокаливания оболочки.
Особо надо следить за своевременной сменой чехлов: они
выдерживают лишь 50—100 час. В муфельных электрических
печах срок службы хромель-алюмелевых термопар (диамет­
ром 3 мм) достигаетНгескольких Ъот часов даже без приме­
нения защитных чехлов.
Необходимо указать, что термопары хромель-алюмель
применяются и до 1 250° С, но лишь для измерения путем
кратковременного погружения термопары в расплавленные
металлы. Общая продолжительность работы подобных термо­
пар равна 100—200 погружений, что соответствует всего не­
скольким десяткам минут жизни термопары.
Допустимые по стандарту погрешности составляют, как
указывалось, ± 0 ,3 тУ , что дает, скажем, при 1 000° погреш­
ность ± 7 ° С. При желании избежать этой ошибки приходит­
ся применять индивидуальную проверку каждой термопары,
хотя бы при рабочих температурах, и дать соответствующую
поправочную таблицу. Если технически грамотной и верной
проверки термопары в лаборатории обеспечить невозможно,
лучше такой не производить.
Электроды берутся обычно диаметром 3 мм. Внешнее от­
личие электродов друг от друга следующее: хромель твер­
же алюмеля, что ясно определяется пои изгибании, и кроме
того алюмель магнитен в отличие от антимагнитного хромеля.
Удельный вес хромёля 8,7 г/см9, алюмеля 8,5 г/см*.
г)
Т е р м о п а р ы х р о м е л ь - к о п е л ь — ТХК. Положи­
тельным электродом этой термопары является хромель, от­
рицательным — коп ель (состава: 43-—44°/о никеля и 57—56°/о
8*
115
меди); сопровождающие примеси (марганец, железо и др.)
снижают термо-э. д. с. электрода копель, а следовательно, я
термопары. Необходимо указать, что допуск для термопары
+ 0 ,3 шУ при любых температурах, 'будучи выражен в граду­
сах, дает для хромеля-копеля меньшую величину, чем для
хромеля-алюмеля, вследствие большей термо-э. д. с. В интер­
вале 500—600° С погрешность равна всего + 3 ,3 ° С (вместо
+ 7 ° для термопары хромель-алюмель). Термопары градуиру­
ются до 800° С, практически ж е применяются до 600° С, что
вызывается отрицательным электродом — копель, не допу­
скающим долговременного применения при температурах свы­
ше 600° С (глазным образом из-за присутствия в его соста­
ве меди в большем количестве)/ Электроды термопары хромель-колель берутся диаметром от 1,5 д о 3 мм в зависимости
от типа арматуры.
д)
Т е р м о п а р ы ж е л е з о - к о п е л ь — ТЖК. Положи
тельным электродом этой термопары служит железо, отрица­
тельным— копель. Температурный допуск отступления от
нормальной градуировочной таблицы равен + 4 ,5 ° С при 500—
600° С, т. е. находится между погрешностями хромель-копелевых и хромель-алюмелевых термопар. Температурная об*
ласть применения и размеры электродов во всем аналогичны
термопарам хромель-копель. С точки зрения унификации су­
ществование обеих термопар—ТХК и ТЖК—‘нерационально.
Иностранные фирмы обычно выпускают один лишь тип из 1
этих сходных термопар — чаще железо-копелевые (чтобы
рогих металлов). Некоторым основанием для выпуска хроля, тяжелого в обработке и состоящего из дефицитных и д о ­
рогих металлов). Некоторым основанием для выпуска хромель-копелевых термопар является термоэлектрическая мощ­
ность этой термопары, что ясно из кривых градуировки, пред­
ставленных на фиг. 64. Большая термо-э. д. с. позволяет
применять вторичные приборы с узкой температурной шкалой,
например, 0— 300° С, и получать при этом довольно прилич- |
«ую характеристику подвижной системы.
Выполнение компенсационных проводов
В связи с широким распространением централизованных
установок и необходимостью для некоторых пирометрических
приборов (потенциометров) выполнения соединительной про­
водки компенсационным проводом непосредственно до зажи­
мов вторичного прибора, потребность в компенсационных про- !
водах неизмеримо возросла, их производство стало значи-'
тельной отраслью кабельной промышленности. Компенсацион­
ные провода обладают вполне надежной стандартной изоля­
цией, аналогичной обычным медным проводам, но номенкла­
тура изоляции не выдерживается (например, не выпускаются
компенсационные провода в асбестовой изоляции), да и ко­
личественный выпуск компенсационных проводов отстает от
потребностей промышленности.
Компенсационные провода имеют различную индексацию,
состоящую из нескольких буквенных и цифровых обозначе­
ний. На первом месте стоит общий двойной буквенный индекс
ПК — провод компенсациоЛый. Далее, через тире идет циф­
ровой индекс от одного до семи, который показывает тип
изоляции. На последнем месте стоит одна или две буквы,
показывающие состав электродов.
Разделение компенсационных проводов' по сорту изоля­
ции, а также по назначению, и внешние размеры изоляции
приведены в табл. 6.
По роду применяемых в компенсационных проводах элек­
тродов они разделяются на группы, указанные в табл. 7, где
показана индексация компенсационных проводов (последнее
место в обозначении), величина термо-э. д. с.ч развиваемая
компенсационным проводом, расцветка жил и ’т. д.
В зависимости от времени выпуска расцветка общих опо­
знавательных знаков была .различна, поэтому в соответст­
вующей графе приведено иногда два варианта расцветки.
Положительные электроды выполнены одножильными (кроме
ПК-4, у которого положительный электрод тож е многожи­
лен), а отрицательные выполнены из семи жил (кроме прово­
дов ПК-6 ^ ПК-7, у которых отрицательный электрод, как и
положительный, одножилен). Такой способ определения по­
лярности недостаточен—его необходимо проверить путем на­
гревания одного конца. Д а и само определение типа ком­
пенсационного провода (для работы с какими термопарами
он может быть применен) не должно ограничиваться провер­
кой расцветки,— необходимо проверить величину термо-э. д. с.,
развиваемой компенсационным проводом при температурах
рабочего конца 100* С, а свободных концов 0° С. Если тем­
пературу 0° С поддерживать затруднительно, можно работать
при другой температуре, внеся соответствующие поправки в
результаты измерения. Из указанных в табл. 6 компенса­
ционных проводов д о сих пор не освоены провода в изоля­
ции из дельта-асбеста, т. е. имеющие марку ПК-5 и ПК-6.
С другой стороны, нельзя рекомендовать для широкого при­
менения компенсационные провода ПК-1ХА— ПК-6ХА из-за
Н7
ПК-2
ПК-3
Наружный
размер в мм
ПК-1
й
та °О)
О, ев
Пробивное
вапряж. в V
Марки
компенсаци­
онных при­
водов
Номинальное
сечение в мм?
Таблица 6
М аркировка компенсационных проводов по типу изоляции с указанием области применения и наруж ных
размеров
Провод с двумя изолированными
Для прокладки в су­
вулканизированной резиной мета >• хих помещениях или в
лическими жилами, в общей оп еткс газов ых трубах при тем ­
из хлопчатобумажной пряжи, про­ пературах не св .,ше
питанной асфальтовым составом
55 * С ..................$ . .
2 ,5
115
1000
6X 11
П ровгд с двумя изолированными
Для прокладки в сывулканизированной резиной жила­ 1 рыд помещениях под от­
ми, в общ ей о <летке из хлопча
крытым небом и в мес­
тобумажной пряжи, пропитанной ас­ тах, где во можно дей­
фальтовым составом и в свинцовой ствие на провод хими­
оболочке
ческих реагентов . . .
2 ,5
380
1000
7 ,8 X 1 2
1 ,0
85
1000
5 ,8 X 9
Тип провода
П ровод с двумя изолированными
вулканизированы й резиной жила­
ми, в обш ей о^летке, пропитанной
асфальтовым составом, и в оплетке
из стальных оцинкованных проволок
Назначение
Д 1 я установок на
транспорте ......................
Пробивное
напряж. в V
Наружный
размер в мм
ПК-5
Назначение
Расчетный
вес в кг/км
ПК-4
Тип провода
Номинальное
сечение в мм?
' Марки
.компенсаци­
онных про­
водов
-1 — —... |
Та б л и ц а 6 (продолжение)
Провод с д в у м я изолированными
вулканизированной резиной жилами,
в общей оплетке из искусственного
шелка, пропитанного асфальтовым
составом
Для переносных уста­
новок при температуре
не свыше 55 0 С . . . .
1,0
60
1000
4,3X 6,1
Провод с двумя изолированными
эма 1Ы0 и дельта‘■асбестом жилами,
в оплетке из асбестовой пряжи
Для прокладки в мес­
тах с температурой не
выше 125 “С ................
2 ,5
42
200
Для прокладки в мес­
тах с температурой не
выше 1^5 °С . . . . . .
1, 0
34
200
3 ,9 X 5 ,8
150
200
3,7X5*1
р
ПК-6
ПК-7
Провод с двумя изолированными
эмалью и дельта-асбестом жилами, в
оплетке из асбестовой пряжи
Для прокладки в элек­
Провод с двумя изолированными
трических машинах при
хлопчатобумажной пропитанной
пряжей жилами в свинцовой обо­ температуре не выше
80 “С ........................ ... . 0,3« и
лочке
0,79
11
4 ,7 X 7 ,4
Таблица 7
Техаическая характеристика компенсационных проводов
Изготовлявмые
"марки
проводов
и их мар­
кировка
М атериал жил для компенсационных
Для каких тер ­
мо пар предназ­
начается
М едь-константан|
и хромель-алю^
мель
ф
ПК-1МК до
Медь-копель
ПК-бМК
ПК-1М ДО
ПК-7М
проводов и расцветка
положи­
тельный
пвет
сигнальной
нити
отрица­
тельный
Медь
Красный
Констан
тан
Медь
Красный
КопеЛь
Железо
Белый
Тс/ же
ПК-1ЖК до
ПК-6ЖК
Ж елезо-копель
ПК-1ХК до
ЛК-6ХК
Хромель-копель Хромель Фиолетовый
цвет сиг­
нальной
нити ■
Ц вет опозна­
вательных
нитей, проло­
женных в
проводе
л 2 0.5 I
ЯVя
Корич­ Красный белы й|4,10+0,1бI 0,5 I 0,2
или только I
I
невый
красный
I
Желтый
Красный,
4,76±0,151 0,5 I 0,2
желтый
I
..1 '
I '
I
То же
То же
I
I
Белый и ж ел-|б,75±0,251 0 ,6
ТЫЙ
То же
Примерное сопрОтивление одного
I метра провода в
'омах для сечений
I
|
0,2
) I
фиолетовый, 6,90+0,3 1>12
жел'тый
I
I
Г
0,45
I 0,94 II
0,38
I
0,02
Фиолетовый, 4,0+0,3
черный
I
— *
ПК-1 ХА до
ЛК-6ХА
Хромель-алюмель
Хромель
То же
ПК-1П до
ПК-бП
Платинородийплатина
Медь
Красный
IСплав ме­
ди 99,4%,
никеля
Зеленый
ПК-*1Б до
ПК-6Б
ПлатинородийМедь
сплав золото, пал­
ладий, платина
Железотконстаи- Ж елезо
То же
Сплав ме­
ди 8496,
никеля 16%
Синий
Синий
2,96+0,10 0,25
0,1
Констан­ Корич­
та»
невый
Белый
15,02+5,05 0,6 I
0,24
ПК-1Ж до
ПК-6Ж
Белый
Алюмель Черный
0,6 %
I
Зеленый, белый |0.б4+0^08| 0,05
или только |
. I '
I
зеленый
Г
высокого сопротивления и из-за трудности их производства
(и трудности заказа). Кроме того, компенсационный провод
марки ХА требует дефицитных материалов. Применение ком­
пенсационного провода марки ХА неизбежно, если ожида­
ются различные температуры мест соединения положитель­
ных электродов термопары и компенсационного провода по
сравнению с температурой соединения отрицательных.
Основные сведения по изготовлению и ремонту термопар
Ниже рассматриваются требования, которым должны
удовлетворять изготовление и ремонт термопар в небольших
мастерских производственного предприятия.
Термоэлектродный материал предварительно проверяется
на однородность и производится его градуировка. Если тер­
мопара была в эксплоатации и поступила в мастерскую для
замены прогоревшей или разбитой оболочки, то сначала нуж­
но внимательно осмотреть электроды термопары для выявле­
ния дефектов, обращая внимание на следующие обстоя­
тельства.
а)
Б л а г о р о д н ы е т е р м о п а р ы . Необходимо, осо­
бенно внимательно просмотреть, нет ли на электродах «лереюечек» — мелких углублений, как бы от удара ножом.
В этом случае электроды нужно разорвать, а затем сварить.
Далее, в термопарах, бывших в употреблении, встречает-,
ся загрязненность электродов и связанная с этим хрупкость.
В этом случае термопару необходимо отжечь, лучше всего
током, для чего нужно электроды освободить от защитных и
изоляционных трубок и включить последовательно с регули­
ровочным реостатом в сеть переменного тока. Для такого
отжига достаточно иметь два нормальных лабораторных шта­
тива, на которые можно натянуть термоэлектроды. При диа­
метре электродов 0,5 мм требуется ток 10—11 А. Регулиро­
вание силы тока можно производить реостатами, применяе­
мыми для печей. Время нагрева при сильно загрязненных
электродах должно быть примерно б час. Во время нагрева­
ния термоэлектроды нужно- промыть бурой, для этого на
жестяную пластинку насыпается бура, затем нагретый тер­
моэлектрод «погружается в буру. Достаточно три-четыре раза
'провести таким образом по вюей длине термоэлеапродов,
чтобы получить достаточно чистую платину и платинородий.
Если после отжига и промывки бурой термоэлектроды
все же остались жесткими, это значит, что платина впитала
кремний или другие не выгорающие элементы. Такую термо1Я1
пару нужно осторожно свернуть, взвесить и отправить на
аффинажный завод.
После отжига или после сварки какого-либо из термоэлектродов необходимо проверить однородность проволоки.
Для этой цели термоэлектрод присоединяется к милливольт­
метру и затем на спиртовке прогревается по всей длине. Во
время передвижения горящей спиртовки или спички стрелка
милливольтметра при однородности обеих проволок по всей
длине будет находиться на нуле; в случае же неоднородности
какого-либо места стрелка отклонится влево или вправо;
это место должно быть отрезано, затем должен быть изго­
товлен новый спай, после чего это место снова подвергается
проверке на однородность.
б)
Т е р м о п а р ы из н е б л а г о р о д н ы х м е т а л л о в .
При внешнем осмотре проверяют отсутствие поперечных тре­
щин. Они могут встречаться даж е в термопарах, не бывших
в эксплоатации, от неправильного режима сварки рабочего
конца (вследствие 'пережога электродов у места сварки).
У термопар, бывших в эксплоатации, эти трещины появляют­
ся после работы при высоких температурах, превышающих
или близких к предельным температурам применяемости тер­
мопар. Появлению подобных трещин способствуют механиче­
ские напряжения, возникающие от неправильной армировки,
а именно: во многих термопарах применялись (а в кустар­
ных применяются и до сих пор) двухкангловые изоляторы,
которые при тол|тых электродах могут играть роль клина,
отдирающего один электрод от другого; при высоких темпе­
ратурах механическая прочность электродов резко -снижается
и это добавочное напряжение может способствовать выходу
термопар из строя.
Кроме того, как правило, электроды имеют разные коэфициенты линейного расширения, поэтому при высоких
температурах один сжат, а другой растянут; эти добавочные
напряжения могут способствовать при толстых электродах
(появлению трещин.
Присутствие таких трещин указывает на необходимость
смены Чермопары, и лишь при недостатке электродного ма­
териала можно допустить удаление поврежденного кош а
термопары.
При изготовлении термопар одним из ответственных мо­
ментов является их сварка. При нарезке термоэлектродного
материала в случае изготовления нескольких термопар необ­
ходимо следить за правильным комплектованием термопар и
предусматривать длину, необходимую для закрепления их в
зажимах головки термопары.
12$
Термопары из б л а г о р о д н ы х металлов без особых
трудностей свариваются в пламени гремучего газа или на
вольтовой дуге. П еред сзаркой электроды скручиваются в
два-три витка, скрутка вносится в пламя, моментально обра­
зуется шарик, который рекомендуется поскорей остудить.
При сварке вольтовой дугой соединяют свариваемые прово­
локи с положительным полюсом, а графитовый электрод — с
отрицательным полюсом. Свариваемые проволоки складывают
так, чтобы они касались концами и прикасались к месту
сварки углем; как только образуется вольтова дуга, графи­
товый электрод нужно быстро удалить. Электроды вклю ча­
ются в цепь через реостат, чтобы ток, образующий вольтову
дугу, при проволоках диаметром 0,5—0,6 мм не превышал
3—4 А. Рекомендуется применять постоянный ток, на пере­
менном сварку Производить довольно трудно.
Термопары из н е б л а г о р о д н ы х металлов,— хромельалюмелевые, хромель-копелевые, ж елезо-копелевые, а такж е
железо-константановые — рекомендуется сваривать на ацети­
леновой горелке под слоем буры и песка. Предварительно
электроды должны быть скручены между собой, для чет о бо­
лее мягкий электрод обкручивают вокруг более жесткого
' три-четыре раза. П осле этоп* на место, скрутки насыпается
бура и весь слой прогревается. Когда бура расплавится и
зальет место сварки, свариваемые концы электродов нужно
засыпать или просто ткнуть в кварцевый песок; под слоем
образовавш егося шлака термоэлектроды хорошо сваривают­
ся. После сварки неостывший еще спай следует окунуть в
воду, оставш аяся бура при этом отскочит. Н е сняв буры,
вводить термопару в лабораторную печь для градуировки
нельзя во избежание загрязнения печи.
М ожно рекомендовать такж е более простой способ. В л а ­
бораторный графитовый тигелек насыпается хлор-бариевая
соль обычного состава, которая применяется в инструмен­
тальных и термических соляных ваннах для закалки быстро­
режущ ей стали. Затем к наружной поверхности тигля при­
соединяется через реостат один провод, а к скрученной для
сварки термопаре присоединяется второй провод; скрученное
^для спая место термопары погружается в соль, которая при
*этом начинает плавиться; после того как, сварка произошла,
место спая нужно опустить в воду; прилипшая соль при этом
отстанет.
При толстых электродах (3—5 мм диаметром) скрутка
может повести к механическим напряжениям; в этом случае
лучше применять простой изгиб и сближение концов термо*
„ пары.
•
(23
Отградуированная или проверенная на нагрев ^на присут­
ствие э. д. с.) термопара одевается изоляторами. Для благо­
родных термопар или тонких неблагородных применяются
тонкие одноканаловые или двухканаловые трубки. Для бла­
городных термопар, у которых наружная трубка почти всегда
выполняется из неметаллических труб, достаточно изолиро­
вать только один электрод. Применение цельной двухканаловой' трубки весьма желательно в случае возможности про­
никновения через наружную защитную трубку паров вредных'
агентов. Для неблагородных толстых термопар применяются
короткие одноканаловые изоляторы (бусы), не создающие
каких-либо механических напряжений.
Основным требованием к защитным оболочкам является
их газонепроницаемость (в особенности для благородных
термопар) и, конечно, соответствующая жаростойкость при
рабочих температурах. Для температур свыше 1 200° С, к со­
жалению, отсутствуют оболочки, удовлетворяющие этим тре­
бованиям. Приходится удовлетворяться фарфоровыми обо­
лочками, весьма хрупкими при резких изменениях темпера­
туры. Применение кварцевых оболочек для благородных тер­
мопар (т. е. для температур выше 1 100° С) не может быть
рекомендовано из-за свойства их становиться при этих тем­
пературах хрупкими и газопроницаемыми; кроме того, кварц
в восстановительной атмосфере выделяет кремний, жадно
поглощаемый платиной, становящейся после этого хрупкой.
Несколько лучше обстоит дело с оболочками для термо­
пар ТХ (хромель-алюмель). Выпускаемые в настоящее время
основной приборостроительной промышленностью оболочки из
стали ЭЯ-1-Т, безусловно, являются значительно лучшими, чем
ранее выпускавшиеся из СТ-3 или кварцевые. По последним
работам наилучшие результаты для термопар ТХ дали обо­
лочки из высокохромистых материалов (нихром, ЭИ-59 и др.).
Для термопар ТХК и ТЖК вопрос об оболочках не имеет
такого значения, если, конечно, дело не идет об измерении
корродирующих сред.
Далее, при монтаже арматуры необходимо обращать вни­
мание на изоляцию рабочего конца термопары от металли­
ческой оболочки путем специального фарфорового (шамото­
вого) вкладыша щ
что значительно хуже, при помощи •
асбестовой шайбы. Перед установкой' изолированной термо­
пары в оболочку необходимо тщательно прочистить послед­
нюю внутри, так как наличие в ней опилок, краски, масла
может привести к замыканию термопары и неправильным
показаниям. Сопротивление изоляции (оболочка — электро­
ды) должно быть не менее 5 мгом при {=я 20° С.
Щ
Недопустимо, если термопара (особенно из толстых эЛ&К^
тродов) с усилием опирается на дно оболочки, так как эти
усилия могут становиться разрушающими при высоких тем­
пературах.
Монтаж и эксплоатация термопар
В термопарах рабочий конец находится у самого конца
оболочки и помещается в измеряемую среду: небольшие раз­
меры рабочего конца допускают меньшую глубину погруже­
ния термопар в измеряемую среду по сравнению с термомет­
рами сопротивления, иногда снижаясь до 50—75 мм (с учетэм
Фиг. 66. Монтаж термопары
Физ. 67. Монтаж термопары
в кирпичной кладке.
на металлической стенке.
возможности теплоотвода по оболочке наружу). Нельзя до­
пускать при этом непосредственного воздействия языков пла­
мени или, наоборот, засоса холодного воздуха, так как хруп­
кая фарфоровая оболочка при резких переменах нагрева не­
медленно выходит из строя.
Штуцерное крепление термопар такое же как у термо­
метров сопротивления: по ОСТ 266 резьба трубная 1". При­
ведем два примера монтажа термопар без штуцера. На
фиг. 66 изображен монтаж термопары в кирпичной кладке;
125
наличие на трубе трех ребер предохраняет всю конструк­
цию от провертывания в кладке. Крепление термопары при
помощи стопорного болта дает возможность осуществлять
различную глубину погружения термопары, а также обеспе­
чивает быструю смену ее. На фиг. 67 приведено бесштуцерное крепление термопары -на металлической стенке; кон­
струкция весьма проста и не требует пояснений.
Элементом проводки от термопары до прибора являются
компенсационные провода; в связи с этим к проводке предъ­
являются специфические требования по сравнению с термо­
метрами сопротивления. Неизбежность применения компенса­
ционных проводов почти во всех случаях объясняется бли­
зостью головки термопары от теплового агрегата. При мон­
таж е приборов с автоматическим введением поправок на тем­
пературу свободных концов компенсационные провода про­
кладываются непосредственно до зажимов прибора. При от­
сутствии таких приспособлений компенсационные провода от­
водятся до места с постоянной низкой температурой. В слу­
чае если к одному такому прибрру подключается (через пере­
ключатель) несколько термопар, их свободные концы обяза­
тельно должны быть сведены в одно место, чтобы обеспечить
одинаковость их температур, и ввести поправки в показания
прибора.
Прй отсутствии в производственном помещении места с
постоянной температурой приходится свободные концы тер­
мопар термостатировать. Наиболее распространен способ термостатирования свободных концов в земле, обычно на глуби­
не 2—3 м, где температура держится почти постоянной (не­
сколько меняясь по сезонам года). Этот способ неприменим,
если рядом проходит боров отходящих дымовых газов ..ли
канал отопительной системы. Другим способом термостатирования свободных концов термопар является помещение их в
сосуд с проточной водой. Вода из водопроводной сети не об­
ладает необходимым в данном случае постоянством темпера­
туры (не только по сезонам года, но и в продолжение одних
суток, завися также от влияния нагретых агрегатов). Во мно- Я
Гих случаях применяют сосуды Дюара с тающим льдом или
какой-либо жидкостью (вода, масло). Применяются и термо­
статы, поддерживающие постоянную температуру выше воз­
можной температуры окружающей среды (у нас пока они рас­
пространения не получили).
При практическом осуществлении термостатирования сво* Я
бодных концов применяются главным образом следующие
схемы. На фиг. 68 представлено термостатирование свобод­
ных концов термопары в земле. Этот наиболее простой спо126
соб осложняется в случае нескольких термопар, так как о?
каждой термопары отходит в земляной термостат по четыре
провода. Для уменьше­
ния количества проводов
вдвое применяется включение добавочной термо­
1---- 1
пары
в термоэлектрод
{фиг. 69). В этой схеме
—— \ Электроды те/АюпарЫ
___ ) и компенсационных
кроме того вводится «зо­
проводов
нальный» термостат (не V У*рк
77.
——
Медные провода
/
1' /
совсем правильное назва­
?!
ние), назначение которо­
го — поддерживать у по­
мещенных
внутри него
/7777,$**
различных спаев одина­ Фиг. 63 Термостатирование свободных
концов термопары в земле.
ковую между собой тем­
/ — рабочий конец термопары; 2 — свободные
пературу, хотя бы пере­ концы
термопары; 3 — земляной «термостат; 4 —
менную во времени. Как
пирометрический милливольтметр.
и в предыдущем случае,
в показания пирометрического милливольтметра должны быть
внесены поправки на температуру земляного термостата 1ек.
Фиг. 70. Термостатирование сво­
Фиг. 69. Термостатирование свобод­
ных концов нес *оль их шрмопар в
земле.
/ — рабочие концы термопар; 2 — своболные
концы термопар; 3 — земляной термостат;
4 — зо 'альный термостат; ■5 - переключатель;
6 — пирометрический милливольтметр.
бодных концов нескольких термо­
пар в аемляном термостате с д о­
бавочной термопарой в зональном
т< р остате.
/ - рабо«яе концы ге^мопнр; 2 — доба*
вочная термопара! ? - земаяноД термо­
стат; 4 — пейсклюмагель; 5 — зональный
термостат; б — пирометрический милли­
вольтметр.
Третий способ термостатирования, сходный со вторым, пред­
ставлен на фиг. 70.
В случае если измерительный прибор обладает автомати­
ческим корректированием температуры свободных концов тер*
127
мопарЫг, компенсационные провода доводятся до зажимов са­
мого прибора (фиг. 71). В случае большего количества тер­
мопар, присоединенных к одному прибору, и при больших
расстояниях термопар от щита с прибором применяется спо
соб проводки, показанный на фиг. 72, где применена добавоч
ная термопара, включенная в термоэлектрическую цепь та
ким образом, что температура свободных концов термопары
соответствует темйературе прибора 1п. При применении это
схемы требуется кроме равенства температур отдельных спае
внутри зонального термостата % соблюдение равенства меж
Фиг. 71. Проводка ком­
пенсационным проводом
до прибора.
7—рабочий конец термопары;
2 — пирометрический милли­
вольтметр.
Фиг. 72. Применение добавочной термопары
для отнесения свободных концов термопар на
зажимы прибора.
1 — рабочие концы термопар; 2—добавочная термопара;
3 — переключатель; 4 — зональный термостат, 5 пиро­
метрические милливольтметр.
ду собой температур двух добавочных спаев на зажимах
щита 4* (конечно, равенства Ь3 и
между собой не тре­
буется, так ж е как непостоянства этих температур во вре­
мени).
Требования к прокладыванию проводов, как компенсацион­
ных, так и медных, не отличаются от норм для проводки
сильноточных электрических провод от. Так же, как и при
проводке для термометров сопротивления, необходимо, чтобы
общ ее сопротивление внешней цепи (включая и сопротивле­
ние самой термопары) не превышало указанного на шкале г,н
и было подогнано к этой величине при помощи добавочного
манганинового сопротивления, монтируемого обычно на спе­
циальной панели с подгоночными катушками. В случае при­
менения автоматического потенциометра не требуется точной
подгонки сопротивления внешней цепи, как в милливольметрах; однако оно не должно сильно отличаться от величины,
приведенной в технической характеристике данного типа по­
тенциометра. Большие отклонения от указанной величины
128
могут привести к большому переуспокоению нулевого приI бора потенциометра или к уменьшению его чувствительности.
Проверка термопары на рабочем месте сводится к выяв| лению сохранения ею своей термо-э.- д. с. Это производится
| путем установки рядом с рабочей термопарой контрольной и
1 замером величин термо-э. д. с. Тор и другой при помощи пере­
носного потенциометра; при этом переводят показания тер­
мо-э. д. с. д о градуировочным таблицам или кривым в гра| дусные значения.
В зависимости от условий эксплоатации термопары перио­
дически, через срок, устанавливаемый опытом или данными
завода-изготовителя, должны пройти тщательную лаборатор­
ную поверку. Результаты как местной,, так и лабораторной
поверок заносятся в паспорт термопары.
Проверка термопары, как входящей в пирометрический
комплект, производится обычно вместе со вторичным прибо­
ром (будет рассмотрена в разделе вторичных приборов).
5. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТЕРМОМЕТРЫ СОПРОТИВЛЕНИЯ
Принцип действия и область применения
Измерение температур электрическими термометрами со­
противления основано на свойстве большинства проводников
изменять свое сопротивление в зависимости от температуры.
Измерение сопротивления проволоки производят уравнове­
шенным или неуравновешенным мостом Уитстона или логометром. Шкала измерительного прибора дается непосредст­
венно в градусах стоградусной температурной шкалы. Изме­
рительный прибор может быть отнесен на любое расстояние
от места замера.
В состав измерительной установки входят следующие
элементы:
1)
термометр
с о п р о т и в л е н и я — металлическая
проволока, намотанная на каркас и заключенная в арматуру;
*2) и з м е р и т е л ь н ы й п р и б о р , показывающий или са*
мопишущий;
3) и с т о ч н и к т о к а — обычно аккумулятор небольшой
емкости или купроксный выпрямитель, присоединяемый непо­
средственно к электрической сети;
4) п е р е к л ю ч а т е л ь , присоединяющий несколько тер­
мометров сопротивления к одному измерительному прибору.
Достоинствами электрических термометров сопротивления
являются:
1)
н е с в я з а н н о с т ь места з а ме р а с местом
наблюдения;
9
Приборы тепл, контроля электростанций
129
2) х о р о ш о ч и т а е м а я ш к а л а ;
3) в о з м о ж н о с т ь п р о и з в е с т и
градуировку
ш к а л ы на л ю б о й у ч а с т о к р а б о ч и х т е м п е р а т у р ,
получая при. этом крупные, хорошо отсчитываемые деления;
4) в о з м о ж н о с т ь п о л у ч и т ь (при помощи переклю­
чателя) н а о д н о м п р и б о р е о т с ч е т н е с к о л ь к и х
т е м п е р а т у р н ы х т о ч е к , находящихся в разных местах;
5) в о з м о ж н о с т ь
записи
температурного
режима с помощью самопишущих приборов;
6) в о з м о ж н о с т ь а в т о м а т и ч е с к о г о ^ р е г у л и ­
рования температуры.
Термометры сопротивления
а) М а т е р и а л ы
термометров
сопротивления
Величина электрического сопротивления термометра со­
противления, меняющаяся в зависимости от температуры и
учитываемая измерительным прибором,'4должна быть доста­
точно велика и неизменна во времени при определенной тем­
пературе (отсутствие старения проволоки, окисления и изме­
нения ею своих физических
свойств при рабочих темпера­
4 ^ 1 — — ------г — — Г7~т-----турах). Этим условиям удо­
влетворяют только некоторые
чистые металлы: платина, ни.кель, железо и медь, которые
и служат материалом для из­
готовления
намотки термо­
метров сопротивления.
Кривые изменения сопро­
тивления этих металлов в за/оо зов зоо 400 ~
5од 600 Рвв*с висимости
от
температуры
представлены ва фвг. 73. Как
Фиг. 73. Кривые нзыеяенкя соп ротивления металлом (/?<//?„) в
ВИДНО ИЗ чертежа, СОПрОТИВзависимости от тем п ературы I.
ление металлов не пропорцио­
нально температуре. Зависи­
мость между температурой и сопротивлением ближе всего
к пропорциональности у меди, которая поэтому и получи­
ла широкое распространение в области невысоких темпе­
ратур.
П л а т и н к. Платина обладает большим удельным сопро­
тивлением при большом температурном коэфициенте, не
окисляется и не изменяет своих свойств при высоких тем­
пературах (до 550° С и выше), Поэтому платина нашла при
130
изготовлении термометров сопротивления широкое примене­
ние в виде голой (неизолированной) проволоки диаметром
0,07 мм, намотанной на каркас из непрозодящего электриче*
1 ский ток теплостойкого материала (слюда, фарфор и т. д.).
М е д ь . Удельное сопротивление меди значительно ниже
платины, но зато температурный коэфициент почти постоянен
(фиг. 73). Сравнительно легко получить отдельные плавки
1 меди с одинаковыми свойствами. Медь значительно дешевле
платины. Плохим свойством меди (для применения в качестве
обмотки) является ее окисляемость при *температуре выше
100— 150° С. Д ля более высоких температур медные термо­
метры применять нельзя. Чаще всего медь применяют в виде
покрытой эмалью проволоки диаметром 0,1 мм.
Н и к е л ь и ж е л е з о . Эти металлу применяются срав­
нительно редко, причинами чего являются:
1) трудность получения чистых, взаимозаменяемых ме­
таллов;
2) неплавность (очень резкая) изменения сопротивления
в зависимости от температуры,
3) слабая сопротивляемость химическим воздействиям
(ржавление железа), даж е при низких температурах.
б) В ы п о л н е н и е н а м о т к и т е р м о м е т р о в
сопротивления
Д ля соединения термометра с измерительным прибором
применяют медные соединительные провода, сопротивление
которых изменяется под влиянием колебаний температуры
помещения, чем вносится, ошибка в показания измерительно­
го прибора. Д ля уменьшения ошибок необходимо, чтобы это
приращение сопротивления соединительных проводов было
незначительно.
Советская приборостроительная промышленность выпу­
скает установки термометров сопротивления, рассчитанные на
общее сопротивление соединительных проводов 5 ом; при
сечении их в 1,5 мм- это сопротивление соответствует макси­
мальному расстоянию термометра от измерительного прибора
в 200—220 м. Однако для уменьшения погрешности измере­
ния не рекомендуется допускать сопротивление соединитель­
ных проводов выше 2 ом, стремясь к возможному уменьше­
нию сопротивления проводов в помещениях с резко меняю­
щейся температурой.
Нашей приборостроительной промышленностью термомет*
ры сопротивления выпускаются двух типов по материалу об­
мотки: платиновые и медные.
9»
131
О б м о т к а п л а т и н о в ы х т е р м о м е т р о в (фиг. 74)
производится на слюдяной пластинке размерами примерно
120 X 10,5 X 0,3 мм, имеющей по бокам нарезанные зубцы
с ходом (расстояние между зубцами) 0,5— 1 мм. Платиновая
проволока наматывается на пластинку по всей длине нарез­
ной части. Этот способ намотки Требует •применения высоко­
сортной слюды, обладающей: механичзскои прочностью для
возможности нарезки зуб*,
цов без крошения или
расщепления и отсутст­
вием вредных вкраплений
(железа и пр.), способных
Фиг. 74. Термометр сопротивления
ПРИ ВЫСОКИХ температуна слюдяной пластинке.
Ра* вступить в химиче­
скую реакцию с плати­
ной, что может привести к изменениям сопротивления и тем­
пературного коэфициента обмотки.
К концам платиновой обмотки привариваются два ?олее
толстых вывода, чаще всего серебряные, которые и присо­
единяются к зажимам, находящимся в головке арматуры тер­
мометра.
Преимуществом намотки на пластинку является малый
размер элемента сопротивления и возможность помещения
в одной оболочке двух элементов с тонкой прокладкой из
слюды (0,2—0,5 мм) без увеличения размеров арматуры и
без особых затруднений при монтаже.
О б м о т к а м е д н ы х т е р м о м е т р , о в производится
эмалированной проволокой на металлической трубке в не­
сколько слоев, так как длина проволоки вследствие малого
удельного сопротивления меди получается-довольно большой.
Применение проволоки с шелковой изоляцией не рекомен­
дуется, так как вызывает увеличение тепловой инерции эле­
мента.
в) О с н о в н ы е д е т а л и и а р м а т у р а т е р м о м е т р о в
сопротивления
Основные технические данные платиновых и медных тер­
мометров сопротивления приведены в табл. 8.
Здесь приведены дополнительные технические сведения по
отдельным типам термометров. Платиновые термометры с ин­
дексом «а» применяются для температур от — 120 до + 30° С.
Они отличаются от обычных тем, что их защитная трубка за­
лита внутри парафином, чем предупреждается возможность
конденсации атмосферной влаги и замыкания намотки чув­
ствительного элемента. Такие термометры во избежание <вы132
Таблица 8
6
7
8
ЭТ-1
ЭТ-И1
ЭТ-УШ
ЭТ-1Х
ЭТ-1а
ЭТ-Ш а
ЭТ-УШ а
ЭТ-1Ха
9
10
11
12
ЭТ-Х
ЭТ-У1
ЭТ-ХИ
ЭТ-Х1У
о•
ш
оа.
с
кев
23
X
X
5?
Л оЧ
С
•
О
а.
н
н о
о*
5* сО
Н о
63
? 1 сат
5 §| - С
в;
ев
К
О.
и
н
со
2
Э т-1
ЭТ III
ЭТ-УГП
ЭТ-1Х
ЭТ 1а
ЭТ-Ша
ЭТ УШа
Э -1Ха
х
>»
н
о
о
22
*
ч
со
X
а .
О.
й>
г
Т
ю
н
0)
2
•
л
4
со
X
О*
<ь
н
5
5
ш
23
24 125
36
27
СО
X
X
X
сс
о.
н
1 *
03
Я
е*
ГС
5
О
28
О
со
X
$9
2 з
1»3>
С 10
3
«
а •
2 X
—
о. Н
г. и
о яг О>» а."
•©• В й) ^ во
а. И 2
сс
II
6* 3 о«5 аX *.
_«Л
^ 9 ЭТ-Х
х
о.
10 ЭТ-М
о
э
т
х
н
11
г
Р ЭТ-Х1У V
СО
о
>»
а.
Н
00
сс
!0
X
С*
т
вн
\С СО
00
н к
исг>
<м
Г^.
Ст-3
Л-62
17/21
СТ-3
1 2 -1 5
ь
•О1в
^
з>со
X
50 X
Xч
Давление
в кг/<м*
наружные
СО
О*
со
о
хаз
см
21со
со X
ю о >о X ю
з? т
т—
( о ^ » X
о
X -Ы «о 2 ис—
=5®
X
«о
1С 2 5 чсо со
Сч ю
“»
о
о О О о. С сГ
*
со
й)
$
ю (О
с.
-н
о о*
НН
00
СО
н
0/
Ч
19
•О
Xс
с.
ю
V
Сьи
<
1О
Защ тные трубки
внут­
ренние
X
21
1
2
3
4
5
6
7
8
*
>• о
о •о
ю О
о О
о* -Н
+1 (О
>X
со
<3 V
* *с
1
О
о
1
жО
о (0 С_
1 (О
4-1
X
о
1
оо ^ X
<м +1 иэ
я
Изоляция
ВЫНОД >в
1 *
§2 §а
о. 5
■
ао
О
а.
Б
№
сX
о
а.
о
О
а «*
4>о
1
1
ю
ГЧ
сч 2
« О
о
СО о <м о* 2
О.1
н
о +1 ю1 “Ь
1
С
О
X
2 Т
(Т) О о
• о"
о
2.
Медь
Трубка
1
2
3
4
2 6 ,6
2
0 ,1 0
1
о.
о
Б
О
с
Ч увстви тельны й элемент
К аркас
Вы воды О бвя ж з
со
V
ч
X X XX
3
со х
Э
X
X оX X
а>
-О
а
X
ее X •г
X
о
а
X
о. * *- хX Н
м
н
а
V
2
с
1
)
X
V а О О а о. 2 X X
А
с ес
со
X
и
X
ч СО
X
а.
»
а
О О О >» 2 <о
СО 2 а. С
со
СО
со О.
в*
X
н СО и ьа
X п, м X
X н
2Ё
1) СО
С
О
о. <
0
4
>
о. *- X
а.
а
>
а
»
ю
—
ъ
е
а.
а
*2 *- с 0 а> 2
о 7!
0)
X
»
н о. со X
^ ° о.® н СО
н со о н X оаX
<0 со X е* о0) чX
со о С1
с X СО Г 0) со <
0
5
*
о
3 Vо а.
СО
СО 5 0и СС
2 2,
О
с 5
Е* X
*
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
ИМЯ
%
(0
Ои №
н 2
%*
I5 8в
а. х
4> Н
н о.
а
с с
г о
* и
-о
\"
10/12 3/4"
V'
Ч
о
N
ю
4>
4)
а
О
ю
СО
о .
ч
о
н
со
н
2
СО
а. х
>> X
н X
СО О
X
а> а>
С20
2 5°
С
и ^а> а>
о^ в 5— с в
32
30
30
3
30
3
30
3
30
3
60
5
60
5
60
5
60
5
30
5
—
3
60
10
—
5
0-5Э0
—120
до
+ 30
+
о
о§
1/3
1+
133
текания парафина (при остановке низкотемпературного агре­
гата) желательно монтировать так, чтобы головка термометра
была выше конца арматуры.
Двойные термометры имеют два чувствительных элемен­
та, помещенных в одной вправе и одной арматуре, электри­
чески не соединенных между собой и имеющих по два само­
стоятельных вывода. Соответственно четырем выводам в го­
ловке термометра смонтировано четыре зажима.
Термометры, служащие для измерения температуры сре­
ды, находящейся под высоким давлением (30 кг/см2), обозна­
чаются ЭТ-1 и ЭТ-1а, ЭТ-УШ и ЭТ-УШ-а,и ЭТ-Х (медный
термометр сопротивления) и имеют неподвижные штуцеры,
приваренные к защитным трубкам. Неподвижный Vштуцер
имеется также у медного термометра ЭТ-Х1, работающего
при меньшем давлении (5 кг/см2).
Остальные термометры имеют передвижные штуцеры, до­
пускающие установку на разную глубину погружения в изме­
ряемую среду. Совсем не имеет штуцера медный термометр
сопротивления типа ЭТ-ХП, предназначенный для измере­
ния температур помещений, а также — наружного воздуха.
В качестве защитного покрытия применяют никелирование
как наружных защитных трубок, так и штуцеров.
Головки термометров сопротивления делаются литыми из
алюминия, снабжаются выводом для проводов с сальниковым
уплотнением и имеют крышку с резиновой или шнуровой
прокладкой.
Платиновые термометры сопротивления не могут работать
в условиях сильной вибрации. Медные термометры являются
вибрационно устойчивыми.
Выпускаемые в настоящее время термометры сопротивле­
ния и материалы, служащие для их изготовления, должны
удовлетворять следующим техническим требованиям.
1
А. Платиновые термометры сопротивления
а) Все* термометры должны быть взаимозаменяемы*
Это достигается одинаковым сопротивлением термометров
при 0 °С равным 4 6 .0 ^ 0 ,0 5 оМ, и изготовлением их из
ОСТ л г<
материала, удовлетроряюшего тщ г- 6954. Таким образом
все платиновые термометры имеют вполне определенную
величину сопротивления в зависимости от температуры,
т. е определенную градуировку под N° 11 (табл. 9).
б) Выводы от чувствительного элемента до зажимов го­
ловки изготовляются из серебряной проволоки, отожженной
пр^ температуре 500° С.
134
Таблица
9
Градуировка № II платиновых термометров сопротивления
Температура
в °С
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
120
110
100
90
80
70
60
50
40
30
.20
10
0
10
20
30
40
50
'6 0
70
80
90
100
110
120
130
Сопротивление
термом- тров
в омах
23.64
25,55
57,44
29,33
31,21
33,18
34,95
36 80
38,65
40,50
, 42.34
44,17
46.00
47,82
49.64
51.45
53,26
55,(6
56.86
58.65
60,43
62,21
63,99
65,76
67,52
69,28
Температура
в °С
140
150
160
170
180
190
500
210
250
230
240
250
260
270
280
290
ЗСО
320
350
370
400
420
450
470
500
Сопротивление
термометра
в омах
71,03
72,78
74,52
76,56
77,99
79,72
81,44
83.16
84,87
86,58
88.28
89.97
91,66
93.35
95,07
96,70
94,37
101,69
106,63
109,90
114.76
117.97
122,76
125,92
130,62
в) Парафин, применяемый для заливки низкотемператур­
ных термометроз, должен быть чистыц, белый с температурой
плавления не ниже 50° С.
г) Арматура термометров сопротивления должна быть
герметичной и выдерживать соответствующее испытательное
давление (табл. 8).
д) Сопротивление изоляции термометров сопротивления
по отношению к корпусу, а также между элементами двой­
ных термометров сопротивления должно быть не менее
3 мгом при 25 + 10° С и нормальной относительной влажно­
сти (60—80%).
е) Должны быть соблюдены также остальные технические
требования, указанные в табл. 8.
135
*
Б. Медные термометры сопротивления
а)
Все термометры в пределах каждой из двух градуиро
вок (Л% 2 и № 6) должны быть взаимозаменяемы. Это дости­
гается одинаковым сопротивлением термометров, при 0° С
равным 53 + 0,1 ом, и изготовлением их из материалов, тем­
пературный коэфициент которых равен:
Для градуировки № 2 — а »= (4,25 + 0,02) 30“ 3
№ 6 — а = (4,28 + 0,02) 10“ 8
Первая из указанных выше градуировок (№ 2) выпу­
скается только для доукомплектования ранее выпущенных
установок термометров сопротивления. Градуировочные таб­
лицы для медных термометров сопротивления приведены
в табл, 10 и 11.
Таблица
Г радуировка № 2 медных терм ом етров сопротивления
Температура
в °С
—
—
—
—
—
50
40
30
20
10
0
10
20
30
40
50
Сопротивление
термометра
в омах
41,74
43,90
46,24
48,50
50,75
53,00
55,25
57,51
59,76
62,01
64,26
Температура
в °С
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
—
10
Сопротивление
термометра
в омах
66,52
68,77
71,02
73.27
75,53
77,78
80,03
82,28
84,54
86,70
—
б) Выводы от чувствительного элемента до зажимов го­
ловки изготовляются из медной луженой проволоки диамет­
ром 1,5 мм.
в) Арматура термометров сопротивления должна быть
герметичной и выдерживать соответствующее испытательное
давление.
ц"
г) Сопротивление изоляции термометров сопротивления
по отношению к корпусу при температуре 2 5 + 10° С должно
•
быть не менее 5 мгом.
Для большей ясности приводим описание платинового
термометра типа ЭТ-1 (фиг. 75). Термометры этого типа
136
Таблица
11
Градуировка № 6 медных термометров сопротивления
Температура
50
45
40
-35
• 30
■25
20
■15
10
- 5
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
Сопротивление
термометра
в омах
41.66
42,79
43.93
45.06
46,19
47.33
48.46
49,60
Б0.73
51,87
53,00
54,13
65,27
56,41
57,54
58.67
59,81
60.94
62.07
63,21
64.34
Сопротивление
термометра
в омах
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
105
|Ю
115
120
125
130
135
140
145
150
65.48
66,61
67,74
68.88
70,01
71.15
72,28
73.42
74,55
75.68
76. «2
77,95
79,09
80,22
81,36
82.49
83,62
84,76
85,89
87,03
имеют неподвижный штуцер и предназначены для измерения
температур в пределах от 0 до 500° С в трубопроводах и ре­
зервуарах, находящихся под давлением до 30 кг/см 2. Термо­
метры изготовляются различной длины в зависимости от раз­
меров объекта, температура в котором измеряется. Глубина
погружения / термометра (от нижней части резьбы штуцера
до конца оболочки) установлена следующая: 150; 200; 300;
400; 750; 1 300 мм. Расстояние от нижней части резьбы шту­
церной гайки до низа головки принято равным 200 мм вне
зависимости от глубины погружения.
К концам элемента сопротивления приварены концы се­
ребряных выводив. Платиновая проволока, намотанная на
слюдяную пластинку, изолирована с двух сторон тоже слю­
дяными накладками, которые скреплены между собой сереб­
ряными лентами. Выводы изолированы фарфоровыми изоля­
торами (бусами). Весь этот пакет (фиг. 76) помещен во внут­
реннюю металлическую трубу — защитный чехол, выполнен­
ный из нержавеющей стали. В этот чехол по всей длине эле187
мента сопротивления вставлен алюминиевый вкладыш в виде
ласточкина хвос.та.
Защитный чехол помещен в наружную арматуру — трубу
с заваренным дном, неподвижным штуцером и алюминиевой
головкой.
*
•
Часть трубы, которая вводится в измеряемую среду, вы­
полнена из обычной углеродистой или из нержавеющей стали
Фиг. 76. Габаритные
размеры платиновых
термоморов сопро­
тивления типа ЭТ-1,
ЭГ-1а, Э Т УШ
и
ЭТ-УШа.
Фиг. 76. Разрез вну­
треннего вкладыша
термометра
сопро. тивления.
Фиг. 77. Габаригные
размеры платиновых
термометров сопро­
тивления типа Э <'-111,
ЭМИа,
ЭТ-1Х и
ЭТ-1Ха.
(марки ЭЯ-1, ЭЯ-ЦТ). Отрезок трубы, который не вводится
в измеряемую среду, а также штуцерная гайка во всех слу*
чаях выполнены из обычной углеродистой стали и для защиты от коррозии никелированы. Внутри алюминиевой голов­
ки помещен бакелитовый вкладыш с двумя контактными за­
жимами для присоединения проводов, соединяющих термометр с измерительным прибором. Место ввода проводов в го138
ловку уплотнено при помощи сальника и штуцерной гайки.
Крышка снабжена уплотнительной прокладкой.
Аналогично арматуре ЭТ-1 выполнены термометры типа
ЭТ-1а, ЭТ-УШ и ЭТ-УШа. По внутренней конструкции тер­
мометры со значком «а» отличаются тем, что элемент сопро­
тивления и выводы залиты парафином. Термометры ЭТ-УШ
и ЭТ-УШа имеют не один элемент сопротивления, а два,
изолированные друг от друга слюдяными пластинками; соот­
ветственно на бакелитовом вкладыше размещено не два,
а четыре зажима.
Вторым основным типом является термометр типа ЭТ-Ш
(фиг. 77), имеющий передвижной штуцер и предназначенный
для измерения температур от 0 д о . 500° С в трубопроводам
и резервуарах, находящихся под давлением до 3 кг/см2.
Передвижная штуцерная гайка позво­
ляет погружение одного и того же термо­
метра в измеряемую среду производить на
различную глубину. Длина термометра Ь
(от нижней части оболочки до низа голов­
ки), а также переменная глубина погружеНИЯ Апах (от нижней части резьбы штуцера
до конца оболочки) приняты следующие:
Ьв мм.
/шах мм .
500; 750;
400; 650;
1 0С0; 1 ?50; 1 500; 2 0Г0;
.. 900; X15С; 1400; 1 900
Минимальной глубиной (для всех термо­
метров) является 150 мм, чтобы обеспечить
нормальную работу элемента сопротивле­
ния. В остальном арматура ЭТ-Ш схожа
с арматурой ЭТ-1.
Аналогично арматуре ЭТ-Ш выполнены
термометры следующих типов:
ЭТ-Ша — для низких температур с за­
ливкой парафином;
ЭТ-1Х — с двумя элементами сопротив­
ления;
{
ЭТ-1 Ха — с двумя элементами сопротив­
ления и кроме того с парафиновой за­
ливкой.
М е д н ы е т е р м о м е т р ы выполняют­ Фиг. 78. Габарит*
ные размеры мед­
ся тоже нескольких типов.
Термометр ЭТ-Х (фиг. 78) имеет непц^д- н ого термометра
ти­
вижный штуцер и предназначен для изме­ сопротивления
па ЭТ-Х.
рения температур от—50 д о + 1 0 0 °С в
трубопроводах и резервуарах, находящихся под давлением
139
до 30 кг/см*. Глубина погружения / термометра установлена
следующ ая: 150; 200; 300; 400; 750; 1 300 мм. Длина эле­
мента сопротивления ок ол о. 75 мм. Элемент сопротивления
заключен и укреплен >в тонкостенной металлической трубке
с запаянным дном. Медные выводы изолированы кембриковыми трубками и присоединены к двум зажимам головки.
Наружная арматура аналогична арматуре ЭТ-Ь отличаясь от
нее только более тонкой нижней частью наружной защитной
трубки.
и.
ч>иг*-79 Габарит- Фиг. 80. Габаритные размеры Фиг. 81. Габарит- . .
ные размеры медыедного термометра сопроти- ные размеры медI
ного термометра
вления
помещений тила
Л Е Н Т
И
сопротивления ти
сопротивления ти­
па ЭТ-Х1.
ЭТ-XII.
па ЭТ-Х1У.
Термометр типа ЭТ-Х1 (фиг. 79), имея тот же температур­
ный предел измерения, предназначен для работы в трубопро­
водах и резервуарах, находящихся под давлением не более
5 кг!см?. Глубина погружения термометра постоянна и равна
100 мм. Элемент термометра, выполненный так же, как у ти»
па ЭТ-Х, соединен с освинцованным двухжильным кабелем и
герметично изолирован от внешней среды, поэтому этот тер­
мометр может быть полностью погружен <в открытый сосуд.
Термометр типа ЭТ-ХП (фиг. 80) предназначен для изме­
рения температур в различных помещениях (в жилых домах,
складских и производственных помещениях), а так ж е— на­
ружного воздуха. Элемент сопротивления помещен в тонко­
стенной металлической трубке, заключенной для защиты от
механических повреждений и от лучистой теплоты в полиро­
ванный экран с отверстиями.
В корпусе вделаны зажимы для присоединения выводов
элемента сопротивления и соединительных проводов. Ввод
соединительных проводов в корпус и крышка из пластмассы
снабжены уплотнением, обеспечивающим вл агонеп рон иц ае мость.
*
—■
Термометр типа ЭТ-Х1У (фиг. 81) предназначен для рабо­
ты в трубопроводах и резервуарах, находящихся под давле­
нием до 3 кг/см*, и снабжен передвижным штуцером. Длина
термометра Ь, а также переменная глубина погружения /
установлены следующие:
.
Ь в мм. 500; 750; 1000; 1250; 1500; 2000;
/ш>х в мм
400; 650;
900; 1150; 1 400; 1 900;
/ш1п для всех термометров 150 мм.
Измерительная схема
В качестве измерительного прибора в установках термо­
метров сопротивления применяют логометр — измеритель
отношения сил токов. Принципом, положенным в основу из­
мерения сопротивления термометра при помощи логометра,
является измерение отношения сил токов в двух параллель­
ных цепях, питаемых от общего источника тока, например,
купроксного выпрямителя, причем в одну цепь включен изме­
ряемый термометр. Ток каждой цепи проходит через одну
из двух электрически независимых, но механически связан­
ных между собой рамок (катушек), могущих поворачиваться
в поле постоянного магнита. От взаимодействия токов, про­
ходящих через рамки, с магнитным полем создаются два
вращающих момента, приложенных к соответствующим рам­
кам и направленных навстречу друг другу. Результирующий
вращающий момент, равный разности обоих моментов, пово­
рачивает систему до тех пор, пока изменяющиеся при этом
моменты не уравновесятся друг с другом и в системе не соз­
дастся равновесие. В логометре избыточный момент враще­
ния одной из рамок уравновешивается вследствие того, что
141
при повороте подвижной системы рамка с меньшим крутя­
щим моментом вступает в область более сильного магнитного
поля и поэтому момент ее увеличивается, у другой ж е рамки
момент постоянен и этим дости гается равновесие.
При этом получается, что определенному отношению сил
токов или, иначе, определенному соотношению сопротивле­
ний цепей соответствует одно определенное положение по­
движной системы логометра. Отсюда можно проградуиро­
вать логометр в градусах температуры, если одно из сопро­
тивлений будет постоянным, а другое переменным, завися­
щим от температуры. Отношение токов в цепях не зависит
от напряжения общего для обеих цепей источника тока. П о­
этому возможные колебания этого напряжения не должны
отраж аться на показаниях прибора,
если эти колебания не превосходят умцц—
+10%.
Фаг. 82. Сердечник
л огом етра.
Фиг.83. Принципиальная схема логом етра.
Фиг. 84. Э лектрическая схема измерения температур
при помощи л о ю м етр а .
Логометры сою зного производства имеют рамки, распо­
ложенные в одной -плоскости. Неодинаковость вращающих
моментов рамок в различных положениях достигается неоди­
наковой активной высотой зазора, что получается при помо­
щи сердечника с непараллельными друг другу нижними осно­
ваниями (фиг. 82).
Принципиальная электрическая схема логометра и вид
сердечника сверху приведены на фиг. 83, практическая же
145
,
схема несколько усложнена по сравнению с приведенной й
дана на фиг. 84. Здесь приняты следующие обозначения:
г(те — сопротивление самого термометра;
— Щ — рамка постояннного зазора;
Кр — [ амка переменного зазора;
.
— подгоночное сопротивление для подгонки сопротив­
ления проводов к 5 ом;
— эталонное сопротивление, равное сопротивлению
термометра при определенной температуре;
— сопротивление рамки возвратителя.
Остальные сопротивления служат для подгонки схемы
при вьшуске прибора заводом-изготовителем. Схема питает­
ся от аккумуляторной батареи напряжением .4 V или от
источника Сетевого питания того ж е напряжения. Принцип
работы схемы был указан выше.
Так как медь и платина, из которых изготовляются тер­
мометры сопротивления, имеют неодинаковые температурные
коэфициенты и разные начальные (при 0° С) сопротивления,
то лого^етф может работать или с платиновым .или с мед­
ным термометром одной и той же градуировки.
1
Монтаж термометров сопротивления
При определении глубины
погружения термометра сопро­
тивления в измеряемую сре­
ду необходимо, чтобы в сере­
дине потока находилась сере­
дина чувствительного элемен­
та, а так как его длина около
100 мм, то конец оболочки
должен переходить ось пото­
ка примерно на 50—70 мм.
Необходимо кроме того, чтобы
глубина погружения была не
менее 150, лучше 200 мм,
иначе теплоотдача по оболоч­
ке в окружающую среду мо­
жет исказить показания. Мед­
ные термометры имеют чувст­
вительный
элемент
длиной
около 40 мм,' что м
дает возможносТЬ применить меньшую
глубину погружения.
На фиг. 85 приведен монтаж
стке трубопровода с указанием
.
фаг- ** Монтаж термометра сопротивления на прямом участке
трубопровода или на плоскости,
термометра на прямом уча­
основных размеров бобышЙ8
ки. В качестве уплотнительной прокладки применяется асбесто-алюминиевая шайба, поставляемая комплектно с термо­
метром. В зависимости от условий монтажа эта шайба мо­
жет быть заменена какой-либо другой. .
На фиг. 86 изображен монтаж термометра на трубопро­
воде малого диаметра под углом, чем достигается достаточ­
ная глубина погружения. Для лучшей теплопередачи от из-
Фиг. 85. Монтаж термометра сопротивления на трубопроводе малого
диаметра.
Фиг. 87. Монтчж термометра солротивлення на колене трубопро*
вода.
меряемой среды к чувствительному элементу нужно устанавливать термометр навстречу потоку.
На фиг. 87 дан вариант монтажа термометра сопротив­
ления на колене трубопровода; как и в предыдущем случае
термометр поставлен навстречу потоку.
Подвод проводов к головке термометра осуществляется
гибким шлангом, предохраняющим провод от изломов и ме­
ханических повреждений. Монтаж соединительных проводов
от термометров до измерительных приборов производится по
нормам для сильноточных Электрических проводов. Сечение
медных проводов не рекомендуется по соображениям проч­
ности брать менее 1,5 мм2, при этом общее сопротивление
линии в оба конца не должно превышать 5 ом.
Неполадки в работе термометров сопротивления будут
рассмотрены в разделе вторичных приборов (логометров).
144
6. ПИРОМЕТРИЧЕСКИЕ МИЛЛИВОЛЬТМЕТРЫ
Основные детали магнитной и подвижной системы
Величина термо-э. д. с., развиваем ая термопарой, невели­
ка, достигая 63 т У (термопара ТБ при 1 300°); нередко при­
меняются приборы, у которых вся ш кала долж на иметь
16 шУ (термопара ТП при 1 600° С). Единственным прибором,
подходящим для такого рода эксплоатационных измерений,
является м и л л и в о л ь т м е т р магнитоэлектрической си­
стемы. Приведем основные технические требования и описа­
ние деталей и узлов этого прибора.
М а г н и т изготовляется из хромовой или вольфрамовой
стали; он имеет обычно подковообразную форму, наиболее
простую п о технологии и удовлетворительную в отношении
распределения магнитного потока.
С е р д е ч н и к и п о л ю с н ы е б а ш м а к и , служащие
д л я создания равномерности магнитного потока в зоне вра­
щения рамки, изготовляются из мягкого ж ел еза. Сердечник
и полюсные башмаки должны образовать равномерный коль­
цевой цилиндрический зазор, чем и достигается необходимая
равномерность магнитного потока. Д л я регулирования вели­
чины магнитного потока в целях применения однотипных д е ­
талей (рамок, волосков я т. д.) и получения одинаковой ха­
рактеристики приборов применяется магнитный шуНт, — ж е ­
лезная пластинка, укрепленная на торце магнита (полюсных
башмаков).
Располагая ее различно по отношению к полюсным нако­
нечникам, можно создать то или другое ослабление магнит­
ного потока в цилиндрическом зазоре. (Не надо смешивать
такой магнитный шунт с шунтом переменной магнитной про­
ницаемости). *
Р а м к а наматывается из тонкой эмалированной медной
или алюминиевой проволоки диаметром 0,07—0,08 мм. С о­
противление рамки колеблется от 50—70 о м — для профиль­
ных милливольтметров (ПГУ), работающих с неблагородны­
ми термопарами, и д о 190—210 ом д ля ПГУ с благород­
ными термопарами и для самопишущих и контактных милли­
вольтметров. Число витков в зависимости от величины со­
противления рамки колеблется от 170 и до 350. Обычно рам­
ки наматываются на разъемный шаблон, промазываются ба­
келитовым или другим лаком, образующим (после подсуш­
ки) из отдельных витков монолитную деталь, на которой
крепятся площадки кернов, стрелка и т. д. Некоторые са10 Приборы тепл, контроле элехтростаяцнв
145
мопишущие и контактные милливольтметры, работающие
с неблагородными термопарами на высокие пределы изме­
рений (на большую термо-э. д. с.), имеют рамку, намотан­
ную на тонком алюминиевом каркасе, что улучшает механи­
ческую прочность и затухание колебаний подвижной систе­
мы, но сильно увеличивает вес подвижной системы и тре­
бует подвесок с сечением почти в 1,5 раза большим. Это
увеличивает момент сопротивления кручения и делает кар­
касные рамки применимыми только при измерении э. д. с.
сравнительной большей величины.
К е р н ы и а г а т о в ы е о п о р ы (агаты) составляют
наиболее ответственную кинематическую пару. Для умень­
шения момента трения желательно иметь опорные поверхно­
сти наименьших размеров (радиусов), но при этом в местах
соприкосновения керна с агатом возникают высокие удель­
ные давления, достигающие до 150—300 кг!мм,2, чем созда­
ются тяжелые условия для работы этой кинематической па­
ры; при транспортировке, а также при вибрационной нагруз­
ке во время эксплоатации эти усилия еще более увеличива­
ются. Для уменьшения величины удельного давления в опо­
рах керны и агаты заканчиваются не острием, а сферической
поверхностью. Радиус закругления для кернов берется от
25—30 до 70—80 микрон (микрон — тысячная доля милли­
метра); последние цифры относятся к приборам с тяжелой
подвижной системой — к профильным милливольтметрам (за
исключением приборов со шкалой 0—1 600° С, имеющих
керны меньшего радиуса). Радиус закругления агатов
выполняют от 125— 150 до 350—400 микрон. Отношение меж­
ду радиусами закругления кернов и агатов составляет 1 :5
для 'приборов с вертикальным расположением оси рамки
(переносные, профильные) и 1: 10 для приборов с горизон­
тальной осью рамки. Керны изготовляются из высококачест­
венной углеродистой или специальной стали, подвергаются
только закалке или закалке со слабым отпуском и тщатель­
но обрабатываются с зеркальной полировкой конуса и в осо­
бенности сферической поверхности. Опоры изготовляются из
естественного агата, подвергающегося тщательной проверке
на твердость и однородность, отбраковке и такой же тща­
тельной, как и керны, шолировке до зеркального блеска,
особенно сферического кратера.
В о л о с к и (пружинки) служат для создания противо­
действующего момента и подвода тока в кернозых приборах.
Изготовляются они из тонкой ленты фосфористой бронзы и
классифицируются по противодействующему моменту, отне­
сенному к углу закручивания в 90°. Обычно момент одной
146
спиральной пружинки Колеблется от 65— 100 мг • мм длй
переносных приборов до 100—300 м г-л ш для стационар­
ных профильных приборов. Пружинки с бблыпим упругим
моментом создаю т более уверенную работу подвижной си­
стемы, що могут применяться только при больших вращ аю ­
щих моментах в подвижной системе (при больших значениях
измеряемой термо-э. д. с., при большом числе ампервитков
рамки).
Р а с т я ж к и предназначены преж де всего д л я подвески
подвижной системы в междужелезном пространстве (зам е­
няя тем самым керны с агатами), кроме того они ж е явл я­
ются противодействующим элементом (играя таким образом
роль пружины). Преимуществом растяж ек является отсутст­
вие при их применении вредного момента трения в подвиж­
ной системе, недостатком ж е — большие габариты узла креп­
ления и натяга растяж ек, ограничивающие их область при­
менения только самопишущими и контактными приборами.
Растяж ки переносят толчки и вибрацию несколько лучше,
чем керны. Если керны .могут затупиться и увеличить момент
трения, то растяжки работают без всяких искажений пока­
заний прибора или ж е выходят из строя совсем — обрыва­
ются. Размеры растяж ек: длина 30—31 мм, ширина 0,2 мм
и толщина 0,012—0,02 мм. У рамок с каркасом верхняя рас­
тяж ка ставится обычно шириной 0,3 мм для придания боль­
шей надежности. М атериалам для изготсив'ления растяж ек
служит фосфористая 'бронза.
П л о щ а д к и служат д ля прикрепления стрелки, грузи­
ков, волосков и кернов (или вместо двух последних— растя­
ж ек) к рамке. И зготовляю тся они из тонкой листовой лату­
ни при помощи просечки. К ним предъявляется одно основ­
ное требование — наименьший вес и механическая прочность
во избеж ание деформации и изменения относительного по­
лож ения скрепляемых ею деталей.
С т р е л к а изготовляется из трубчатого алюминия или
дю раля. Трубчатая ф орма обеспечивает при малом весе ме­
ханическую прочность и отсутствие прогибов, что особенно
в аж н о при уравновешивании прибора во время балансировки
подвижной системы.
Г р у з и к и изготовляются из латуни и навертываются на
два балансировочных усика, снабженных резьбой. Во избе­
жание отвинчивания грузики крепятся при помощи шеллака,
подогреваемого паяльником. При помощи ш еллака крепятся
в своих гнездах, дополнительно к обжиму, такж е стрелка,
оправки д ля усиков и т. д.
10*
147
Технические условия на милливольтметры, конструкций
В настоящем разделе приводятся в сокращенном виде
необходимые для эксплоатационников технические условия
на приборы: а) ГПЛП и ГНЛП — переносные контрольные I
приборы (обозначаются иногда ГПКП и ГНКП) для работы |
с термопарой типа ТП (ГП ЛП ) и с другими (ГНЛП); I
б) ПГУ — профильные милливольтметры утопленного м о н та-1
ж а; в) С Г — самопишущие милливольтметры; г) КГ — кон- I
тактные милливольтметры.
а) М и л л и в о л ь т м е т р ы
т и п а ГП ЛП и ГНЛП
I
1. К о р р е к т о р прибора долж ен отводить стрелку от I
начальной отметки шкалы в левую сторону на 2°/о, в пра- I
вую — на 6°/о длины шкалы.
2. А р р е т и р о в а н и е (электрическое), за исключением ?
приборов ГН ЛП для оптического пирометра, долж но быть I
таково (при замкнутой накоротко рамке), чтобы при резком
■повороте прибора в горизонтальной плоскости движение |
стрелки было плавным и успокоенным.
3. Г р а д у и р о в к а г р а д у с н о й ш к а л ы приборов
термоэлектрической группы долж на быть произведена с уче- ;
том сопротивления внешней цепи, т. е. термопары, компен- 1
еационных и медных проводов; эта величина обозначается
на ш кале прибора.
4. Г р а д у и р о в к а
шкал
в милливольтах
и
н а н е с е н и е к о н т р о л ь н ы х о т м е т о к должны быть 1
произведены в соответствии с напряжением, подаваемым не- ]
посредственно на зажимы прибора, без учета сопротивления
внешней цепи.
5. Г р а д у и р о в о ч н а я п о г р е ш н о с т ь (погрешность
приборов от неточности градуировки по градусной и милли- :
вольтовой шкалам, а равно от неточности нанесения репер­
ных точек) не долж на превосходить + 0 ,4 % для ГПЛП и
^ 0 ,5 % для ГН ЛП , считая от максимального значения ш ка­
лы, при любом показании прибора, при окружающ ей темпе­
ратуре + 2 0 ° С и при уничтожении погрешностей от вариа­
ции. Основная погрешность не долж на превосходить + 1 % .
П р и м е ч а н и е . Под вариацией как для этих приборов, так
и для всех д угих понимается разноси» между п о к а за н и я'и при*
бо| а, соответствую щ ими о!ном у и тому ж е знач нию измеряемой
величины ппй плавном подходе ее один раз сверху, др у ю й раз
снизу, отнесенная к >олному значению шкапы прибора.
6. Т е м п е р а т у р н ы й
коэфициент
для
всех
п р и б о р о в кроме ГН ЛП для оптического пирометра не
долж ен превышать 1 • 10-8 на 1° С.
148
7. У р а в н о в е ш е н н о с т ь должна быть такова, чтобы
при наклоне прибора в любом направлении на 5° от нормаль­
ного показания изменялись не более чем на + 1% длины
шкалы. При испытании прибор должен быть под напряже­
нием, равным */* максимального значения шкалы.
8. В а р и а ц и я показаний приборов не должна превос­
ходить величины основной погрешности, т. е. 1%.
9. В л и я н и е в н е ш н е г о м а г н и т н о г о п о л я : по­
казания прибора не должны изменяться больше чем на 2%
данного показания, когда рядом с ним вплотную распо­
лагается однотипный прибор, д о этого находившийся на рас­
стоянии не менее 1 м.
10. И з о л я ц и я электрической проводки относительно
корпуса должна выдерживать испытание на пробой перемен­
ным током частотой 50 гц , . напряжением 500 V в течение
1 мин. при мощности испытательной установки не менее
0,5 кУА.
б) М и л л и в о л ь т м е т р ы
т и п а ПГУ
Пункты 3 ,4 , 9, 10 технических условий для ГПЛП и ГНЛП
полностью сохраняются и для милливольтметров типа ПГУ.
Ниже в сокращенной формулировке приведены остальные
пункты технических условий для ПГУ.
1. К о р р е к т о р прибора должен отводить стрелку не
менее чем на 5 мм влево и на 15 мм вправо от нулевой от­
метки.
2. А р р е т и р о в а н и е (электрическое) должно обеспе­
чивать плавное, без колебаний, установление стрелки на ну­
левую отметку шкалы при замыкании арретира.
5. Г р а д у и р о в о ч н а я п о г р е ш н о с т ь не должна
превышать +0,8°/» верхнего предела шкалы, а основная
± 1 ,5 % .
6. Т е м п е р а т у р н ы й к о э ф и ц и е н т не должен пре­
вышать 1,5 • 10“ 3 на 1° С.
7. У р а в н о в е ш е н н о с т ь п р и б о р а — изменение по­
казаний не должно превышать 1,5% длины шкалы.
8. В а р и а ц и я не должна превышать 1,5% верхнего
предела шкалы.
в) С а м о п и ш у щ и й
милливольтметр
типаСГ
Пункты 3, 4, 9, 10 технических условий для ГПЛП я
ГНЛП полностью сохраняются и для самопишущих милли­
вольтметров типа С Г. Измененные пункты изложены сокра­
щенно.
И9
1. К о р р е к т о р прибора должен отводить стрелку от
нулевой черты шкалы в левую сторону до упора, а а правую
не менее чем на 15 мм, причем передвижение стрелки долж ­
но быть плавным.
2. А р р е т и р о в а н и е (электрическое) должно быть та­
ким, чтобы при резком замыкании арретира стрелка прибора
проходила путь от середины шкалы за время не менее 4 сек.
5. О с н о в н а я п о г р е ш н о с т ь не должна превышать
+ 1 % от длины шкалы; добавочная погрешность сверх основ­
ной от градуировки контрольной линейки не должна превос­
ходить + 0 ,3 % от длины шкалы.
6. Т е 'м т е р а т у р1 Ны) й к о э ф и ц и е нт прибора >в зави­
симости от предела измерения колеблется о т ' 1 - 10—!5 до
2 • 10~3 и наносится в случае наличия шунта термомагнитной
компенсации на шкале а или вычисляется по отношению мед­
ного и манганинового сопротивлений.
7. У р а в н о в е ш е н н о с т ь должна быть такова, чтобы
показания прибора при наклоне его в любом направлении на
5° от нормального изменялись не более чем на 1% длины
шкалы.
В а р и а ц и и (п. 8) прибор не имеет, так как вредного
момента трения у него нет.
Кроме этих основных, общих для всех приборов техниче­
ских условий для С Г имеют место следующие добавочные
технические условия;
11. Н а ч а л о и к о н е ц ш к а л ы прибора должны сов­
падать с крайними линиями диаграммной бумаги с допус­
кам + 0 ,5 мм.
12. П о г р е ш н о с т ь
продвижения
диаграммной
бумаги по Времени не должна превышать + 1 0 мин. (за
24 часа (при любой скорости подачи.
г) К о н т а к т н ы й
м и л л и в о л ь т м е т р т и п а КГ
Характеристика полностью соответствует С Г, кроме пунк­
тов, касающихся записи и линейки, т. е. кроме второй фра­
зы п. 5 и кроме (п. 11 и 12.
Приведем краткое о п и с а н и е к о н с т р у к ц и и основ­
ных пирометрических милливольтметров.
ПГУ — п р о ф и л ь н ы й м и л л и в о л ь т м е т р
утоп­
л е н н о г о т и п а — предназначен для монтажа на щитах.
Внутренний вид ПГУ с изображением основных деталей
приведен на фиг. 88. Подвижная система ПГУ состоит из
рамки 1, которая может вращаться в зазоре, образуемом
сердечником 5 и полюсными башмаками постоянного матни*
;.го
та 6. Рамка имеет внутренние керны 2, опирающиеся на
агатовые подпятники, укрепленные в сердечнике 5. Проти­
водействующий момент (уравновешивающий вращающий мо­
мент, образуемый взаимодействием тока, проходящего по
рамке 1 и магнитного поля) создается двумя пружинками 3,
Д ля уменьшения влияния температуры окружающей среды
на показания ПГУ применяется термомагнитная компенса­
Фиг. 88. Внутренний вид профильного милливольтметра ПГУ.
ция, осуществленная с помощью шунтов. Корректор 7 слу­
жит для установки стрелки выключенного прибора на тем­
пературу свободных концов термопары. Вращая винт 8, вы­
веденный на лицевую раму прибора, изменяют угол закру­
чивания пружинки 3 и устанавливают стрелку 4 на отметку
шкалы, соответствующую температуре свободных концов
термопары. Арретир 9 предназначен для замыкания нако­
ротко цепи рамки 1 при переноске и транспортировке при­
бора. Д ля того чтобы заарретировать подвижную систему,
вращают винт 10 до тех пор, пока не замкнется контакт 11.
ПГУ в зависимости от типа термопар и условий работы
выпускается с разными пределами шкал. Габаритные раз­
меры 1ПГУ приведены на фиг. 89
15?
ГНЗС — м и л л и в о л ь т м е т р
с т а ц и о н а р н ы й на­
с т е н н ы й — предназначен для одиночного монтажа на
стене, колонке или кронштейне. Прибор имеет корректор
— гЛ
Разрез по Л ‘
ВИЙ
Узел крепления на
ординарной понеоц
Разрезпо СМ
Фиг. 89. Габаритные размеры профильного милливольтметра ПГУ.
для установки стрелки
на температуру сво­
бодных концов термо­
пары. Крышка прибо­
ра сделана из пласт­
массы, кожух—из ж е­
леза. Габаритные раз­
меры ГНЗС даны на
фиг. 90.
СГ—м и л л и в о л ь т )
== Ц м е т р
самоцишу/
► Ш Йу Г) Щи й — предназначен
| для
автоматической
записи температурных
кривых одной и более
Фиг. 90. Габаритные размеры настенного
(3 и 6) термопар. При­
милливольтметра ГНЗС.
бор имеет застеклен­
ную переднюю крышку, через которую видны: шкала милли­
вольтметра, стрелка для непосредственного отсчета по шка152
ле, ном ер и цвет записы ваемой в д а н н о е время кривой,
а так ж е отр езок бум аж н ой ленты длиной ок оло 340 мм. В от­
личие от описанны х выше милливольтметров подвиж ная си*
стема С Г выполнена не на кернах, а на подвесках (фиг. 91).
Запись на бум аж ной ленте происходит ударам и (через к а ж ­
ды е 20 сек.) д уж к и 4 (фиг. 92) по стрелке 5. В м естах со-
Фиг. 92. Схема механизма для за*
пи ш ущ его м илливольтметра СГ.
1 — н и ж н я я п о д в е с к а : 2 — рамка; 3 - г р у вики для б а л а н с и р о в к и с и с т е м ы : 4 —верх­
няя п о д в е с к а ; 5 — С1р е д к а .
писи и для перемещ ения диаграм*
мной бумаги.
прикосновения стрелки с пишущим роликом 3 красящая лен­
та 6 оставляет на диаграммной ленте 2 ряд точек, образую ­
щих температурную кривую. Диаграммная лента сматывается
с рулона, который помещ ен позади откидной фермы, п ро­
ходит над пишущим валиком и протягивается с помощью ба­
рабана 1 со штифтами, попадающими в отверстия по обеим
сторонам ленты. Скорость передвижения диаграммной ленты
м ож ет быть установлена на три значения: 20, 40 и 60 мм з
час. Самопишущие милливольтметры для записи трех и ш е­
сти кривых снабжены автоматическим двухполюсным пере­
ключателем, выполненным в виде ртутно-стеклянных выклю-
153
чателей (по 2 штуки на термопару), поочередно включаемых
механизмом милливольтметра (фиг. 93). Чтобы различать кри­
вые разных термопар, они записываются точками разных цве­
тов. Все операции — передви­
жение бумаги, переключение
термопар, перемена цветов за­
писи и сама запись — осуще­
ствляются двигателем Ворре­
на, встроенным в корпус мил­
ливольтметра. Число оборотов
зависит от числа периодов в
ш
4
и— 2/5-
Фиг. 93. Ртутно - стеклянный пере­
ключатель.
7 — выключено; 2 — включено.
□
Фиг. 94. Габаритные размеры са­
мопишущего
милливольтметра
д л я выступающего мовтажа.
ФиЪ. 95. Габаритные размеры самопишущего милливольтметра для
утопленного монтажа и вырез в щите.
электрической сети, а потому колебания напряжения не
влияют на число оборотов. Двигатель приключается в сеть
напряжением 220 или 127 V, 50 пер/сек через соответствую­
щий понизительный трансформатор на 12 V.
Самопишущие милливольтметры по внешнему оформлению
подразделяются на два типа: для выступающего монтажа
154
(фиг. 94) и д л я утопленного монтажа (фиг. 95). Каждый из
этих типов выпускается д л я записи одной, трех или шести
температурных^ кривых, обозначаемых:
Для вы ступаю щ его монтаж а
на одну к р и в у ю ..........................СГ-1
. три к р и в ы х .............................. СГ-3
» ш е с т ь ......................................... СГ-6
Для утопленного монтажа
СГ-1У
СГ-ЗУ
СГ-6У
Приборы д ля утопленного монтажа выпускаются в зави­
симости от способа прокладки проводов следующего оформ­
ления.
1. П ровода подводятся к прибору открытой подводкой,
прибор не имеет ни герметических вводов, ни штуцерных гаек
(тип СГ-1 У, СГ-ЗУ, СГ-6У).
2. П ровода подводятся к прибору в газовых трубах, при­
бор имеет герметические вводы, но штуцерные гайки отсутст­
вуют (тип СГЧУ т, СГ-ЗУт, С Г-бУт).
3. Провода подводятся к прибору в гибком шланге, при­
бор имеет герметические вводы и штуцерные гайки (тип
СГ-1Уш, СГ-ЗУш, СГ-бУш).
Кроме этих наиболее часто встречающихся в экоплоатации приборов приборостроительной промышленностью Союза
выпускаются следующие пирометрические милливольтметры.
КГ — к о н т а к т н ы й
м и л л и в о л ь т м е т р — служит
для сигнализации и регулирования температур. К ак и само­
пишущий милливольтметр, КГ имеет падающую дужку. В от­
личие от С Г эта дуж ка не осуществляет записи температур­
ных кривых, а через стрелку включает в зависимости от по­
лож ения стрелки тот или другой ртутный выключатель. П о­
следние электрически связаны или со световым (или звуко­
вым) сигналом или с наполнительным механизмом.
ГП Л П
и ГН ЛП — п е р е н о с н ы е к о н т р о л ь н ы е
м и л л и в о л ь т м е т р ы — служ ат для проверки приборов на
месте их эксплоатации, для периодических замеров и конт­
рольных испытаний. И змерительная система смонтирована в
корпусе из пластмассы. Приборы снабжены корректором и
электрическим арретиром.
Проверка пирометрических милливольтметров
П еред монтажем на рабочее место всякий пирометриче­
ский милливольтметр долж ен пройти лабораторную проверку.
При этом проверяю тся все технические требования, предъяв­
ляемы е к прибору, и составляется паспорт на прибор по спе­
циальным инструкциям. Провереннйй лабораторией прибор
155
поступает для монтажа. Непосредственно перед его установ­
кой на щит необходимо выявить неполадки, которые могли
произойти при доставке прибора на место монтажа, во время
хранения и т. п.
С этой целью производят:
а) внешний осмотр прибора;
б) проверку на отсутствие обрывов в цепи прибора;
в) проверку на отсутствие затираний;
г) проверку на балансировку подвижной системы.
Внешним осмотром
необходимо установить от­
сутствие царапин, особенно на передней стороне корпуса, це­
лость стекла, пломб и т. п.; одновременно проверяют работу
корректора (можно ли установить стрелку прибора на на­
чальную отметку шкалы и отвести стрелку от этой отметки,
руководствуясь/ данными технических условий на этот при­
бор); также проверяют, соответствует ли шкала прибора усло­
виям работы и совпадает ли градуировка прибора с градуи­
ровкой устанавливаемой или работающей термопары и т. д.
От с утс т в ие обрыва в цепи прибора и за­
т и р а н и й определяется присоединением к прибору источни­
ка регулируемого напряжения или какой-либо термопары.
Можно взять медную проволоку, скрутить или лучше сварить
в одном конце с константановой {или Копелевой) проволокой.
Диаметр проволок 0,5—0,7 мм, длина 100—200 мм. Присое­
динив свободные 'концы термопары к прибору и нагревая ра­
бочий конец на спичке или опиртовке, наблюдают за ходом
стрелки вдоль шкалы, причем производить это лучше прв
остывании. Наличие з а т и р а н и й выявится неплавностью
хода стрелки, рывками. Наличие о б р ы в а характеризуется
отсутствием отклонений подвижной системы.
Состояние б а л а н с и р о в к и проверяется наклонением
прибора во все стороны от нормального положения и наблю­
дением за отходом стрелки от первоначального положения.
Монтаж пирометрических милливольтметров и налаживание
их работы
Прибор должен быть установлен в месте, указанном в
проекте. Если монтажнику кажется, что в проекте допущена
ошибка или изменились условия работы (установлены новые
агрегаты, переделана топка и т. д.), то отступление от проек­
та допустимо лишь с согласия руководящего персонала. При
монтаже одиночных приборов без проекта нужно иметь в
виду удобство наблюдения показаний обслуживающим пер15$
соналом, а также нужно считаться с нагревом от горячего
агрегата (топка, форсунка), с вибрацией и т. п., устраняя по
мере возможности эти вредные влияния. В качестве защиты
от лучеиспускания можно установить щиток, осуществить об*
дувку прибора воздухом; для защиты от вибрации прихо­
дится устанавливать на амортизаторах, на капитальной стене
■или, наоборот, ставить прибор (шш его щит) на самом агре­
гате и т. п.
Если щит, на котором устанавливают 'прибор, не имеет
разделанных проводов, то необходимо тщательное выполне­
ние всякого рода присоединений: все зажимы должны быть
хорошо очищены от пыли и ржавчины, контактные винты
снабжены шайбами и плотно затянуты, концы проводов за­
лужены и т. п.
Нельзя допускать применения ненадежных разъемных
соединений, например обыкновенных штепсельных розеток и
вилок. Прокладка проводов на щите вместе с соединитель­
ными проводами должна быть проверена на отсутствие за­
земления и правильность присоединения и т. п. Проверка
производится индуктором или меггером. Прибор при этой
проверке должен быть отключен, так как иначе возможно
разрушение его подвижной системы.
При монтаже нельзя подвергать приборы воздействию
ударов и загрязнениям. Недопустимо сверлить крупные от­
верстия в щите, клепать щит и выправлять его при установ­
ленных на нем приборах; приборы должны быть сняты, чтобы
уберечь их от повреждений. Должна быть соблюдена пра­
вильная установка приборов как в вертикальном, так н гори­
зонтальном положениях. Помимо этого необходимо тщатель­
ное оформление монтажа: высокое качество окраски щита,
четкое и красивое выполнение надписей, аккуратные изгибы
и крепление проводов скобками и т. л.
После проверки выполнения монтажа приступают к на­
ладке приборов, состоящей в основном в подгонке сопротив­
ления линий и в проверке правильной полярности присоеди­
нения проводов к термопаре и измерительному прибору.
Д л я п о д г о н к и с о п р о т и в л е н и я линии замеряют
ее общее сопротивление (т. е. термопары, компенсационных
проводов и медных проводов) и доводят его до указанной на
шкале величины гвн подгонкой манганинового сопротивления,
находящегося на подгоночной (уравнительной) катушке обыч­
но на задней стороне щита. Температуры рабочего конца
термопары, ее головки и места соединения компенсационных
проводов с медными должны при замере сопротивления цепи
быть одинаковыми (неодинаковость температур вызовет по157
явление термо-э. Д. с. и неправильные результаты измерения
сопротивления). Д ля большей уверенности в результатах за­
мера рекомендуется производить его дважды, меняя места
присоединения цепи к измерительному мостику и беря среднее
арифметическое из двух показаний.
П о л я р н о с т ь соединений должна быть проверена в
следующих местах:
а) в головке термопары — присоединение - компенсацион­
ных проводов к электродам термопары;
б) в месте присоединения компенсационного провода
к компенсационному же, если такой переход имеется;
в) в месте присоединения прибора к цепи.
П у н к т «а» проверяется легким нагреванием головки
термопары; отсутствие изменения показаний прибора указы­
вает на правильность присоединения компенсационных про­
водов к электродам; неправильное присоединение (Наличие
изменения показаний) устраняется переключением проводов
в головке термопары.
П у н к т «б» проверяется нагреванием соответствующего
места соединения; правильность присоединения определяет­
ся тоже отсутствием изменения показаний измерительного
прибора; в случае неправильного присоединения необходимо
переключить провода в этом месте.
П у н к т «в» проверяется нагреванием рабочего конца
термопары и наблюдением за отклонением стрелки; непра­
вильность присоединения (уход стрелки влево) исправляется
переключением проводов при вводе в милливольтметр.
Если проводка сделана только медным проводом или
компенсационная проводка выполнена целым проводом, про­
верки по пунктам «а» и «б» соответственно отпадают.
После подгонки линии и проверки правильности присое­
динения рекомендуется проверить показания пирометриче­
ского комплекта в целом.
Может быть рекомендована установка рядом с рабочей
термопарой проверенной контрольной термопары, работаю­
щей со своим контрольным прибором (контрольным милли­
вольтметром или потенциометром). Рабочие концы термопар
должны находиться в непосредственной близости друг к
другу, в одинаковых температурных условиях. При наличии
разных показаний, выходящих из допустимых пределов, не­
обходимо произвести проверку правильности присоединений,
подгонки и т. п.
При ненахождении причин неправильных показаний нуж­
но обратиться к помощи лаборатории для выявления и уст­
ранения неполадок.
158
Эксплоатация и ремонт пирометрических милливольтметров
Уход за приборами во время эксплоатации заключается
в периодической проверке их показаний с помощью конт­
рольной термопары и контрольного измерительного прибора.
Сроки проверки бывают весьма различны: от одного ра­
за в смену до одного раза в полмесяца. Сроки устанавли­
ваются от важности места замера и от температурных пре­
делов работы термопары. Н е реж е одного раза в день дол­
ж на производиться проверка установки стрелки на темпе­
ратуру свободных концов. Одновременно долж но быть обес­
печено постоянство температуры свободных концов, их тер­
мостатирование.
Смена пишущих лент и снятие диаграммной бумаги у с а ­
мопишущих милливольтметров производятся в зависимости
от условий работы и производственных инструкций.
Не реж е одного раза в шесть месяцев долж на быть про ­
изведена проверка всего термоэлектрического комплекта в
лаборатории; одновременно долж на быть проверена на ме­
сте проводка.
Рассмотрим наиболее часто встречающиеся неполадки в
работе приборов и способы их устранения.
З а т и р а н и е п о д в и ж н о й с и с т е м ы выражается
в неплавном ходе стрелки, передвижении рывками. Если
затирание проявляется в одном-двух местах, то причиной
этому будет попадание пыли, ворсинок в зазор между сер­
дечником и полюсными надставками, поднятие ранее при­
жатых ворсинок на шкальной бумаге и г. п. Устранение —
продувка прибора, снятие пинцетом крупных ворсинок, при­
глаживание бумаги.
Если затирание появилось по всей шкале, то это указы ­
вает на увеличение трения между кернами и агатовыми под­
пятниками. Ч ащ е всего срабаты вается керн или в лунке ага­
та появляются окислы сработавш егося металла, или, нако­
нец, появляется добавочное давление керна на агат (закли­
нивание) вследствие деформации рамки. Необходимо зам е­
нить керны, 'иногда такж е подпятники, иногда и всю под­
вижную систему.
З а к и д ы в а н и е и с л и п а н и е в о л о с к о в вы яв­
ляю тся резким уходом стрелки от начального положения,
невозможностью установки ее корректором, неправильны­
ми,— заниженными — показаниями. Причиной являю тся силь­
ное сотрясение прибора (например, при переноске) или не­
бреж ность при сборке (остатки паяльной пасты на волоске,
ворсинки). Необходимо исправить закидывание, продуть или
промыть волосок или сменить его.
159
Н а р у ш е й я е б а л а н с и р о в к и , проявляющееся >
том, что при небольшом наклоне прибор сильно меняет свои :
показание; Это отражается на результатах измерения, если
прибор не был правильно установлен. Причиной является
коробление рамки, деформация стрелки, усыхание непросу- '
шейного шеллака. Необходимо произвести повторную бала и* |
сировку подвижной системы прибора.
О б р ы в р а с т я ж е к у СГ и К Г — подвижная система
не двигается, отсутствует ток в цепи. Причиной является *
резкое сотрясение или сильная вибрация, разрушение метал­
ла растяжек кислотным остатком после пайки или наличие
разъедающих паров и газов в окружающей среде. Необхо­
димо сменить растяжки.
У м е н ь ш е н и е п о к а з а н и й может возникнуть вследствне изменения магнитного потока из-за плохой термиче­
ской и электрической обработки магнита или замыкания од* I
кого или нескольких витков рамки. Необходимо заменить ]
прибор или сменить рамку.
Наиболее
часто встречающиеся
р е м о н т а на п р а к т и к е
приемы
С м е н а и р е м о н т к е р н о в . Как правило, керны за­
крепляются в оправках на шеллаке. Подогревая керн элек­
трическим паяльником на вынутой рамке, вынимают его пин­
цетом и заменяют новым. Старый керн в случае надобности
вновь затачивают, закругляют («заваливают») его конец и
отполировывают его до зеркального блеска на часовом стан­
ке, специальной пастой. Правильность конуса, закругления в
качество полировки проверяют микроскопом или лупой.
З а м е н а п р у ж и н о к . Пайка пружинок производятся
легкоплавким припоем без применения кислоты. Витки дол­
жны быть равномерно удалены друг от друга и не должны
касаться при закручивании, которое бывает при наибольшем I
отклонении подвижной системы. Не должно быть резких
перегибов пружинки и она должна быть совершенно чистой
(отсутствие следов пасты, жира от рук. ворсянок и т. п.).
Р е г у л и р о в к а л ю ф т а . Во избежание заклинивания
кернов в подпятниках должен быть осевой зазор. Ои дол­
жен быть минимальным, так как иначе появится «клевание»
стрелки, увеличение момента трения и т. п. Дать какие-либо
цифровые данные о величине зазора не представляется воз­
можным — правильная сборка достигается только практикой.
Р е г у л и р о в к а н а т я ж е н и я р а с т я ж е к тоже не
может быть определена какими-либо числовыми величинами.
160
Чрезмерный натяг вызывает обрыв растяжек и большую
чувствительность прибора к вибрации. Слабый натяг вызы­
вает «клевание» стрелки, трудность балансировки. Степень
натяга определяется тоже практикой.
Б а л а н с и р о в к а п о д в и ж н о й с и с т е м ы . Уравно­
вешивание подвижной системы достигается грузиками, поме­
щаемыми на специальных стерженьках («усиках») на рамке.
Грузики выполняются в виде небольшой гайки или спираль­
ки из тонкой проволоки; в том и в другом случае они за­
крепляются на месте шеллаком. Балансировку производят,
отклоняя прибор от нормального положения в разные сто­
роны и передвигая грузики ближе или дальше от оси вра­
щения.
Регулировку и ремонт механизмов самопишущего и кон­
тактного милливольтметров производят по специальным ин­
струкциям.
^
„ ____
7. ЛОГОМЕТРЫ
Основные детали магнитной и подвижной системы
В случае применения электрических термометров сопро­
тивления измерителем является прибор магнитоэлектриче­
ской системы — л о г о м е т р . Основные детали его — маг­
нит, сердечник, полюсные надставки, рамки из тонкой медной
проволоки, керны с агатами — присущи логометру так же,
как и милливольтметру, отличаясь лишь некоторыми кон­
структивными особенностями. М а г н и т такой же, как у пи­
рометрического милливольтметра. П о л ю с н ы е б а ш м а к и имеют круговое цилиндрическое отверстие несколько
большего диаметра. С е р д е ч н и к более сложной формы
имеет два выреза по хордам цилиндра; образовавшиеся вы­
ступы имеют сложные срезы; к размерам скосов предъяв­
ляются требования высокой точности.
Как и в милливольтметрах, необходима точная центров­
ка сердечника и полюсных надставок. Шунтов в магнитной
системе нет, а подгонка и уменьшение температурного
коэфициента достигается путем подбора сопротивлений мо­
стовой схемьц Подвижная система состоит из двух элек­
трически раздельных, но механически связанных между со­
бой узких рамочек. Ось вращения проходит через центры
двух площадок (верхней и нижней), связывающих обе рам­
ки. Одна вертикальная часть каждой рамки движется в коль­
цевом зазоре межйу сердечником и полюсными надставками,
другая — в вырезе самого сердечника. Рамки для показы­
вающих приборов бескаркасные, для самоишиущих же имеют
11
Приборы тепл, контрол* электростанций
161
медный каркас. Число виткоо в каждой рамке 160— 175, со-противление рамки 40— 50 ом.
К е р н ы и а г а т о в ы е о п о р ы (агаты) применяются
как дл я показывающих, так и для самопишущих приборов.
Р адиус закругления для кернов берется от 50 д о 100 мик­
рон и выше, агатов — от 250 д о 600 микрон. Большие ра­
диусы относятся к самопишущим приборам, керновые пары
которых несут дополнительную нагрузку от удара падающей
дуж!ки — бугеля.
Безмоментные
в в о д ы . Противодействующий мо­
мент в логометре создается рамкой, находящ ейся в цепи
постоянного сопротивления и вращ ающ ейся в за зо р е пере­
менного сечения. Д л я подвода к рамкам измерительного
тока применяются проводники малого сечения и малой упру­
гости — безмоментные вводы; уменьшение сечения ограни­
чивается требованиями механической прочности, величиной
их сопротивления, а такж е возможностью подвода питаю­
щ его тока к рамкам, величина которого достигает 3.5 шА.
Безмоментны е вводы изготовляются из золотой ленточки
разм ером 0,2 X 0,008 мм, длина каж дого из четырех безм оментных вводов 45 мм. (Применявшиеся в старых конструк­
циях безмоментны е вводы из серебряной ленты оказались
непригодными, так как очень быстро разрушались от при­
сутствия в окружаю щ ем в оздухе сернистых соединений.)
П лощ адки имеют несколько ббльшие размеры, чем у милли­
вольтметров, так как имеют дополнительное назначение —
механическую связь двух рамок. С т р е л к а и г р у з и к и
не отличаются от таких ж е деталей милливольтметра. Ш к ал а помимо градусных отметок имеет примерно на 2/з дли­
ны шкалы красную отметку, служащ ую для подгонки сопро­
тивления соединительных проводов д о требуемой величи­
ны — 5 ом. Кроме этого на шкалах показывающ его логометра влево от начальной отметки имеется отметка красного
цвета. На эту отметку устанавливается стрелка при отклю­
чении источника тока. Установка происходит при помощи
возвратителя. В о з в р а т и Т е л ь применяется только при
показывающ их приборах. Возвратитель механически уста­
навливает стрелку измерительной системы впе отметок шка­
лы, когда прекращ ается питание схемы или когда напряж е­
ние источника питания падает ниже установленных преде­
лов. (При отсутствии возвратителя прекращение тока пита­
ния дав ал о бы стрелке безразличное полож ение на шкале,
следовательно, могло бы создаться впечатление, что прибор
работает.) Возвратитель представляет собой простейш ее ре­
л е электромагнитной системы с вращающимся ж елезны м
1С2
йКбрем, притягивающимся Двумя вертикальными электро­
магнитами. Если ток в цепи питания отсутствует или напря­
жение мало, якорь реле довольно сильной пружиной
{500 мг • мм) возвращается в исходное положение и увле• кает за собой стрелку, ставя ее на красную отметку влево
от конца шкалы. Отсутствие тока сигнализируется появле­
нием в окошке шкалы флажка красного цвета.
Описание конструкции логометров
Логометры выпускаются двух основных типов: а) логометр профильный утопленный и б) логометр самопишущий.
Логометр
магнитоэлектрический
про­
ф и л ь н ы й у т о п л е н н ы й (обозначение ЛМПУ) пред­
ставляет собой щитовой профильный прибор. Габаритные
размеры и способ крепления во всем соответствуют таким
же данным профильного милливольтметра ПГУ. Схема
внутренних и внешних соединений ЛМПУ изображена на
II*
163
Фаг. 97. Возвратитель ЛМПУ.
Фиг. 99. Крепление рамок
ЛМПУ.
Фаг. 100. Измерительная система ЛМПУ.
164
фиг. 96, конструктивное ж е выполнение дано на фиг. 97, 98,
99, 100.
П одвиж ная система Л М П У состоит из рамки постоян­
ного зазо р а 1, скрепленной с ней рамки переменного за зо ­
ра 2 и скрепленной с обеими рамками показывающей стрел­
кой 3. Ток к рамкам подводится четырьмя тонкими ленточ­
ками 4 (безмоментные вводы). При повороте подвижной си­
стемы они должны создавать наименьший противодействую­
щий момент для уменьшения зависимости показания логометра от напряжения источника питания. Вращающий мо­
мент в рамке 1, создаваемый изменением сопротивления
термометра, уравновешивается противодействующим момен­
том рамки 2, в цепь которой включено постоянное сопро­
тивление; ее момент зависит от положения рамки 2 относи­
тельно сердечника 5. Рамки 1 и 2 изготовляются из эмали­
рованной медной проволоки диаметром 0,07—0,08 мм и
укрепляю тся на внутренних кернах 6. Керны изготовляются
из закаленной стали, имеют конусообразный конец и за ­
круглены радиусом 50 микрон. Керны опираются на агато­
вые подпятники 7, имеющие углубление с радиусом 300 ми­
крон. Подпятники укреплены в опорах 8. установленных
в сквозном отверстии сердечника 5. Н аходящ аяся между
подпятниками спиральная пружина служит для удобства и
монтажа и регулировки люфта — между кернами и подпят­
никами. Возвратитель 9 (указывающий отсутствие тока в ц е­
пи или падение напряжения питания) состоит из двух элек­
тромагнитов 10 с прорезями вверху, в которые втягивается
якорь 11 с укрепленным на нем рычагом 12, пружинки 13,
служащ ей д ля отвода якоря 11 и рычага 12, и ф лаж ка 14.
При включении источника питания через катушки элек­
тромагнитов 10, находящ иеся под полным напряжением
источника питания, проходит ток, возбуждающ ий электро­
магниты. Под действием последних якорь И втягивается
в прорезь электромагнитов и освобож дает прижатую рыча­
гом 12 подвижную указательную стрелку 3 логометра. При
этом в отверстии циферблата появляется белое поле ф лаж ­
ка 14. П одвиж ная система логометра может занять полож е­
ние, которое ей стремятся придать вращающие моменты
рамок 1 и 2.
В случае отсутствия тока или при сильном падении на­
пряжения пружинка 13 отводит якорь 11 и рычаг 12 в дру­
гое крайнее положение, рычаг захватывает стрелку 3 и
устанавливает ее на красную отметку левее начальной от­
метки шкалы; ф лаж ок 14, связанный с подвижной системой
165
возвратителя, становится против отверстия красным полем.
На шкале прибора нанесены толстая красная черта в на­
чале шкалы и тонкая красная черта примерно в конце вто­
рой трети длины шкалы. На первой должна находиться
стрелка отключенного от сети питания прибора, а вторая,
имеющая отметку К, служит для подгонки сопротивления
проводов.
Для присоединения проводов от термометра 3 (фиг. 101)
и источника постоянного тока (аккумулятора или специаль­
ного источника сетевого пи­
тания) в логометре 2 име­
ются четыре вывода, кото­
рые снабжены соответст­
вующими бирками.
В зависимости от назна­
чения прибора и типа тер­
мометров
сопротивления
ЛМПУ имеет следующие
шкалы, которые одинаковы
и для самопишущих логометров (табл. 12 и 13).
Как видно из схемы.
ЛМПУ имеет дощечку с
подгоночной и эталонной
катушками, применяющими­
ся во время подгонки про­
водов.
При работе с нескольки­
ми термометрами сопротив­
ления для поочередного их
Фиг. 101. Схема внешних соединений
приключения служит двух­
логометра типа ЛМПУ.
полюсный
.переключатель,
конструктивно не отличающийся от переключателей в
установках термоэлектрических пирометров (небольшие раз­
личия лишь во внутренней схеме). При многоточечной уста­
новке на дощечке смонтировано несколько подгоночных ка­
тушек (по числу термометров сопротивления) и одна эталон­
ная катушка.
Логометр самопишущий магнитоэлектри­
ч е с к и й (СЛМ) по принципиальной схеме и магнитной си­
стеме аналогичен логометру ЛМПУ. Особенности механиз­
ма самопишущего логометра следующие.
1.
В схеме логометра на шесть точек измерения
(фиг. 102) кроме зажимов для проводов от термометров и
от двенадцативольтового трансформатора для двигателя
166
Фиг. 102. Схема внутренних и внешних соединений самопишущего
логометра типа СЛ М-6.
Воррена имеются два зажима для присоединения источника
постоянного тока напряжением 4 V. Эталонная катушка /?*.
изображенная на панели с подгоночными кагушками, иногда
помещается внутри прибора и тогда зажимы Нв отсут­
ствуют. Остальные катушки схемы смонтированы на дощеч1(7
ке из пластмассы внутри прибора. Для устранения резкого
броска подвижной системы в момент переключения термо­
метров (вследствие разрыва цепи или уменьшения сопротив­
ления) 1В цепи питания имеется ртутный выключатель.
2.
Магнитная система отличается тем, что магнит повер
нут по отношению к полюсным башмакам и сердечнику на
угол 90°. Кроме того отсутствует электромагнитный возвратитель.
Самопишущие логометры по внешнему оформлению ни­
чем не отличаются от самопишущих милливольтметров и
подразделяются также на два типа: для выступающего мон­
тажа (фиг. 94) и для утопленного монтажа (фиг,. 95); каж­
дый из них выпускается для записи одной, трех и шести
температурных кривых, имея следующие обозначения:
Для выступающего монтажа
на одну кривую
на три кривых .
на шесть кривых
Для утопленного монтажа
на одну кривую .
на три кривых .
на шесть кривых
. СЛМ-1
. СЛМ-3
. СЛМ-6
. СЛМ-1 У
. СЛМ-ЗУ
. СЛМ-бУ
Приборы для утопленного монтажа выпускаются (в за­
висимости от способа прокладки проводов) следующих ти­
пов:
1) провода подводятся к прибору открытой подводкой
(типы СЛМ-1У, СЛМ-ЗУ, СЛМ-6У);
2) провода подводятся к прибору в газовых трубах —
прибор имеет герметические
вводы (типы СЛМ-1 Ут,
СЛМ-ЗУт, СЛМ-бУт);
3) провода подводятся к прибору в гибком шланге —
прибор имеет герметические вводы и штуцерные гайки (ти­
пы СЛМ-1Уш, СЛМ-ЗУш, СЛМ-бУш).
СЛМ имеет шкалы,'приведенные в табл. 12 и 13.
Таблица
Шкалы логометров для медных термометров
Шкала °С
от
-5 0
-6 0
0*
0
168
до
+ 50
+ 100
+ 50
+ 100
12
Цена деления
. °С
2
Б
1
9
>
Т а б л и ц а 13
Шкалы логометров для платиновых термометров
Ш кала °С
от
Цена деления
°С
до
— 120
0
0
0
О
О
+ 200
5
5
5
5
+ 30
+ 150
+ 200
+ 300
'+ 4 0 0
+ 500
+ 500
В эксплоатации логометры должны
дующим техническим условиям.
а)Логометр
типа
10
10
5
удовлетворять сле­
ЛМПУ
1. И золяция электрической проводки относительно кор­
пуса дол ж н а быть испытана в течение 1 мин. переменным
током при напряжении 500 V , частотой 50 гц при мощности
испытательной установки не м енее 0,5 кУА.
2. Внеш нее сопротивление, которое учитывается при гра­
дуировке прибора, равно 5 ом.
3. Градуировочная
погрешность — погрешность прибора
от неточности вычерчивания шкалы и градуировки — д о л ж ­
на быть не бол ее + 1 °/о длины шкалы при любом показании
прибора и при температуре окружающ его воздуха + 2 0 ° С.
Основная погрешность не долж на превосходить + 1 ,5 % .
4. Уравновешенность долж на быть такова, чтобы при на­
клонении ег о на 5° (угловых) показания прибора изменялись
не более чем на +1,5% ! длины шкалы.
5. Вариация прибора не должна превосходить 1,5% дли­
ны шкалы.
6. Температурный коэфициент не долж ен превосходить
1,5 • 10-».
7. Колебания напряжения источника питания на + 2 0 %
не должны вызывать дополнительных погрешностей более
+ 1% .
8.
Влияние внешнего магнитного поля не должно изм
нять показания прибора больше чем на 2,0% данного
I ■ показания, когда рядом помещается вплотную однотипный
прибор, д о этого находившийся на расстоянии не менее 1 м.
169
б) С а м о п и ш у щ и й
логометр
тапа
СЛМ
Пун-кты 1—8 технических условий для Л М П У полностью
сохраняются и для СЛМ . Дополнительные технические
условия следующие (в сокращенном виде).
9. Д обавочная погрешность градуировки контрольной ли­
нейки сверх + 1 ,5 % {п. 3) не долж на превосходить + 0 ,3 %
длины шкалы.
10. Начало и конец шкалы прибора должны совпадать
с крайними линиями диаграммной бумаги с допуском
+ 0 ,5 мм.
11. Погрешность продвижения диаграммной бумаги по
времени -не долж на превышать + 1 0 мин. за 24 часа при
любой скорости подачи.
Монтаж логометров
М онтаж логометров имеет много сходного с монтажей
пирометрических милливольтметров (эти общие моменты
рассматриваться не будут). П одводка выполняется только
медным проводом сечением не менее 1,5, в крайнем случае
1,0 мм2 при сопротивлении проводки не более 5 ом.
В качестве источника тока применяются аккумуляторы,
сухие батареи или источники сетевого питания при напря­
жении любого 'источника тока 4 V + 10%. Источник сете­
вого питания не требует подзарядки или смены. В качестве
источников сетевого питания может быть взят любой
выпрямитель переменного тока, дающий на выходных за ­
жимах постоянного тока напряжение, равное примерно 4 V.
Наибольшее распространение получили купроксные выпря­
мители, питающиеся от сети переменного тока через пони­
зительный трансформатор. Не рекомендуется нагружать на
один выпрямитель более четырех логометров (при большей
нагрузке отключение нескольких логометров значительно
изменит напряжение, подаваемое на остальные приборы,
и вызовет погрешности в измерениях). Ввиду разнообразия
в конструкциях выпрямителей чертежи крепления их не
приводятся. Д л я их монтажа вырезов в передней панели
щита не требуется. Разм ещ аю тся источники питания или
непосредственно внутри щитов на стенке или в одном цен­
тральном месте на щите питания (в зависимости от условий
монтажа). Схема проводки на щите дополняется по сравне­
нию с милливольтметрами только подводкой питания для
измерительной схемы.
170
Эксплоатация и ремонт логометров
а) П р о в е р к а
п р и б о р о в на р а б о ч е м
и у х о д за ними
месте
П осл е монтаж а самих приборов, электрических терм о­
метров сопротивления и проводки приступают к подгонке
сопротивления внешней цепи. Величина сопротивления с о ­
единительных проводов для всех логометров равна 5 ом.
П осл е проверки изоляции линии реком ендуется прове­
рить величину напряжения источника питания. При источ­
никах сетевого питания (купроксньте выпрямители) иногда
приходится подрегулировать напряж ение на вы ходе (если
он о отличается от требую щ ихся 4 V ) передвиж ением шунта
на ж ел езн о м ярме понизительного трансформатора. П рихо­
дится это делать обычно тогда, когда значение напряжения
заводской сети значительно отличается от 127 или 220 V .
П осл е проверки напряж ения п иступаю т к п олгон ке
линии. Н еп о с р е д с т в е н н о у головки терм ом етра зак орач и­
ваю т оба п о в о да (м о ж н о при пом ош и скрутки при тщ ательном е е выполнении). В цепь линии тер м ом етр а вклю­
чаю т прилагаем ую к к аж дом у п р и бор у к атуш к у, по вели­
чине соп р оти в л ен и я эк ви вал ен тную т ер м ом ет р у, при т е м ­
п ер а т у р е, обозн а ч ен н о й на ш кале прибора красной чер той .
В цепь д о л ж н а бы ть включена и со о т в ет ст в у ю щ а я п о д го ­
ночная катуш ка /?„. обы чн о I ы пускаемая соп роти в л ен и ем
5 ом. Так как к величине со п р -тивления тер м ом етр а /?*
и р асчетном у со п р оти в л ен и ю линии гйН д о б а в л я ет ся ещ е
и ф а к ти ч еск о е со п р о т и в л ен и е п р ов одов, то стрелк а л о г о ­
м етр а при вклю чении источника питания п ер ех о д и т крас­
ную о т м ет к у шкалы.
П остепенн ы м отм аты ванием проволоки и закорачивани­
ем о т м о т а н н о го о тр езк а на п одгон оч н ой катуш ке д о б и в а ­
ются при бли ж ени я стрелки пр и бора к красной ч ер т е и
установки на ней. З ат ем зап аиваю т зак ор оч ен н ое м есто
катушки /?„. вновь п р овер яю т, н е сош ла ли стрелка с
красной отм етк и , и отклю чаю т источник питания. О тклю ­
чают эк ви вал ен тное со п р о т и в л ен и е, закорачивая е г о с п е­
циальной перем ы чкой, размы кают пр овода о к ол о т ер м о м е­
тра и опять пр и соеди н я ю т их к заж им ам т ер м о м ет р а . Т а­
кую ж е оп ер а ц и ю п р о и зв о д я т и с други м и терм ом етрам и .
При производстве подгонки нуж но обратить внимание на
сл еду ю щ ее.
а)
При отмотке излиш него сопротивления с подгоночной
катушки нельзя производить разрыва цепи, иначе получится
сильный бросок подвижной системы, который может нару171
шить ее балансировку или погнуть стрелку. При первых
подгонках рекомендуется просто отключать на время источ­
ник питания.
б) Закорачивание и отрезку избыточного сопротивления
необходимо производить постепенно, чтобы не отрезать лиш­
него.
в). Ни в коем случае не оставлять подгоночную катушку
на окрутке, обязательна пайка (без всяких кислотосодержа­
щих паст).
~
г) После подгонки подгоночная катушка должна быть
аккуратно заделана.
Проверка на рабочем месте заключается в том, что вме­
сто термометра сопротивления включается магазин сопро­
тивления. На нем набирается сопротивление, соответствую­
щее сопротивлению термометра на поверяемой температуре
плюс сопротивление линии {5 ом). Магазин присоединяется
непосредственно к зажимам (или проводникам прибора)
помимо подгоночной катушки. Поверка производится на лю­
бом числе отметок шкалы. Этим способом проверяется со­
стояние логометра, но не состояние проводки. Проверку
линии можно провести «после вышеописанной проверки (ма­
газин вместо термометра) следующим способом.
Закоротить провода около термометра, магазин вклю­
чить в какое-либо место (разрыв) цепи, набрать на нем со­
противление, -соответствующее величине термометра при ка­
кой-либо температуре — логометр должен показать эту тем­
пературу. Цепь в этом случае будет состоять из сопротивле­
ния проводов плюс сопротивление подгоночной катушки,
которые должны дать в сумме 5 ом, и сопротивление мага­
зина.
Самый же термометр можно проверить в лаборатории
или установкой на агрегате, рядом с термометром какоголибо контрольного элемента — ртутного термометра, термо­
пары в комплекте с потенциометром и т. д.
Можно, конечно, проверить термометр, вынув его и све­
рив показания путем погружения в сосуд с нагретым мас­
лом (у места установки).
б) Д е ф е к т ы
в работе приборов
их у с т р а н е н и я
и способы
Помимо дефектов, аналогичных встречающимся при экс­
плоатации милливольтметров (повреждение кернов и под­
пятников, регулировка люфта, балансировка кинематической
системы), для логометров характерны следующие.
172
С т р е л к а б ь е т в п р а в о з а у п о р — обрыв изме­
рительной цепи. Н аиболее вероятными местами являются
обмотка термометра, промежуточные контакты и, наконец,
один из безмоментных вводов рамки постоянного зазора.
Способы ликвидации — замена термометра, исправление кон­
такта, смена ввода.
С т р е л к а б ь е т в л е в о — короткое замыкание тер­
мометра, замыкание в проводке, обрыв безмоментного вво­
да в рамке переменного зазора. Способ исправления ясен.
Стрелка
неустойчива
в своих
показа­
н и я х — плохой контакт в цепи питания, переменное замы­
кание соседних витков в термометре (при вибрации), нару­
шение контакта на зажимах, пайках и т. д.
С т р е л к а при в к л ю ч е н и и т о к а не д а е т от­
к л о н е н и я , одновременно флажок возвратителя не пово­
рачивается (красный цвет в окне) — нет напряжения у источ­
ника питания, нарушена цепь питания, неисправен возвратитель.
В с а м о п и ш у щ е м л о г о м е т р е при п е р е к л ю ­
чении т е рм о м ет ров стрелка бьет в п р а в о —
не отрегулирована или неисправна свинка (ртутный выклю­
чатель), отключающая источник питания на время переклю­
чения.
8. КОМПЕНСАЦИОННЫЕ ПРИБОРЫ
Принцип действия и область применения
Точность работы термоэлектрического пирометра, изме­
рителем которого является магнитоэлектрический милли­
вольтметр, не превышает 1,5—2,5% наивысшего значения
шкалы, что во многих случаях является недостаточным (как
для эксплоатационных измерений, так и для проверки ра­
бочих приборов).
Причинами такой сравнительно небольшой точности, по­
мимо неоднородности термопар, являются: 1) наличие тем­
пературного^ коэфициента милливольтметра, 2) изменение со­
противления внешней цепи от температуры, 3) изменение
температуры свободных концов термопары.
Эти погрешности отсутствуют в приборах, работающих
по компенсационному методу, — в потенциометрах. В зави­
симости от назначения потенциометры изготовляются неав­
томатические (переносные и лабораторные) и автоматиче­
ские.
Принципиальная электрическая схема всех потенциоме­
тров одинакова (фиг. 103). Здесь источник постоянного
173
тока Б (сухой элемент напряжением 1,0 — 1,35у); регулировочный реостат Рв, служащий для установки требуемой
силы тока; реохорд аЬ с движком Р; контрольное сопро>
тивление
нормальный элемент Н Э\ нулевой пирометри­
ческий милливольтметр Г ; переключатель К и термопара
Е 0 э л е к т р о д в и ж у щ а я сила которой измеряется. Нормальный э л е м е н т р а з в и в а е т э . д . с., не меняющуюся как во вре­
мени, так и при различных
температурах.
Под влиянием э. д. с. бата­
реи Б в цепи Б — Кв—аЬ — /?е
потечет ток. Реостатом Р в
его можно довести до любого
значения. Опред'ление тр е­
буемой величины производят
по отсутствию отклонения
стрелки нулевого прибора Г
при положении / переключа­
теля К. Отсутствие огклонеФиг. 1СЗ. П ринципиапьная схема
ния стрелки показывает, что
потенциометра.
г
*
э. д. с. нормального элемента
Н Э уравновешена падением напряжения ни сопротивлении
Р с. Это падение напряжения равно произведению силы
тока / в цепи Б — Р„ — аЬ —
на величину сопротивления
К и в случае отсутствия огклоления стрелки нуль-прибэра Г равно э .д .с . нормального элемента НЭ. Так как нор­
мальный элемент развивает постоянную э. д. с. и величина
сопротивления Рс тож е по:тоянна. то получаем вполне
определенную величину силы тока /. Пр I постоянстве / паде­
ние напряжения на реохорде аЬ тоже будет постоянным и
шкала, расположенная вдоль реохориа, может быть отгра­
дуирована в единицах напряжения — милливольтах. Дяя
измерения термо э. д. с . Е( термопары ставят переключа­
тель К в положение 2. Передзигня движок Р по реохор­
ду, достигают отсутствия отклонения ст 'елки нуль прибо­
ра Г. Это показывает, что термо-э. д. с. Е( термопары урав­
новешена падением напряжения на участке реохорда РЬ,
т. е. Е{— V (Р Ь). Нужно указать, что ввиду отсутствия
тока в цепи термопары, т. с на участке Р —Е, — Г — Ь,
величина сопротинления этого участка не влияет на ре­
зультаты измерения. Если иззестна зависимость между
температурой и развинаемой термопарой э .д .с ., можно
определить по положению движка Р во время равновесия
температуру, при к о г о р т находится термопара. Если по­
тенциометр работает с определенной термопарой, можно
174
шкалу нанести непосредственно в вС. Передвижение движ­
ка Р осущ ествляется вручную (лабораторные и переносные
потенциометры) или автоматически (автоматические потен­
циометры).
Из сказанного видно:
во время самого измерения ток в цепи термопары, а сле­
довательно и в нуль-приборе, отсутствует, т. е. температур­
ный коэфициент прибора не влияет на результат измерения;
по этой же причине — отсутствие тока в цепи термопа­
ры — на результаты измерения не влияет и изменение со­
противления внешней цепи (термопара — соединительное
•провода);
третий недостаток измерения температур пирометрически­
ми милливольтметрами — влияние температуры свободных
концов термопары — устраняется в автоматических потен­
циометрах введением в схему сопротивления, выполненного
из никелевой или медной проволоки. Неавтоматические по­
тенциометры (лабораторные и переносные) такого приспо­
собления не имеют.
Лабораторные и переносные потенциометры
Л а б о р а т о р н ы й п о т е н ц и о м е т р служит для из­
мерения термо-э. д. с. и градуировки термопар и милли-
~0—4лдллло
||-“
Фиг. 104. Принципиальная схема лабораторного
потенциометра.
вольтметров в условиях лаборатории. В особых случаях его
применяют для тех же целей и на рабочем месте у агрегата.
Принципиальная схема лабораторного потенциометра
(фиг. 104) несколько усложнена по сравнению с изобра­
женной на фиг. 103. Регулировочный реостат /?* разбит
на д в а — для грубой и тонкой регулировки тока. Для
расширения пределов измерения последовательно с рео­
хордом аЬ введен секционированный рычажный реостат
175
Ь0 Ьх Ь* Ь3 Ь4 Ь5 Ь6. Двухполюсный переключатель л, служит
для предварительной проверки правильности включения
схемы (положение К) и для установки в положение для
подгонки тока по нормальному элементу (положение ИГ).
Переключатель гц в положении ИЭ образует цепь для
подгонки тока по нормальному элементу (переключатель
п1 находится в это время- в положении ИГ), а в поло­
жении Т образует цепь для измерения термо-э. д. с. Е(
термопары.
Кроме секционированного реостата для дальнейшего
расширения пределов измерения могут быть включены меж­
ду точками 6с—а и точками Б и Нш два штепсельных одина­
ковых магазингыеопротивления.
Полный комплект потенциометра состоит из а) собствен­
но потенциометра ПЛ, б) нулевого прибора, в) нормального
элемента и г) аккумулятора или сухого элемента.
Потенциометр ПЛ выпускается следующих типов: ПЛ-1,
ПЛ-2, ПЛ-3 — с секционированным реостатом и ПЛ-4, ПЛ-5,
ПЛ-6 — с секционированным реостатом и двумя штепсель­
ными магазинами.
Приведем техническую характеристику потенциометров
(табл. 14 и 15).
Т а б л и ц а 14
Х арактеристика потенциометров ПЛ-1,-ПЛ-2, ПЛ-3
М арка п о­
тенциомет­
ров
ПЛ-1 . . .
ПЛ-2 . . .
ПЛ-3 . . .
Милливольты
на реохорде
от
до
0,05
0,1
0,1
4
6
11
Милливольты на секци­
онированном реостате
Всего
милливольт
0 - 3 - 6 - 9 - 1 2 —15-18
0 - 5 - 1 0 - 1 5 - 2 0 —25 —30
0—10—20—30 —40 - 5 0 —60
22
86
71
Т а б л и ц а 15
Характеристика потенциометров ПЛ-4, ПЛ-5, ПЛ-6
Милливоль­
М арка по­ ты на рео- Милливольты на
секционирован­
тенциоме­
хорде
ном реостате
тра
до
от
ПЛ-4 . . . .
0,05
4
ПЛ-5 . . .
0,1
6
ПЛ-6 . . . 0,1
11
176
Милливольты на
магазине
0—3—6—9 —12— 21—42—84—268 —
—15—18
—836
0—5—10—15—20— 3 5 -7 0 -1 4 0 -2 8 0 —
—560
—25—30
0—10—20—30—
7 0 -1 4 0 -2 8 0 —40—50—60
- 5 6 0 - 1 120
Всего
милли­
вольт
673
1121
2241
Схема потенциометров всех марок смонтирована на по­
лированной доске из пластмассы и заключена в деревянный
ящик размером 660 X 280 X 170 мм.
Нулевой прибор представляет собой пирометрический
милливольтметр ГПЛП с нулевой отметкой на середине
шкалы. Может быть взят и другой прибор с чувствитель­
ностью 5 • 10-5 V на 1 мм шкалы.
Н о р м а л ь н ы й э л е м е н т В е с т о н а должен быть
второго класса и иметь поверочное свидетельство соответ­
ствующего метрологического учреждения.
Д ля целей кон­
троля термоэлектри­
ческих пирометров
Переключатель
от | крышки
применяется потен­
циометр марки ПЛ-3,
так как предел его
шкалы
достаточен
для измерения тер­
мо-э. д. с. наиболее
сильных термопар.
Переносный
потенциометр
выполняется одной
модели — ПП-П с
пределами измере­
ний от 0,05 до 71 шУ.
В отличие от лабо­
раторного вся схема
переносного потен­
циометра,
нулевой
прибор, нормальный
элемент и сухая баI тарея заключены в
один
деревянный
ящик примерных раз­
Фиг. Ю5. Схема переносного потенциомеров 300 X 200 X
* метра ПП-П.
X 220 мм общим ве­
сом около 7 кг (фиг. 105). Прибор имеет две пары зажи­
м ов— одну (777) для присоединения измеряемой термо-э. д. с.,
другую (Б) для присоединения внешнего источника постоян­
ного тока (1,5— 1,8 V) ,в случае выхода из строя сухого эле­
мента, монтированного в ящике. Нулевой прибор имеет под­
вижную систему на растяжках и снабжен электрическим и
12 Приборы тепл, контроля электростанций
177
механическим арретирами А и корректором К. На передней
доске смонтированы:
а) круглый реохорд %р со шкалой от —0,5 до + 11ш У ;
б) секционированный переклю чатель пъ для расширения
пределов измерения (ш есть ступеней по 10 т У );
в) два реоггата для грубой и тонкой регулировки тока;
г) переключатели: п\ — для установки на контроль и на
измерение и п2 — для включения в цепь нормального элемен­
та сопротивления / ^ , = 10 000 ом\
,
д.) кнопка НП — для включения нулевого прибора;
е) кнопка электрического арретира, замыкающая нако­
ротко подвижную" систему при закрывании крышки.
Порядок пользования переносным потенциометром сле­
дующий:
1) подключают к зажимам ТП, соблюдая полярность,
источник измеряемой э. д. с., например, термопару;
2) освобождают подвижную систему нулевого прибора,
вращая головку арретира Л против часовой стрелки, и уста*
навливают стрелку на нуль при помощи корректора К;
3) переключатель пх устанавливают в положение «конт­
роль», а П2 — в положение «10 0002»; вращают ручку реоста­
та «грубо» до тех пор, пока при нажатии кнопки НП стрел­
ка не будет отклоняться от нуля;
. 4) переключатель т устанавливают в положение О и в
случае отклонения стрелки от нулевой отметки (при нажа­
тии кнопки НП) добиваются равновесия вращением реоста­
та «точно»; переключатель лг ставят в положение «10 000 Й».
В дальнейшем при измерениях положение реостатов изме­
нять нельзя;
5)
переключатель пх устанавливают в положение «и
мерение». Вращением декадного переклю чателя с одновре­
менным нажатием кнопки НП добиваются установки стрел­
ки нулевого прибора вблизи нуля шкалы. Вращением руч­
ки реохорда/?- устанавливают (нажимая кнопку НП) стрелку
точно на нуль. Э. д. с. термопары будет равна сумме от­
счетов по дека!Ному переключателю и реохорду.
При закрывании крышки ток от батареи автоматически
выключается.
*
Точность измерения переносным потенциометром дости­
гает ± 0,25% предела измерения.
Автоматические потенциометры
Схема автоматического потенциометра (фиг. 106) услож­
нена
некоторыми
дополнительными
сопротивлениями,
а именно:
178
1) сопротивлением /?„/, выполнен­
ным из никелевой проволоки и сл у­
жащим для автоматической поправки
на температуру свободных концов;
2) сопротивлениями 1Щ # с,
/^а,
образующими вместе с /?Л1- схему
моста;
3) сопротивлением /?б, служащим
для успокоения подвижной системы
■во время проверки измерительного
тока.
Рассмотрим .работу механизма ав-.
тематического потенциометра, выпол­
ненного как самопишущий прибор на
одну точку измерения (фиг. 107).
Весь механизм приводится в дей­
ствие от электрического двигателя Фиг. 106. Принципиаль­
схема автоматическо­
переменного тока, встроенного в кор­ наяго
потенциометра.
пус прибора. Двигатель вращает ось 7
с насаженными на.ней кулачками 5 и 6.
Кулачок 6 через систему рычагов и ось 2
опускает
и
поднимает
ступенча-
Фаг. 107. Кинематическая
схема азом ати ч еск ого по­
тенциометра.
тый столик 9. Высота поднятия этого столика зависит от
положения в данный момент стрелки 10 нулевого гальвано­
метра. Если движок реохорда 11 находится в положении,
12*
179
уравновешивающем измеряемую термо-э. д. с., то стрелка 10
стоит на нуле и ступенчатый столик 9 коснется ее средней
ступенькой. При этом'движении столика 9 ни движок рео­
хорда 11, ни связанное с ним системой зубчатых передач пе­
ро 8 не изменят своего положения. Если измеряемая термоэ. д. с. изменит свою величину, стрелка 10 нулевого гальва­
нометра отклонится от нулевого положения в ту или дру­
гую сторону (направление отклонения зависит от того, умень­
шилась или возросла измеряемая величина).
Столик 9 при подъеме коснется стрелки другой ступень­
кой и высота его подъема изменится. Из рисунка видно, что,
когда стрелка будет находиться в крайнем правом положе­
нии, подъем столика 9 будет наименьшим, а в крайнем ле­
вом — наибольшим. Величина подъема столика определяет
положение укрепленной на оси 2 так называемой вторичной
стрелки 3. От положения вторичной стрелка 3 зависит по:
ложение избирательного столика 4 и ход главного рычага
12, который заставляет перемещаться зубчатую шестер­
ню 13. Направление и величина этого перемещения зависят
от хода ступенчатого столика, т. е. от положения стрелки 10
нуль-гальванометра. Через пару конических шестерен 1 зуб­
чатая шестерня 13 перемещает движок реохорда / / , а ходо­
вой винт 1 4 — каретку пера 8. Таким образом направление
и величина перемещения движка реохорда и пера зависят
от положения стрелки нуль-гальванометра. В результате
перемещения движка реохорда электрическое равновесие
схемы будет восстановлено, . стрелка нуль-гальванометра
установится на нулевой отметке, а перо установится на от­
метке диаграммной ленты против той отметки шкалы, кото­
рая соответствует температуре термопары. Если измеряемая
величина опять изменится, то движок реохорда и пера вновь
■начнут перемещаться для восстановления равновесия схемы.
Перо 8, наполненное чернилами, оставляет след на движу­
щейся диаграммной бумаге, ширина которой равна 300 мм.
Бумага движется со скоростью 25; 50; 75; 100; 125 или
150 мм в час, причем изменение скорости производится про­
стым поворотом ступенчатой шайбы — так называемой улит­
ки. Реохорд в отличие от реохордов неавтоматических по­
тенциометров представляет собой не проволоку, а навитую
на стержне многовитковую спираль. В свою очередь спираль
расположена по винтовой линии на боковой поверхности
цилиндрического бакелитового основания. Длина спирала
реохорда равна 100 см. Реохорд вместе с регулировочным
реостатом помещены в стеклянную банку, наполненную мас­
лом для защиты от запыления и влияния окружающей ат*
180
мосферы. Весь механизм потенциометра заключен в алюми­
ниевый корпус, приспособленный для монтажа: 1) настен­
ного, 2) утопленного и 3) настольного. Разметка щита для
крепления потенциометра приведена на фиг. 108.
Измерительные прово­
да и провода для пита­
ния двигателя
вводят
сбоку или сзади прибора
через специальные па­
трубки. Прибор можно
устанавливать в помеще­
ниях, где температура не
выше 60° и не ниже 0° С.
При температурах, близ­
ких к предельным, реко­
'-г = т ^ —
г мендуется во избежание
----- 470 ----------- порчи вынуть нормальный
элемент из прибора и Фиг. 108. Разметка панели щита для
потенциометра.
установить его в поме­ Для автоматического
настенного м< нтажа с присоедине­
щении с температурой, нием вводов сбоку прибора просверли­
близкой к нормальной.
вают два отверси я А А, а с присоеди­
Нуль-гальванометр по­ нением вводов сзади дополнительно вы­
резают отверстие В.
мещен в бакелитовый Для ут' пленного
монтажа просверлива­
корпус, защищающий от ют отверстия А А СС и вырезается боль­
механических поврежде­
шое окно, показанное пунынром.
ний и от воздушных по­
токов при открывании дверцы потенциометра. Застекленная
передняя стенка корпуса позволяет видеть шкалу, стрелку
и подъем ступенчатого столика.
Электродвигатель работает от однофазного переменного
тока напряжением 110 или 220 V, имеет постоянное число
оборотов, не зависящее от колебания напряжения питаю­
щей сети. Кроме описанной модели самопишущего потенциометра на одну точку существуют следующие модификации.
а) М н о г о з а п и с н ы е п о т е н ц и о м е т р ы на 3 и
на 6 точек — в них запись производится молоточком, уда­
ряющим по трехцветной ленте. Температурные кривые раз­
личных точек отличаются друг от друга цветом или сочета­
нием цветов записи. Кроме того в потенциометр встраивает­
ся автоматический переключатель соответственно на 3 или
на 6 точек.
б) П о к а з ы в а ю щ и й п о т е н ц и о м е т р — отличает­
ся от однозаиисиого потенциометра отсутствием движущей­
ся ленты и заменой пера указательной стрелкой.
в) Р е г у л и р у ю щ и е п о т е н ц и о м е т р ы . Любая ра181
нее описанная модель превращается в регулирующий потен­
циометр встраиванием в прибор узла регулирования. Увел
ния температуры по сравнению с заданной подается тот или
другой импульс на исполнительный механизм.
Схема электрических соединений трехзаписного потен­
циометра с сигнализацией на три положения изображена на
фиг. 109. Сигналы могут быть заменены трехпозиционным
исполнительным механизмом.
М онтаж автоматических потенциометров
При монтаже потенциометров необходимо, чтобы темпе­
ратура окружающей среды была не выше 60° и не менее
0° С. В случае невозможности соблюсти указанные темпе­
ратурные пределы необходимо предусмотреть соответствую­
щ ее термостатирование прибора. Необходимо следить за
правильностью установки прибора как по горизонтали, так
и по вертикали. Влияние легкой вибрации на подвижную
систему
нулевого
гальванометра устра­
няется
изменением
натяга растяж ек, на
которых
натянута
рамка.
В
случае
ударов {тряски) при­
меняют амортизиру­
ющие устройства —
специальные колпач­
при утопленном
ковой формы рези­
монтаже
новые амортизаторы
или прокладки из Фиг. 110. Расположение ввозов потенциометра.
губчатой
резины.
Прибор не долж ен соприкасаться с вибрирующим щитом
ираче чем через резину или другую упругую деталь, погло­
щающую колебания. Вырез в щите увеличивается в обоих
направлениях—горизонтальном и вертикальном—на б— 10 мм.
Болты, которыми потенциометр крепится, должны проходить
через резиновые шайбы, а подходящие к потенциометру про­
вода долж ны ийеть свободную петлю, чтобы допускать сво­
бодное передвижение прибора. Трубный подвод к амортизи­
рованному прибору недопустим, необходимо в этом случае
применять гибкий шланг.
Ввод проводов производят через два патрубка — боко­
вые или задние (фиг. 110). Рекомендуется пользоваться для
термопарных проводов вводами А и С, а для силовых —
вводами В и
(удобное раскладывание проводов внутри
прибора). Н ельзя в одно и то ж е отверстие вводить провода
с резко отличающимся напряжением (например, термопары
и питания).
Ь
183
Приборы после распаковки и проверки наличия запас- ^1
ных частей, а также проверок соответствия прибора проекту
или условиям работы, устанавливают на- шит. Не рекомен­
дуется освобождать механизм потенциометра от внутренних
связей (которыми он снабжен для транспортировки), а так<
же наполнять реохорд и переключатель маслом до уста­
новки прибора. Укрепив прибор на щите и проверив его по­
ложение по горизонтали, можно приступить к освобождению
его от связей и заливке маслом.
Проверку электрической измерительной схемы автомата!
ческого потенциометра производят согласно прилагаемой
к каждому прибору инструкции. Наиболее удобным конт- Г|
рольным прибором служит переносный потенциометр. Одна- ’
ко эта проверка не может служить для выявления точности |
показаний автоматического потенциометра (так как перенос- 1
ный 'прибор примерно такого ж е класса точности, что и ав- ■
соматический потенциометр). Назначение этой проверки— а
выявление работоспособности прибора вообще и грубых по- ’
грешностей аварийного характера. Проверять ж е точность 1
градуировки потенциометра можно лишь сравнением его |
показаний с лабораторным 'Потенциометром класса 0,2 (тюверенньЕм в соответствующем метрологическом учреждении).
Монтаж термопар и соединительных проводов произво- *
дят так же, как и для милливольтметров со следующими
особенностями.
1. Сопротивление линии не имеет' такого влияния на по­
казания потенциометра, как у милливольтметров; нужно
только, чтобы это сопротивление не отличалось резко от
значений, указанных в свидетельстве на потенциометре,
а также .на щитке реохорда: при малом сопротивлении ли­
нии прибор будет вялым, переуспокоенным, при большом —
долго не будет приходить в состояние равновесия.
2. Компенсационные провода должны быть доведены до
самой панели зажимов, помещенной внутри потенциометра,
сверху под крышкой. На этой панели помешена и никелевая
катушка, которая вносит поправки на температуру свобод­
ных концов термопары. Правильность этой поправки будет
соблюдена тогда, когда температуры никелевой катушки и А
свободных концов термопары (концы компенсационных про­
водов) будут одинаковы; если же довести компенсационные
провода только до щита, а дальше вести медньгми, то раз­
ница между указанными выше температурами будет значи­
тельна. Дело в том, что работающий двигатель нагревается
и подогревает , расположенную над ним панель зажимов;
184
это превышение температур может быть довольно значи­
тельным и погрешность по этой причине выйдет из всяких
допусков.
Эксплоатация автоматических потенциометров и ремонт
Автоматический потенциометр является довольно слож­
ным по количеству деталей и их взаимодействию, а потому
требует внимательного и главное постоянного .ухода; иначе
показания его становятся неправильными и сам прибор мо­
жет выйти из строя. Должна в точности соблюдаться завод­
ская инструкция по уходу за прибором с теми необходимы­
ми дополнениями, которые вытекают из условий работы- на
данном агрегате. Эти. дополнительные условия, не могущие
'быть предусмотрены инструкцией, следующие.
1. Н а б л ю д е н и е з а т е м п е р а т у р о й п р и б о р а ,
если цех имеет резко колеблющуюся температуру. Напри­
мер, в металлургических цехах приходится предусматривать
охлаждение прибора; в то ж е время при остановке цеха
в зимний период температура может быть ниже нуля. Ко­
нечно, должны быть приняты соответствующие меры предо­
сторожности.
2. У х о д з а а м о р т и з а т о р а м и . В цехах, где име­
ются агрегаты, вызывающие вибрацию, предусматривают
установку приборов на амортизаторах. Необходимо следить
за их состоянием и работой, особенно если в цеху устанав­
ливаются новые агрегаты или меняется режим работы ранее
установленных.
3. С м е н а д и а г р а м м н о й б у м а г и , ее отрыв, пе­
риодичность проверки как самого потенциометра, так и тер­
мопары, определяются конкретными условиями работы и
устанавливаются специальной цеховой или лабораторной ин­
струкцией.
Ремонт прибора на рабочем месте сводится главным об­
разом к замене неиспраЕкых узлов и деталей запасными.
В этом отношении потенциометр является оочень продуман­
ной конструкцией, так как смена наиболее сложных узлов,
как-то: реохорда, нулевого гальванометра, производится
буквально в одну-две минуты. Неисправный же узел может
быть отремонтирован в мастерской опытным специалистом;
следует категорически воздержаться от всякого рода подпиловок движущихся деталей, так как это поведет к выходу
других деталей, соприкасающихся с «исправляемой».
9. ПИРОМЕТРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ
Пирометры излучения работают на принципе измерения
лучеиспускания нагретого тела. Нагретое тело излучает как
186
невидимые тепловые лучи, так и видимые световые, появ­
ляющиеся при более высоких температурах. Каждой темпе­
ратуре нагретого тела соответствует определенное количе­
ство тепловых и световых лучей или, как говорят, интенсив­
ность излучения.
Пирометры излучения разделяются на два класса:
а) пирометры частичного излучения или «оптические»,
определяющие температуру измерением интенсивности види­
мых световых лучей;
б) пирометры полного излучения, или «радиационные»,
определяющие температуру измерением всей лучистой энер­
гии, т. е. тепловых и световых лучей.
Два разных тела, нагретых до одной и той же темпера­
туры, но обладающих разным составом, разной поверх­
ностью, будут лучеиспускать по-разному. При одинаковой
температуре тело с шероховатой поверхностью и темного
цвета будет излучать сильнее, чем тело с полированной
светлой поверхностью; поэтому пирометр излучения пока-,
жет для первого тела более высокую температуру. ч_
Принято градуировать пирометры излучения для измере
ния температуры так называемого «абсолютно черного те­
ла», т. е. такого, которое излучает наиболее интенсивно.
При практических же измерениях прибор покажет мень­
шую температуру, чем та, которую • имеет нагретое тело.
Приходится в показания пирометров излучения вносить
положительную поправку, т. е. к полученным результатам
приходится прибавлять то или другое число градусов. Эта
поправка для разных тел, для разного состояния их поверх­
ностей и для разных температур различна и определяется
вернее всего опытным путем; 'существующие таблицы по­
правок не дают вполне определенных значений.
10.
ОПТИЧЕСКИЕ ПИРОМЕТРЫ
Принцип действия и конструкция
Приборостроительной промышленностью Союза выпу­
скается только один тип оптического пирометра — ОП. Ком­
плект состоит из первичного прибора (телескопа), вторично­
го (переносного миллиамперметра) и соединительных прово­
дов. Прибор предназначен для периодических замеров тем­
ператур от 700 до 2 000° С.
Т е л е с к о п о п т и ч е с к о г о п и р о м е т р а (фиг. 111)
представляет собой металлическую зрительную трубу, в ко­
торой смонтирована оптическая система, состоящая из
объектива 4 и окуляра Ю\ кроме того в телескопе смонтч18$
рованы: светофильтр 6, служащий для работы на разных
температурных пределах, лампа накаливания (температурная
лампа) 7 и регулировочный реостат 3. Телескоп снабжеч
ручкой д ля кратковременного измерения температуры; для
длительных измерений в одной точке телескоп может быть
установлен на штативе
%
(ручка при этом сни- Г
мается). Д л я совпаде­
ния изображений на­
гретого тела и нити
температурной лампы
объектив
4
может
перемещ аться
вдоль
оси телескопа;
для
ясной видимости на­
гретого тела и нити
окуляр 10 тож е сде­
лан подвижным.
Температурная лам -,
па 7 представляет со­
бой
электрическую
лампу накаливания с
нитью в форме дуги.
Вращ ая
реостат
3,
включенный последо­
вательно в цепь лампы
и аккумулятора 12 на­
пряжением 2 V, доби­
ваются одинаковой яр­
кости свечения нити
и раскаленного тела.
Сила
тока,
нужная
ДЛЯ _ ЭТОГО
накала,
Фиг. 111. Схема оптичесхого. пирометра
измеряется
перенос(пирометра частичной радиации),
ным прибором 1 ти­
па ГНЛП , шкала которого выражена в градусах температуры.
Телескоп присоединяется к источнику питания и к изме­
рительному прибору соединительным проводом со штепсель­
ной вилкой 11, вставляемой в гнезда над рукояткой теле­
скопа. П еред окуляром, ближе к глазу наблюдателя, имеет­
ся красный светофильтр 9, который вводится при измере­
ниях более высоких температур, чтобы предохранить зрачок
наблюдателя от раздраж ения ярким светом.
Ш кала прибора имеет два предела измерения — один
для измерения температур от 700 до 1 400°, другой — от
*87
1 300 до 2 000° С. Для отсчета
светофильтр 6, поворачиваемый
Для проверки правильности
бора служит переключатель 2.
по высшей шкале служит
наружным кольцом 8.
работы измерительного при­
общая погрешность показаний оптического пирометра
с введением поправок на
излучаюшую
способность
тела не превышает „1,5%>
наивьюшего значения шкалы.
Общий вид и размеры
телескопа изображены на
фиг. 112. Вес телескопа
оптического пирометра равен примерно 1,7 кг.
»
■
]
]
I
]
]
Правила пользования
Как всякий измеритель­
ный
прибор,
оптический
пирометр должен содер­
жаться в чистоте, особенно
Фиг. 112. Габаритные размеры теле­
его
оптическая
система
скопа оптического пирометра.
(объектив и окуляр).
Перед измерением необходимо произвести проверку угла
закручивания, которая заключается в следующем: присоеди­
нить аккумулятор к измерительному прибору соединитель­
ным проводом, согласно схеме (фиг. 111); переключатель 2
поставить в крайнее положение, вращая его против движе­
ния часовой стрелки; реостатом 3 установить стрелку прибо­
ра на красную отметку в начале шкалы.
а)
Повернуть переключатель 2 в другое крайнее полож
ние (по движению часовой стрелки) — стрелка прибора дол­
жна отклониться к красной отметке в конце шкалы.
■б) Если стрелка не дойдет до конечной красной отметки,
то корректором (на крышке прибора) сдвигают ее еще ле­
вее, если перейдет, то — правее, т. е. в обоих случаях
стрелку еще более удаляют от конечной красной черты.
Реостат 3 во время этих операций (пп. «а» и «б») сдви­
гать нельзя.
в) Опять повернуть переключатель 2 до упора против
движения часовой стрелки. Стрелка вернется к начальной
красной черте, но в точности с ней не совпадет.
г) Реостатом 3 вновь установить стрелку на начальную
красную черту.
188
Дальше вновь повторяют операции по пп. «а», «б», «в>
и «г», до тех пор пока переключение по п. «а» не дает пол­
ного совпадения стрелки с конечной красной отметкой.
После этого переключатель 2 повертывают против дви­
жения часовой стрелки и приступают к измерению. Реостат
нужно полностью ввести в цепь накала лампы и этим самым
выключить лампу. Вращать корректор прибора после про­
верки угла закручивания нельзя.
Измерение производят следующим образом:
а) не трогая реостата, добиться четкой видимости нити
лампы, смотря через окуляр 10 и передвигая его в ту или
другую сторону;
ч_
б) направить телескоп на нагретое измеряемое тело и
добиться его четкой видимости.
в) повернуть кольцо 8 так, чтобы риска на нем совпала
с тем пределом измерения (обозначенным на щитке под
кольцом), который соответствует ожидаемой температуре;
в случае неопределенной температуры лучше установить на
пределе 1 300—2 000-2 С, а потом, если надо, перейти на пре­
дел 700— 1 400° С;
г) если свет нагретого тела резок, ввести перед глазом
фильтр 9",
.
д) постепенно, выводя реостат 3, добиться, чтобы верх­
няя часть нити температурной лампы не выделялась на из­
лучателе, и произвести отсчет по той части шкалы, на кото­
рую установлено кольцо 8;
е) по окончании измерения ввести реостат и этим вы*
ключить л а млу.
В показания прибора необходимо внести поправку, что­
бы получить истинную температуру нагретого тела. Величина
поправки задается обычно лабораторией, которая произво­
дит соответствующие замеры.
Погрешности в измерениях оптическими пирометрами
Д ля того чтобы более или менее правильно производить
измерения оптическими пирометрами, приведем погрешности,
которые свойственны этому способу определения темпера­
тур.
а)
Н е п о л н о т а и з л у ч е н и я . Как было указано ра­
нее, отсчет, получаемый на измерителе оптического пиромет­
ра, вообще говоря, ниже истинной температуры (и только
в некоторых случаях равен ей). Поправка, определенная ла­
бораторией опытным путем, будет верна только в том слу­
чае, если условия измерения остаются постоянными. Если
189
в Цехе изменилось освещение, изменены и переделаны фор­
сунки в печи, наблюдения производятся из другого смотро­
вого окна, — все это может повлечь изменение величины
поправки и потребовать нового ее определения. б)
В л и я н и е р а с с т о я н и я т е л е с к о п а от из
м е р я е м о г о т е л а в пределах 0,5—5 м не сказывается
на результатах измерения.
• в) В л и я н и е
промежуточной - среды
сильно
сказывается при наличии дыма или большого содержания
углекислоты. Поэтому иногда прекращают на время измере­
ния работу форсунок, особенно1 если факел горения нахо­
дится между телескопом и нагретым телом.
г)
Влияние состояния прибора и опытно
с т и н а б л ю д а т е л я . При запыленных стенках телеско­
па, при перекале лампы и небрежности наблюдателя (не д о­
бивающегося совпадения накала нити и раскаленного тела)
погрешности в измерениях достигают очень большой ве­
личины и измерение теряет всякий смысл.
Ремонт и наладка самих телескопов являются довольно
сложным делом и производятся в специальных мастерскихлабораториях; ремонт измерительного прибора ничем не от­
личается от ремонта пирометрического милливольтметра.
II. РАДИАЦИОННЫЕ ПИРОМЕТРЫ
Принцип действия и конструкция
Радиационные пирометры определяют температуру на­
гретого тела измерением общего (полного) лучеиспускания.
Радиационный пирометр представляет собой зрительную
трубу (телескоп), который собирает в одной точке поток лу­
чей, испускаемых находящимся в поле зрения телескопа
участком раскаленного тела. В этой точке помещается теп­
лочувствительный элемент — чаще всего рабочий конец од­
ной или нескольких соединенных последовательно термопар.
Развиваемая термопарой (или термопарами) термо-э. д. с.
измеряется милливольтметром или потенциометром. Так как
величина лучеиспускания зависит от температуры нагретого
тела, то шкала прибора может быть нанесена в градусах
температуры. Участие наблюдателя заключается только в
первоначальной установке телескопа, а затем радиационный
пирометр работает автоматически, т. е. может быть присо­
единен к любому щитовому прибору, в том числе и к само­
пишущему и регулирующему.
Приборостроительная промышленность Союза выпускает
радиационные пирометры одного типа в комплекте с милли190
вольтметром или потенциометром, имеющими шкалу от 1 100
до 1800° С.
Телеокоп радиационного пирометра (фиг. 113) представ­
ляет собой алюминиевый корпус 2, в котором смонтированы
оптическая система и теплочувствительный элемент. Оптиче­
ская система состоит из объектива 1, собирающего тепловой
поток в одной точке,
.в которой и помещен
,
тегогочувствительный э л е - м М н н н и & м ^ н ^ ь
мент 3, и окуляра 5, ко­
торый
для
удобства
первоначальной наводки
может
перемещаться
вдоль
оси телескопа.
Нзажимам из­
Теплочувствительный эле­
мерит. прибора
мент заключен внутри
Фиг. 113. Схема телескопа радиацион­
ного пирометра.
стеклянной
колбы
и
-представляет собой четы­
ре последовательно соединенные, весьма тонкие термопары.
Рабочие концы их смонтированы на тонких зачерненных
платиновых лепестках, помещенных рядом, свободные же
Фиг. 114. Габаритные размеры телескопа радиационного пирометра.
концы термопар отведены в цоколь колбы и не подвергаются
непосредственному действию лучеиспускания. Вследствие
разных температур рабочих и свободных концов возникает
термо-э. д. с., которая измеряется пирометрическим милли191
вольтметром или потенциометром, присоединенным провода­
ми к двум зажимам снаружи телескопа.
Д ля облегчения наводки в телескопе имеется свето­
фильтр 4, предохраняющий глаз установщика от раздражения.
Телескопы выпускаются взаимозаменяемыми, поэтому
к одному измерительному прибору через переключатель мо­
жет быть присоединено несколько телескопов. Кроме того
благодаря особой панели с^ подгоночными и шунтирующи­
ми сопротивлениями (так называемой панели взаимозаме­
няемости) к одному телескопу. межет быть присоединено до
трех измерительных приборов.
Габаритные размеры телескопа приведены на фиг. 114.
Погрешность в показаниях радиационного пирометра с
введением поправок на неполноту излучения не превышает
± 2?/п наибольшего значения шкалы.
Монтаж и эксплоатация радиационных пирометров
При монтаже и эксплоатации радиационного пирометра
нужно соблюдать следующие условия работы:
а) Если излучатель по своим свойствам не является чер­
ным телом, то должна быть определена величина поправки.
>б) Диаметр излучателя должен иметь размеры не менее
чем 1/20 расстояния между телескопом и излучателем.
в) Температура самого телескопа должна быть близкой
к + 2 0 ° С.
г) Расстояние от телескопа до излучателя должно быть
около 100 см.
д) Лучеприемник должен лежать в центре изображения
излучателя.
е) Среда между излучателем и телескопом не должна
содержать большого количества пыли, золы, сажи и нелучепрозрачных газов (например углекислоты).
ж ) Объектив телескопа не должен быть запылен.
а)
Сопротивление соединительных проводов от телескопа
до измерительного прибора должно быть равно величине,
указанной на шкале прибора.
Благодаря наличию панели взаимозаменяемости телескоп
радиационного пирометра может работать:
а) с одним милливольтметром (ПГУ или СГ);
б) с двумя милливольтметрами (ПГУ и СГ);
в) с автоматическим потенциометром <и одним милливольт­
метром (ПГУ или СГ);
г) с автоматическим потенциометром и двумя милливольт­
метрами (ПГУ и С Г);
д) с автоматическим потенциометром.
■: ■> ..
392
Назначением панели взаимозаменяемости является дать
постоянную нагрузку на телескоп. Милливольтметры, пред­
назначенные для радиационных пирометров, выпускаются
взаимозаменяемыми, т. е. одного сопротивления и требующи­
ми для полного отклонения одного и того же числа милли­
вольт. Потенциометры и милливольтметры отградуированы
из расчета, что телескоп нагружен двумя милливольтметра­
ми и благодаря этому на соединительных проводах создапа^ел»
Фиг. 115. Схема включения радиационного пирометра с панелью
взаимозаменяемости.
/ —потенциометр; 2—самопишущий милливольтметр; ^-показывающий мим я вольтметр.
ется вполне определенная потеря напряжения. Для созда*
вия постоянной нагрузки при приключении различного чис­
ла приборов и служат сопротивления, монтированные на
панели взаимозаменяемости (фиг. 115). На панели монти­
рованы три подгоночные (уравнительные) катушки /^ , /?*
и Я'"у: первая служит для подгонки сопротивления сое­
динительных проводов от телескопа до панели к опреде­
ленной постоянной величине; сопротивление К"» служит
для подгонки линии от панели взаимозаменяемости до
самопишущего милливольтметра (если СГ не приключен,
то подгонку делать не нужно); сопротивление К" - пред­
назначено для работы с ПГУ.
Если телескоп работает с двумя милливольтметрами,
то перемычка а должна быть разомкнута, как это дано
на схеме. Если телескоп работает с одним милливольтме*
13 Приборы тепл, контроля 9лектросганцяй
193
тром, то перемычка а должна быть замкнута, а перем ы ч­
ка в—разомкнута. Таким образом в обоих случаях телескоп
нагружен двумя сопротивлениями (в первом случае — двух
милливольтметров, во втором — милливольтметра и катуш­
ки Иа, сопротивление которой равно сопротивлению от­
сутствую щего прибора). Если работает только потенцио­
метр , то обе перемычки должны быть замкнуты и тел ес ­
коп нагружен Двумя сопротивлениями
Присоединение или отключение ■автоматического потен­
циометра не создает дополнительной нагрузки и поэтому не
вызывает никаких пересоединений в схеме панели взаимо­
заменяемости.
При работе с панелью взаимозаменяемости нужно иметь
в виду следующее.
а) Потенциометр отградуирован на величину термо-э. д. с.
телескопа за вычетом потери напряжения на участке теле­
скоп—панель, поэтому приключать потенциометр непосредст­
венно к телескопу нельзя.
б) Так как при \подключении только потенциометра на
участке телескоп — панель протекает ток, то для правильно­
сти показаний потенциометра сопротивление линии должно
быть подогнано к определенной величине катушкой Н'у
в) Проводка от телескопа до приборов производится мед­
ным проводом^ и поправки на температуру свободных кон*
цов, находящихся в самом телескопе, производить не нуж­
но. Поправка вносится автоматически шунтирующей никеле­
вой катушкой, монтированной тоже в телескопе.
г) Из схемы видно, что условием правильной работы
ее является постоянство нагрузки телескопа сопротивле­
ниями двух приборов. Поэтому, если милливольтметр
имеет переключатель, то в схеме переключения нужно
предусмотреть, чтобы при отключении милливольтметра
к телескопу приключалось соответствую щ ее /?,. В против­
ном случае приборы, оставш иеся приключенными, будут
Давать завышенные показания.
Монтаж измерительных приборов, а также соединитель­
ных проводов ничем не отличается от монтажа термоэлек­
трических установок. Своеобразным является монтаж самого
телескопа, который далее излагается.
а) Ось телескопа должна сохранять установленное пря
монтаже положение, чтобы нагретое тело было в поле зре­
ния объектива.
б) Во избежание толчков и вибраций, вредно действую­
щих на тонкие термопары телескопа, должна быть преду­
смотрена соответствующая амортизация телескопа.
194
в) Объектив Телескопа Должен быть защищен от пойа*
данйя влаги, пыли и т. п.; это достигается заключением те­
лескопа в соответствующий кожух или обдувкой объектива
струей воздуха, очищенного,от масляных паров и пыли.
г) Телескоп, монтируемый сравнительно близко от сильно
нагретого тела, приходится охлаждать постоянно протекаю­
щей водой, чтобы температура телескопа была возможно
ближе к + 20° С. Перебои в подаче воды недопустимы, так
как это может вызвать не только порчу прибора, но я вы­
ход из строя всего производственного агрегата.
Ремонт измерительных приборов ничем не отличается от
ремонта пирометрических милливольтметров. Ремонт теле­
скопов требует наличия специальной мастерской-лаборато­
рии и квалифицированного персонала, поэтому здесь не рас*
сматривается.
Контрольные вопросы к главе третьей
Жидкостное
стеклянные
термометры
1. Почему и когда необходимо вводить поправку на тем­
пературу выступающего столбика?
2. Каковы пределы измерения жидкостными стеклянными
термометрами?
Манометрические
термометры
1. Что ограничивает длину капилляра в газовых термо*
метрах?
2. Какие существуют методы уменьшения погрешности
яз-за температуры окружающей среды?
3. Каковы могут быть причины изменения показаний при*
бора при постоянной температуре термопатрОна?
4. Что такое «градуировочная погрешность» и как ее
определить?
5. Как производится поверка манометрического термо*
метра?
Термоэлектрические
пирометры
1. Составить таблицу термо-э. д. с. и вычертить в виде
кривой для термопары, составленной из электродов утольконстантан, пользуясь данными фиг. 65.
2. То же самое сделать для термопары из электродов
уголь-железо и разъяснить никчемность такой термопары.
3. Почему в некоторых конструкциях термопар один из
13*
195
зажимов в головке сидит в бакелитовом вкладыше свобод­
но, без закрепления? Для каких электродов такай монтаж
является целесообразным?
4. Почему нельзя осуществлять проводку алюминиевыми
или железными проводами, а применяют только медные?
Электрические
термометры
сопротивления
1. Где имеет большее значение величина сопротивления
соединительных проводов — в термоэлектрических пиромет­
рах или в термометрах сопротивления?
2. Определить погрешность при измерении температуры
помещения, если сопротивление соединительных проводов,
проложенных в этом же помещении, будет равно ~ 25 ом
{при 20°), а температура помещения в отдельные периоды
достигает + 4 0 и 0° С?
3. Почему употребляют медную проволоку в эмали для
намотки чувствительных элементов, а не применяют в шел*
ковой изоляции или, как платину, без изоляции?
4. Почему медные термометры сопротивления можно при­
менять в условиях вибрации, а платиновые нельзя?
5. Почему нет медных термометров с двумя элементами
в одной арматуре, как можно это осуществить?
Пирометрические
милливольтметры
1. Какая пара керн-агат (верхняя или нижняя) в милли­
вольтметрах типа ПГУ несет большую нагрузку и скорее
выходит из строя?
2. Можно ли делать детали рамки {стрелки, балансы, пру­
жинки) из железа или из сплавов, содержащих железо или
никель?
3. Можно ли выполнить подвижную систему с одной рас­
тяжкой (в С Г) для увеличения чувствительности милливольт­
метра?
-г. : [
4. В каких приборах имеет большее значение балансл*
ровка подвижной системы — в ПГУ или ГНЗС?
5. Какой прибор легче переградуировать— работающий
с (платинородий-платиновой термопарой для работы с термо­
парой хромель-алюмель, или наоборот, и что придется сде­
лать в том и другом случае?
Логометры
1.
Из чего делаются безмоментные вводы логометров
почему их не делают так же, как пружинки (волоски) дли
милливольтметров из бронзы?
196
2. В обычных конструкциях логометров делают 4 безмоментных ввода; можно ли уменьшить их число и почему не
рекомендуется это осуществлять?
3. Где берется больший радиус закругления кернов —
в логометрах типа ЛМПУ или милливольтметрах типа ПГУ,
в логометрах типа ЛМПУ или в логометрах типа СЛМ и
почему?
4. Почему в логометрах типа ЛМПУ имеется возвратитель, а в логометрах типа СЛМ такового нет?
5. Почему рамка милливольтметра типа С Г делается на
растяжках, а логометра типа СЛМ — на кернах, хотя кине­
матика у этих приборов совершенно одинакова?
Компенсационные
приборы
1. Почему в переносных и лабораторных потенциометрах
не применяют никелевой катушки для автоматической по­
правки на температуру свободных концов, как это делается
в автоматических потенциометрах?
2. Какие источники электрического питания нужны для
работы автоматического потенциометра, лабораторного по­
тенциометра и каковы требования, предъявляемые к ним?
3. Разберите, какие возникнут погрешности, .если свобод­
ные концы термопары термостата ров ать в земле, а не дово­
дить до потенциометра, и как ликвидировать эти погреш­
ности?
4. Укажите преимущества автоматического потенциомет­
ра по сравнению с милливольтметрами, в частности, пэ
сравнению с самопишущими.
Ппрометры
излучения
1. Почему нельзя применять оптические пирометры с са­
мопишущими приборами?
2. Почему после окончания измерения оптическим пиро­
метром необходимо полностью ввести реостат?
3. Что больше отразится на правильности измерения —
неисправность (запотевание, запыление) объектива или не­
исправность окуляра?
4. Чем отличается по схеме автоматический потенциометр,
работающий с радиационным пирометром, от работающего
с термопарой?
5. Почему в схеме радиационного пирометра отсутствуют
компенсационные провода, хотя здесь тоже использованы
термопары?
197
ГЛАВА ЧЕТВЕРТАЯ
ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ
1. К О Н ТРО ЛЬ СОСТАВА ГАЗОВ
В состав топлива входят горючие составные части —
углерод, чводород и сера, дающие при полном сгорании соот­
ветственно — углекислоту, водяной пар и сернистый газ. Из
рассмотрения химических реакций сгорания можно вычис­
лить то минимальное количество воздуха, которое теорети­
чески необходимо для полного сгорания топлива. Приведем
округленные значения веса теоретически необходимого воз­
духа в килограммах на каждый килограмм топлива:
Дрова и
торф
Каменный
уголь
Мазуг
5
10
14,5
Для сжигания 1 ле3 светильного газа теоретически необхо­
димо около 5,5 м3 воздуха.
В действительных условиях сжигания вследствие нерав­
номерности распределения воздуха между частицами сжи­
гаемого топлива вышеуказанное теоретически необходимое
количество воздуха не обеспечивает полноты сгорания, в ды­
мовых газах обнаруживаются окись углерода, водород, ме­
тан, а также сажа и пр., в связи с чем возникает потеря от
химической неполноты сгорания. Количество подводимого
воздуха
приходится
увеличивать
против
теоретически
необходимого. Однако, снижая этим способом химиче­
ские потери, мы увеличиваем то количество тепла, кото­
рое уносят продукты сгорания «в дымовую трубу — потерю
тепла с отходящими ; газами. С другой стороны, -с- увеличе­
нием количества подводимого в топку воздуха на каждый
килограмм топлива снижается температура в топке, что,
в конечном счете, щжводит к необходимости увеличивать по­
верхность нагрева котла, а следовательно котел получается
дороже.
Всестороннее рассмотрение вопроса позволяет для каж­
дого частного случая найти экономически наивыгоднейшее
количество воздуха для сжигания топлива с учетом всех
трех названных факторов: потери от химической неполноты
сгорания* потери с уходящими газами и стоимости котла.
198
При экономически наивыгоднейшем количестве воздуха стои­
мость каждой тонны пара наименьшая.
Количество израсходованного для сжигания воздуха про­
щ е всего характеризовать так называемым коэфициентом и з­
бытка воздуха, под которым понимают отношение веса под­
веденного воздуха к теоретически необходимому. Практикой
выработаны наивыгоднейшие значения коэфициентов избыт­
ка воздуха для различных топлив и при различных способах
сжигания. Так, для топок паровых котлов можно принять
следующие округленные значения наивыгоднейшего коэфяциента избытка воздуха:
П ри сжигании каменногв угля в ручных топках . . . . 1 ,5
При сжигании каменного угля в механических топках . 1,3
При сжигании угольной пыли и м а з у т а ............................ 1,2
При сжигании газообразного т о п л и в а ............................. 1,1
При движении газов по дымоходам котла происходит
подсос воздуха через неплотности обмуровки, чем вызывает­
с я ,р о ст коэфициента избытка воздуха по направлению к ды­
мовой трубе. К аж дое изменение режима работы топки влияет
на величину коэфициента избытка воздуха.
Чтобы проконтролировать величину коэфициента избытка
воздуха, а также выявить величину потери от химической
неполноты сгорания производят анализ дымовых газов. При
полном сгорания топлива дымовые газы состоят из: азота,
кислорода, углекислого газа, водяных паров и в небольшом
количестве сернистого газа (для топлив, содержащ их серу).
При неполном сгорании к перечисленным составным частям
дымовых газов присоединяются: окись углерода, водород,
метан. Количественный состав дымовых газов обусловливает­
ся составом топлива, коэфициентом избытка воздуха и. сте­
пенью неполноты сгорания. Обратно, зная процентный объ­
емный состав дымовых газов, можно вычислить коэфициент
избытка воздуха и определить степень неполноты сгорания.
Итак, для контроля процесса сгорания топлива чрезвычайно
важно знать процентное объем ное содержание в дымовых
газах углекислого газа,'а также окиси углерода и водорода
(содержанием метана можно пренебречь). Служащие для
этой цели приборы называются г а з о а н а л и з а т о р а м и .
2. КЛАССИФИКАЦИЯ ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ
Газоанализаторы разделяются на р у ч н ы е
и автома­
тические.
Ручные
газоанализаторы
используются
для
периодических анализов газов и для проверки автоматиче­
ских газоанализаторов в эксплуатационных условиях.
•
, 1 9 9
Автоматические
газоанализаторы
служат
для непрерывных анализов, давая не только показания, но
и запись результатов. Забор проб газа, его анализ и запись |
они производят автомэтически, работая под действием на­
пора воды или от электрического двигателя.
Газоанализаторы по принципу своего действия могут
быть разделены на две группы:
~ '
Я
1) х и м и ч е с к и е , производящие поглощение составных
частей анализируемых газов химическими реактивами;
2) ф и з и ч е с к и е, работающие на принципе сравнения
физических параметров газовой смеси и воздуха. В свою
очередь физические газоанализаторы подразделяются на:
а) аэродинамические, основанные на принципе сравнения
удельных весов газов и воздуха, и б) электрические, осно­
ванные на принципе сравнения теплопроводности воздуха и !
теплового эффекта сгорания анализируемых газов.
Мы рассмотрим лишь основные типы газоанализаторов.
3. РУЧНЫЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ
Ручные физические газоанализаторы встречаются в про­
мышленности очень редко. Поэтому из ручных газоанализа­
торов мы рассмотрим лишь наиболее распространенные хи­
мические газоанализаторы, подразделяющиеся на следую- ;щие подгруппы:
а)
газоанализаторы О р с а для определения содержания
углекислого газа, кислорода и окиси углерода путем погло­
щения и б) газоанализаторы О р с а - Н о р з е с д о ж и г а ­
н и е м для определения углекислого гав а, кислорода, окиси
углерода, водорода и метана.
Г а з о а н а л и з а т о р О р с а и Ф и ш е р . Из газоана- \
лизаторов Орса наиболее простым и широко применяемым
является газоанализатор Орса-Фишер (фиг. 116). Он состоит
из трех поглотительных сосудов 1, 2, 3, измерительной бю­
ретки 4, соединительной гребенки 5, напорного сосуда 6.
трехходового «рана 7, резиновой груши-насоса 8 и филь- ?
тра 9. Каждый поглотительный сосуд (фиг. 117) состоит из
двух соединенных между собой цилиндрических сосудов —
(переднего и заднего. Передний сосуд соединяется резиновой
трубкой с гребенкой; задний сосуд закрыт резиновым ме­
шочком для предохранения реактивов от соприкосновения II
с воздухом. Д ля увеличения поверхности соприкосновения
газа с поглощающей жидкостью (и ускорения процесса по­
глощения) в передний сосуд помещают тонкие стеклянные |{
трубочки.
Гребенка 5 правым концом соединена с измерительной
200
бюреткой 4. левым — с фильтром 9. Каждый отросток гре­
бенки имеет соединительный кран — К\, Кг, Кг• Для более точного отсчета бюретка 4 внизу имеет мень­
ший диаметр, чем вверху. Общая емкость ее 100 см3; гра­
дуирована она на 100 равных объемных частей; отметка 0
д
си
N
(1Г,7П*
И.1
Фиг. 117. Поглоти­
тельный сосуд.
находится внизу, отметка 100 — вверху. Для обеспечения
постоянства темлературы газа бюретка помещается в стек­
лянный цилиндр 10, заполненный водой.
Напорный сосуд 6 заполнен на */* водой, слегка щелоч­
ной или подкисленной, и соединен с нижним концом бюрет­
ки .резиновой трубкой. При подъеме или опускании напор­
ного сосуда уровень воды в бюретке повышается или пони­
жается; этим создается в системе газоанализатора попере201
менно давление и разрежение, обусловливающие перекачи­
вание газа по всей системе газоанализатора путем вытесне­
ния газа из бюретки и засасывания в бюретку.
.
Трехходовой кран 7 обеспечивает три соединения:
1) трубку, подводящую к прибору газ для анализа, он
соединяет с гребенкой;
2) гребенку сообщает с наружным воздухом;
3) трубку, подводящую газ, сообщает с наружным воз­
духом.
К трехходовому крану посредством резиновой трубки
присоединена резиновая груша-насос 5. Газозаборная труб­
ка соединена с фильтром 9. Поглотительнкй сосуд / запол­
няется раствором едкого кали (для поглощения углекис­
лого газа). Поглотительный сосуд 2 заполняется раствором
пирогалловой кислоты (для последующего поглощения кис*
лорода). Поглотительный сосуд 3 заполняется раствором
полухлориетой меди (для поглощения окиси углерода).
Наиболее часто применяется следующий состав погло­
тительных растворов:
для поглощения у г л е к и с л о г о г а з а — 10 г едкого
кали, растворенного в 200 г воды;
для поглощения к и с л о р о д а — 80 г едкого калн рас­
творяются в 160 г воды и к нагретому до 60° С раствору
добавляется 36 г пирогалловой кислоты;
для поглощения о к и с и у г л е р о д а — 200 г полухлористой меди и 250 г хлористого амония растворяются в 750 г
воды; к этому раствору прибавляют (перед тем как налить
в поглотительный сосуд) 25%-ный раствор аммиака в коли­
честве */з объема предыдущего раствора.
А н а л и з г а з а прибором Орса-Фишер производится в
такой последовательности. Реактивы во всех поглотительных
сосудах устанавливаются на одном уровне (фиг. 118); для
этого краны (фиг. 116) Ки Кг, Кз закрывают; трехходовой
кран 7 ставят на сообщение гребенки с наружным воздухом;
напорный сосуд 6 поднимают, заполняя измерительную бю­
ретку 4 водой до отметки 100. Затем, поворачивая трехходо­
вой кран, отключают гребенку от наружного воздуха; открыв
кран Ки медленно опускают напорный сосуд 6 до тех пор,
пока жидкость в поглотительном сосуде 1 не поднимется
до отметки под краном К\, после чего кран закрывают. Сое­
диняя гребенку снова с наружным воздухом, наполняют из­
мерительную бюретку водой до верхнего уровня, повторяя
последовательно доведение уровня поглотительных жидко­
стей в сосудах 2 и 3 описанным выше способом.
Соединяя резиновую грушу 8 через трехходовой кран
502
.
,
с газозаборной трубкой, просасывают
всю газовую линию
посредством 10— 15 нажимов рукой на грушу. Затем промы­
вают гребенку и бюретку газом, для чего, соединяя треххо­
довым краном газозаборную линию с бюреткой, всасывают
полную бюретку газа, опустив вниз напорный сосуд 6, и за ­
тем, повернув трехходовой кран и поднимая напорный сосуд
вверх, вытесняют весь газ из бюретки наружу. Повторив эту
операцию несколько раз, приступают к забору газа непосред­
ственно для анализа.
Соединив трехходовым краном 7 газозаборную, линию
с гребенкой и опуская напорный сосуд 6 вниз, заполняют га­
зом измерительную бюретку: уровень воды в бюретке опус­
кают немного ниже нуля и закрываю т трехходовой кран. З а ­
тем уровень воды в напорном сосуде поднимают немного вы­
ше, чем в бюретке, но ниже нуля: трехходовым краном сооб­
щ ают бюретку с наружным воздухом и медленно подни­
мают напорный сосуд до тех пор, пока уровни воды в нем
и в бюретке не установятся на линии нуля, после' чего трех­
ходовой кран закрываю т. Очень внимательно нужно следить
за тем чтобы уровень воды в бюретке не понижался, пока
она соединена с наружным воздухом, так как иначе в бю­
ретку может проникнуть некоторое количество наружного
воздуха. В зятая проба газа имеет атмосферное давление и
температуру окружающ ей среды.
При производстве анализа газа сначала определяют со­
держ ание углекислого газа, затем кислорода и, наконец, оки­
си углерода.
_____ .
203
Д л я определения содерж ания углекислого газа подни­
мают напорный сосуд 6 немного выше уровня поглотитель­
ных жидкостей. Затем , открыв кран К \, медленно поднимают
напорный сосуд 6 до тех пор, пока вода ов бюретке не под­
нимется до верхней отметки 100. Потом медленно опускают
напорный сосуд до тех пор, пока поглотительная жидкость
почти подойдет в поглотительном сосуде до отметки под кра­
ном. Так, перекачивают газ из бюретки в поглотительный со­
суд 3— 5 раз. Затем подводят уровень поглотительной ж ид­
кости в поглотительном сосуде 1 точно д о отметки под кр а­
ном Кг и закрываю т его. Д алее, совмещ ая уровни воды в
напорном сосуде 6 с уровнем воды в измерительной бюрет­
ке 4, производят отсчет.
Д л я уверенности в полном поглощении углекислоты после
отсчета ещ е раз перекачивают газ из бюретки в поглотитель­
ный сосуд и снова делаю т отсчет. Совпадение отсчетов под­
тверж дает полноту поглощения углекислого газа, при несов­
падении ж е газ перекачивают до тех пор, пока получат два
одинаковых отсчета подряд.
Таким ж е образом производится поглощение кислорода в
сосуде 2 и окися углерода в сосуде 3.
После поглощения углекислого г а за отсчет по бюретке
д ает непосредственно в процентах объемное содерж ание
у г л е к и с л о г о г а з а в газовой смеси. П осле поглощ е­
ния кислорода отсчет по бюретке д ает у ж е сумму объемного
содерж ания углекислого газа и кислорода. П осле поглощ е­
ния окиси углерода отсчет дает сумму углекислого газа, ки с­
лорода и окиси углерода. Выяитая из второго отсчета пер­
вый и из третьего отсчета второй, определяю т объемиое со­
держ ание в газовой смеси отдельно к и с л о р о д а и
окиси углерода.
Работа с газоанализатором Орса-Фишера сравнительно
проста, но требует навыков в обращении с аппаратом. Д л я
получения правильных анализов .выполняются нижеследую­
щие правила.
1. Необходимо соблюдать абсолютную плотность во всех
узлах и линиях аппарата, все краники см азы вать вазелином,
а резиновые трубки надевать туго.
2. Н е допускать поднятия поглотительных жидкостей вы­
ше отметок на поглотительных сосудах. При попадании по­
глощающей жидкости в гребенку необходимо разобрать ап­
парат, промыть все стеклянные части, сменить воду в на­
порном сосуде и только после этого можно опять произ­
водить анализы.
3. Растворы д ля поглощения кислорода и окиси углеро­
204
да действует медленнее, чем раствор для поглощения угле­
кислого газа, и кроме того быстро насыщаются и портятся
(в особенности раствор для поглощения окиси углерода).
Вследствие этого при правильных значениях для углекисло­
го газа часто долучают преуменьшенные значения для кис­
лорода и окиси углерода, что обусловливается неполным по­
глощением этих газов, а иногда получают высокое значение
для окиси углерода вследствие неполного поглощения кис­
лорода (непоглощенный кислород поглощ ается в сосуде 3).
Необходимо следить за тем, чтобы поглощение в каждом
сосуде было полным. Иногда устанавливают по два погло­
тительных сосуда для окиси углерода и пропускают газ че­
рез них последовательно.
4.
Необходимо следить, чтобы анализы производились
при постоянной температуре; нельзя выносить прибор на
солнце; запрещ ается во время анализов переносить прибор
из комнаты с одной температурой в комнату с другой тем­
пературой; желательно производить анализы по возмож но­
сти быстро.
Газоанализатор Норзе
Д л я полного анализа газа применяются газоанализато­
ры с дожиганием Н о р з е , О р с а-Г а н а системы Всесоюз­
ного Теплотехнического института (ВТИ), существуют и дру­
гие многочисленные конструкции.
Газоанализатор Н орзе (фиг. 119) отличается от газоана­
лизатора Орса-Фишера наличием дожигательной трубки из
стекла пирекс с катализатором.
,
Если газ содержит тяж елы е углеводороды Ся Нот, то они
поглощаются в первом поглотительном сосуде дымящ ейся
серной кислотой. Во втором сосуде поглощ ается углекислый
газ СО* и в третьем кислород Ог. В этом случае содерж а­
ние окиси углерода СО, водорода Нг и метана СН* опре­
деляется дожиганием. При отсутствии в газе тяж елых угле­
водородов в первом поглотительном сосуде поглощается
углекислый газ, во втором сосуде кислород, в третьем окись
углерода, а содерж ание водорода и метана определяется
сжиганием. П осле дожигания определяют количество вновь
образовавш егося углекислого газа и количество кислорода,
затраченного на дожигание, затем подсчитывают по форму­
лам содерж ание водорода, метана и окиси углерода.
Д л я получения точных результатов анализов при работе
с газоанализаторами Н орзе и др. необходимо принимать во
внимание ряд факторов: погрешности градуировки измери205
Кран 4
Кран 2-3
Про» '
Фиг. 119. Газоанализатор Норзе.
тельной бюретки, объем вредного пространства прибора, тем­
пературу газа и барометрическое давление окружающего
воздуха.
' ;
4. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ХИМИЧЕСКИЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ
Газоанализаторы, определяющие лишь одну составную
часть смеси" СОг, Нг или О*, называются «симплекс», опре­
деляющие д в е составные части СОг и СО + Нг — «дуплекс»,
определяющие три составные части смеси — «триплекс».
Автоматические химические газоанализаторы состоят из
четырех главных частей:
1) силового устройства, обеспечивающего перемещение
анализируемого газа в приборе, — с водяным или с электро­
механическим приводом;
2) волюметра, т. е. сосуда для периодического отмери­
вания объема анализируемого газа;
3) поглотительного сосуда или сжигательной печи;
206
0
О
II
волю м ет р
ан а л и зи р уем о го
ММ
Волюметр для вспо­
могательного газа
кислорода или
водорода
Н *
Ь
.-И
Сжигатель ная
печь
И змерит ельное
уст рой ст во
Поглотит ель нь/й
( чбсорбционнь ’й)
со суд
Газовы й
переклнг чат ель
Фиг. 120. Условные обозначения на схемах газоанализаторов.
Симплекс с
поглощ емиен*
сжиганием
Д уплекс с
поглощ ением
сж и га н ием
(прибор т ипа
.. А дос ")
Дуплекс с поело щ ениен и сж ига­
нием (прибор
т ипа „ МОНО “)
Фиг. 121. Принципиальные схемы химических газоанализаторов.
207
4) газоизмерительного устройства.
На принципиальных схемах газоанализаторов приняты
условные обозначения, приведенные на фиг. 120.
На фиг. 121 показаны основные схемы химических авто­
матических газоанализаторов симплекс и дуплекс. Газоанализаторы триплекс для анализа дымовых газов не употреб­
ляются и поэтому в данном курсе не рассматриваются.
Газоанализатор типа Моно-Симплекс на СО,
а) П р и н ц и п д е й с т в и я п р и б о р а
Этот газоанализатор представляет собой автоматизированный прибор Орса. Периодически отмеряемый в волюмет­
ре объем газа (фиг. 121а) пропускается через поглотитель­
ный сосуд, а остаточный объем попадает под измерительный
колокол. Разность между объемом газа, отмеренным в во­
люметре и измеренным под колоколом, определяет содер­
жание анализируемого газа. В результате перемещения колокола перо записывает на диаграмме черту, по длине ко­
торой отсчитывается в процентах количество углекислого
газа, содержащегося в дымовых газах.
Д ля приведения прибора в действие служит вода, по­
ступающая (фиг. 122) через вентиль / под постоянным напором 7— 10 м по трубке 2 в змеевик 3 на измерительном
цилиндре 4. Из змеевика 3 по трубке 5 вода поступает в
нижнюю часть силовой бюретки 6. Выходя из отверстий си­
ловой бюретки 6, вода заполняет силовой сосуд 7, создавая
в нем давление. Под давлением воды ртуть из сосуда 7 пе­
редавливается в сточную трубку 8 силовой бюретки 6, в труб­
ку волюметра 9, волюметр 11/12 и выхлопную трубку 10
с разветвлениями 13 и 14.
Одновременно вся ртуть, заполняющая нижнюю часть 18
силовой бюретки 6, по трубке 17 переводится в грушевид­
ную часть ее. В этот момент вода, поступающая в силовой
сосуд 7, получит возможность свободного выхода из него
по трубке 17 в грушевидную часть силовой бюретки 6 и д а­
лее по сточной трубке 19 в водосток. Давление в силовом
сосуде 7 упадет и ртуть под собственным весом устремится
вниз, заполняя вновь силовой сосуд 7. Некоторое количе­
ство ртути из силового сосуда 7 перетечет по переливной
трубке 20 в нижнюю часть 18 силовой бюретки 6 и закроет
нижний конец трубки 17. Тогда свободный выход воды из
силового сосуда 7 прекращается, давление воды в нем
опять возрастает и описанный выше цикл повторяется.
208
!
1
. При падении ртути в волюметрах 11/12 в них создается
разрежение, вследствие чего туда засасывается анализируе­
мый газ, поступающий через трехходовой кран 21, трубку 22
и ртутный затвор-увлажнитель 23.
При подъеме ртути засосанный газ в волюметре 1142
передавливается по трубке 25 в ртутный затвор 23, из него
по трубке 26 в ртутный затвор 27 и затем в поглотительный
сосуд 16. Здесь газ барботирует через поглотительную
жидкость, отдавая углекислый газ (С 0 2), а непоглощенный
остаток гава через тройник 15, соединенный с коленом 14
выхлопной трубки 10, выходит в атмосферу. В тот момент,
когда поднимающаяся в волюметре 11/12 ртуть, заполнив
расширение 11, достигает отметки ® трубочке над ним, от­
ветвление 14 выхлопной трубки 10 перекроется ртутью. Вы­
ход в атмосферу остатка непоглощенного газа прекращает­
ся, ©следствие чего возрастает давление газа в поглотитель­
ном сосуде 16, трубках 21 и 31, а также под измерительным
колоколом 32, который разобщен от атмосферы раствором
глицерина, налитым в измерительный цилиндр. Поступающий
под колокол газ поднимает его.
Колокол, подымаясь, вращает цепочкой малое колесо 28:
одновременно вращается жестко насаженное на той ж е оси
среднее колесо 29; в последней части вращения среднее ко­
лесо при помощи пал'ьца вращает большое колесо 30, к ко­
торому подвешено на цепочке перо. Соответственно части
подъема измерительного колокола 32 перо, опускаясь, за­
писывает на диаграмме вертикальную линию, длина которой
зависит от объема непоглощенного остатка газа, поступив­
шего под измерительный колокол 32.
Расстояние от нуля у основания диаграммы д о нижней
точки вертикальной черты {фиг. 123) выражает непосредст­
венно процентное содержание углекислого газа в газовой
смеси.
При падении ртути в волюметре 11/12 и в выхлопной
трубке 10 давление под колоколом 32 падает вследствие
того, что колено 14 выхлопной трубки 10, освобождаясь от
ртути, сообщается с атмосферой и дает возможность выйти
в нее газу из-под колокола 32 и поглотительного сосуда 16.
Измерительный колокол 32 опускается и занимает свое ис­
ходное положение, давление под колоколом и в поглоти­
тельном сОсуде падает д о атмосферного, а ртуть при паде­
нии засасывает свежую порцию газа для следующего анашиза.
Нижняя часть бюретки 6 не доходит до дна сосуда 7,
14 Приборы тепл, контроля электростанций
209
Фиг. 122. Схема газоанализатора типа Моно-Симплекс.
210
V
Ш
Ш 7В
Ш
Ш I
1
Ж
Ш
I
V_____ Ш______УП
П
Ш
Ш
Ш
Фаг. 123- Диаграмма записи углекислого газа.
поэтому уровень ртути в трубке 17 всегда будет выше, чем
в волюметре 11/12 и в трубке 10.
б) П о д д е р ж а н и е п о с т о я н с т в а т е м п е р а т у р ы
и влажности анализируемого газа
Постоянство температуры анализируемого газа достигает­
ся тем, что вода, приводящая в действие прибор, до поступ­
ления в силовой сосуд проходит по змеевику на измери­
тельном цилиндре.
Температуру воды приобретают глицерин, заполняющий
измерительный цилиндр, ртуть в силовом сосуде, соприкасаюшая с водой, и анализируемый газ во время анализа,
тесно соприкасающийся с ртутью. Следовательно, отмерива­
ние в волюметре 11/12 поступающего для анализа газа про­
исходит при такой же температуре, как и измерение его
остатка под колоколом 32. Колебание температуры воды не
влияет на правильность (показаний прибора.
Всасываемый в волюметр 11/12 газ проходит в ртутном
затворе-увлажнителе 23 через слой воды, насыщаясь водя­
ными парами; этим предотвращается увлажнение анализи­
руемого газа после отмеривания его в волюметре при про­
хождении через поглотительный раствор и избегается соот­
ветствующая погрешность результата анализа.
Итак, в. газоанализаторе автоматически поддерживаются
постоянными температура и влажность газа.
в) П о д г о т о в к а г а з о а н а л и з а т о р а
в эксплоатацию
к пуску
После установки газоанализатора и присоединения к не­
му газовой и водопроводной линий прибор заполняется не­
обходимыми жидкостями.
14*
211
Я)
З а п о л н е н и е п р и б о р а р т у т ь ю . 1. Закрыть во*
дяной вентиль 1 и открыть вентиль на стоке воды из при­
бора. Вынув из прибора поглотительный сосуд, вывернуть
стопорный винт на нижней площадке и вывести ее пол­
ностью из прибора, о с т о р о ж н о поворачивая. Спускной
кран в стеклянной гребенке должен быть закрыт.
2. Вставив воронку в выхлопную трубку 13, залить в
прибор около 175 см3 чистой и сухой ртути.
3. Залить ртуть в гидравлический затвор 27 до имеющей­
ся на нем метки.
4. Снять резиновую трубку с трубки волюметра 25, вста­
вить в нее воронку и, подняв трубку вверх, влить медленно
ртуть в затвор-увлажнитель 23 до метки на нем. Резиновую
трубку надеть обратно на трубку 25.
5. Удалить воздух из водяной линии.
6. Медленно открывать водяной вентиль 1 до тех пор,
пока в трубке 9 не начнет подниматься ртуть. Оставив вен­
тиль 1 открытым, дать возможность ртути заполнить волю­
метр 11!12 и перейти в трубку 25. В тот момент, когда си­
ловая часть газоанализатора сработает и ртуть в волюметре
начнет падать, быстро закрыть вентиль 1. После прекраще­
ния вытекания воды из газоанализатора необходимо про­
верить уровень ртути под расширением волюметра 11. Уро­
вень ртути должен быть на 20—30 мм ниже спая шара 11
с трубой 9. Если уровень ртути в трубке 9 окажется выше,
то излишек ртути необходимо удалить через спускной кран
стеклянной гребенки. Открыть водяной вентиль 1 настолько,
чтобы ртуть заполняла волюметр в течение не более двух
минут. Если ртуть, заполнив волюметр 11/12 и трубку 25
под расширением волюметра 12 на 10—30 мм, опорожнит
его и снова начнет подниматься без какого-либо вмешатель­
ства, — заполнение силового сосуда выполнено правильно.
Если опустившаяся в волюметре ртуть не начнет его снова
заполнять, а из прибора будет непрерывно вытекать вода,
необходимо в трубку 13 медленно долить ртути столько,
чтобы силовая часть начала работать.
г)
Основные неполадки в работе
г а з о а н а л и з а т о р о в типа Моно-Симплекс
на СОг и с п о с о б ы их у с т р а н е н и я
1. Газоанализатор не работает, что может иметь место:
а)
при недостаточном количестве ртути в силовом со­
суде 7 — необходимо долить ртути в силовой сосуд 7 до кра­
сной черты, причем сифон в силовой бюретке должен быть
погружен на 2—3 мм в ртуть;
212
б) при засорении газового фильтра и газовой линии —
необходимо произвести прочистку или продувку газового
фильтра и газопроводящей линии; показателем этой непо­
ладки служит зависание ртути в волюметре;
в) при прекращении подачи воды в газоанализатор,
вследствие: засорения водяного фильтра, засорения уносами
воды вентиля / , засорения змеевика 3 на измерительном
цилиндре, засорения водоподводящей линии — необходимо
произвести прочистку указанных узлов и деталей прибора.
2. Частота анализов уменьшается, что может иметь место;
а) при засоренности газового фильтра, или гаэозаборной
трубки, или газопроводящей линии;
б) три засорении водяного фильтра, или в од опров садя­
щей линии, или змеевика 3, или водяного крана / — в обоих
случаях необходимо, произвести прочистку засоренных час­
тей прибора.
3. Частота анализов неравномерна, что может иметь ме­
сто при колебании давления воды, питающей прибор,— н е­
обходимо пользоваться водой, поступающей из напорного
бачка с постоянным уровнем воды на высоте 7— 10 м.
4. Газоанализатою записывает- неустойчиво линию про­
центов, что имеет место:
а) при подвеске газоанализатора не по отвесу, вследст­
вие чего возникает трение деталей записывающей части при­
б ора,— необходимо проверить прибор по отвесу, чтобы при
вращении среднего колеса подвешенная на нем цепочка
с грузом проходила по центру регулировочного винта;
б) при попадании глицерина в резиновую трубочку, сое­
диняющую измерительный цилиндр с «поглотительным сосу­
дом, вследствие чего создается сопротивление проходу газа;
(попадание глицерина в указанную выше трубочку происхо­
дит вследствие того, что в измерительный цилиндр залито
больше чем 165 см3, поэтому он может переливаться в тру­
бочку под измерительным колоколом, или вследствие того,
что при проверке уровня глицерина во время наполнения
слишком быстро вращали среднее колесо, поэтому глице­
рин захватывался колоколом и переливался в трубочку пол
колоколом, а затем перетекал в газоподводящую резиновую
трубку), — необходимо резиновую трубку снять с колена
стеклянного тройника в пробке поглотительного сосуда и
с трубки на измерительном цилиндре, а затем продувкой
и тампоном из ваты осушить ее.
в) при резком изменении температуры воды, питающей
прибор, — необходимо питать прибор водой, имеющей по­
стоянную температуру.
233
Г азоанализатор производит запись п о одной и той ж е
вертикальной линии, что имеет место:
а) при остановке часов, — необходимо часы заводить ре­
гулярно;
б) при 'неполной .завинченноети гайки на оси часового
механизма под барабаном , вследствие чего ось вращ ается в
б арабане свободно б е з захвата его, — необходимо довернуть
гайку доотказа;
в) при заторможешвд вращ ения барабана с диаграммой
чернильницей, неправильно укрепленной на оси, — необходи­
мо винт, закрепляю щ ий чернильницу, в ,рабочем положении
установить так, чтобы он входил в гнездо, д ля чего на стой­
ке чернильницы м еж ду ее корпусом и поверхностью б ар а­
бана д олж ен быть за зо р 1—2 мм.
6.
Г азоанализатор записывает преувеличенный процент
концентрации газа, что имеет место:
а) при наличии неплотностей в волюметрической части,
приводящ их « утечке отмеренного г а за в атмосферу, — не­
обходимо устранить неплотность;
б) при наличии в поглотительном сосуде более концент­
рированного раство р а — необходимо вылить раствор из по­
глотительного сосуда, р азб ави ть водой до удельного веса
1,285, а затем зал и ть в поглотительный сосуд до отметки;
в) при отмеривании в волю м етре больш его о б ъем а га за ,
чем необходимо д л я нормального анализа, — необходимо
проверить совпадение момента перекрытия ртутью р азв ет­
влений выхлопной трубки с моментом достиж ения ртутью
риски на трубке м еж ду расш ирениями волю метра;
г) при наличии в вы хлопной трубке воды, вследствие
чего в волю м етре отм еряется больший объем га за , чем при>
нятыйчШри регулировке и п роверке прибора, — необходимо
воду и з вы хлопной трубки удалить, д л я чего при максим аль­
ной высоте ртути в выхлопной трубке быстро закры ваю т во ­
дяной кран и в нее опускаю т несколько р аз ф ильтроваль­
ную бумагу, свернутую трубкой, д о тех пор, пока не будет
удалена в с я вода;
д) при излишнем количестве ртути в гидравлическом з а ­
творе — обратном клапане 27, вследствие чего в волюметре
отм еряется больший объем газа, чем принятый при изготов­
лении, регулировке и проверке прибора, — необходимо д о в е ­
сти уровень ртути д о отметки;
е) при недостаточном количестве ртути в гидравлическом
затворе-увлаж нителе 23, вследствие чего часть газа вы дав­
ливается в газоподводящ ую трубку, — необходимо долить
ртути д о отметки на гидравлическом затворе 23\
214
ж) при недостаточном количестве ртути в затворе— обрат­
ном клапане 27, вследствие чего при передавливании газа в
поглотительный сосуд часть газа выходит через воронку за ­
твора в атмосферу, — необходимо долиггь ртути д о отметки
на затворе;
з) при уменьшении глицерина в измерительном цилиндре,
вследствие чего измерительный колокол поднимается на
меньшую высоту, — необходимо долить глицерин в измери­
тельный цилиндр д о отметки.
7.
Газоанализатор дает преуменьшенные показания, что
может иметь место:
а) при насыщении поглотительной жидкости — необходи­
мо жидкость заменить'свежей;
б) при неплотности газопроводящей линии и подсосе
воздуха — необходимо всю газовую линию по участкам про­
верить на плотность;
в) при отсутствии воды в гидравлическом затворе-увлаж­
нителе 23, вследствие чего газ насыщается влагой в погло­
тительном сосуде и увеличивает свой объем, — необходимо
постоянно поддерживать в затворе-увлажнителе слой воды
в 5 мм высотой.
д) О с н о в н ы е п р а в и л а п о э к с п л о а т а ц и и
г а з о а н а л и з а т о р а т и п а М о н о-С и м п л е к с
Для обеспечения бесперебойной работы газоанализатора
необходимо:
1) следить за чистотой прибора как внутри, так и сна­
ружи и держать дверцу прибора всегда плотно закрытой:
2) ■периодически промывать загрязненные стеклянные д е ­
тали разбавленной соляной кислотой и затем чистой водой:
3) через каждые 7 суток менять поглотительный раствор,
для чего в железную банку наливают два литра дистилли­
рованной теплой воды (50—60° С) и всыпают 500 г едкого
кали, затем после полного растворения едкого кали и
остывания жидкости •снимают пену и осторожно переливают
раствор в (поглотительный сосуд д о метки на нем;
4) не реж е двух раз в неделю заливать в чернильницу
чернила и прочищать перо;
5) через каждые 3 суток заводить часовой механизм;
6) при непрерывной круглосуточной работе прибора через
каждые 2 месяца менять рулон диаграммной ленты на но­
вый;
7) следить за совпадением указаний времени на диа­
грамме (против пера) с часами суток;
8) следить за тем, чтобы уровень воды над ртутью в за­
творе 23 был не ниже 5 мм.
215
Контрольные вопросы
1. Как обеспечивается в приборе постоянство темпера­
туры анализируемого таза?
2. Как достигается в приборе- постоянство влажности
анализируемого газа?
3. Как обеспечивается в приборе постоянство давления |
анализируемого гае а?
4. Какие ошибки в измерении произойдут вследствие не­
постоянства температуры, влажности и давления анализи­
руемого газа?
ЩШ\
5. Как обеспечивается точное отмеривание газа в при- |
боре?
Газоанализатор дуплекс на С 02 и СО.+ Н2 типа ГД,
а) П р и н ц и п
действия
прибора
Газоанализатор ГДз типа дуплекс предназначен для по­
очередного объемного определения процентного содержания
углекислого газа и суммы горючих — окиси углерода и 'во-1
дорода —-<в дымовых газах или в другой газовой смеси 1
(фиг. 121). Измерение суммы окиси углерода и водорода в 1
этом приборе основано на методе сжигания этих газов з !
небольшой трубчатой электропечи сопротивления, заполнен-1
ной окисью меди. Окись углерода, сгорая за счет кислорода X
окиси меди, превращается в углекислый газ такого ж е объе- 1
ма, а водород при сгорании превращается в водяные пары, I
конденсирующиеся в воду, объем которой практически 1
очейь мал.
Пропуская поочередно анализируемый газ (фиг. 121) по- 1
мимо печи или через нее, определяют в первом случае — со- 1
держание углекислого газа, во втором случае — содержание I
углекислого газа, плюс сумму горючих (окись углерода и во- 1
дород). Разность результатов второго и первого анализов I
дает сумму окиси углерода и водорода в анализируемом |
газе.
Анализируемый газ подводится в газоанализатор по газо- I
проводу через трехходовой кран 1 (фиг. 124). Газоанализа- I
тор приводится в действие водой, поступающей в прибор §
через кран 32. Вода свободно падающей струйкой по труб- I
ке>»^ подадает в сосуд 34. Сосуд 34 изогнутой трубкой 38
с в я з а Р с - сосудом 39. Из сосуда 34 выходят трубка 35, |
на которую надета дугой (резиновая трубка 49, присоединен- *
ная другим своим концом к сифонной трубке 36—37. Она* (
216
Фиг. 124. Схема газоанализатора на С 0 2 и СО + Нг типа ГД-3.
санная система трубок и сосудов составляет силовое устрой­
ство, приводящее в действие прибор.
Вода, накапливаясь (в сосуде 34, закроет отверстия тру­
бок 33 и 35. С этого момента сосуд 34 и сосуд 39, предва­
рительно залитый жидкостью, окажутся разобщенными с на­
ружным воздухом, вследствие чего дальнейшее поступление
воды в сосуд 34 вызовет сжатие находящегося в силовом
217
устройстве воздуха и увеличение его упругости. Вода начнет
заполнять трубки 33, 35, 49 и 36. В трубках 33 и 36 вода
будет находиться на одинаковом уровне (по закону сооб­
щающихся сосудов). Подъем воды, а вместе с тем и увели­
чение упругости воздуха будут происходить до тех пор, пока
вода, дойдя к перегибу сифонной трубки, не начнет стекать
по трубке 37 наружу.
Опорожнение сосуда 34 происходит быстро, так как мощ­
ность сифона значительно превосходит небольшое поступле­
ние воды из крана 32. С опорожнением силового устройства
упругость сжатого в нем воздуха уменьшается. Действие си­
фона прекращается, как только вода в сосуде 34 откроет
отверстие трубки 35, пропускающее в него воздух. В этот
момент давление воздуха в сйловом устройстве будет равно
давлению наружного воздуха. С накоплением воды <в сосуде
34 отверстие трубки 35 будет вновь закрыто и снова повто­
рится описанный выше цикл.
Силовое устройство работает периодически; скорость про­
текания периода зависит от количества воды, поступающей
через кран «22.
В сосуд 39 почти до его дна входят две трубки: 40 и 41.
Трубка 40 присоединяется к волюметру 2—3. Трубка 41 при­
соединяется к отсекающему приспособлению 16— 19— 18.
С увеличением упругости воздуха в силовом устройстве жид­
кость из сосуда 39 будет выдавливаться по трубкам 40 и 41,
вытесняя из волюметра 2 —3 газ по пути 4. На пути газ
встречает ртутный переключатель б и в зависимости от по­
ложения его проходит либо по трубкам 7 —8 в поглотитель­
ный -сосуд 9, либо по трубке 10 через печь 11, по трубке
с окисью меди 12 и далее по трубке 13—8 в поглотительный
сосуд 9. Трубка 8 в нижней своей части изготовлена не­
сколько меньшего диаметра, чтобы газ' мелкими пузырьками
проходил через слой поглотительной жидкости, вызывая бо­
лее энергичное поглощение углекислоты.
После поглощения углекислоты газ собирается в про­
странстве над поглотительной жидкостью в сосуде 9 и вы­
ходит из «его по трубке 14. Дойдя до разветвления 15, газ
может либо пойти по трубке 17, попадая в отсекающие при­
способления 18—19 и выходя из него в атмосферу но труб­
ке 20, либо попасть по трубкам 21 и 22 под колоколы 23
и 24, где производится объемное измерение остатка газа.
Поступление газа под колокола начнется тогда, когда вы­
тесняемая из сосуда 39 жидкость поднимется по трубке 16
и перекроет отверстие 19 трубки 17. Это разобщение про­
странства над поглотительной жидкостью колоколов и сое218
I динительных трубок от атмосферы происходит в момент на­
чала отмера порции газа, т. е. когда жидкость достигнет от­
метки а на волюметре 2-3. Объем газа, заключенный в ша­
ровой части волюметра 2, будет протолкнут через систему,
‘(вытесняя оставшийся в ней газ от предыдущего анализа.
С момента достижения замыкающей жидкостью отметки а
начнется отмер пробы газа и одновременно измерение под
колоколом остатка е е после поглощения, так как замыкаю­
щая жидкость одновременно закрывает отверстие 19 труб­
ки 17. Дальнейший подъем замыкающей жидкости до отмет| ки б волюметра 2-3 вытеснит полностью забранную порцию
газа под измерительные колокола. Чем больше углекислоты
находится в газовой смеси, тем меньше остаточного газа по­
ступит под измерительные колокола. В момент достижения
замыкающей жидкостью метки б начинает действовать си­
фон, в силу чего упругость воздуха в сосуде 39 начнет умень­
шаться и замыкающая жидкость будет опускаться, возвра­
щаясь в сосуд 39. Опускаясь, замыкающая жидкость откроет
отверстие 19 трубки 17, что даст возможность выхода в атмо­
сферу остатка газа из-под колоколов через трубку 20. При
опускании замыкающей жидкости в волюметре 2-3 создается
вакуум и производится засасывание новой порции газа.
' Остаток газа после поглощения углекислоты поступает,
как было сказано выше, под колокола 23 и 24, рассчитан­
ные так, что большой колокол 24 поднимается всегда раньше
малого колокола 23. Емкость и подъемы колоколов опреде­
лены таким образом, чтобы под колокол 24 при каждом ана­
лизе поступал один и тот ж е объем газа, соответствующий
объему инертного газа, не принимающего участия в горе­
нии (т. е. азота), а под колокол 23 — остаток газа. Отсюда
следует, что объем большого колокола 24 соответствует 80%1
от забранной пробы газа и в теоретическом случае горения
под малый колокол 23 из забранной пробы газа после по­
глощения углекислого газа не попадает ничего. В случае ра­
боты газоанализатора «а воздух под малый колокол 23 пой­
дут оставшиеся 20е/* объема от забранной пробы газа. Прак­
тически горение происходит с каким-то избытком воздуха,
следовательно, объем попадающего под малый колокол газа
зависит от избытка воздуха. Колокол 23 связан с пером 27
нитью 28, перекинутой через блок 29. Подъем колокола 23
приводит в движение перо 27, которое прочерчивает на диаг­
раммной ленте 30 вертикальную черту, по длине соответствую­
щую высоте подъема колокола 23. Под действием веса ко­
локолов остаток газа будет вытесняться наружу в момент
открытия замыкающей жидкостью отверстия 19 трубки 17.
219
Д ля определения продуктов неполного сгорания — суммы
окиси углерода И водорода — ртутный переключатель 6 ста­
вится в положение, когда отмеренный в волюметре 2-3 газ
проходит по трубкам 5, 10, 12 в электрическую печь //.т р у б ­
ку 13 и через трубку 8 поступает в поглотительный сосуд 9.
При проходе газа через электрическую печь 11 в трубке 12,
заполненной окисыо меди, окись углерода и водород сгорят—
окись углерода превратится в углекислый ггСз, а водород —
в водяные пары, в дальнейшем (конденсирующиеся в воду.
Дополнительное количество углекислого газа, получившееся
за счет дожигания окиси углерода, будет поглощено в со­
суде 9. Следовательно объем остатка газа после дожигания
Фаг. 125. Диаграмма записи содержания СО и СО + Н#.
будет меньше (вследствие сгорания окиси углерода в угле­
кислый газ и водорода в водяные пары, конденсирующиеся
в воду) « соответственно уменьшится подъем колокола 23,
а перо 27 на диаграмме 30 запишет более короткую черту.
При отсутствии в дымовых газах окиси углерода и водорода
линия на диаграмме 30 при прохождении газа через печь /./
будет совершенно одинаковой длины с линией при пропуска*
нии предшествующей порции газа помимо печи.
При отсутствии продуктов неполного сгорания на диаг­
раммной ленте будет два поля (фиг. 125): первое — светлое.
н§ заштрихованное, показывающее процентное содержание
углекислого газа, и другое — сплошное, заштрихованное
В присутствии ж е продуктов неполного горения будет три
поля: первое — незаштрихованное, показывающее процентное
содержание.' углекислого газа, второе — редкой штриховки,
показывающее процентное содержание окиси углерода» и во­
дорода, третье — полной штриховки.
Д ля определения углекислого газа и суммы окиси угле­
рода и водорода анализируемый таз поочередно пропускают
22 О
■Через печь й помимо нее переключателем 6, приводимым в
действие автоматически; для этого к силовому сосуду «^под­
ключена трубка 44, входящая под стеклянный колокол 42,
помещенный в ртутный затвор 43 и нагруженный постоян­
ным грузом; с увеличением упругости воздуха в силовом
устройстве колокол 42 поднимется кверху. .
По окончании каждого анализа упругость воздуха в си­
ловом устройстве уменьшается, колокол, под действием груза
опускается вниз и посредством серьги поворачивает в одно
из двух положений переключатель 6\ при следующем анализе
переключатель ставится в другое свое положение; этим обес­
печивается поочередность прохождения газов через печь и
помимо нее.
'
Питание печи 11 осуществляется постоянным или пере­
менным электрическим током 'напряжением 110 или 220 V.
б) П о д г о т о в к а г а з о а н а л и з а т о р а к п у с к у
в эксплоатацию
Зарядка прибора
После установки газоанализатора и присоединения к не­
му газовой и водопроводной линии поибор заполняется не­
обходимыми жидкостями.
В сосуд 9 через стеклянную воронку наливается до мет­
ки раствор едкого кали (КОН) удельного веса 1,285 при
15° С. В сосуд 39 через отверстие наливается до метки рас­
твор глицерина с водой удельного веса 1,06 ири 15° С.
В сосуды колоколов наливается до меток вазелиновое
масло удельного веса 0,865—0,875 при 15° С с вязкостью по
Энглеру 1,4— 1,7 при 50° С. В переключатель 6 наливается
ртуть в количестве примерно 35 г, чтобы при переключении
она не выплескивалась в соединительные трубки. В сосуд 43
наливается ртуть в количестве около 215 г, чтобы высота
ртути при работе прибора была 50 мм.
Проверка прибора на плотность
При неплотности соединений в приборе будет подсос на­
ружного воздуха и утечка измеренной пробы газа, что повле­
чет за собой неправильные показания прибора. На правиль­
ность (работы прибора оказывает большое влияние правиль­
ное заполнение ртутью сосуда 43. Поэтому при пуске
прибора необходимо соблюдать следующее:
1) пуск -©оды производить так, чтобы подъем ее в сифон­
ной трубке был очень медленным;
221
Д ля удобства обслуживания регистрирующее устройство
устроено на шарнире и может быть выдвинуто за пределы
корпуса прибора.
5. Перо необходимо прочищать иголкой соответствующе­
го диаметра при малейших признаках засорения. При при­
туплении наконечника пера (необходимо осторожно его за­
точить на наждачном бруске. Раз в двое суток промывать
перо водой, а лучше спиртом, продувая его при этом по­
средством резиновой гр>зши, одетой на носик пера. Перио­
дически перо наполнять чернилами. При обнаруживании бы­
строго высыхания чернил можно их разбавлять глицерином.
6. Печь особенного ухода не требует, лишь через 2—3 ме­
сяца необходимо, вынув трубку 12, осторожно извлечь из
нее заряд окиси меди и в случае разряжения заменить све­
жим.
7. Следить за чистотой прибора как внутри, так и сна­
ружи. Повседневный и правильный /х о д за прибором обес­
печивает правильные показания и продолжительную работу
прибора. Дверца прибора должна быть всегда плотно за­
крыта. Прибор запирается на замок, предохраняющий его
от постороннего вмешательства.
Газоанализатор дуплекс на С 0 2 и СО + Н2 типа ГД-40/253
а) П р и н ц и п
действия
при б о р а
Газоанализатор типа ГД-40/253 предназначен для после­
довательного объемного определения содержания углекисло­
го газа ((СОг) и суммы горючих составных — окиси углерода
и водорода (СО + Нг) в газовой смеси. Газоанализатор име­
ет электрический передатчик на показывающие вторичные
приборы на расстояние до 500 м, а также снабжен электри­
ческой сигнализацией уменьшения и увеличения содержания
углекислого газа и суммы окиси углерода и водорода в га­
зовой смеси за пределы заранее установленных величин.
Прибор приводится в действие водой, поступающей в
него из водопроводной магистрали через трубку / в напор­
ный бачок 2, в котором поддерживается постоянный уровень
трубкой 5 (фиг. 126); Из напорного бачка вода поступает в
эжектор 3—4 и вытекает из прибора по трубке 4. Эжектор
служит для создания разрежения, обеспечивающего проте­
кание непрерывного потока газа через прибор.
Газ поступает через кран 14 и масляный затвор 15 и за­
тем через кран 16 к эжектору.
Одновременно с питанием эжектора вода 'и з напорного
бачка 2 через кран 6 поступает по трубке 7 в напорный
224
г
Фиг, 126. Схема газоанализатора ГД 40/233.
резервуар 10. По мере подъема уровня воды нижние отвер­
стия всех входящих в резервуар трубок перекрываются во­
дой, вследствие чего резервуар разобщается с атмосферой.
Находящийся в резервуаре 10 воздух подвергается сжатию
и давление его передается через трубку 13 в затворные со15 Приборы тепл, контроля электростанций
225
■
суды 17. П од действием сжатого бозДузЙ Жидкость 3 сосуН
дах 17 поднимается в волюметры 18, 19 и 20.
Одновременно вода, поднимающаяся в резервуаре 10А
перекроет концы спущенных в него трубок 11 и 12, тем самым разобщ ив внутренние полости поглотительных сосудов
27 и 36 с атмосферой.
Отмер пробы газа происходит в момент перекрытия ж и д -1
костью, поднимающейся из сосудов 47, нижних концов тру- 1
бок 21, 22 и 23. Д л я поддерж ания в момент отмера пробы
г а за постоянного давления в волюметрах 18, 19 и 20 и зл и -1
щек газа до перекрытия нижних концов трубок 21, 22 и 23 1
выходит из волюметра 18 по трубке 21, через затвор 38, 1
нижнюю его часть и, наконец, по трубке 39 в атмосферу; из I
волюметров 19 и 20 — соответственно по трубкам 22 и 23 В
непосредственно в атмосферу.
Отмеренная проба газа с поднятием жидкости в волю -1
метре 18 передавливается по трубке 24 в поглотительный »
сосуд 27, барботирует (пробулькивает) через слой раствора I
едкого кали (КОН), вытесняя его в верхнюю часть п о гл о -1
тительного сосуда 28.
Углекислый газ поглощ ается раствором едкого кали; I
вызванное этим уменьшение объема отмеренной пробы под­
нимает на определенную высоту уровень жидкости в верх- )
ней части поглотительного сосуда 28.
Одновременно с этим газ из волюметра 19 и воздух из
волюметра 20 по трубкам 25 и 26 передавливаются в сме- 1
ситель 31, а затем в печь дожигания 32, где в присутствии I
окиси меди догорят окись углерода в углекислый газ и водо­
род в воду, стекающую в водоотделитель 33. Д ал ее газ по
трубке 34 поступает в поглотительный сосуд 36, барботирует
через слой раствора едкого кали и вытесняет ето в верх­
нюю часть поглотительного сосуда 57.
О бразовавш ийся в результате дожигания углекислый газ,
поглощ аясь в сосуде 36, вызовет уменьшение отмеренного
объема газа и -воздуха в волюметрах 19 и 20 на величину
сгоревшего объем а окиси углерода, кроме того уменьшение
объема газа произойдет такж е за счет дожигания водорода
в воду, вследствие чего уровень жидкости в верхней части
поглотительного сосуда 37 поднимется на соответствующую
высоту.
П еред концом анализа находящийся в верхней части
приемной трубки 7 воздух будет сж ат водой, передавая дав­
ление по тонкой трубке 40 ртутному манометру 41, который
при наибольшем давлении воздуха освободит оба коромысла
226
пишущего Механизма. Поплавки в соответствий с положени­
ем уровней жидкостей в воронках 28 и 37 займут опреде­
ленное положение, а пишущие перья, будучи жестко связа­
ны с коромы слом,' установятся против определенного д ел е­
ния диаграммной ленты.
Наполнение водой напорного резервуара 10 и трубок 9
и 7 продолж ается д о тех /пор, пока уровень воды не д о­
стигнет верха сифона 8—9, после чего вода начнет перели­
ваться из резервуара 10 по трубке 8 в дренаж.
Количество воды, поступающей через кран 6, будет не­
достаточным д ля покрытия расхода ее через сифон 8—9 и
опорожнение напорного резервуара 10 сифоном произойдет
очень быстро.
Д авление воздуха в уширенной верхней части приемной
трубки 7 и в манометре 41 упадет и бугель прижмет к диа­
граммной ленте оба пера пишущего механизма в точках,
соответствующих процентному содержанию углекислого газа
и суммы окиси углерода и водорода в газовой смеси. __
В силу падения давления воздуха в резервуаре 10 и сле­
довательно в затворных сосудах 17 жидкость в волюметре
18, 19 и 20 начнет опускаться, заполнит сосуды 17 и займет
свое исходное положение. Вследствие вакуума в волюмет­
рах произойдет засасывание свеж ей порции газа, который,
пройдя через кран 14, затвор 38 и трубку 21, заполнит во­
люметр 18.
После первичного поглощения углекислого газа волю­
метр 19 наполняется остаточным газом из газового про­
странства поглотительного сосуда 27 по трубке 29 через
затвор 30 и по трубке 25. Газ поступает не только под дей­
ствием вакуума, но и под действием давления столба погло­
тительной жидкости в воронке 28.
Волюметры 18 и 19 по объему одинаковы; остаточного
газа для заполнения волюметра 19 может не хватить, по­
этому д ля заполнения он соединяется трубкой 22 с атмо­
сферой.
Волюметр 2 0 .ч ер ез трубку 23 заполняется воздухом, за
счет кислорода которого обеспечивается полное догорание
небгоревших газов газовой смеси.
Одновременно с разгрузкой напорного резервуара 10 от
воды концы трубок 11 и 12 обнажаю тся, вследствие чего
газ из газового пространства поглотительного сосуда 36
выйдет в атмосферу и уровни поглотительных жидкостей в
сосудах 27 и 36 займут исходное положение. Давление
внутри этих сосудов будет равно атмосферному.
15*
227
П осле окончания действия сифона вода, притекающая в
напорный резервуар 10, поднимаясь, снова перекроет концы
опущенных в него трубок и начнется новый анализ газа.
Забранная проба газа сначала проходит анализ на со­
держ ание в ней углекислого газа ( С 0 2) и далее, будучи раз­
бавлена воздухом и пропущена через печь дожигания, про­
ходит анализ на сумму горючих частей окиси углерода и
водорода (СО 4- Н 2).
Прибор производит анализ последовательно одной и той
ж е пробы газа, что является основным преимуществом д ан ­
ного газоанализатора.
б) П о д г о т о в к а г а з о а н а л и з а т о р а
в эксплоатацию
к пуску
Зарядка прибора
П осле установки прибора и присоединения к нему газои водопроводных линий, а такж е приключения электролинии
он заряж ается соответствующими жидкостями.
1. Сосуды 17 заливаю т до красной метки раствором по­
варенной соли, вынув пробки из отростков на трубках 22 и
23; после наполнения отверстия нужно плотно закрыть
пробками.
2. Поглотительные сосуды 27 и 36 заливаю т раствором
едкого кали через воронки 28 и 37 до тех пор, пока ж ид­
кость не начнет выливаться из сливной трубки; поплавки при
этом снимаются.
3. Эжекторный затвор 15, газовый затвор 38, а такж е
ниж няя часть его заполняю тся до красных меток вазели­
новым маслом.
4. Промежуточный затвор 30 и смеситель 31 заполняю т­
ся дистиллированной водой до красных отметок, а водоот­
делитель 33 — д о тех пор, пока из сливной трубки его не
потечет вода.
5 ртутный манометр 41 через имею щееся в нем сверху
отверстие заполняется 55 см3 (750 г) ртути.
Проверка плотности газопровода и прибора
Испытание газопровода заклю чается в следующем. От­
крываю т водопроводный кран 1, заполняя водой бачок 2;
уровень воды в нем поддерж ивается постоянным сливом
излишка по сливной трубке 5. Кран на газовой линии после
газозаборной трубки перекрывается. Открыв краны 14 и 16,
даю т работать эж ектору, пока в затворном сосуде 15 не
228
наступит интенсивное пробулькивание воздуха через погру­
женную в масло трубку, сообщающуюся с атмосферой. При
закрытии крана 16 допустимо повышение уровня масла в
указанной трубке на 3 мм в В* мин.; ббльшее повышение
уровня масла указывает на неплотности соединений газовой
линии. Для обнаружения этих неплотностей смачивают ме­
ста соединений мыльной водой; при создании давления в
газопроводе образуются пузырьки в неплотных местах.
Проверка плотности прибора производится следующим
путем. Открывают пусковой кран 6, заполняя водой напор­
ный резервуар 10. Давлением сжатого воздуха из сосудов
17 затворная жидкость вытесняется в волюметры 18, 19 и
20. Как только весь газ будет вытеснен из волюметров 18,
19 и 20 и войдет в трубки 24, 25 и 26, кран 6 закрывается.
При достаточной плотности прибора уровень жидкости в
трубках 21, 22, 23, 24, 25, 26 и в воронках 28 и 37 не дол­
жен изменяться более чем на 3 мм в 5 мин.; большее сме­
щение указывает на недостаточную плотность в приборе.
Бугель манометра 41 также должен оставаться в поднятом
неподвижном состоянии; опускание его будет иметь место
при неплотностях соединений ртутного манометра 41 с уши­
ренной частью трубки 7 силового устройства. При плотности
соединений крана 14 и затворного сосуда 38 уровни жидко­
стей в затворном сосуде 38 и волюметре 18 после срабаты­
вания сифона при закрытом кране 6 будут находиться на
определенной высоте неподвижно. Кран 14 должен быть
закрыт незадолго до срабатывания сифона. Кран 6 закры­
вается в момент срабатывания сифона.
Регулировка прибора
После зарядки прибора необходимо до пуска произвести
регулировку отдельных узлов, для чего произвести следую­
щие операции.
1. Навесить поплавки на плечи коромысел пишущего ме­
ханизма и проверить вертикальность положения воронок
28 и 37. Поплавок не должен задевать стенок воронки; при
задевании необходимо сместить сосуд с воронкой в сторону
касания поплавка. Для проверки вертикальности установки
достаточно повернуть на нити поплавок на 1—2 оборота;
если поплавок возвратится в исходное положение, не заде­
вая стенок воронки, то положение сосуда с воронкой и по­
плавка правильное.
2. Установить диаграммную ленту, для чего необходимо
снять с оси для рулона упорное кольцо, отвернув винт, на­
деть рулон диаграммной бумаги, поставить упорное кольцо
229
вплотную к рулону и завернуть стопорный винт. Далее вста­
вить ось в опоры на кронштейнах пишущего механизма, а
конец диаграммной бумаги завести назад за барабан, между
поверхностью барабана и втягивающим кронштейны стерж­
нем. Отвернув стопорную
гайку на оси часового
механизма с левой сто­
роны барабана, дать сво­
бодный ход часовому ме­
ханизму. Вращая барабан
и продвигая диаграммную
бумагу, необходимо штиф­
ты на барабане ввести в
отверстия ленты. Д ля от­
тяжки конца ленты вниз
нацепить скобку. Лента
должна быть хорошо при­
жата к поверхности бара­
бана, а рулон на оси сво­
ими краями должен стро­
го совпадать с направна. Коромысла пишуще­
го механизма при своем
движении вправо или вле­
во не должны задевать
выступающими
часпЙ ||
за ленту сзади барабана.
3. Подвести прижим­
ное
кольцо
барабана
вплотную к краю ленты.
4. Установись
пишу­
щие перья на стержнях
перпендикулярно к по­
верхности барабана. При
крайнем отклонении пра­
вого коромысла вправо,
а левого влево перо Дол­
Фиг. 127. Схема силового устрой­
ства и ртутного манометра.
жно устанавливаться в
первом случае на деле­
нии 2,0% (СОг), а во втором—на делении 5% (С О + Н 2). Если
перья переходят за эти деления, то необходимо упорным
винтом подвести перья к указанным делениям. Произвести
установку перьев на нулевую линию специальными винтами
230
, на кронштейне качающихся коромысел. Кончики перьев дол­
жны переходить за нулевую линию на 1— Р /г мм.
5. Поставить наполненный ртутный манометр на центро­
вые опоры кронштейнов. Соединить манометр с воздушной
камерой силового устройства {фиг. 127). Опоры смазать ко­
стяным маслом. Во время работы прибора бугель манометра
долж ен подниматься, отделяясь от пружинки пера. Перо при
поднятом бугеле долж но отойти от диаграммы на 1— ХЧгмм.
6. Наполнить перья чернилами.
в) П у с к п р и б о р а
З а I1/*—2 часа до пуска прибора необходимо включить
электропечь (фиг. 128).
Д л я пуска прибора в действие кран 16 открыть, кран 14
закрыть, тем самым включив прибор на работу на воздух.
Открыв кран 1, наполнить водой расходный бачок 2, а за ­
тем открыть кран 6. В случае слабой работы сифона необ­
ходимо на несколько секунд закрыть пальцем сливную
трубку сифона, после чего сифон будет работать энергично.
Установить диаграммную ленту так, чтобы против кончика
пера приходилась цифра часа, соответствующая часу суток,
а затем пустить часовой механизм, передвинув назад пла­
стинку, находящую ся справа на кожухе часового механизма,
около кронштейна. Установив скорость 25—30 анализов в
час, необходимо проверить правильность установки пишущег ^ п е р а на нулевую линию. Если перо не доходит до нуле§те линии, то стержень поплавка необходимо удлинить, р а з­
винчивая регулировочную м уф ту и стержень крючка; если
перо переходит за нулевую линию, то стержень поплавка
следует укоротить, ввернув стержень крючка в регулировоч­
ную муфту.
После хорошей работы прибора на воздух в течение
часа открыть кран 14, поставив рукоятку крана вертикально
и включив тем самым прибор д ля работы на газ.
г) О с н о в н ы е н е п о л а д к и в р а б о т е п р и б о р а
и с п о с о б ы их у с т р а н е н и я
1.
Зам ы каю щ ая жидкость неполностью стекает из волю­
метра или при стекании происходит просачивание пузырьков
воздуха через погруженную в жидкость трубку сосуда 38,
сообщ ающ уюся с атмосферой. Причины:
а) засорение газопровода или образование водяных про­
бок в результате конденсации водяных паров;
б) засорение кранов и трубок в приборе.
' 231
Фиг. 128. Принципиальная электрическая схема
газоанализатора ГД-40/253
232
В обоих случаях необходимо произвести прочистку газо­
подводящей линии.
2. Прибор д ает преуменьшенные показания. Причины:
а) неплотность газоподводящ ей линии,— необходимо про­
верить на плотность всю газовую линию по участкам;
б) насыщение поглотительной жидкости, — необходимо
поглотительную жидкость заменить свежей.
3. Сифон 8—9 не разгруж ает от воды напорный резер­
вуар 10, — необходимо несколько раз закрыть и открыть
пальцем нижнее отверстие трубки 9.
4. Бугель манометра 41 не поднимается в конце анализа.
Причины:
а) неплотность линии от бугеля до верхней уширенной
части трубки, — необходимо проверить линии и устранить не­
плотности;
б) заедание манометра в центровых опорах, — необходи­
мо снять манометр, прочистить центры, смазать и вновь уста­
новить;
в) сдвиг грузиков на бугеле, — необходимо отрегулиро­
вать.
5. Перо не пишет, — необходимо прочистить наконечник
специальной прочисткой, прилагаемой к прибору.
д) О с н о в н ы е
п р а в и л а по
прибора
эксплоатации
1. Ежедневно отрезать диаграммную ленту за истекшие
сутки и перемещ ать скобу на ее конец.
2. Ежедневно пипеткой наполнять перо чернилами.
3. Ежедневно проверять чистоту ваты в контрольном
фильтре и в случае загрязнения ее заменять новой.
4. Ч ерез каж ды е 5 дней проверять работу прибора на
нулевую линию.
5. Ч ерез каж ды е 3 суток заводить часовой механизм.
6. Следить за совпадением линий времени на диаграмме
против наконечника пера с часами суток.
7. Периодически промывать загрязненные стеклянные д е­
тали разбавленной кислотой, а затем чистой водой.
8. По мере загрязнения жидкостей, налитых в сосуды
прибора, заменять их свежими. Раствор поваренной соли со­
стоит из 25 г поваренной соли на 100 г дистиллированной
воды. Поглотительная жидкость состоит из 800 г едкого к а ­
ли на 1 500 г дистиллированной воды, что дает 1,8 л рас­
твора удельного веса 1,27.
9. Необходимо, чтобы температура окружающей прибор
233
среды не была ниже О* С, так как замерзание жидкостей в
сосудах повлечет за собой поломку стеклянных частей при­
бора. Повышение ж е температуры выше 40° С вызовет ин­
тенсивное выпаривание жидкостей и быстрое высыхание
чернил.
О бщ ая схем а установки газоанализатора ГД-40/253 по­
казан а на фиг. 129. _
Газоанализатор Симплекс на С 0 2 типа ГД-5
с электромеханическим приводом
а) П р и н ц и п д е й с т в и я
прибора
Н еудобства, связанны е с применением воды д ля приво­
дов газоанализаторов в действие, обусловили появление
приборов с электромеханическим приводом. Одним из наи­
более совершенных приборов этого типа является газоан а­
лизатор типа ГД-5.
Электропривод 10 (фиг. 130) прибора состоит из коробки
передач 7 и электрического двигателя 8. С помощью экс­
центрика, насаженного на вал редуктора, рычаг 9 приводит
в поступательно-возвратное движение плунжер 2. Подъем
плунж ера 2 происходит за счет вытесняющего действия
ртути. Вследствие опускания ртути в волюметре 3 создается
разреж ени е и газ засасы вается через впускной штуцер 11
и затвор 5.
234
При опускании плунжера ртуть в ы тесн яется из си лового
цилиндра 4 в в олю м етр 3. А нализируем ы й г а з н агн етается
ч ер ез затв о р ы 5 и 2 3 в поглотительны й со су д 22. О статок
газа вы ходит ч е р е з запорн ую трубку 18 и вы хлопное о т в ер ­
стие 6 в атм о сф ер у д о тех пор, пока ртуть не п ер ек р о ет от­
версти я тру бки 2 0 при д о сти ж ен и и ниж ней отметки во л ю ­
м етра. О стато к г а з а поступает ч ер е з трубку 21, ш лан г 19 и
трубку 17 под изм ерительны й к о л о к о л 16, сво бод н о поме-
Фаг. 130. Общая схема газоанализатора ГД-5 на СОг.
Ф иг■131. Электрическая схема
газоанализатора ГД-5 на СОг*
щенный в раствор глицерина. Высота подъем а колокола
соответствует количеству остаточного газа. В момент дости­
ж ен ия верхней отметки волю м етра ртуть, поднимаю щ аяся
по трубке 1 {фиг. 131), зам кнет следую щ ую электрическую
цепь: корпус прибора 5, контакт 2, обмотку тормозного
электром агнита 6, купроксный вы прямитель КП -2, корпус
прибора. Электромагнит срабаты вает и на 2—3 сек. осво­
б о ж д ается заторм ож енная пишущ ая часть 8. П еро пере­
д вигается и записы вает на диаграммной ленте процентное
содерж ание С 0 2,
235
V
При опускании ртути в запорной трубке контакт 2 раз­
мыкается, электромагнит выключается и с помощью рези­
нового буфера и сектора 7 перо затормаживается. При
дальнейшем опускании ртути освобождается конец трубки 20
(фиг. 130) и газ, находящийся под колоколом, начинает вы­
ходить в атмосферу по трубкам 17, 21, 20 и 6, а колокол | ]
будет опускаться.
При достижении ртутью нижней отметки волюметра на­
ступает новый цикл нагнетания.
Диаграммная лента передвигается с помощью синхрон- 1
ного двигателя 12 (фиг. 130).
б) П о д г о т о в к а г а з о а н а л и з а т о р а
в эксплоатацию
к пуску
Зарядка прибора
1. Коробка передач 7 заливается маслом через отвер- ?
стие винта с красной головкой до тех пор, пока оно не .
польется из наполнительного отверстия, после чего отвер- .
стие закрывается винтом.
2. Поглотительный сосуд 22 заливается до красной метки
раствором едкого кали (удельного веса 1,27).
3. Цилиндр 15 наполняется через трубку до метки рас­
твором глицерина. При заполнении необходимо механизм
движения ленты отвести в сторону, пишущий рычаг должен
быть отведей влево и закреплен пружиной на крючке.
4
ртуть заливается:
а) во всасывающий клапан 5 до отметки, соответствую­
щей давлению газа около 100 мм вод. ст.; при большем
давлении газа необходимо ртути залить больше;
б) в нагнетательный клапан 23 до отметки;
в) в силовое устройство 4 — примерно 3,1 кг. Плунжер 2
при этом необходимо поднять до верхнего своего предела.
Проверка плотности газопровода и прибора
Для проверки плотности газопровода необходимо отсое,
динить его от газозаборного приспособления и плотно за­
крыть конец пробкой. При полной плотности через некото- Я
рое время ртуть в волюметре должна остановиться на опре­
деленном уровне и газовые пузырьки не должны проходить
через всасывающий клапан 5.
Проверка плотности частей прибора производится таким
ж е образом, для чего испытуемая часть присоединяется к
|
впускному штуцеру / / .
,
235
Пуск прибора
Для пуска прибора необходимо включить приводной
двигатель повертыванием ручки переключателя. В течение
3 час.-пускают прибор на работу на воздух, снимая шланг
с штуцера 11. Установка нулевой линии производится регу­
лировочным винтом, расположенным над измерительным
колоколом. После точной установки прибора на нулевую ли­
нию необходимо дать ему поработать в течение 2 час. для
проверки устойчивости нулевой линии. Затем шланг наде­
вается на впускной штуцер 11, и прибор будет готов для
работы на газ.
в) О с н о в н ы е н е п о л а д к и в р а б о т е п р и б о р а
и с п о с о б ы их у с т р а н е н и я
1. Показания прибора на диаграмме записываются пря­
мой линией, что может иметь место при неисправности
электротормоза, — необходимо прочистить контакты и про­
верить их надежность.
2. Показания прибора записываются на диаграмме в ви­
де «елочки». Причины:
а) изгиб конца тормозного резинового буфера, — необ­
ходимо несколько раз провернуть сектор, прижимая к нему
тормозной резиновый буфер;
б) ослабление пружины, прижимающей якорь электро­
тормоза к сектору, — необходимо укоротить пружину.
Остальные неполадки аналогичны уже разобранным вы­
ше неполадкам других химических газоанализаторов.
г) О с н о в н ы е п р а в и л а п о э к с п л о а т а ц и и
прибора
1. Необходимо следить, чтобы давление газа не выходи­
ло за пределы от 100 мм до + 300 мм вод. ст. При слишком
большом давлении газ во время анализа будет проходить
через всасывающий и поглотительный клапаны, вызывая пре­
уменьшение показаний прибора. При большем разрежении
волюметр не наполнится полностью газом и прибор будет
давать преувеличенные показания.
2. Редуктор не следует разбирать без крайней нужды.
Все его детали рассчитаны на длительную работу и точно
отрегулированы. Неумелая сборка редуктора может приве­
сти к поломке частей его. Уровень масла в редукторе не­
обходимо контролировать через каждые 3 месяца работы,
следя, чтобы он достигал высоты заливного отверстия. Один
раз в год необходимо менять масло в редукторе.
237
Остальные правила ухода за прибором аналогичны опи­
санным выше для химических газоанализаторов. Общая схе­
ма установки прибора показана на фиг. 132.
5. АВТОМАТИЧЕСКИЕ ФИЗИЧЕСКИЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ
Принцип действия физических газоанализаторов основан
на различных физических свойствах газов, входящих в со­
став анализируемой газовой смеси: удельный вес, тепло­
проводность и т. д.
Удельный вес, а также теплопроводность воздуха, кисло­
рода, азота и окиси углерода очень близки по величине.
Углекислый газ имеет удельный вес в \*1г раза больше,
а теплопроводность почти в 2 раза меньше, чем у воздуха.
Наличие в дымовых газах сернистого газа, метана и водо­
рода обычно незначительно, но все же будет оказывать вли­
яние на результаты анализа. Влияние водяных паров на из­
мерение может быть устранено путем осушки газов или про­
ведением анализа при постоянной влажности.
Физические газоанализаторы непригодны для анализа
дымовых газов от мазута, бурых углей, в особенности под­
московного угля и газа.
В промышленности из физических газоанализаторов наи­
более распространенными являются э л е к т р и ч е с к и е
238
г а з о а н а л и з а т о р ы — приборы, основанные на сравнении
теплопроводностей анализируемого газа и воздуха; сравни­
тельно меньше распространены а э р о д и н а м и ч е с к и е
г а з о а н а л и з а т о р ы — приборы, основанные на сравне­
нии удельных весов анализируемого газа и воздуха.
Аэродинамический газоанализатор С 0 2 Ранарекс
Непосредственное измерение веса столбов газов и воз­
духа для анализа газов практически не осуществимо. Для
надежности измерения газ и воздух приводят в приборе
в сильное враща- ■
тельное
движение
(фиг. 133) вентиля­
торами, работающи­
ми от электрическо­
го двигателя. Один
вентилятор
поме­
щают в газовой ка­
мере, другой—в воз­
душной. Против вен­
тиляторных дисков в
камерах установлены
крыльчатки, оси ко­
торых соединены ме­
жду собой шарнир­
ными тягами. На оси
воздушной
крыль­
чатки
посажена
/%7Л?ЖЖ><.
стрелка. Вентилято­
/ш а#
ры вращаются в про­
тивоположные сто­
роны. Создаваемое
гме/%
вентиляторами в га­
зовой и воздушной
камерах давление пеЛмХ
*
редается на крыль.
пятки
г'тпрмаитирг'а
Фкг. 133. Кинематическая схема работы
чатки, стремящиеся
газоанализатора Ранарекс.
повернуться тоже в
противоположных направлениях.
В случае если через обе камеры просасывать воздух, то
вращающие моменты будут равно противоположны и стрел­
ка прибора установится на нуль (фиг. 134). В действитель­
ной установке создаваемый в газовой камере вращающий
момент будет больше, чем в воздушной камере, так как
289
удельный вес дымовых газов больше удельного веса возду­
ха, и стрелка прибора отклонится вправо (фиг. 134).
Во.здух; поступающий в воздушную камеру, просасывает­
ся над поверхностью воды в увлажнителе К (фиг. 135), что*
бы степень насыщения водяными парами дымовых газов и
воздуха были одинаковы.
0
Ь
‘°
?У
Точность
показаний
1% СОг
I 1%С0' газоанализатора
Рана\ ^
|
^
I [
реке + 0 ,5 % С 0 2. Запаз­
дывание показаний около
2—3 мин. в зависимости
от длины газоподводя­
щей линии.
Газоанализатор Ранарекс производит запись
Флг. /34. Прницчгтиальная7схема
газоанализатора Ранарекс.
Фиг. 135. Схема установки газоанализатора Ранарекс.
показаний, которая осуществляется на диаграммной ленте,
приводимой © движение от основного электрического двига­
теля через специальное приспособление путем периодическо­
го прижимания стрелки к диаграммной ленте и прокалывания
отверстия в бумаге иголкой, укрепленной на стрелке.
Прибор изготовляется только для определения С 0 2 и без
дистанционной передачи показаний на расстояние.
240
Контрольные вопросы
1. Д ля какой цели воздух и дымовые газы приводятся
во вращательное движение вентиляторами?
2. На чем основано условие равновесия стрелки прибора?
3. Как осуществляется постоянная влажность воздуха и
газов в приборе?
4. Какое влияние на показания- прибора будет оказывать
присутствие в дымовых газах водорода, серы и метана?
5. Какие основные недостатки прибора?
6. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ГАЗОАНАЛИЗАТОРЫ
Электрические газоанализаторы по принципу действия
разделяются на две группы:
1) основанные на измерении теплопроводности газов,
применяются для определения содержания углекислого газа
(СОг) и водорода (Н2) в газовой смеси;
2) основанные на измерении количества выделяемой теп­
лоты при дожигании горючих частей газовой смеси, эти при­
боры применяются для определения суммы окиси углерода
и водорода (СО + Н2).
Определение
содержания
углекислого газа
Определение содержания СОг основывается на сравнении
теплопроводностей анализируемой газовой смеси и воздуха
при одинаковых температурах.
Отходящие газы обыкновенно состоят из азота, кисло- рода, углекислого газа, водяных паров и небольшого коли*
чества сернистого газа, кроме того при неполном сгорании
они содержат окись углерода, водород (и метан). Теплшрэводность углекислого газа почти вдвое меньше тегогопровод‘ ности сухого воздуха; кислород, азот и окись углерода по
теплопроводности близки к воздуху, теплопроводность сер­
нистого газа значительно меньше, водяного пара — несколь­
ко больше, водорода — много больше, чем воздуха. Поэтому
при небольшом содержании в отходящих газах сернистого
газа и при отсутствии водорода и водяных паров теплопро­
водность отходящих газов зависит главным образом от со­
держания в них углекислого газа. Следовательно измерение
теплопроводности отходящих газов позволяет судить о со­
держании углекислого газа в дымовых газах.
На фиг. 136 показана принципиальная электрическая схе­
ма приемника углекислого газа. Четыре платиновые прово­
лочки помещены в две газовые камеры и в две воздушные
камеры. Эти проволочки соединены между собой во
*6 Приборы тепл, контроля »л«ктростанцвв
241
схеме моста Уитстона и нагреваются электрическим токам
до температуры 100° С. Воздушные камеры заполнены
—
^
воздухом; через газовые камеры
о
.протекает с постоянной ско? У
ростью анализируемый газ.
'8 я
При пропускании через газо­
вые камеры воздуха отдача теп­
ла к стенкам всех четырех камер
-
вы их электрические сопротивления. Этим достигается равноветрическая схема приемника СОа сие МОСТа Уитстона, ЧТО МОЖНО
видеть по отсутствию тока в измерительном приборе; реостатом достигается подрегулировка
равновесия моста.
При просасывании через газовые камеры отходящих га­
зов помещенные в них проволочки будут отдавать менее
тепла и нагреваться более, чем проволочки, помещенные в
воздушных камерах.
Изменение температур плеч моста Уитстона изменит их
электрическое сопротивление, равновесие моста будет нару­
шено, и стрелка прибора отклонится. Чем выше содержа­
ние углекислого газа в отходящих газах, тем будет больше
угол отклонения стрелки. Прибор градуируется в Р/о1 СОг,
давая непосредственный отсчет содержания углекислого га­
за в дымовых газах.
Наличие в отходящих газах водорода сильно преумень­
шает показания прибора (так, например, содержание 1°/о
водорода уменьшает показания углекислого газа примерно
на 8%); наличие сернистого газа увеличивает показания
(1% сернистого газа соответствует приблизительно 1,7°/о
углекислого газа). Водяные пары не влияют на изменение,
так как они конденсируются в холодильнике.
Электрические газоанализаторы нельзя применять для
определения углекислого газа при работе топок на мазуте,
торфе и бурых углях, в особенности подмосковных.
Фаг. 136. Принципиальная элек-
Определение с од ер ж ани я суммы окиси
у г л е р о д а и в о д о р о д а (СО + Н2)
Определение
электрическим
способом
содержания
СО + Н2 в отходящих газах основано на измерении тепла,
выделяемого при сгорании этих газов. Отходящие газы на­
правляют вдоль платиновой проволоки, нагретой электриче242
сКйм
током До температуры 4Й0—500° С. Платина, являйсЬ
катализатором,
понижает
температуру
воспламенения
СО + Н2 с 900 до 500° С, не участвуя в химической реакции
горения. Горение происходит за счет свободного кислорода
в газах или за счет добавочного воздуха. При сгорании
СО + Нг увеличиваются температура проволоки и ее элект­
рическое сопротивление. Сопротивление проволоки, пропор­
ционально содержанию С О ^ Н г в газах, измеряется мо­
стом Уитстона.
Принципиальная схема газоанализатора для определения
СО Н~ Нг показана на фиг. 137. Одна платиновая проволочка
помещена в газовую камеру и одна в воздушную камеру.
Два других плеча моста вы­
полняются постоянными из ма­
териала с температурным коэ­
фициентом, практически рав­
ным нулю.
При просачивании отходя­
щих газов через газовую ка­
меру окись углерода и водо­
род, сгорая, нагревают плати­
новую проволоку; этим изме­
137. Принципиальная элек­
няется ее электрическое со­ Фиг.
трическая схема приемника
противление и нарушается рав­
СО + Нг.
новесие моста, что приводит к
отклонению стрелки прибора. Так как количество тепла,
выделяемого при сгорании окиси углерода и водорода, прак­
тически почти одинаково, то прибор градуируют в % СО +
г4- Н2. Для установки прибора на нуль служит реостат. Влия­
ние теплопроводности протекающих через камеру газов нич­
тожно и практически не учитывается.
Все типы выпускаемых электрических газоанализаторов
для определения СОг и СО + Нг по своему принципу и
конструкции мало отличаются друг от друга. Из газоанали­
заторов иностранных фирм наибольшей известностью польВ зуются газоанализаторы Сименса. Из газоанализаторов, вы­
пускаемых нашими приборостроительными заводами, наи­
более распространены газоанализаторы ГЛ-2 и ГЭД.
Газоанализатор ГЭД
Электрический газоанализатор ГЭД производит непре­
рывное определение содержания углекислого газа (СОг)
и суммы окиси углерода и водорода (СО + Нг) в отходя­
щих газах.
I
'Т б *
248
Анализируемый газ (фиг. 138) поступает в приемник СО*
^ерез трубку 1. Ббльшая часть газа проходит по трубке /,
7 и выходит из приемника через дроссель 8. Для умень­
шения скорости и потерь от теплопроводности часть газа
Направляется из трубки 1 по каналам через дроссели 3 в ка-
Фиг. 138. Газовая схема ориемника СО) газоанализатора ГЭД.
В
,.ш - 1
РдБильнин —
фиг. 139. Газовая схема приемни­
ка СО
На {газоанализатора Г Э Д .
/!*. Ватили источник
сетевого пит а >
---------
9
-
С Г-
АГ-24
/7одг оно чное
Фаг. 140. Принципиальная электрическая схема газоанализатора ГЭД.
меры 2. Газ омывает плечи 4 моста приемника, через дрос­
сели по каналам 5 поступает в трубку 1 ,7 и через дрос­
сель 5 выходит из приемника. Два других плеча моста
заключены в воздушные камеры.
В камеру 2 приемника СО 4- Нг (фиг. 139) газ поступает
через трубку 1, где омывает активное плечо 3 приемника
и через трубку 4 выходит из приемника.
На фиг. 140 дана электрическая схема прибора. Оба при244
емника соединены последовательно. Питание приемников
производится от аккумуляторной батареи 12 V или от купроксного выпрямителя АГ-24. В качестве показывающ их
приборов применяются профильные пирометрические миллнвольтметры ПГУ, градуированные в % С 0 2 и СО + На.
Параллельно показывающим приборам мож ет быть подклю ­
чен самопишущий прибор. П оказы ваю щ ие и самопишущий
приборы могут быть установлены на щитах на большом рас­
стоянии от приемников газоанализатора.
Контроль тока в газоанализаторе осущ ествляется ампер­
метром по красному треугольнику, нанесенному на шкале,
соответствующему току в цепи газоанализатора в 390 шА
при температуре окружающ ей среды 20° С.
Приемник СО + На
В верхней части корпуса (фиг. 141) расположена панель
для подключения линий показывающ его прибора СО + Н2
и линий питания приемника. Ш тепсельные гнезда служат
для подключения переносного ■
прибора при проверке нуля
моста Уитстона. Все элементы
приемника
монтируются на
общей панели, закрепленной
внутри
корпуса
приемника.
В центре панели закреплен
блок СО + Н 2. На лицевой
стороне блока расположены
пробки 2 из (пластмассы с
вмонтированными в них актив­
ными плечами моста Уитстона
приемника СО + Н2. В верх­
ней части (панели установлены
катушки 3 из манганина, ко­
торые являются постоянными
плечами
моста
Уитстона.
Справа установлено добавоч­
ное сопротивление 4 в цепи
Фит. 141. Приемник СО +- Н2.
питания, слева — добавочное
сопротивление 5 в цепи показывающего прибора. Справа вни­
зу панели установлен нулевой реостат 6.
Корпус приемника закрывается крышкой .на резиновой
прокладке. Ось нулевого реостата выводится наружу через
крышку. Вверху имеются сальниковые вводы для проводов.
Газопроводящне трубки выводятся специальными штуцера­
ми через нижнюю стенку корпуса.
245
Приемное СО*
Л о расположению элементов приемник С 0 2 {фиг. 142)
аналогичен приемнику СО + Н2. Блок приемника С 0 2 имеет
четыре камеры, в которые по­
мещены пробки 2 с вмонтиро­
ванными в них активными пле­
чами моста Уитстона. Кроме
того в приемнике С 0 2 уста­
новлен реостат регулировки
тока 4 и амперметр 3 для кон­
троля тока; 1 — нипель для
подключения провода питания
и показывающего прибора, 5 —
нулевой реостат, 6 — добавоч­
ное сопротивление в цепи пи­
тания, 7 — градуировочное со­
противление в цепи показы­
вающего прибора.
Монтажные схемы газоанализа­
тора
На фиг. 143 дана пример­
ная монтажная схема газоанализатора ГЭД-30 с печью до­
жигания.
Газ с помощью эжектора АГ-36 просасывается через
газопроводную линию и поступает -в двухканальный холо­
дильник АГ-39. Образующийся здесь конденсат стекает в
конденсационный сосуд. И з холодильника газ поступает в
контрольный фильтр |АГ-14-4, затем в приемник, СО 4 - Н2,
оттуда в электрическую печь АГ-28 для дожигания несгорев­
шего водорода, затем опять в холодильник, далее в прием*
ник С 0 2 и, наконец, к эжектору, где с водой выбрасывает­
ся наружу.
На фиг. 144 дана примерная монтажная схема г а з о ­
анализатора ГЭД-40. В этой схеме отсутствует печь дожи­
гания водорода и холодильник одноканальный.
Применение печи дожигания водорода дает возможность
устранить погрешности при измерении С 0 2, возникающие
вследствие наличия водорода в отходящих газах.
Подготовка газоанализатора к пуску
Перед пуском газоанализатора необходимо проверить
правильность монтажа газовой, гидравлической и электри­
ческой линий и произвести Проверку герметичности газовой
246
Фиг. 143. Монтажная схема газо*
анализатора ГЭД-30 с печью до*
жигания.
Фиг. 144. Монтажная схема г а з о ­
анализатора ГЭД-40 без печи д о ­
жигания.
} схемы. Проверка герметичности производится следую щ им
образом.
1. Газовым краном II эжектора {фиг. 144) отключают
газопровод.
2. Открывают кран IV, подающий воду в холодильник.
3. Манометр эжектора заполняют водой.
4. Закрывают доступ в линию как газа, так и в о зд у х а .
5. После выполнения указанных выше операций м едл ен ­
но открывают газовый кран II. При достижении р азр еж ен и я
в 100 мм вод. ст. быстро закрывают кран II, наблю дая за
падением уровня жидкости в манометре; если падение у р о в ­
ня не превышает 10 мм в минуту, герметичность считается
нормальной; в случае ббльшей величины падения уровня н е ­
обходимо проверить отдельные участки газовой схемы и
устранить место прососа.
При достижении нормальной герметичности газовой с х е ­
мы краном III соединяют прибор с атмосферой и краном II
регулируют по манометру разрежение в 30— 40 мм вод. ст.
247
Подготовка электрической схемы
1. Включают электрический ток в цепи печи дожигания,
если таковая имеется в схеме {фиг. 142).
2. Показывающие приборы разарретировывают и стрел­
ки приборов корректорами устанавливают на нуль, слегка
постукивая по стеклу приборов.
3. Стрелка амперметра устанавливается на нуль. Двух­
полюсный рубильник, включающий питание прибора, должен
быть выключен.
>
Регулировка газоанализатора
Регулировка прибора производится при просасывания
воздуха следующими приемами:
1. Включают ток от источника питания.
/
2. Регулировочным реостатом тока стрелку амперметра
устанавливают на шкале на красный треугольник. В случае
отклонения стрелки амперметра в левую сторону за яуль
необходимо переменить полярность линии питания на зажи­
мах газоанализатора. Прибор остается включенным в таком
положении в течение 10 мин.
3. После истечения 10 мин. нулевыми реостатами прием­
ников устанавливают стрелки показывающих приборов на
электрические нули. В случае некоторого смещения стрелок
с нуля по истечении 1—2 мин. необходимо проверить вели­
чину тока по красному треугольнику амперметра и снова
произвести подрегулировку нулевыми реостатами электри-1
ческого нуля показывающих приборов.
После выполнения указанных выше операций прибор 1
можно включать в рабочее положение, для чего необходи- I
мо гаэозаборное приспособление и газопроводную линию 1
соединить с прибором, а в конденсационные сосуды залить I
воду.
В случае если после истечения некоторого времени стрел- I
ки показывающих приборов отклонятся влево, необходимо I
переменить полярность на зажимах показывающего прибо- |
ра, в котором стрелка отклонилась влево.
Основные неполадки в работе прибора и способы их устранения
1. Отсутствие показаний газоанализатора. Причины:
а)
отсутствие тока в цепи газоанализатора вследстви
разрыва цепи питания, что можно проверить по отсутствию
отключения стрелки амперметра, — необходимо проверить
подключение проводов внешней монтажной схемы на каж*
243
дом отдельном участке с помощью вольтметра и обнаружен­
ный дефект исправить;
б) разрыв проводов цепи линии показывающих приборов,
что можно обнаружить по отсутствию отклонения стрелок
показывающих приборов при небольших поворотах нулевых
реостатов, — необходимо проверить контакты в присоедине­
ниях внешней цепи или искать разрыв в цепи проводов;
в) отсутствие воды в конденсационных сосудах и 11-об­
разной трубке манометра, — необходимо залить водой кон­
денсационные сосуды и манометр;
г) засорение дросселя приемника СОг, — необходимо
осторожно прочистить дроссель проволокой и з м я г к о г о ме­
талла (меди или алюминия);
•
д) засорение керамического фильтра и газозаборной ли­
нии, — необходимо продуть газозаборную линию, керамиче­
ский фильтр очистить и продуть.
2. Резкие броски стрелок показывающих приборов и не­
возможность их установки на нуль, что указывает на пов­
реждение плеч моста Уитстона, — необходимо отключить
прибор и при обрыве плеч моста приемника СО + Н2 про­
извести замену их на месте с последующей градуировкой
прибора и проверкой переносным газоанализатором; замену
плеч моста приемника СОг необходимо производить в спе­
циальной мастерской опытным механиком.
3. При невозможности установки газоанализатора на
нуль нулевыми реостатами необходимо сдать прибор в ре­
монт.
••.
.
,
Основные правила по эксплоатацяи газоанализатора
Для обеспечения нормальной и надежной работы газо­
анализаторной установки необходимо производить следую­
щие операции.
I. Е ж е с у т о ч н о
1.
Проверять величину тока по амперметру и произво­
дить его подрегулировку регулировочным реостатом. В слу­
чае большого падения силы тока при питании от аккумуля­
торной батареи необходимо проверить ее состояние и при
разрядке ее заменить заряженной. Замена батареи должна
производиться при выключенном рубильнике питания при­
бора.
. 2. Проверять работу эжектора по манометру и в случае
необходимости производить регулировку его краном //.
3.
Производить проверку электрических нулей показыва­
ющих приборов, для чего газоанализатор необходимо пере-
ключить на воздух. Подрегулировку производить нулевыми
реостатами по истечении б—10 мин. (После переключения
газоанализатора на воздух. После установки нулей газо­
анализатор включается на газ.
4. Проверять наличие воды в конденсационных сосудах.
б.
Проверять'- чистоту ваты в контрольном фильтре и в
случае загрязнения заменить, проверить исправность кера­
мического фильтра.
II. Е ж е н е д е л ь н о
1. Проверять механический нуль -показывающих прибо­
ров и амперметра винтами корректоров; рубильник питания
газоанализатора при этом должен быть выключен.
2. Проверять герметичность газовой линии.
3. Прочищать дроссель приемника С 0 2.
III. П е р и о д и ч е с к и
1. Проверять показания газоанализатора по переносному
химическому газоанализатору. Забор газа химическим газо­
анализатором необходимо производить при установившемся
режиме из общего места забора.
2. Производить прочистку керамического фильтра.
Условия нормальной работы газоанализатора
Газоанализатор может нормально работать при следую­
щих эксплоатационных условиях.
1. Температура окружающего воздуха должна быть от
4-15 до + 50 ° С.
2. Температура газа, поступающего в атрибор, от В-15
до 40° С.
3. Отходящие газы не должны содержать сернистый газ;
в случае его присутствия необходимо очищать газ перед
анализом, устанавливая для поглощения сернистого газа
водяную промывку или специальный фильтр.
4. Разрежение в месте забора газа не должно превы­
шать 100 мм вод. ст., разрежение по манометру эжектора
должно быть в пределах 30—40 мм вод. ст.
5. Газ перед поступлением в приемник СОг должен быть
очищен от водорода.
6. Давление подаваемой воды к газоанализатору долж­
но быть в пределах от 0,6 до 3 кг/см* и не иметь резких
колебаний.
250
Фиг. Ш . Принципиальная электрическая схема газоанализатора
Сименса на СО + ЬЦ.
?51
Фаг. /^П р и ем н и к С02 газоанализатора Сименса.
Фиг. 148. Приемник СО + Н8 газоанализатора
Сименса.
7.
Температура воды должна быть ниже температурь!
окружающего воздуха в месте установки газоанализатора
не менее чем на 5°.
Электрический газоанализатор Сименса
Электрический газоанализатор Сименса на СОг и С О + Н 2
почти не отличается от вышеописанного газоанализатора
ГЭД. Принципиальные схемы этого газоанализатора даны
на фиг. 145 и 146.
Фиг. 149. Общая монтажная схема газоанализатора Сименса.
1 — керамический ф ильтр, 2 — холодияьни <, 3 — контрольный ф ильтр, 4 — эжектор*
Приемники С 0 2 и СО + Нг показаны на фиг. 147 в
143. Общая монтажная схема дана на фиг. 149.
Контрольные вопросы
1. Какие основные преимущества электрических газо­
анализаторов?
2. Какие основные недостатки электрических газоанали­
заторов?
3. Как влияет на работу электрических газоанализаторов
присутствие в отходящих газах водорода и сернистого газа?
4. Каким способом удаляются из отходящих газов водород и сернистый газ?
5. Почему применяется платина в активных плечах моста
Уитстона приемника СО + Н а ?
253
7. АРМАТУРА ГАЗОАНАЛИЗАТОРОВ
Д ля нормальной и надежной работы газоанализаторной
установки необходимо смонтировать и установить арматуру,
обеспечивающую следующие операции:
1) забор газа,
2) трансляцию, 3) фильтрацию, 4) охлаждение, 5) увлажне­
ние, 6) осушку газа, 7) подачу воды к газ оанализ аторяоЙ
установке и 8) фильтрацию воды.
Фаг. 150. Заборная
трубка с керамическим
фильтр «м.
Потесту ' —
~По шести '
Фиг. 151. Защищенная заборная трубка с керамическим фильтром.
I. Забор газа
_ При температуре в точке забора до 500° С забор отхо­
дящих газов осуществляется заборной трубкой с керамиче­
ским фильтром и защищенной заборной трубкой с керами­
ческим фильтром.
254
При температуре газа в точке забора выше 600° С забор
газа производится заборной трубкой с охлаждением и кера­
мическим фильтром.
Заборная трубка с керамическим фильт­
р о м состоит (фиг. 150) из стальной трубки диаметром ЧИ’
У?"ост268 с укрепленным на ее конце
4 керамическим
фильтром 3.
Фланцем 2 заборная трубка
Гайка ф12
хрепится к стенке газохода.
ОСТ106 Ьщт
Защищенная забор­
ная трубка с керами­
ч е с к и м ф и л ь т р о м (фиг.
151) состоит из стальной труб­
ки 1, керамического фильтра 3
и защитного кожуха 9. По-
__ I
'фиг. 152. Заборная трубка с ох-
Фиг. 153. Водоструйный
лаждениеы 'и керамическим фильтрои.
насос (эжектор).
~ Тй
следний применяется для зашиты керамического фильтра от
пыли, уносимой с большой скоростью газовым потоком, и
представляет собой стальную трубу диаметром 70 мм.
З а б о р н а я т р у б к а с о х л а ж д е н и е м в к е р а255
М ич ё с к и м ф и л ь т р о м {фиг. 152) состоит из стальной
трубка диаметром 7*" и керамического фильтра, помешен*
ных в холодильник. Фланцем трубка крепится к стенке га­
зохода.
•
2. Трансляция газа
При разрежении газа в точке забора трансляция осу­
ществляется с помощью водоструйного насоса (эжектора)
или специального эксгаустера. Давление газа регулируется
газовым дросселем.
В о д о с т р у й н ы й н а с о с >(эжектор) (фиг. 153) служит
для просасывания отходящих газов в газоанализатор, путем
создания в газопроводной линии разрежения, превышающе­
го разрежение в месте забора газа. Эжектор создает макси­
мальное разрежение в 150 мм вод. ст. Давление воды, обес­
печивающее нормальную работу эжектора, должно быть от
0,5 до 3 кг/см*.
Э к с г а у с т е р (фиг. 154) также предназначен для за­
сасывания газа из газохода, когда газ находится под раз*
Ш ----------------------------- ч
Фиг. 154. Эксгаустер.
режением. Он состоит из ротационного эксгаустера 1, вра­
щаемого электродвигателем через редуктор 2. Внутри ци­
линдрической коробки, снабженной всасывающим и нагне­
тательным патрубками, по всей длине эксцентрично располо­
жен вал с прорезом, в который вставлены крылья. Пружи­
нами крылья выталкиваются из вала и плотно прижимаются
к внутренней стенке коробки. Вследствие эксцентричности
вала крылья при вращении попеременно то выдвигаются, то
входят в него, захватывая со стороны всасывания газ и вы­
талкивая его в нагнетательный патрубок. Число оборотов
вала эксгаустера — 400 в минуту. Электродвигатель питаегся переменным током 120 и 220 V. Мощность двигателя —
175 \№. Производительность эксгаустера — 0,3 м*)час. Разрежёние и давление, создаваемые эксгаустером, — 300 мм вод. ст.
Г а з о в ы й д р о с с е л ь (фиг. 155) предназначен для
, снижения давления и регу­
лирования количества посту­
пающего в газоанализатор
газа. Газ входит в дроссель
через штуцер 1 и после
дросселирования шпинделем
2 выходит через штуцер 3.
В зависимости от положе­
ния шпинделя 2, регулируе­
мого от руки маховичком 4,
выходное давление газа мо­
жет регулироваться от 0 до
100 мм вод. ст. Требуемое
выходное давление
газа
устанавливается по 11-об­
разному манометру 5, кото­
рый имеет шкалу до 160 мм
вод. ст. Дроссель применяет­
ся во всех газоаиализаторных установках, снабжен­
ных эксгаустером.
3. Фильтрация газов
Очистка отходящих га­
зов осуществляется посредФиг. 155. Газовый дроссель,
сгвом последовательно рас­
положенных фильтров. Первичная грубая очистка от меха­
нических примесей, которые находятся в газе в пределах от
0,1 до 15 г/м3, осуществляется керамическим фильтром. Вто­
ричная окончательная очистка газов производится фильтром
для газа или фильтром-осушителем. Контроль за чистотой
газа, поступающего в газоанализатор, осуществляется кон­
трольным фильтром. Очищение отходящих газов от серни­
стого газа производится специальным фильтром.
К е р а м и ч е с к и й ф и л ь т р (фиг. 156) состоит из огне­
упорного пористого керамического стакана 4, вставленной
в него стальной трубки с отверстиями 5 и двух стальных
крышек 7. Пробкой 6 и муфтой 8 керамический стакан 4
укрепляется на трубке. Муфтой 8 фильтр навинчивается на
конец заборной трубки.
Фи л ь т р д л я г а з а (фиг. 157) предназначен для окон17 Приборы тепл, контроля электростанций
257
чательной очистки газа от пЫлй при содержании ее в газе до
0,1 г/м 3. Газ входит в фильтр через горизонтальный патру.
бок 1, проходит через слой стеклянной ваты 2 (весом в 75 г)
и очищенный выходит из фильтра через вертикальный па­
трубок 3.
1
Фиг. 156. Керамический
фильтр.
Фиг. 157. Фильтр для газа,
Ф и л ь т р - о с у ш и т е л ь (фиг. 158) предназначен для
окончательной очистки газа от пыли и содержащихся в нем
углеводородов (СН4) и для осушки его. Газ входит в фильтр
через патрубок /, проходит через слой стеклянной ваты 2
(в количестве 25 г), затем по трубке 3 поступает в сосуд 4,
проходя через концентрированную серную кислоту, освобож­
дающую его от углеводородов и влаги, и по трубкам 5 и б
выходит из фильтра. Концентрированная серная кислота за­
ливается в сосуд 4 до погружения в нее трубки 3 на 10 мм.
Фильтр-осушитель применяется при прокладке газопровода
вне помещения, где может иметь место охлаждение газа,
конденсация паров воды и замерзание конденсата.
Контрольный фильтр (фиг. 159) предназначен для контро­
ля за чистотой газа, поступающего в газоанализатор. Газ
входит в фильтр через патрубок 1, затем поступает пооче­
редно в две камеры, заполненные стеклянной ватой, и через
258
Фиг. 158. Фильтр-осушитель.
*---------------------- 1дд —
Фиг. 159.
Контрольный
фильтр.
17*
патрубок 2 выходит из фильтра. По степени загрязненности
ваты судят о чистоте газа. Фильтр применяется во всех газоанализаторных установках и помещается непосредственно у
газоанализатора.
Специальный фильтр (фиг. 160) предназначен для очист­
ки отходящих газов от сернцстого газа при содержании его
в отходящих газах не свыше 3%. Газ входит в фильтр че­
рез патрубок, затем проходит через слой древесных опилок,
смешанных с гидратом окиси железа, и через патрубок 2
выходит из фильтра.
4. Охлаждение газа
Охлаждение газа осуществляется холодильником, вклю­
чаемым в схему газоанализаторной установки при темпера­
туре забираемого газа выше 40° С (до 500° С): температура
260
охлаждающ ей воды д о 25° С, количество
протекающих газов до 0,25 мЧчас. Газ по­
ступает (фит. 161) через стальную трубку 1
диаметром V*", помещенную в камеру 2,
в которой циркулирует вода. Холодильники
применяются однотрубные и двухтрубные.
5. У влажнение га за
У в л а ж н е н и е газа, п о с т у п а ю ­
щего к г а з о а н а л и з а т о р у , до сте­
пени на сыщения о с у щ е с т в л я е т ­
ся у в л а ж н и т е л е м .
У в л а ж н и т е л ь (фиг. 162). Газ входит
а увлажнитель через патрубок 1, проходит
через 4-миллиметровый слой воды и увлаж ­
ненный выходит через патрубок 2. П остоян­
ство уровня воды поддерживается сливной
трубкой 4. Вода, поступающая из водопро­
водной линии через патрубок 3, все время
циркулирует. Увлажнитель «применяется во
всех случаях фильтра-осушителя.
ф
1б2
У в лажнитель.
6. Осушка газа
Осушка газа производится фильтром-осушителем (фиг. 158).
7. Подача воды к газоанализатору
Подача воды к газоанализаторной установке в большин­
стве случаев производится непосредственно от станционной
магистрали конденсата через питательные бачки на высоте
6— 10 м с постоянным уровнем воды в них. В случае отсут­
ствия чистой воды применяется циркуляционное устройст­
во — насос.
Ц и р к у л я ц и о н н о е у с т р о й с т в о— насос (фиг. 163)—
состоит из бака 1, наполненного водой, электродвигателя 2,
насоса 3 и поплавкового указателя воды в баке 4. Вода из
бака забирается насосом, по трубке подается к газоанали­
заторной установке и поСле анализа обратно стекает в бак.
Первоначально в бак наливается 14 л дистиллированной во­
ды. Электродвигатель питается от сети переменного тока
напряжением 120 или 220 V, мощность электродвигате­
ля — 75
261
^
- 104
Фиг. 164. Фильтр для воды.
26?
8. Фильтрация воды
Очистка воды от механи­
ческих примесей прои зво­
дится фильтром д л я воды
2 (фиг. 164). В ода входит в
фильтр через патрубок 1,
проходит через металличе­
скую сетку 2, очищ аясь от
механических примесей, а
через патрубок 3 выходит
из фильтра. Внутрь сетки
вставлена пружина 4 для
предохранения сетки от про­
гибов. Очистка фильтра про­
изводится через пробку 5.
Д л я отвода конденсата, сте­
каю щ его
из газопровода,
прим еняется конденсацион­
ный горш ок (фиг. 165) —*
цилиндрический стальной со-
суд / с вваренной в него сливной трубкой 2, отводящей кон­
1 ■■
денсат в дренаж. Д ля удобства соединения заборной трубки,
холодильника, трубки для слива конденсата и трубопровода
Фиг. 165. Конденсационный горшок.
Фиг. 166. Крестовина.
для продувки заборной трубки и керамического фильтра при­
меняется специльная крестовина (фиг. 166).
Основные правила по монтажу газоанализаторной установки
В месте забора газа не должно быть вихревых потоков,
подсоса наружного воздуха, плохого перемешивания газов
и газовых мешков. Керамический фильтр газозаборной
трубки должен доходить до середины газохода. Газопровод
к прибору может быть проложен горизонтально (фиг. 167)
или вертикально (фиг. 168).
При монтаже газоанализаторной установки необходимо
руководствоваться следующими указаниями.
1. Газоанализатор должен быть защищен от сотрясений
и резких температурных колебаний.
2. Длина газопровода не должна превышать 60 м\ за­
паздывание показаний газоанализатора при этой длине не
превышает' 3 мин.
3. Прокладка газовой линии от точки забора до фильтра
для газа или (Ьильтра осушителя выполняется стальными
газовыми трубками диаметром Щ'. Прокладка линии от
фильтра для газа и фильтра осушителя до газоанализатора
производится трубками с внутренним диаметром 8 мм. При
наличии в газе сернистых соединений газопровод от точки
263
Керамический
Ирестовина с
АГ-37
Иран
Фаг. 167. Схема газозаборного устройства с горизонтальным
газопроводом..
{(ерамическш
фильтрАГ-З)
Одноходовой
''Иран
Газозаборная
тру^Иа АГ-1
Нрестобанас
ИраномАГ-37
Конденсационный
еоршои АГ-9 Я
Фиг. 168. Схема газозаборного устройства
с вертикальным газопроводом.
264
забора до специального фильтра долж ен быть внутри освин­
цован.
4. Водопроводная линия от фильтра для воды до газо*
заборной трубки с охлаждением выполняется газовыми
трубками диаметром 1/г". Водопроводная линия от фильтра
для воды до холодильника и увлажнителя выполняется
газовыми трубками диаметром 3/ь".
5. Вся арматура" и газопровод не должны подвергаться
резким сотрясениям и температурным колебаниям и должны
быть доступны для обслуживания. Особое внимание необхо­
димо обратить на плотность газовой линии; проверка на
герметичность производится сжатым воздухом под давле­
нием 0,1 кг!см"1, закрыв предварительно соответствующие
краны и смочив места соединений мыльной водой.
6. Прокладка всех электрических линий должна быть
произведена в соответствии с электротехническими нор­
мами.
ГЛАВА ПЯТАЯ
ПРИБОРЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ
В этой главе разобраны измерительные приборы, слу­
жащие для обработки результатов измерения, а также кон*
трольно-измерительные приборы узкого применения.
I. ПЛАНИМЕТРЫ
Планиметр служит для механического определения пло­
щадей фигур. В .практике теплотехнического контроля он
применяется для определения площадей диаграмм самопи­
шущих приборов для последующего вычисления значений
физических величин, соответствующих этой площади {расход
пара, воды и т. п.), или среднего значения за этот период
{температура, давление и т. п.).
Наиболее широкое распространение имеет полярный
планиметр (Фиг. 169) с постоянным рычагом. Он состоит из
двух рычагов: п о л ю с н о г о и о б в о д н о г о . Полюсный
рычаг выполнен в виде металлического бруска, На одном
конце которого закреплен вертикальный металлический
цилиндр со вделанной в его центре (внизу) тонкой иглой,
называемой п о л ю с о м планиметра. Полюс во время ра­
боты вдавливается в бумагу и остается неподвижным. Дру­
гой конец рычага имеет штифт, входящий в соответствую­
щее отверстие в обводном рычаге в образующий, таким
265
образом, шарнирное соединение обоих рычагов. Обводный
рычаг состоит из двух частей, соединяемых между собой
с помощью желобка на одной и выступа на другой части.
Закрепление производится винтом, помещенным
снизу.
Такое выполнение обводного рычага позволяет изменять
его длину. Более удаленная часть обводного рычага имеет
Фиг. 169. Полярный планиметр.
на конце держатель, на котором укреплены нажимной тупой
штифт-подставка и ведущий острый штифт, слегка касаю­
щийся бумаги, но не царапающий ее. Более близкий к шар­
ниру конец обводного рычага имеет вилку, в которой укреп­
лен счетный механизм, состоящий из счетного диска, обвод­
ного ролика и нониуса. Счетный диск разделен на 10 рав­
ных частей, имеющих оцифровку 0—9, что соответствует
целым оборотам обводного ролика
(обычно десяткам
тысяч мм*). Окружность обводного ролика разделена
на 100 равных частей, имеющих оцифровку 0—9, т. е.
каждое десятое мелкое деление. Деление между оцифро­
ванными отметками обычно соответствует 1 ООО мм2 изме­
ряемой площади, а между соседними (малыми) отметками —
100 мм2. Нониус имеет 10 делений и оцифровку 0— 10 и по
нему производится отсчет десятков мм2. Счетный механизм
приводится в движение от обводного ролика при сопри­
косновении его с плоскостью во время обвода диаграммы.
Определение площади какой-либо диаграммы производят
следующим образом.
Укрепляют диаграмму на гладком столе и, соединив ры­
чаги, устанавливают планиметр, помещая полюс вне контура
диаграммы. После этого производят пробный обвод по кон­
туру для того, чтобы определить возможность обвода. Далее
устанавливают ведущий штифт на одну из точек контура,
принятую за начальную, чтобы делать отсчет по счетному
2бб
механизму. Пусть счетный диск и обводный ролик имеют
положение, указанное на фиг. 170. По счетному диску берут
меньшую из тех двух цифр, между которыми расположился
индекс, — в данном случае 6; далее по обводному ролику
берут меньшую из двух цифр, между которыми расположил­
ся нуль нониуса,— 5; от этой отметки {с цифрой 5) отсчи­
тывают до нуля нониуса целое число
мелких делений, в данном случае 3.
Следующий отсчет берут по нониу1 ву — 6, так как совпадает с отметкой
на обводном ролике шестая отметка
нониуса. В результате имеем 6,536
(шесть тысяч пятьсот тридцать шесть
тысячных) оборотов, что соответствует
65360 мм- площади, если, как обычно,
одна тысячная оборота обводного ро­
Фпг. 170. Положение счет­
лика имеет цену 10 мм2.
ного диска и обводного
Произведя запись этого показания, ролика при начале изме­
проводят ведущим пггифтом по конту­
рения.
ру диаграммы, двигая его по движе­
нию часовой стрелки до возвращения в начальную точку.
Пусть отсчет после возвращения соответствует 8 807. Раз­
ность двух отсчетов 2 271 тысячных оборота соответствует
площади 22 710 мм*. После этого, не отрывая обводного штиф­
та, делают контрольный обход. Если его производят в ту же
сторону, что и первый, то разность между третьим и вто­
рым отсчетом должна быть равна первому результату,
т. е. разности между вторым и первым отсчетами {если вто­
рой обход производят в другом направлении — против
движения часовой стрелки, то третий отсчет должен совпасть
с первым). Обычно при небольших расхождениях двух
результатов принимают среднее арифметическое из них. Точ­
ность планиметрирования можно считать в 0,5— 1°/о изме­
ряемой площади.
При пользовании планиметром нужно соблюдать сле­
дующие условия.
а) Поверхность, по которой движется обводный ролик,
должна быть ровной и гладкой плоскостью.
б) Перед первым отсчетом ведущий штифт следует под­
водить к начальной точке в том же направлении, в котором
будет произведен последующий обвод диаграммы, но
нельзя подгонять начальный отсчет к нулю, так как легко
можно сделать ошибку в 1—2 деления.
в) Если указатель (индекс) находится прямо против
оцифрованной отметки на счетном диске, надо обратить вни267
мание на положение нуля нониуса относительно штрихов
обводного ролика: если он находится между 9 и 0 ролика,
то на счетном диске нужно взять меньшую цифру (т. е. счет­
ный диск немного не дош ел до индекса), если нуль нониуса
находится между 0 и 1, — надо записать на счетном диске
ту цифру, против которой стоит индекс.
г) При обводе ‘ведущий штифт долж ен точно передви­
гаться по контуру.
д) При работе с большими диаграммами нуль счетного
диска мож ет пройти линию индекса, поэтому при движении
диска по часовой стрелке нужно прибавлять к результатам
отсчета по 10 оборотов (или по 100 000 мм2), а при обрат­
ном переходе вычитать по той ж е величине.
Определив площ адь диаграммы, переходят к пересчету
на физическое значение этой площади, зная, скольким
килограммам или тоннам пара, воды и т. д. равен один
квадратный миллиметр (т. е. долж на быть известна постоян­
ная диаграммы). Окончательный результат находится умно- жением квадратных миллиметров на постоянную диаграммы.
2. ТАХОМЕТРЫ
В практике технических измерений часто приходится
определять число оборотов вала механизмов {турбины, цен­
тробеж ного насоса и т. п.). При скорости вращения
до 200 оборотов в минуту можно производить отсчет числа
Фиг. 171. Счетчик оборотов.
оборотов по сделанной на вращ аю щ емся теле отметке, з а ­
мечая промежуток времени по секундомеру и приводя ре­
зультат к одной минуте (т. е. разделив число прохождений
отметки на число минут, прошедших с начала до конца
наблюдения). П рощ е применение суммирующего счетчика
оборотов (фиг. 171). П риж ав наконечник счетчика к точке,
находящ ейся на геометрической оси вращ ения вала, пускают
в ход секундомер, одновременно производя первый отсчет
по циферблату счетчика; по истечении целого числа секунд
счетчик отнимают в производят второй отсчет; разность
2в8
между вторым в первым отсчетами делят йа число минут й
получают число оборотов в минуту (об/мин).
Более быстрым методом измерения числа оборотов, но
менее точным является применение тахометров — приборов,
непосредственно и непрерывно показывающих число оборо­
тов в минуту. Тахометр применим и при непостоянной ско­
рости вращения вала.
Существует несколько основных конструкций тахометров,
описание которых и приведено в настоящем разделе.
Центробежный
тахометр
является наиболее
распространенным типом. Принцип действия центробежного
тахометра следующий. Г р у з и
а (фиг. 172), выполненный в
виде кольца, может вра­
щаться около оси б, удер­
живаемый в наклонном по­
ложении спиральной пружи*
ной в. Ось б укреплена на
валике г тахометра. Этот ва­
лик
прижимают острием
или жестко прикрепляют к
валу, число оборотов кото­
рого нужно определить. При
вращении валика г кольце*
вой груз а под влиянием
центробежной силы стре­
мится повернуться вокруг
оси б в направлении, ука­
занном стрелкой, чему про­
тиводействует усилие, ока­ Фиг. 172. Принципиальная схема
зываемое спиральной пру­
центробежного тахометра.’
жиной в. Каждому ; числу
оборотов будет соответствовать вполне определенное откло­
нение груза а. Перемещение этого груза тягой д передается
муфточке е, которая через вилку ж поворачивает рычаг з и
связанную с ним стрелку и. Конец стрелки и поворачивается
вдоль шкалы, которая может быть проградуирована непо­
средственно в об/мин.
Д ля повышения точности отсчета центробежные тахо­
метры снабжаются коробкой скоростей, позволяющей из­
мерять скорости примерно в пределах 25— 100; 75—300;
250— 1 000; 750—3 000; 2 500— 10 000; 7 500—30 000 об/мин.
Переключение с одного предела на другой производится
•ручную или автоматически. Точность показаний центробеж2(59
НЫХ тахометров колеблется от 6 % {при малом числе оборо­
тов) до 0,2% (цри большом)» считая от измеряемого числа
оборотов в минуту.
М а г н и т н ы е т а х о м е т р ы состоят из вращающегося
постоянного магнита и алюминиевого диска или цилиндра,
который под воздействием токов Фуко стремится тоже вра­
щаться, но этому препятствует спиральная пружинка. Так
как сила воздействия токов Фуко пропорциональна числу
оборотов постоянного магнита, то угол отклонения диска
зависит от числа оборотов магнита. По положению стрелки,
укрепленной на алюминиевом диске, судят о числе оборотов
в минуту вращающегося тела.
Э л е к т р о м а г н и т н ы е т а х о м е т р ы состоят из ма­
ленькой динамомашины, связанной с вращающимся валом,
и вольтметра, который измеряет напряжение получаемого
тока. Так как напряжение зависит от числа оборотов ди­
намомашины, то по показаниям вольтметра можно судить о
числе оборотов в минуту.
Последние два типа тахометров допускают передачу по­
казаний на расстояние, что во многих случаях очень важно.
Достигаемая точность показаний 2—4?/<>, в зависимости от
конструкции и выполнения приборов.
3. ТЕПЛОМЕРЫ
Тепломеры служат для учета количества тепла, отпуска­
емого в виде горячей воды. Вода отпускается потребителю
или безвозвратно или возвращается при более низкой тем­
пературе {с меньшим теплосодержанием). В первом случае
тепломер должен суммировать количество отпущенного теп­
ла, измеряя количество отпущенной воды и ее температуру.
Во втором случае суммирование тепла- производится по ко­
личеству отпущенной воды и разности температур в под­
водящем и отводящем воду трубопроводах.
Рассмотрим второй, более сложный случай (фиг. 173).
Расход воды учитывается крыльчатым водомером 7. Враще­
ние вертушки передается системой зубчаток на счетчик 4,
суммирующий расход воды. На конце оси вертушки посажен
эксцентрик, приводящий в движение падающую дужку,
число подъемов и опусканий которой пропорционально рас­
ходу. Падающая дужка встречает на своем пути стрелку,
прижимает ее к шкальной пластинке / и останавливается.
Так как дужка имеет косой срез, то величина опускания,
а, следовательно, и подтЛма дужки зависят от положения
570
стрелки относительно шкалы, а именно:' чем больше откло­
нение стрелки, тем больше величина опускания 'и подъема
дужки. Д ля измерения разности температур установлены две
термопары 2: одна на трубопроводе 5, подводящем потреби*
телю горячую воду, вторая на отводящем трубопроводе 6.
Термопары включены навстречу одна другой и, при прямо­
линейной их характеристике разность двух термо-э. д. с. про­
порциональна разно­
сти температур. Про­
вода
от термопар
присоединяются
к
рамке магнитоэлек­
трического
милли­
вольтметра. Угол от­
клонения рамки и
укрепленной на «ей
стрелки будет про­
порционален разно­
сти термо-э. д. гс.,
т. е. разности тем­
ператур. Так как чи­
сло подъемов дуж­
ки пропорционально
расходу горячей во­
ды, а величина подъ­
ема — разности тем­
ператур, то передви­
жение
номератора
счетчика 3, связан­
ного с дужкой зуб­
чатой и храповой пе­
редачей, будет зави­
сеть как от расхода
воды, так и от р а з ­
ности
температур. Фиг. 173. Принципиальная схема тепломера,
работающего с термопарами.
Профиль падающей
I — шкала л ля отсчета разности температур; 2 — термо­
дужки и передача от пары,
включенные навстречу одна друг, в: 3 — счетчик
нее к счетчику 3 по­ тепл 1 (калорий). 4 - счетчик расхода воды; 5 — подаю­
трубопровод; 7—крыль*
добраны таким обра­ щий трубопровод; б—отводящий
чатый водомер.
зом, что номератор
показывает непосредственно единицы тепла — калории. Суще­
ствуют и другие конструкции, в которых термопары замене*
мы или термометрами сопротивления или манометрическими
термометрами, при том же принципе измерения количества
тепла.
271
4. ПРИБОРЫ ДЛЯ
ИЗМЕРЕНИЯ ГУСТОТЫ ДЫМА
О пределение густоты ды ма явл яется не количественным,
а качественным и д о сам ого последнего времени производи»
л ось на-глаз. Б ы ла со зд ан а соверш енно условно так назы ­
ваем ая ш кала Рингельмана (фиг. 174), в которой весь воз-
'
о
I
а
ьп
П1
а ьпг
V
Фиг. 174. Шкала измерителя густоты дыма (по Рингельману).
можный интеовал зады мленности от соверш енной прозрач­
ности (нуль — воздух)
до соверш енной
непрозрачности
(100°/о — поглощ аю щ ая все световы е лучи среда) разбит на
ш есть ступеней.
С равн и вая с этой ш калой испытуемую среду (на-глаз или
ф отограф ированием ), относят прозрачность последней к той
или другой ступени шкалы.
В последнее врем я выпущены приборы, в которых изм е­
рение зады мленности в делениях ш калы Рингельмана произ­
водится автоматиче­
ски. Д ействие при­
бора основано на из*
мерении
лучистой
энергии от какоголибо постоянного из­
лучателя,
проходя­
щей известный путь
через
исследуемый
газ. С оздаваем ы й из­
лучателем I
(фиг.
1______ - ^ Л А А А А Л ^ УААА/ ~ 1006
175)
пучок
лучей
*
линзой
2
превра­
щ ается из р асх о д я ­
щ егося в параллель­
Фиг. 175. Принципиальная электрическая
ный, д ал ее он прохо­
схема дымномера.
дит чер ез слой ды ­
мовых т азо в , после чего через собирательную линзу 3 падает
на рабочий конец термопары или терм обатареи 4. Н агрев излу­
чателя 1 происходит от источника питания 6, который сгла272
| жйвает колебания электрической
|сетн и подает постоянное напряже|ние. Милливольтметр 5, к которому
(через соединительные провода и
I подгоночную катушку приключена
термопара 4, отградуирован таким
образом, что при полном отсутст­
вии ® потоке гаэов следов видимо­
го дыма {т. *е. при полной прозрач­
ности среды) стрелка милливольтI ыетра устанавливается на крайнюю
I правую точку шкалы. При содержаI Вии ж е в газах большого количеI ства сажи, летучей золы и т. и.
I часть лучей излучателя, погло­
щаясь по пути, до термопары не
дойдет. Термопара нагревается мень­
ше и стрелка милливольтметра (ста­
нет на какую-то промежуточную
точку шкалы.
Комплект дымномера состоит из
приемного устройства, вторичного
■прибора (показывающего или само­
пишущего милливольтметра) и ис­
точника питания.
I
Приемное устройство 1(фиг. 176)
состоит из'приемной трубы 4 к двух
коробок 1 и 5, расположенных по
обеим сторонам приемной трубы.
В коробке 1 помещены собиратель­
ная линза 2, защитное стекло 3,
электрическая лампа прожекторно­
го типа 8 (излучатель) и зажимы
для присоединения проводов, под­
водящих ток для нагрева лампы.
Ш коробке 5 находится линза 2, за1 щитное стекло 3 и термобатарея 7.
состоящая из двух последовательно
соединенных между собой очень
тонких хромель-копелевых термо­
пар. Кроме того в коробке смон­
тированы нагреватель 6 (электри­
ч е с к а я лампа или другой нагреваIтельный элемент), _служащий для
периодического подогрева защит-
^
н,
*
з.
18
П риборы теп л , контроля электростанций
ного стекла, что должно устранить запотевание, и зажимы
для присоединения проводов-нагревателя и термобатареи.
Приемная труба имеет посредине овальные отверстия для
проникновения потока дымовых газов.
Милливольтметры для дымномеров применяются обыч­
ных типов — в качестве показывающего милливольтметр ти­
па ПГУ, в качестве самопишущего — типа СГ.
Источник питания, дающий на зажимы излучателя посто­
янное напряжение, состоит из шести бареторных (с желез­
ной нитью) ламп накаливания, включенных параллельно, ,
и двух реостатов, служащих для ручной, первоначальной
подрегулировки.
Приборы этого типа еще очень мало испытаны в эксплоатадии.
6. ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА
В воздухе всегда содержится известное количество во­
дяных паров; воздух обладает известной влажностью. Раз­
личают абсолютную и относительную влажность. Абсолют­
ная влажность показывает вес в граммах водяных паров,,
содержащихся в одном кубическом метре воздуха. Относи­
тельная влажность выражает процентное отношение веса
находящихся в воздухе водяных паров к максимально воз- |
можному весу водяных паров в воздухе при данной темпе-1
ратуре (при насыщенном состоянии).
Из многочисленных приборов для определения влажно- |
сти рассмотрим только простейшую модель, а • именно, |
психрометр Августа. Он состоит из двух ртутных стеклян­
ных термометров, смонтированных на общей стойке. Резер­
вуар одного из них покрыт слоем марли или ваты, смочен­
ной водой. Вода, испаряясь с поверхности марли, произво-1
дит охлаждение резервуара «мокрого» термометра и снижает его показание по сравнению с стоящим рядом с ним «су­
хим» термометром. Чем суше окружающий воздух, тем I
интенсивнее испарение и тем больше разность показаний)
сухого и мокрого термометров, — так называемая «психрон
метрическая» разность. Относительную влажность среды
определяют по величине этой разности, пользуясь специ­
альной таблицей. Д ля ускорения и полноты испарения при-,
меняют обдув термометров небольшим вентилятором, при-!
чем точность измерения повышается.
Ртутные термометры можно заменить манометрическими,
и показания их передать на прибор, записывающий две кри­
вые линии. Из диаграммы можно определить психрометри­
ческую разность за все время работы для последующего
определения (по таблице) относительной влажности среды.;
274
Можно применить в электрические термометры сопротивле­
ния, выполняя схему таким образом, что .прибор (самопишу­
щий логометр) будет записывать прямо относительную влаж­
ность.
6. ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАЧЕСТВА ПАРА
Основными характеристиками для перегретого пара яв­
ляются давление и температура, для насыщенного — давле­
ние и влажность (влажность имеет большое значение в ча­
стности для пара, поступающего из котла в пароперегрева­
тель). Кроме того как для насыщенного, так и для пере­
гретого пара важно знать солесодержание.
Определение влажности пара
Влажность пара можно определить пропусканием его че­
рез суженное отверстие (дросселирование). Основанный на
этом способе прибор называется дроссель-калориметром
Фиг. 177, Дроссельный калориметр.
/ — дросселирующее сипло: Я — штуиер для манометра: 3 — гиль­
зы для ртутного термометра и термометра сопротивления (или
' термопары).
(фиг. 177). Он представляет собой пустотелый металлический
сосуд, снабженный соплом /, через которое входит отобран­
ный для испытания пар, штуцером 2 для присоединения
манометра и двумя гильзами 3 для установки ртутного тер­
275
18»
мометра и термометра сопротивления. Внизу калориметра
имеется отверстие для отвода пара, прошедшего через кало­
риметр. Зная давление (а следовательно и температуру) па­
ра в котле и измеряя давление и температуру пара в кало­
риметре, определяют, пользуясь соответствующими форму­
лами и графиками, содержание воды в паре.
Основные требования к отбору пара сводятся к следую­
щему.
а) Проба должна соответствовать среднему состоянию
пара, проходящего по паропроводу. С этой целью отбор па­
ра должен происходить равномерно по диаметру паропровода
(обычно влажность пара при вертикальном потоке больше
у его стенок, а при горизонтальном — в нижней его части),
^роме того, скорость пара в центре паропровода больше,
чем у стенок. Предпочтительнее производить отбор пара на
прямом участке вертикального потока, направленного вниз.
б) Должно быть соблюдено равенство между скоростями
пара в паропроводе и в пароотборном устройстве; в про­
тивном случае проба не будет соответствовать параметрам
пара в паропроводе. Так, при больших входных отверстиях
(и меньшей скорости входа, чем скорость в паропроводе)
влажность отобранной пробы будет меньше влажности ис­
следуемого пара; при обратном соотношении скоростей
влажность пробы будет выше средней влажности пара в
паропроводе.
»
в) Необходима хорошая изоляция всей калориметриче­
ской установки во избежание потерь тепла и искажения
результатов измерения. *
г) Отбираемая проба при эксплоатациоНных испытаниях
должна быть не менее 20 кг/час, а при специальных иссле­
дованиях — не менее 50 кг/час.
Верхним пределом измерения для калориметра описан­
ной конструкции является влажность 4—6°/о, что для совре­
менных котельных установок при допустимой влажности па­
ра не более 1% вполне достаточно.
При соблюдении вышеуказанных условий, а также при
соответствующей квалификации лица, производящего заме­
ры, погрешности не превышают 0,1—0,2°/о| абсолютной влаж­
ности. I
Определение солесодержания в паре
Высокое солесодержание ведет к выпадению солей в
паропроводах, в соплах и на лопатках турбин.
Солесодержание в паре может определяться измерением
электропроводности парового конденсата, изменяющейся в
276
зависимости от содержания в нем растворенных солей.
Комплект э л е к т р и ч е с к о г о с о л е м е р а состоит из:
а) источника постоянного напряжения для электрическо­
го питания схемы,
б) датчика и в) из­
мерительного прибо­
ра — показывающе­
го или самопишу­
щего.
И с т о ч н и к по­
стоянного
нап р. я ж е н и я рабо­
тает чаще всего на
принципе использо­
вания
баретера —
лампы накаливания
с железной нитью
(см., например, источ­
ник питания для
дымномера).
Датчик
(фиг.
178) в конструкции
отечественного изго­
товления
(ЦКТИ)
выполнен
на две
Фиг. 178. Датчик солемера на две точки.
точки и состоит из
двух металлических
электролитных сосу­
дов,
каждый
со
своей независимой
схемой. Сосуд имеет
наружный электродцилиндр и внутрен­
ний — стержень с от­
верстием в центре,
которые отсоедине­
ны друг от друга
Фиг. 179. Электрическая схема датчика соле­ эбонитовой втулкой
мера на две точки. Ку — электроды солемера;
— термометр сопротивлении; /?„ — манга­ и резиновыми уплот­
нине вое сопротивление; /?* — зажимы для нениями. Сконденси­
проводов измерителя.
рованный пар пред­
варительно
подво­
дится к нижним штуцерам и пропускается через дроссель,
не допускающий чрезмерно большого пропуска конденсата.
Температура конденсата должна быть в пределах от 20
277
до 60° С. Так как электропроводность конденсата помимо
солесодержания зависит и от его температуры, под­
держивать которую вполне точно является затруднительным,
датчик снабжен автоматической компенсацией на темпера­
туру конденсата. Компенсация достигается включением
последовательно с электродом /?^ электрического термомет­
ра
и шунтированием манганиновым сопротивлением Км
(фиг. 179).
Термометр сопротивления монтируется в центральном
отверстии внутреннего элек­
трода.
И з м е р и т е л ьный
л р и б о р чаще всего бе­
рется самопишущий, типа
СГ-3, обслуживающий один
двойной датчик, или типа
С Г-6, обслуживающий три
таких датчика. Шкала мил­
ливольтметра имеет градуи­
ровку 0— 10 мг/л ЫаС1 (мил­
лиграммов поваренной соли
на 1 литр конденсата). Гра­
дуировка
на поваренную
соль произведена потому,
что е е раствор имеет при­
мерно ту ж е электропро­
водность, что и конденсат
с растворенными в нем со­
лями разного состава.
Так как анализ на соле­
содержание требует превра­
щения пара в конденсат и
Фиг. 180. Схема установки дня опре­ примерно такого ж е коли­
чества (15 л/час) и такой же
деления влажности и солесодержания
пара.
температуры,
как и при
1 —пароотборная трубка: 2 —запорно-регули­
определении влаги в паре,
ровочный в< нтиль; 3 — дроссельные кало­
риметр; 4 — хол‘ дильник; 5 — датчик солеме­
то очень часто совмещают
ра; 6 — 7 — приборы для записи (емпературы
эти два анализа в одной
в калориметре и солесодержания в паре; 8—
слив конденсата; 9 — ртутный термометр;
установке,
как это, напри­
10 — термометр сопротивления (илн термо­
пара); Ч — манометр.
мер, показано на фиг. 180.
Температуру
калориметра
записывает самопишущий логометр 6, а давление пара —
самопишущий манометр. Имея эти две записи, а также зная
давление пара в котле, можно для каждого момента работы
определить содерж ание влаги.
278
Контрольные вопросы к главе пятой
1. Нужно ли при наличии в самопишущем поплавковом
[ расходомере отметчика планиметрировать диаграмму?
2. Привести сравнительные преимущества механических
тахометров и тахометров с электрической передачей.
3. Д л я чего служит электрический термометр сопротив­
ления в солемере и как можно обойтись без него?
4. Как отразится на показаниях дьгм номер а повышенная
влажность топлива?
ГЛАВА ШЕСТАЯ
ПЕРЕДАЧА ПОКАЗАНИЙ ПРИБОРОВ НА РАССТОЯНИЕ
I. ОСНОВНЫЕ П О ЛО Ж ЕНИЯ
На современном мощном агрегате места зам ера распо­
ложены далеко друг от друга и часто в мало доступных
местах, в то ж е время большинство показаний долж но быть
сосредоточено в месте нахождения обслуживающего персо­
нала, а часть показаний долж на быть отнесена ещ е даль?
ше — на центральный тепловой щит. П оказания приборов,
работающих на электрическом принципе {термопары, термо­
метры сопротивления) могут быть легко переданы как на
индивидуальный, так и на центральный тепловой щит. П о­
казания ж е механических приборов {манометры, расходо­
меры и др.) могут быть переданы на .расстояние импульсны­
ми линиями не свыше 30, иногда 50 м, что часто недоста­
точно. Сосредоточение на одном ^приборе показаний не­
скольких величин легко выполнимо для приборов, работаю­
щих на электрическом принципе, но весьма затруднительно
для приборов механических.
В последнее время широкое распространение получили
электрические передатчики показаний на расстояние, встраи­
ваемые в механический прибор, получающие от него пере­
движение и преобразующие это передвижение в изменение
электрического параметра {чаще всего "Сопротивления). И з­
менение электрического параметра проводами передается на
отнесенный в необходимое место вторичный электрический
прибор, отградуированный непосредственно в единицах из­
меряемой величины.
В случае если передатчик встроен в механический при­
бор, имеющий шкалу, получается возможность производить
отсчеты в двух местах — на механическом первичном приЩ
боре и на электрическом вторичном приборе. Иногда элек­
трический передатчик, работающий непосредственно от воз­
действия измеряемой среды, не имеет никакой шкалы;
в этом случае отсчет производится только по вторичному
электрическому прибору.
^
В зависимости от характера тока, применяемого для
передачи показаний, системы делятся на две группы: рабо­
тающие на постоянном токе и работающие на переменном
токе; каж дая группа имеет дальнейшее подразделение.
2. ПЕРЕДАТЧИКИ ПОСТОЯННОГО ТОКА
Д ля передачи показаний на расстояние до последнего
времени постоянный ток играл преобладающую роль по
следующим причинам:
. ,
а) наличие весьма точных и испытанных приборов посто­
янного тока и возможность их легкого приспособления для
целей передачи;
б) наличие приборов и схем, показания которых не за­
висят от изменения напряжения;
У
Фиг. 181. Датчик манометра с пружиной Бурдона*
в) безопасность в эксплоатации благодаря небольшим
напряжениям, фактически применяемым для целей передачи.
г) связанная с -наличием в контрольно-измерительных
установках источников постоянного тока, легкость монтажа
и эксплоатации передатчиков постоянного тока.
Общими требованиями к конструкциям передатчиков яв­
ляются малое усилие для их передвижения (вращения) и на­
дежное выполнение контактного узла.
Основными конструкциями передатчиков на постоянном
токе являются реостатная с трущимся контактом и реостат­
№
ная с жидким ртутным контактом. Измерительные схемы и
измерительные приборы являются пригодными в равной ме­
ре для обеих конструкций.
На фиг. 181 изображена схема работы датчика с тру*
щимся контактом, присоединенным к манометру с пружиной
Бурдона. В качестве измерительного прибора применен логометр.
Источником постоянного тока служит аккумулятор или
сухая батарея напряжением от 2 до 12 V, в зависимости
от технических данных передатчика и измерительного при­
бора.
Принципиальная схема подобной конструкции изображе­
на на фиг. 182. Она ничем не отличается от описанной вы-
Фи?. 182. Принципиальная схема передачи
иа постоянном токе с логометром.
I — реостатный датчик; 2 — подгоночные сопротивле­
ния; 3 — логометр; 4 — понизительный трансформа­
тор; 5 — купроксный выпрямитель.
Фиг. 183. Принципиальная
схема передачи на постоян­
ном токе с вольтметром.
1 — выпрямительное устройство;
сопротивление;
3 — реостатный датчик; 4 — регу­
лировочный реостат; 5 — вольт­
метр.
.
2 — постоянное
т е , лишь источником тока служит купроксный (меднозакисный) выпрямитель, присоединяемый К электрической сети
через понизительный трансформатор для получения требуе­
мого напряжения.
В обоих случаях, ввиду применения логометра, показа­
ния которого не зависят от колебаний напряжения источни­
ка питания, приспособлений для поддержания постоянства
напряжения не требуется.
На фиг. 183 изображена схема передатчика, в которой
измерительным прибором является вольтметр. Так как пока­
зания его будут зависеть от колебаний напряжения, то в
схеме предусмотрен регулировочный реостат 4 для компен­
сации колебаний напряжения сети. Такой способ подрегули­
рования напряжения наиболее прост, но требует постоянно­
го наблюдения. Д ля этой схемы чаще всего применяют до­
бавочное устройство, служащее для выравнивания колебаний
281
напряжения питающей сети. Это устройство для передатчиков выполняется принципиально так ж е, как, например,
в дымномерах, где оно служит для обеспечения постоянства
накала осветителя.
Недостатком передатчиков' с трущимся контактом являет­
ся его подверженность загрязнению, окислению и механи­
ческому износу. Поэтому нашли большое" применение рео­
статные системы с жидким ртутным контактом (фиг. 184),
свободные от указанных недостат­
ков, но при изготовлении представ­
ляющие ряд трудностей из-за рас­
трескивания стекла в местах впай*
ки металлических контактов, разры­
ва ртути при резких толчках и на­
рушения контакта ртути с металли­
ческим сопротивлением. Передатчик
состоит из кольцевой стеклянной
трубки, по оси которой располагает­
ся тонкая проволока (или сшфаль),
имеющая выводы А, В и С и играю­
щая роль изменяющ егося сопротив­
ления. Ртуть наполняет трубку поч­
ти наполовину. Кольцо механически
связано с первичным прибором так,
что каждому положению его стрел*
ки соответствует вполне определен­
ный угол поворота кольца и опре­
деленное соотношение сопротивле­
Фиг. 184 Схема датчика
ний в цепях рамок подвижной си­
с ртутным ко пактом.
стемы. .
Вторичные приборы — логометры — могут быть показы­
вающие и самопишущие, отградуированные соответственно
измеряемой величине.
3. ПЕРЕДАТЧИКИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
Передатчики на переменном токе можно разбить на две
группы: а) работающие на пониженном напряжении (от 4 до
24 V) и б) работающ ие на напряжении осветительной сети
(чаще всего 110 V).
Передатчики, работающие на пониженном напряжения,
по конструкции схемы и измерительным . приборам имеют
большое сходство с передатчиками на постоянном токе, так
ж е незначительно и усилие, необходим ое для их работы.
На фиг. 185 изображ ена схема передачи на переменном
282
токе с реостатным передатчиком (с трущимся или ртутным
контактом) и электромагнитным логометром переменного
тока в качестве измерительного прибора. Д ействие л ого­
метра основано на втягивающем
усилии двух катушек, по которым
проходят токи, сила
которых
пропорциональна сопротивлениям
плеч датчика. Под действием втя­
гивающих усилив катушек серпо­
образный сердечник принимает
то или другое положение, в зави­
симости от соотношения токов в
неподвижных катушках. Показа^
ния логометров переменного то­ фиг. №5. Принципиальная схе­
ка, как и постоянного, не зави­ ма перелзчи на переменном то­
сят в известных пределах от ко­ ке с электромагнитном лого*
метром.
лебания напряжения питающей / — реостатный датчик: 2 —подгоиоч*
сети.
иые сопротивления: 3 — электромаг­
логометр переменного точа;
Весьма простой по выполне­ нитны^
— понизительный трансформатор.
нию является схема (фиг. 186),
работающая на принципе изменения индуктивности. З д есь
отсутствует контактный узел, часто вызывающий неполадки
в работе. Показания измерительного прибора не зависят от
Фиг. 186. Схема индукционной передачи.**
А — датчик; Б — вторичный прибор.
изменения напряжения. Катушки / и 2 передатчика А с о е ­
динены проводами 5, 6 и 7 с катушками 3 и 4 электромаг­
нитного логометра переменного тока. Питание схемы осу­
ществляется от сети переменного тока через понижающий
трансформатор. На оси передатчика, связанной с движущим­
ся элементом первичного прибора, закреплен серпообразный
диск из мягкого железа, входящий при повороте оси одним
из своих рогов во внутреннюю часть одной из катушек, в то
*
283
время как другой выходит из второй катушки. Так же
устроен и логометр с той разницей, что серпообразный диск
не имеет какой-либо механической связи и при отсутствии
в схеме напряжения занимает безразличное положение. При
симметричном расположении диска передатчика, одинаково­
сти катушек 1 и 2, 3 и 4 и одинаковом сопротивлении сое­
динительных проводов 7 и 5 серпообразный диск логометра
тоже занимает срединное положение. Если диск датчика по­
вернуть на какой-то угол против движения часовой стрелки,
то индуктивность катушки 1 возрастет, ее общее сопротив­
ление переменному току увеличится и сила проходящего по
ней тока уменьшится, что вызовет изменение силы тока в
последовательно соединенной с ней катушке 4, уменьшит ее
магнитное поле и втягивающее усилие. В катушках 2 и 3
будет происходить обратное явление. Взаимодействие кату­
шек 3 и 4 вызовет перемещение серпообразного сердечника
измерительного прибора против движения часовой стрелки.
При этом благодаря выводу из катушки 4 конца диска ее
индуктивность будет уменьшаться, сопротивление переменно­
му току уменьшаться, а сила тока и втягивающее усилие
будут увеличиваться. В катушке 3 будет происходить обрат­
ное явление. Наступит момент, когда втягивающие усилия
в катушках 3 и 4 сравняются и серпообразный диск изме­
рительного прибора остановится, заняв вполне определенное
положение. Как видно из описания, система очень проста,
но ее недостатком является сравнительно малая мощность,
что затрудняет изготовление вторичного прибора.
Передатчики, работающие на переменном токе более вы­
сокого напряжения, являются наиболее надежными, но тре­
буют значительно большего усилия и могут применяться с
первичными приборами, обладающими большим установочным
моментом. Наиболее распространенная схема представлена
на фиг. 187. Передатчик и вторичный прибор в электриче­
ской части имеют совершенно одинаковое выполнение, отли­
чаясь только механической передачей. Передатчик имеет два
соленоида А и Б , выполненные из довольно толстой прово­
локи, с большим количеством витков и сердечник 1, уста­
навливаемый измеряемым импульсом (давлением через пру­
жину Геликса, расходом через подвижной поплавок и т. п.).
Вторичный прибор имебт также соленоиды С и Д и сердеч­
ник 2, связанный рычажной передачей со стрелкой или пе­
ром измерительного прибора. Вся схема питается от сети
переменного тока напряжением 110 V.
Если оба седдечника находятся в одинаковом начальном
положении относительно среднего вывода соленоидов, то
28.4
*
при одинаковом выполнении соленоидов (одинаковое число
витков в каждой секции, проволока одного и того ж е сече­
ния) индуктивное сопротивление соленоида А будет равно
таковому ж е соленоида С и индуктивное сопротивление
соленоида В будет равйо таковому же соленоида й . Поэто­
му сила тока / в обоих приборах будет равна и через про­
вод О ввиду равенства потенциала в точках / и 2 ток про­
ходить не будет.
,
Источник переменное*
пиит
Фиг. 187. Индукционная систе­
ма с двумя соленоидами. Пер­
воначальное равновесное со­
стояние.
Источник переменного
тока
Фиг. 188. Индукционная систе­
ма с двумя соленоидами. Не­
равновесное состояние благо­
даря перемещению сердечника
соленоида АВ.
Пусть под влиянием измеряемой величины сердечник 1
передатчика передвинулся вверх и занял положение, пока­
занное на фиг. 188. Тогда существовавшее ранее равенство
индуктивных сопротивлений соленоидов Л и С и соленоидов
В и О нарушится: у соленоида А увеличится, у соленоида В
уменьшится на такую же величину.
Так как сумма индуктивных сопротивлений пары солено­
идов Л и В не изменилась, а индуктивное сопротивление С
и й не менялось совсем, то сила тока в обоих' приборах
будет одинакова. Так как индуктивное сопротивление соле­
ноида А стало больше, чем соленоида С, то при одинаковой
силе тока в них падение напряжения, равное произведению
сопротивления на силу тока, в соленоиде А будет больше,
чем в катушке С; следовательно потенциал точки 1 будет
ниже потенциала точки 2 и по проводу О потечет уравни­
тельный ток. Благодаря такому дополнительному каналу че­
рез соленоид С потечет больший ток, большая часть кото­
рого потечет через соленоид О, часть ж е по проводу О
пройдет через соленоид Б обратно в сеть. Вследствие уве*
285
Лйчения Тока в соленоиде С втягиваю щ ее его усилие будет
больше, чем у соленоида /), и сердечник 2 передвинется
вверх, стремясь занять такое ж е положение, как и сердеч­
ник / (фиг. 189). Сердечник 2, поднявшись, увеличит индук­
тивное сопротивление соленоида С
г/,
и уменьшит у соленоида й . Следо­
вательно уменьшится втягивающее
усилие соленоида С, сравняется
с увеличенным усилием соленои­
д а й , что и даст вполне устойчивое
положение сердечника 2. Одновре­
менно в системе установится равно­
весие, ток по уравнительному про­
воду протекать не будет д о новых
изменений положения сердечника /.
Так как уравнительный ток, вызы­
вающий передвижение сердечника 2.
Фиг. 189. Индукционная си­ возникает не за счет колебания на­
стема с д в у м я соленоидами. пряж ения, а исключительно из-за
Конечное равновесное со­
изменения индуктивных сопротивле­
стояние — сердечник соле­
ний, то колебания напряжения в
ноида СЛ передвинулся,и
восстановлено равновесие.
частоты тока в практически допу­
стимых пределах (до +20?/о) не ока­
зывают заметного влияния на работу приборов.
Сочленение сердечника передатчика с первичным прибо­
ром было показано на фиг. 8 (при рассмотрении манометра
с электрическим передатчиком). При прямолинейном пере­
движении первичного прибора, например поплавка в поплав­
ковом расходомере, сердечник просто, б ез всяких промежу­
точных узлов, крепится на поплавке. П рямолинейное пере­
движение сердечника во вторичном прЛборе преобразовы­
вается во вращ ательное передвижение стрелки или пера тем
ж е механизмом, что и в упомянутом выше передатчике для
Манометра типа М УЭ.
Недостатком этой системы явл яется ее громоздкость,
особенно при размещ ении приборов на центральных щитах,
тем более, что разместить в одном корпусе больше одного
приемного устройства не удается, а переключение д ля этой
схемы на практике не осущ ествлено.
4. СУММИРОВАНИЕ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ
ИЗМЕРЯЕМЫХ ВЕЛИЧИН
При измерении расхода какого-нибудь вещ ества '(пара,
воды) мож ет встретиться необходимость:
а) знать суммаоный мгновенный о а сход двух-трех про286
взводственных агрегатов, например Суммарную выработку
□ара тремя котлами;
б)
знать, сколько всего выработано или израсходовано
за какой-либо пром еж уток времени тем или другим агре­
гатом.
Существующие приборы реш аю т эти задачи следующим
образом.
А. С у м м и р о в а н и е
мгновенных
расходов
нескольких
агрегатов
м ож ет быть произведено
рассмотренными ранее передатчиками постоянного или пере­
менного тока с некоторым изменением измерительной схемы.
Н а фиг. 190 и зображ ена схем а д л я суммирования пока-
Я"
1——■И’ г '
ЛШШПЛПг
Яг
I
-я;
— 4 г'
# Цдшшлл—•тллплл/^—'шштлл»*
иг. 190. Суммирование пока*
заний двух передатчиков г1 и
г" на постоянном токе.
Фиг. 191. Суммирование показяний
двух передатчиков г' и г " на переменном токе.
заний на постоянном токе. Д в а передатчика г ' и г" (б езр аз­
лично с трущ имся или ртутным контактом) имеют передвиж*
ные контакты к' и /с". Отнош ение-сопротивлений двух плеч
каж дого из двух датчиков зависит от величины расхода в
двух магистралях (сопротивления /? /; /? /';
и / ? / ' непо­
средственного значения д л я измерения н е имеют и введены
в схему как балластны е). В качестве измерительного при­
бора применен логометр постоянного тока. Его показания
зависят от положений движ ков к' и к" и петому он мож ет
быть отградуирован в единицах расхода, показы вая сумму
мгновенных расходов двух агрегатов.
На фиг. 191 представлена т а к а я ж е схема, но на пере­
менном токе. В качестве измерительного прибора здесь при­
менен электромагнитный логометр переменного тока с серпо­
образным диском, в качестве п ер ед атч и ка— тот ж е реостат­
ный датчик. Концы диска входят не в одну катушку, как в
обычных логом етрах этого типа, а в две. О бозначения на
этой схеме полностью соответствуют предыдущей.
И в той и в другой схем ах показания приборов не за*
287
висят от колебания Напряжения питающей сети. Точность
суммирования достигает ^ 1 —2
наивысшего значения
шкалы.
Б. С у м м и р о в а н и е м г н о в е н н ы х р а с х о д о в з а
к а к о й - л и б о п р о м е ж у т о к в р е м е н и тоже может
быть осуществлено как на постоянном, так и на переменном
токе.
В счетчиках постоянного тока используется чаще всего
свойство его разлагать слабо подкисленную воду на ее со­
ставные части — кислород и водород. Количество выделен­
ных газов пропорционально расходу тока, последний ж е
пропорционален в каждый данный момент измеряемой ве­
личине, определенной электрическим способом.
Собирая выделенный газ в градуированный сосуд, будем
иметь возможность определить суммарный расход или вы­
работку за это время.
Счетчики переменного тока очень схожи с о&ычными
счетчиками электрической энергии. Здесь может быть ис-
г.
Фиг. 192. Схема счетчика на переменном токе.
1 — подвижный контакт датчика; 2 — рер тат датчика; 3 — подго­
ночные сопротивления; 4 — понизительный трансформатор; 5 и б —
сердечники счетчнка; 7 — ротор счетчика; 8 — червячная переда*
ча; 9 — счетный механизм.
пользован (фиг. 192) реостатный датчик 2 с подвижным кон­
тактом 1, обычно связанный с подвижным элементом пер­
вичного прибора. Подвижной контакт 1 изменяет соотноше­
ние токов в обмотках сердечника 5 индукционного счетчика.
Питание схемы происходит через понизительный трансфор­
матор 4. Вращающийся алюминиевый диск 7 счетчика на­
ходится под воздействием полей измерительного 5 и ком­
пенсационного 6 сердечников. Компенсационный сердечник 6
служит для устранения влияния колебаний напряжения пи­
тающей сети. Число оборотов якоря 7 зависит только от из­
менения соотношения плеч Г\ и г2>, т. е. в конце концов от
28$
значения измеряемой величины. Ось якоря связана червяч­
ной передачей 8 с обычным барабанным счетным механиз­
мом 9. П оказания счетного механизма после умножения на
определенный постоянный коэфициент определяют расход
з а известный период времени.
Контрольные вопросы и главе шестой
1. Чем ограничено расстояние, на которое может произ­
водиться передача показаний при механических .способах
(манометры, манометрические термометры, мех'анические
расходомеры) и яри электрическом способе?
2. Какие преимущества электрической передачи по срав­
нению с механической?
3. М ожно ли применять электрические счетчики при ин­
дукционной системе передачи показаний?
4. У казать сравнительные преимущества и недостатки
индукционной системы передачи на напряжении 110 V и
передачи на постоянном токе в схеме с логометром.
5. Почему не применяются переключатели для обслужи­
вания нескольких точек зам ера одним измерительным при­
бором в индукционной системе передач (110 V)?
ГЛАВА СЕДЬМАЯ
И НДИВИДУАЛЬНЫ Е И ЦЕН ТРА ЛЬН Ы Е ТЕПЛОВЫЕ
Щ ИТЫ
I. ОСНОВНЫЕ ТИПЫ ТЕПЛОВЫХ щ и т о в
Д л я обеспечения нормальной работы агрегатов электри­
ческой станции и промышленного предприятия необходима
установка приборов теплового контроля, автоматических ре­
гуляторов и вспомогательной аппаратуры питания, дистанци­
онного управления, блокировки и сигнализации.
Вследствие больших мощностей агрегатов современной
электростанции количество приборов и аппаратуры, обеспе­
чивающих безопасный и экономический режим их работы,
достигает большого количества. Отдельные первичные при­
боры и исполнительные органы бывают удалены от места
управления агрегатом до 60 м и более.
Д л я обеспечения выполнения . задач, стоящих перед
эксплоатационным персоналом, и удобства обслуживания и
управления работой агрегатов приборы теплового контроля
Приборы тепл, контроля влектростанций
289
концентрируют в одном месте и компонуют из них т е п л о ­
в ы е щит ы.
Тепловые щиты по компановке приборов и назначению
можно разделить на следующие группы.
1. Щиты теплового контроля:
а) индивидуальные, б) групповые, в) регистраторов.
2. Оперативные тепловые щиты:
а) индивидуальные, б) групповые, в) центральные.
3. Диспетчерские тепловые щиты.
4. Вспомогательные тепловые щиты:
а) щиты авторегуляторов, б) релейные щиты и магнит­
ные станции, в) щиты питания.
Щ и т ы т е п л о в о г о к о н т р о л я , индивидуальные и
групповые, применяются исключительно на станциях с агре­
гатами малых мощностей, где применение автоматического
регулирования и дистанционного управления по технико­
экономическим соображениям нецелесообразно.
Щиты .регистраторов, как правило, являются щитами
учетных приборов. Размещение щитов и компоновка прибо­
ров на панелях обыкновенно не встречают затруднений.
Размеры щитов и количество приборов всецело зависят от
технологических условий работы станции и схемы ее управ­
ления. Приборы на панелях можно размещать на уровне
300—400 мм от пола по высоте панелей. Д ля экономии ка­
беля щиты регистраторов необходимо устанавливать вблизи
первичных приборов.
О п е р а т и в н ы е т е п л о в ы е щ и т ы являются основ­
ными центрами управления агрегатами и на них размещают­
ся все приборы контроля и аппаратура управления. Эти
щиты в зависимости от схемы управления станцией могут
быть скомпонованы в виде индивидуальных, групповых,
блочных и центральных.
Д и с п е т ч е р с к и е т е п л о в ы е щ и т ы предназначены
для размещения минимального числа приборов,^характеризу­
ющих работу основных агрегатов и участков тепловой части
станции.
1
Вспомогательные тепловые щиты служат для размещения
аппаратуры автоматических регуляторов, сигнализации, бло­
кировки ц питания. Эти щиты устанавливаются как само­
стоятельно, так и отдельными панелями в центральных теп­
ловых щитах.
По конструктивным особенностям тепловые щиты раз­
деляются на следующие группы.
1. Щиты с закрытой коммутацией:
а) шкафные навесные и б) шкафные с установкой на полу.
290
2. Щиты с открытой коммутацией:
а) панельные, б) каркасные.
Конструкции тепловых щитов выполняются из листового
железа, с каркасом из углового железа, или 'бескаркасные
Фиг. 193. Общий вид
шкафного щита.
щеты из гнутых коробчатых панелей. Иногда передняя наыель щита выполняется из мрамора.
Наиболее распространенным типом щита на электростан­
циях Союза является шкафной щит (фиг. 193). Этот щит
■■■■■
Фиг. 194. Коммутация щита на полосах.
298
ж
Фиг. 195. Коммутация щита в металлических шлангах.
293
представляет собой металлический шкаф, имеющий дверь
сзади или с боков, на передней стенке его устанавливаются
приборы. Внутри щита на боковых стенках устанавливается
вспомогательная аппаратура питания и сигнализации.
Коммутация щитов выполняется проводом ПР сечением
1,5 мм2 ' или 2,5 мм2 в зависимости от плотности тока. Про­
вод прокладывается или непосредственно на внутренних
стенках щита или на специальных металлических полосах.
На фиг. 194 изображена коммутация щита, показанного на
фиг. 193.
Коммутация щита выполнена на специальных полосах.
Провод крепится металлическими скобками на винтах.
При большом количестве приборов, устанавливаемых на
панели, часто вместо полос' изготовляют вторую металличе­
скую стенку и на ней прокладывают коммутацию.
Внизу щитов на уровне 400 мм от пола устанавливаются
сборки‘с коммутационными зажимами. Линия передачи от
первичных приборов до коммутационных зажимов щита осу­
ществляется кабелем КСРБ.
Когда коммутация может подвергаться механическим
повреждениям, проводку по 'щиту выполняют в защитных
шлангах или трубах (фиг. 195).
2. К О М П О Н О В К А
Щ ИТОВ
И РАЗМ ЕЩ ЕНИЕ
АППАРАТУРЫ
На оперативных тепловых щитах размещается следую­
щая аппаратура:
1)
контрольно-измерительные приборы, 2) аппаратура
сигнализации, 3) переключатели и краны, 4) аппаратура ди­
станционного управления, 5) переключатели автоматического
управления и блокировок.1
Внутри щита располагают аппаратуру питания и сигнали­
зации. В зависимости от количества и типа аппаратуры и
приборов, размещаемых на оперативных 'тепловых щитах,
существует три основных вида компоновки щитов: 1) щит
без пульта, 2) щит с сомкнутым пультом (фиг. 196) и 3) щит
с разомкнутым пультом.
Оперативные щиты без пультов изготовляются для агре­
гатов с небольшим количеством приборов и аппаратуры ди­
станционного управления. В США оперативные тепловые
щиты, как правило, изготовляются без пультов для всех
мощностей агрегатов. На фиг. 197 изображен оперативный
тепловой щит котла высокого давления электростанции за­
вода Форда. Из приведенного щита видно, что американцы
располагают приборы по всей высоте панели, начиная от
300 мм от пола. Такую компоновку, нельзя признать удсй294
295
Ф аг. 197. Общий вид оперативного щита котла высокого давления электростанции Форда.
ноЗ для обслуживания приборов и наблюдения за их пока­
заниями. С точки зрения хорошей видимости шкалы прибо­
ры необходимо устанавливать на высоте человеческого гла­
за, т. е. на высоте 1 400—1 600 мм от пола. Площадь обо­
зримости зависит от типа щита. При щитах без пультов сле­
дует рекомендовать расположение оси шкалы приборов не
ниже 1 250 мм. При щитах с сомкнутым пультом мо^кно рас­
полагать приборы на высоте 900 мм от пола и выше.
СомкнутаякомлансЗка.
Разомкнутая компановка
Фиг. 193. Компоновка оперативных щитов с пультами.
При щитах с разомкнутым пультом можно располагать
приборы на высоте 700 мм от пола и выше. Верхним пре­
делом размещения приборов является 2 200 мм (фиг. 198).
ГЛАВА ВОСЬМ АЯ
АВТОМАТИЧЕСКОЕ РЕГУЛИРОВАНИЕ
I. АВТОМ АТИЧЕСКО Е Р Е Г У Л И Р О В А Н И Е ТЕХ Н О Л О Г И Ч ЕСК И Х
ПРОЦЕССОВ
Современное производство представляет собой сложное
сочетание отдельных процессов. Нарушение одного парамет­
ра ведет к нарушению других величин и нередко к нару­
шению всего технологического процесса. Со стороны обслу­
живающего персонала требуется постоянное наблюдение за
показаниями приборов теплового контроля и срочное при­
нятие необходимых мер, как-то: открытие и закрытие за­
движек, регулировка подачи топлива к горелкам и т. п.
Приборы, измеряющие величины, зависящие друг от дру­
297
га, должны быть сосредоточены в одном месте, — или в не­
посредственной близости от работающего агрегата или в от­
дельном помещении. Обслуживающий персонал должен
иметь возможность, не удаляясь от щита с контрольно­
измерительными приборами, производить необходимые меро­
приятия, что может быть осуществлено только при наличии
дистанционного управления задвижками, вентилями, числом
оборотов двигателей и т. п., т. е. эти рабочие органы дол­
жны быть снабжены исполнительными механизмами.
Однако и этого условия недостаточно для бесперебой­
ного хода технологического процесса. Чтобы вернуть пара­
метры к их нормальному значению, нужно сделать не одну,
а чаще всего несколько операций в определенной последо­
вательности и на определенную величину. Это требует вы­
сокой квалификации и напряженного внимания со стороны
обслуживающего персонала. При большой скорости про­
хождения современных процессов задержка в принятии
каких-либо мер вызовет очень резкое их нарушение.
Естественно появилось стремление заставить сами прибо­
ры производить операции, которые определяются показани­
ями этих же приборов, что повело к созданию автоматиче­
ски регулирующих приборов и к их установке на оператив­
ные щиты. В большинстве случаев нельзя установить от­
дельные, работающие независимо друг от друга регуляторы.
Работа регуляторов должна быть увязана, так как регули­
руемые величины тоже зависят одна от другой. Следова­
тельно должна быть создана с и с т е м а р е г у л и р о в а ­
ни я из отдельных регуляторов, связанных между собой
(или иногда действующих самостоятельно).
В зависимости от способа управления исполнительными
механизмами системы регулирования разделяются на гидрав­
лические, пневматические, электрические и смешанные.
До настоящего времени нельзя говорить о предпочтении
в выборе той или другой системы ввиду сравнительно мало­
го опыта их эксплоатации у нас в СССР; каждая из них
имеет свои преимущества и свои недостатки.
Предварительно рассмотрим те требования, которые
предъявляются к любой системе регулирования, вне зави­
симости от ее назначения.
1. Система регулирования должна быть прежде всего
н а д е ж н о й , а отсюда вытекают требования простоты схе­
мы, удобства обслуживания, возможности перехода на руч­
ное управление и ручную подрегулировку.
2. Регулирование должно быть у с т о й ч и в ы м , т. е.
регулируемая величина должна приходить к новому задан298
ному значению ((или возвращаться к старому) без особо рез­
ких колебаний и через небольшой отрезок времени. При
неустойчивости процесса регулирования регулируемая вели­
чина вообще не приходит к требуемому значению, а наобо­
рот, — возникшие колебания с течением времени все больше
возрастают.
I
3. Степень н е р а в н о м е р н о с т и регулирования дол­
жна соответствовать требованиям технологического про­
цесса. Под неравномерностью регулирования понимают
разность между крайними значениями регулируемой вели­
чины, отнесенную к среднему значению. Пусть, например,
давление в паропроводе имело значение от 40 до 34 кг/сж2,
отсюда среднее значение давления будет
= 37 кг)см2,
40-34
6
Л е
а степень неравномерности равна 37 д 37 =0,16.
4. Т о ч н о с т ь регулирования должна быть как можно
выше, т. е. колебания значения регулируемой величины дол­
жны быть как можно меньше.
5. Степень н е ч у в с т в и т е л ь н о с т и регулятора дол­
жна быть- как можно меньше. Небольшие колебания измеря­
емой величины не вызывают работы регулятора благодаря
тепловой инерции приемника, трению в системе и т. п. От­
ношение величины колебания, не вызывающей действия ре­
гулятора, к среднему значению регулируемой величины и
носит название степени нечувствительности. Большое значе­
ние степени нечувствительности вызывается чаще всего кон­
структивными и технологическими недостатками регуляторов.
6 . В р е м я з а п а з д ы в а н и я регулирования должно
быть как можно меньше. Обычно время запаздывания бу­
дет тем меньше, чем проще регулятор, чем меньше проме­
жуточных узлов, тяг и т. п.
Эти показатели характеризуют всякую систему автомати­
ческого регулирования. Мы рассмотрим только системы ре­
гулирования применительно к регулированию горения в топ­
ках паровых котлов. В этом случае общие требования до­
полняются рядом специальных.
1. Система регулирования1 должна обеспечить постоян­
ство давления в паропроводе котла пли в общей магистрали
(в случае работы нескольких котлов).
2. Должно быть обеспечено постоянство избытка возду­
ха с возможностью введения поправок на состав топлива.
3. Должно быть обеспечено постоянство разрежения в
топке.
Я
Перейдем к рассмотрению отдельных систем регулирова­
ния горения в топках котлов.
293
2.
ГИДРАВЛИЧЕСКАЯ СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ
Наиболее проверенной в СССР системой автоматическое
го регулирования горения является гидравлическая, выпу­
скаемая заводом «Теплоавтомат». Основное назначение этой
Фиг. 199. Схема регулирования горения системы завода .Теплоавтомат'*
А — главный регулятор; 5 —регулятор топлива; В —регулятор воздуха; Г — регулято
тяги; Д —масляный насос; Е — масляный бак; Ж — сервомоторы; 1 — паровая магшр
с траль; 2 — бункер пыли; 3 —питатель пыли; 4 —мотор питателя пыли; 5 — импульсный
коллектор обратной связи; б —тахометрическиб вентилятор; 7 — подача пылевоздушной
смеси в топку; 8 — реостат двигателя питателя пыли; 9 — дымосос; 10 — дутьевой вевтн*
лятор; / / — воздуховод.
системы — управление процессом
топке котла обычной нормальной
точным пылевым бункером. В этой
ствие исполнительных механизмов
давления масла»
■
300
горения в пылеугольной
конструкции с промежу­
схем е приведение в дей­
осуществлено передачей
Основная схема регулирования (фиг. 199) состоит из
главного регулятора А, двух вторичных — регулятора топ­
лива Б и регулятора тяги Г, получающих воздействие от
главного регулятора, и индивидуального регулятора воздуха
(разрежения) В, работающего самостоятельно (упрощенная
схема такой системы регулирования изображена на фиг. 200,
где показаны взаимная связь в разных вариантах между
регуляторами и воздействие их на регулируемые величины).
1
|V I
Ц сУ
Лтия импульса
- * обратной связи
- я 0оздейаг,1ия
■
Пар-Вода
Топливо
Воздух
Газы
Фиг. 200. Параллельный (/), последовательный (2) и смешанный (3) спо­
собы включения отдельных регуляторов при регулировании горения.
К — котел; Г Р — главный
регулятор; Г — регулятор топлива; В — регулятор воздуха;
Г — регулятор тяга.
Главный регулятор получает импульс по давлению пара
в общей магистрали за котлом и воздействует на регулято­
ры топлива и тяги.
Регулятор воздуха* (разрежения) получает самостоятельный
амстульс по разрежению «в тапке котла.
Регулятор топлива, в свою очередь, воздействует через
силовое устройство, так называемый сервомотор, на реоста­
ты питательной пыли, а регуляторы воздуха и тяги через
свои сервомоторы воздействуют на заслонки воздухопрово­
да и газоходов.
Основным рабочим элементом в настоящей схеме являет­
ся струйная трубка (описанная в поршневом манометре).
Струйная трубка в главном регуляторе А использует давле­
ние воздушной струи, а в остальных регуляторах — энергию
801
масла, которое подводится к трубке под давлением
4—6 кг/см2, создаваемым масляным насосом Д.
Как было указано выше, главный регулятор преобразует
импульс по давлению пара в магистрали в командный им­
пульс для вторичных регуляторов по давлению воздуха.
Фиг. 201. Регулятор воздуха (разрежения) системы завода .Теллоавтомат*.
/ ,2 — струйная трубка с соплом; 3 —приемные отверстия; 4 — плоская мембрана; 5 —
рычажок; 6 — на стройный движок (корректор); 7 и 8 — тяги к корректорам; 9 — пружина.
Давление воздуха, подаваемого главным регулятором на
регуляторы топлива Б и тяги Г, осуществляет ■помимо того
и о б р а т н у ю связь воздействием на мембрану главного
регулятора А для предотвращения перерегулирования дав­
ления пара.
302
Командное давление, создаваемое струйной трубкой
главного регулятора, воздействует на одну из мембран регу­
ляторов топлива и тяги, каждый из которых состоит из мас­
ляной струйной трубки и двух плоских мебран с обеих сто­
рон трубки. Регулятор воздуха (разрежения) (фиг. 201) имеет
такую ж е струйную трубку, но лишь одну плоскую мембрану;
вторая ж е мембрана заменена спиральной пружиной, натяг
которой может быть отрегулирован от руки.
Принцип действия масля­
ной струйной трубки, несколь­
ко отличный от действия воз­
душной струйной трубки глав­
ного регулятора, изображен I_________ ;
на принципиальной схеме фиг.
202. Масло под избыточным
давлением подводится через
пустотелую ось А в струйную
трубку Т и выходит из отвер­
стия в свободном конце. От­
верстие трубки расположено
против двух приемных отвер­
стий в пластинке 5 . Если
струйная трубка Т расположе- / ^
на как раз между отверстия­
ми, то в обеих половинах ци­
линдра сервомотора С, соеди­
ненных трубками с отверстия- I
ми пластинки 5, создается
одиязковое
давление.
Пор-
шень г , испытывая с обеих
сторон равное давление, остаетСЯ неподвижным. Если какое„ у
__ __ ____ о г ____ п
ЛИбО М3 уСИЛИИ Г ИЛИ Г ь
__
пе-
фиг ш
принципиальная «ем а
регулирования с помощью струй -
ной трубки.
А —пустотелая ось; 7" — струйная трубка:
5 — пластинка с двумя приемными отвер*
стиями; С — цилиндр сервомотора; Р —
п о р ш е н ^ с ^ в о м о ^ о р а ^ Д и /ч ^ -у с и л и я .
редаваемых на трубку Т ОТ
плоской мембраны в сторону
пружины, изменится, то трубка Т отклонится в сторону
меньшего давления. Это повлечет перераспределение давле­
ний в приемных соплах пластинки 5 — в том сопле,
к которому приблизится трубка, давление увеличится, а в дру­
гом уменьшится. В связи с этим давление в одной половине
цилиндра возрастет, в другой упадет и поршень Р начнет пе­
редвигаться в сторону меньшего давления. Вытесняемый
объем масла через трубку и соответствующее приемное от­
верстие плитки 5 будет вытекать из уменьшающейся поло­
сти цилиндра. Скорость передвижения поршня Р и связан­
303
ного с мим регулирующего органа зависит от величины от­
клонения трубки Т.
Н а правую мембрану регулятора топлива действует ко­
мандное давление воздуха, создаваем ое струйной трубкой
главного регулятора. Увеличение давления см ещ ает струй­
ную трубку регулятора топлива, которая, в свою очередь,
заставляет перемещ аться сервомотор Ж, переставляющий
реостаты электродвигателей питателей пыли в сторону уве­
личения числа оборотов их.
Д л я обеспечения устойчивости процесса регулирования
регулятор топлива снабж ен обратной связью , работающей
от пылевых питателей. При отсутствии обратной связи струй­
ная трубка, начав перемещ аться в какую-либо сторону, про­
д олж ала бы движ ение до тех пор, пока главный регулятор
не изменит давления командного воздуха и не вернет ее в
нейтральное полож ение; за это время будет перерегулиро­
вана подача топлива. Д л я осущ ествления обратной связи на
каж дом питателе пыли (или на группе их) установлен спе­
циальный вентилятор, число оборотов которого пропорцио­
нально числу оборотов питателя. Д авление воздуха, созда­
ваемое вентилятором, подается в общий коллектор, а оттуда
через трубку на левую мембрану регулятора топлива. Дей­
ствуя в противоположную сторону, чем давление командного
воздуха, давление от вентиляторов питания вернет струйную
трубку в среднее полож ение и приостановит дальнейш ее
увеличение подачи топлива. Так как противодействующее
усилие от вентиляторов возникает довольно быстро, то пере­
регулировки не будет (или она уменьшится) и регулирование
будет более устойчивым. Д л я настройки регулятора топлива,
т. е. д л я изменения числа оборотов вентилятора, необходи­
мого д ля приведения струйной трубки ,в среднее положение,
служит корректор, ничем не отличающийся от корректора 6
регулятора р азреж ени я (воздуха).
Сервомотор регулятора топлива (фиг. 203) несколько от­
личается от схематически изображ енного выше. Движущ ий­
ся поршень 2 связан с кривошипом 1, имеющим на конце
отверстие, к которому креп ятся тяги, ,ведущ ие к рукояткам
двигателей питателей. Н а струйную трубку (регулятора тяги Г
действует с правой стороны усилие мембраны командного
воздуха, подаваемого главным регулятором, а с другой —
усилие от мембраны обратной связи. В качестве обратной
связи использована разность давлений газов в топке и в
борове после котла. Д л я обратной связи м ож ет быть ис­
пользовано только давление в борове (что и показано на
общей схеме регулирования), так как давление в топке кот804
ла поддерживается постоянным с помощью регулятора воз-
духа В.
В регуляторе воздуха (разрежение в топке) В отклоне­
ние струйной трубки производится усилием со стороны мем­
браны, на которую действует давление в топке котла. Серво­
мотор регулятора разрежения управляет дроссельной за-
| ’ ФигЛ203. Сервомотор регулятора системы завода „Т еплоавтом ат", ~
1—кривош ип; 3—порш ень.
СЛонкоА на линии подачи воздуха в топку. Обратная связь
для этого регулятора не является обязательной, так как
давление в топке обладает большой степенью самовыравнивания. На месте мембраны обратной связи установлена спи­
ральная пружина 9, которой устанавливается величина дав­
ления в топке.
I
Практически выполненные системы обладают рядом до­
полнительных устройств.
Так, для ускорения действия сервомоторов регуляторы
20 Приборы тепл, контроля элекгростанди й
306
снабж аю тся вторичными усилителями. М асло из струйной
трубки попадает не в цилиндр сервомотора, а в золотнико*
вую коробку, монтируемую на корпусе регулятора. Золот­
никовое устройство под влиянием перераспределения давл е­
ния масла, создаваем ого струйной трубкой, повторяет, но в
увеличенном масштабе, работу струйной трубки, направляя
к сервомотору масло с большим давлением и в большем ко­
личестве.
I
Другим добавочным устройством является так назы вае­
мый регулятор экономичности. Его назначение заклю чается
в создании избытка воздуха, необходимого д ля получения
наиболее экономичного горения. О сновная система регуля­
торов (регуляторы тяги и разреж ения) созд ает подачу воз­
духа в определенной зависимости от количества топлива с
соотношением, заранее устанавливаемым в соответствии с
составом, топлива. Состав топлива м ож ет измениться, и то­
гда потребуется другое количество воздуха; могут за гр я з­
ниться газоходы , что вы зовет изменение количества пода­
ваемого воздуха. В результате (воздух д л я горения будет
поступать в топку в количестве, не соответствую щ ей наи­
более экономичному горению топлива, а основные регуля­
торы не «почувствуют» этого недостатка. Это скаж ется на
составе отходящ их дымовых газов, на содерж ании в них
СОг (углекислоты), по которому производится подрегулиров­
ка количества воздуха, подаваемого в (т опку. Процентное
содерж ание СОг в отходящ их дымовых газах определяю т
электрическим газоанализатором . Измерительным прибором
является не обычный профильный милливольтметр, а кон­
тактный. Наивыгоднейш ее значение содерж ания СОг задает­
ся заранее. П редельные значения СОг устанавливаются
ограничителями с ртутными контактами. Когда содерж ание
СОг в отходящ их дымовых газах достигнет предельного, со­
ответствующий контакт зам кнется и д аст импульс на испол­
нительное реле, воздействую щ ее на перемещ ение корректора
(движ ка) регулятора тяги. Это передвиж ение вы зовет из­
менение в положении дроссельной за с л о н к и ' в газоходе, .а
затем сработает благодаря изменению разреж ени я в топке
регулятор воздуха (разреж ени я) и доведет подачу воздуха
д о величины, необходимой д л я экономичного сж игания топ­
лива.
«Я
Кроме этих устройств в схем ах существуют краны пере­
ключения д ля перехода с автоматического регулирования иа
ручное и краны ручного управления сервомоторами.
Д авление масла создается специальным шестеренчатым
насосом, питающим всю систему регулирования.
306
Во время эксйлоа1,ацйй Сйстема гидравлического регулй*
рования показала надежную и гибкую работу. К недостат­
кам ее можно отнести: 1) небольшой радиус действия —
30—35 м по горизонтали и 10— 15 м по вертикали, что для
современных мощных котлов часто является недостаточным;
2) влияние температуры <окружаю1цего воздуха на вязкость
масла и связанное с этим изменение скорости реагирования
и 3) наличие некоторой опасности в пожарном отношении,
хотя количество масла не особенно велико.
3. ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
Пневматическая система регулирования горения получила
большое распространение в США. У нас в Союзе кроме
систем, изготовленных индивидуально полукустарным спосо­
бом, имеются пока только отдельные регуляторы пневмати­
ческого типа. Созданию полноценной пневматической систе­
мы регулирования и ее эксплоатационной длительной про­
верке мешало главным образом отсутствие пневматических
сервомоторов той мощности и характеристики, которые нуж­
ны для тепловых станций, а также отсутствие специальных
узлов, необходимых для связи отдельных регуляторов с
главным регулятором и между собой в системе регулирова­
ния. Хотя характер работы и передачи в пневматической
системе отличается от гидравлической, однако основные
положения (радиус действия, связь между командными при­
борами и сервомоторами, конструкция сервомоторов) имеют
в обеих системах много общего. Большим преимуществом
пневматической системы является то, что сами регуляторы
имеют отсчетные или записывающие шкалы и не требуют
установки добавочных измерительных приборов.
4. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
В электрических системах силовой привод исполнитель­
ных механизмов осуществлен электродвигателем. В схемах
электрических систем нашли широкое распространение раз­
нообразные электрические передатчики, — в особенности с
ртутным контактом (кольцевые трубки) и индукционные.
В электрических системах, как и в других, главный регуля­
тор получает импульс по давлению пара. Импульс давления
преобразуется в электрический, который воздействует на два
вторичных регулятора: топлива и тяги. Третий регулятор —
регулятор дутья—чаще всего работает независим о. от главно­
го регулятора, получая импульс по давлению в топке котла.
20*
307
Основной схемой, используемой в электрических схемах
регулирования, является схема моста Уитстона (фиг. 204).
Рассмотрим простейшую схему с использованием кольце­
вых трубок (реостатов с ртутным контактом), описанных, в
разделе «Передача показаний приборов на расстояние».
Включение трубок произведено в два плеча моста Уитстона.
Другие два плеча образованы двумя постоянными сопротив/?,.
лениями /?1 и Я2 , чаще всего
равными .между собой. Если
кольцевые трубки включены
так, что их сопротивления рав­
ны между собой, т. е. Яз = /?4,
то в диагонали моста ток течь
не будет. Если повернуть на
а произвольный уГОЛ Трубку Яз,
' связанную с каким-либо пер­
вичным прибором или импуль­
сом, то через диагональ по­
течет ток, отклонит подвиж­
ную систему реле или другого
контактного прибора и произ­
ведет
замыкание
контакта,
воздействующего на исполни­
тельную систему. Кольцевая
Фиг. 204. Схема моста регулятора трубка Яа связана с механиз­
тяги электрической системы с
мом обратной связи и приво­
кольцевыми трубками,
дит в равновесное состояние
постоянные сопротивления; К ,Л ,—
схему моста, выключая раз­
переменные сопротивления (кольцевые
трубки); Я, — сопротивление для измене­
общением контактов исполни­
ния соотношения между импульсом я об­
тельную систему — электриче­
ратной связью; Я, — сопротивление для
корректирования соотношения топливо—
ские сервомоторы.
воздух; /Г-» контакты реле.
Комплексная система регу­
лирования в простейшей ее форме представлена на фиг. 205.
Как было сказано выше, главным регулятором служит порш­
невой манометр, отличающийся от манометра гидравлической
системы регулирования тем, что противодействующий момент
создается не грузом, а натяжением двух пружин. Изменение
давления вызывает пропорциональное передвижение штока
поршневого манометра. Последний посредством механиче­
ской связи вращает кольцевые трубки, входящие в схему
мостов регуляторов топлива и тяги. Нарушение равновесия
мостов вызывает в диагоналях ток, замыкающий в зависи­
мости от направления нарушения тот или другой контакт.
Замыкание контактов приводит в действие двигатели, изме­
няющие в ту или иную сторону величину подачи топлива я
величину открытия заслонки в газоходе.
308
ч ц Зн г1
Фцг. 205.
Э лектри­
ческая схема регули­
рования с кольцевы ­
ми трубками.
Ч»4
— котел; 2 — двигатель питателя пыли; 3 — питатель пыли; 4 — тахометр; 5 — диференциальный тягомер; б — тягомер разреж ения а топке;
— сервомотор регулятора тяги; 8 — сервомотор регулятора топ пива; 9 — сервомотор регулятора воздуха; 10 — поршневой манометр (глав, а ы й регулятор); I I — мост регулятора топлива. 12 - мост регулятора тяги; I I — коромысло главного регулятора; 14 —пружина; 16— поршень
е рейкой; 76 — соединительные штанги; 17— контакты моста регулягооа топлива; /в — контакты мосга регулятора тлги; 19 — контакты
регулятора воздуха; 30 — кольцевые трубки. Т — забор импульса в топочной камере; п — забор импульса в газоходе ад котлом.
Вследствие наличия в схемах кольцевой трубки обратной
связи почти одновременно придет в действие и этот узел.
В регуляторе топлива на кольцевую трубку обратной связи
будет воздействовать изменение числа оборотов питателя
топлива, вызываю щ ее через механический или электрический
тахометр, поворот кольцевой трубки д о тех пор, пока в мо­
сте регулятора топлива не восстановится равновесие, испол­
нительный механизм остановится и дальнейш ее увеличение
подачи топлива прекратится.
В регуляторе тяги восстановление равновесия осущест­
вляется перемещением кольцевой трубки обратной связи,
поворачиваемой здесь диференциальным тягомером, измеря­
ющим или величину перепада давления на участке т о п к а боров за котлом или просто величину давления (разрежения)
в борове за котлом.
Регулятор р азреж ени я в топке лолучает импульс по раз­
режению в топке и выполняется как колокольный тягомер,
снабженный двумя контактами, которые управляю т двигате­
лями, переставляю щими заслонку воздухопровода.
■
В схемах регуляторов топлива и тяги предусмотрено
сопротивление /?5, часть которого входит в плечо с команд­
ной кольцевой трубкой, а часть — в плечо с кольцевой труб­
кой обратной связи. П ередвигая от руки движ ок этого со­
противления, включают в то или другое плечо разную часть
сопротивления /? 5. Этим осущ ествляется ручное управление
или ручная настройка котла на определенный режим, а так­
ж е перераспределение нагрузки м еж ду котлами. Назначение
сопротивления Яв, меняю щ егося от руки, служ ить д ля под­
регулировки соотношения топливо—воздух. И ногда это пере­
движение осущ ествляется импульсом от автоматического
электрического газоанализатора ОСЬ '(как в гидравлической
системе). Контактное устройство, вклю чаемое в диагональ
мостов регуляторов топлива и тяги, выполнено в виде кон­
тактного магнитоэлектрического милливольтметра с ртутно­
стеклянными выключателями. Контактный милливольтметр
подает импульсы через известный пром еж уток времени, т. е.
регулирование происходит скачками, прерывисто — в отличие
от гидравлической системы {где регулирование происходит
непрерывно). Это обстоятельство, особенно в быстро про­
текаю щ их процессах, является отрицательным и м ож ет по­
вести к раскачке процесса.
К недостаткам этой системы регулирования следует от­
нести применение кольцевых трубок, очень часто выходящих
из строя из-за хрупкости стекла.
Н аряду е этой системой существуют и д р у ги е,, принци310
пиально ,мало отличающиеся друг от друга, но имеющие в
качестве командного элемента и элемента гибкой связи
электрические передатчики другого типа, а именно логометры с серпообразным диском, индукционные реле и т. п.
Прерывистость командных импульсов, часто весьма не­
желательная, устраняется заменой контактных милливольт­
метров электронными реле, что дает более плавную работу
электродвигателей и более плавную регулировку. Введение
в схему электронных реле сравнительно небольшой долго­
вечности, исчисляемой несколькими сотнями часов, умень­
шает надежность работы регулирующей системы, а потому
подлежит длительной эксплоатационной проверке.
5. СМЕШАННЫЕ СИСТЕМЫ РЕГУЛИРОВАНИЯ
Очень заманчивым является создание системы регулиро­
вания, которая имела бы преимущества гидравлической и
электрической системы, но без присущих им недостатков.
К преимуществам гидравлической системы можно отнести:
а) надежность работы всей системы, б) плавность и по­
стоянство регулирования, в) надежность и простоту серво­
моторов.
Недостатками ее можно считать:
а) небольшой радиус действия, б) громоздкость регулято­
ров и трудность их размещения в пункте упрарления, в) от­
сутствие в регуляторах измерительной части и необходимость
в установке специальных контрольно-измерительных при­
боров. |
Преимуществами электрической системы регулирования
являются:
а) неограниченный радиус действия и дешевый монтаж
линии передачи, б) компактность регуляторов и удобный
монтаж их на щите или на пульте, в) наличие в регуляторах
измерительной части (в большинстве случаев).
Ее недостатки:
а) прерывистость работы регуляторов, б) небольшие раз­
меры передатчиков ,и частый выход их из строя, в) сложкость; аппаратуры сервомоторов.
Совмещению положительных свойств обеих систем пре­
пятствуют крайняя противоположность их и сложность кон­
структивного сочленения их узлов. Поэтому в реально вы­
полненных электрогидравлических системах ограничиваются
главным образом электрической корректировкой (с пульта
3*1
управления) работы гидравлических регуляторов, размещен­
ных непосредственно у работающего агрегата, а также при­
менением электрического дистанционного переключения вся­
кого рода командных гидравлических кранов, особенно ава­
рийного назначения.
Контрольные вопросы к главе восьмой
1. Почему для регулирования сложного теплового агре­
гата недостаточно установки . отдельных регуляторов, а не­
обходимо применение комплексной системы регулирования?
2. Дать сравнительную характеристику гидравлической,
пневматической и электрической систем регулирования.
3. Составить
схему
автоматического
регулирования
температуры водоподогревательного бойлера, отапливаемого
отходящими газами котла.
ГЛАВА ДЕВЯТАЯ
ОРГАНИЗАЦИЯ РАБОЧЕГО МЕСТА
Работы по ремонту контрольно-измерительных приборов
могут быть разбиты на два вида: производимые на месте
эксплоатации приборов и производимые в специально обо­
рудованной ремонтной мастерской.
ъ
^ Ремонт, производимый на месте, заключается в основном
в замене неисправных узлов да деталей запасными. Рабочего
места, т. е. оборудованного стола с ящиками и приспособле­
ниями, здесь нет. Весь необходимый инструмент и запасные
части приносятся работником с собой и раскладываются на
табуретке, столике и т. п. Необходимо, чтобы были соблю­
дены элементарные требования к чистоте: перед вскрытием
прибора или открыванием его крышки должна быть удалена
пыль, как с ремонтируемого прибора, так и с соседних, во
избежание засорения открытого прибора. Нужно, чтобы
инструмент — отвертки, пинцеты, плоскогубцы — был в хоро­
шем состоянии, обеспечивающем возможность доброкачест­
венного ремонта. Недопустимо вообще всякого рода под­
пиливание деталей приборов, а тем более — находящихся
внутри прибора,-так как мелкие опилки, в особенности сталь­
ные, явятся в дальнейшем причиной затирания подвижной
системы.
При производстве ремонта лриборов на месте их экспло­
атации должны быть соблюдены все условия техники без*
312
опасности. Пои работе с приборами, имеющими подвод тока
высокого напряж ения д л я силового привода в сигнализации,
должны быть полностью отключены опасные напряж ения.
Это особенно важ н о, так как работа происходит обычно в
близком расстоянии от ж елезны х масс, в сыром помещении,
ори условиях тесного располож ения различных проводов и
зажимов.
При ремонте или просмотре проводки соединительных
проводов, располож енны х очень часто высоко над работаю ­
щими агрегатами, долж ны быть предусмотрены специальные
защитные приспособления, гарантирующ ие безопасность р а ­
ботника.
При монтаж е первичных приборов на трубопроводах вы­
сокого д авления или газопроводах долж ны быть соблюдены
соответствующие инструкции по технике безопасности и
охране труда.
Д олж но быть обращ ено особое внимание на хранение и
правильный учет запасны х деталей и узлов, а т а к ж е —'З а ­
пасных и контрольных приборов. Здесь, ввиду долговремен*
ного хранения, долж ны быть предъявлены особо жесткие
' требования к состоянию складского помещ ения (кладовки).
Воздух помещ ения д о лж ен быть нормальной влажности
(от 30 до 80% ), нормальной температуры ( + 2 0 ° С) или бли з­
кой к ней (отклонения 5— 10°). Недопустимы резкие коле­
бания влаж ности и температуры, хотя бы в указанны х пре­
делах. Реком ендуется равномерный нагрев всего помещ ения,
г. е. неж елательно
обогревание
высокотемпературными
источниками тепла (небольш ие ж елезны е печи малой тепло­
емкости, отопление свеж им паром и т. п.). Д о л ж н а быть
предусмотрена вентиляция складского помещ ения — искус­
ственная или естественная. Недопустима запыленность по­
мещения, хотя бы в самых незначительных разм ерах. П ом е­
щение д олж но регулярно убираться, а детали подвергаться
перетирке и смазы ванию .
Сами детали долж ны храниться или в закрытых ш кафах
или на стеллаж ах, снабж енны х шторами. Они долж ны быть
рассортированы по отдельным ящичкам, коробкам, на кото­
рых долж ны быть соответствую щ ие надписи или обозначе­
ния. Учет запасны х деталей и узлов долж ен содерж ать в
себе полную их характеристику с тем, чтобы обеспечить
правильное их использование.
Безусловно недопустимо содерж ание в атмосфере скл ад ­
ского помещ ения паров и газов, вызывающ их коррозию.
319
[Недопустимо хранение в соседних помещ ениях кислот, ще­
л о ч ей и т. п., а тем более в самом помещении. Запасные
аккумуляторы не долж ны храниться в том ж е помещении,
так как это грозит полным разруш ением металлических ча»стей.
Д етали и узлы, ожидаю щ ие ремонта или отремонтирован:ные, тож е долж ны быть учтены с полной технической их
характеристикой. Д о л ж н а быть исключена возможность за*носа с ними загрязненности, металлических опилок и
Iстружки.
В помещении долж на отсутствовать всякая вибрация, так
как иначе собранные подвижные части, запасны е и контроль;ныё приборы, которые обычно хранятся в этом ж е помеще;нии, придут в негодность.
Рабочее место в мастерской долж но быть оборудовано
!В соответствии с тем ремонтом, который предположено осу­
щ ествл ять на нем. П реж де всего долж но быть предусмот­
р ен о раздельное производство механических работ, связан­
ны х с появлением пыли, струж ек и т. п., от сборочных, где
.долж на быть соблю дена полная чистота. Недопустим также
.переход работника от механической работы к сборочной. .
При невозмож ности соблю дения этого требования нужно
гпо крайней мере предотвратить перенос струж ек, пыли и т.д.
шутем тщательного отряхивания или ж е смены дрозодежды.
'Оборудование д ля грубых слесарных работ ничем не от­
личается от оборудования обычной слесарной мастерской,
•Отличием {вернее — дополнением) являю тся приспособления
д л я ветарки рабочих концов термопар.
Рабочие места д л я точной механической обработки — за­
точки кернов, полировки их, намотки рам ок и т. п. — обору­
дую тся маленькими токарными и сверлильными станками ча­
сового типа.
Основным требованием к оборудованию является под­
д ерж ание его в чистоте и в хорош ем состоянии.
Сборочные работы долж ны производиться в отдельном
помещении, чистом и светлом. Пол сборочной мастерской
долж ен быть покрыт линолеумом или застлан изразцами,
а стены покрыты светлой масляной краской. Очень нежела­
тельн а работа при искусственном освещении, особенно при
мелких сборочных работах. Температура помещ ения должна
поддерж иваться около + 2 0 ° С, с допускаемыми отклонения­
ми в + 5 ° С. Недопустимо воздействие прямы х солнечных
лучей с точек зрения как местного нагрева испытательных
приборов, так и светового влияния (вы деление серы из
эбонитовых панелей, выгорание и обесцвечивание щкал).
Л 4
I
|
;
]
Столы, на которых производятся сборочные работы, должны
быть покрыты стеклом или хорошим прессшпаном, не дающим ворсинок, пыли и допускающим протирку влажной
тряпкой. Рекомендуется применение пылесоса, как устраня­
ющего пыль из помещения, а не перегоняющего ее из однбго места в другое.
Прозодежда чаще всего применяется белого цвета.
% Ввиду многообразия сборочных работ нельзя рекомендо­
вать какого-либо нормального набора инструментов, а тем
более приспособлений. Важно, чтобы инструмент был в пол­
ной исправности и расположен в соответствующем порядке.
Применяемый в точной механике инструмент является
типичным ч асо вы м .'Н о в отличие от часового производства
здесь все время приходится иметь дело с постоянными маг­
нитами, что вызывает намагничивание стального инструмен­
та — пинцетов, .отверток и т. д. В большинстве случаев на­
магниченность инструмента весьма нежелательна, поэтому
приходится предусматривать размагничивающее приспособле­
ние и иметь в наборе инструмент из антимагнитного мате­
риала, например, латунные пинцеты.
Как правило, каж дое рабочее место должно быть обо­
рудовано приспособлением для нагрева паяльника. Лучше
всего иметь керамиковую трубчатую печь, весьма небольших
размеров, с подогревом электрическим током пониженного
напряжения. Каждый работающий долж ен иметь несколько
паяльников различной формы и размеров, лупу часового
типа, специальные приспособления, в зависимости от харак­
тера его работы и т. д.
Помимо этого рабочее место сборщика долж но быть
снабжено теми техническими данными и условиями, которые
необходимы ему для работы. Например, у намотчика д олж ­
ны иметься сведения о числе витков и рядов, о диаметре
проволоки, о величине сопротивления и т. д.; сборщик по­
движной системы долж ен иметь данные о радиусе закругле­
ния кернов и агатов, допуске на длину стрелки, упругости
волосков и т. п. Это особенно важно, когда детали и узлы
восстанавливаются или изготовляются не для определенного
прибора, по которому их можно подогнать, а идут как за ­
пасные части. Поэтому к аж д ая деталь (или несколько дета­
лей), каж дый узел, выходящие из мастерской, должны быть
снабжены соответствующим ярлыком, паспортом, чтобы обе­
спечить правильный учет, а самое главное — правильное ис­
пользование при установке узла или детали в неисправный
прибор.
315
ГЛАВА ДЕСЯТАЯ
РЕМ ОНТ ПРИБОРОВ
I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАТЕГОРИИ РЕМОНТА
КОНТРОЛЬНО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ
&
по
пор.
Наименование прибора и описание ремонта
П оказывающий пирометрический
милливольтметр
Полный ремонт подвижной системы с изготов
лением рамки и других деталей, с заменой де
талей и балансировкой. Градуировка прибора
или проверка последнего. Составление паспорта
Пломбировка и покраска прибора.
Замена деталей (стрелки, специальных воло
сков или винтов), чистка деталей. Балансировка
прибора и проверка с составлением паспорта.
Пломбировка и, если необходимо, покраска
прибора.
Исправление стрелки, устранение затираний
стрелки. Смена стекла. Проверка балансировки
подвижной системы. Проверка прибора с соста
влением паспорта. Пломбировка прибора.
Род ремонта
Капитальный
Средний
Малый
II. Самопишущий пирометрический
милливольтметр
(СГ-1; СГ-3; СГ-6; СГ-1У;СГ-ЗУ; СГ-6У)
' Ремонт подвижной системы с изготовлением
деталей и балансировкой. Ремонт двигателя
Воррена. Проверка, ремонт и регулировка ки­
нематики прибора с заменой деталей (свинок
переключателя, винтов, пружинок и т. п.).
Замена деталей (стрелки, подвесок и т. д.).
Балансировка и регулировка кинематики при­
бора, проверка и подгонка прибора. Составле­
ние паспорта. Пломбировка и, если необходимо,
покраска прибора.
Регулировка удара бугеля, рычага скорости
подачи бумаги, устранение затирания в тягах.
Регулировка фрикционной системы натяжения
бумаги. Исправление затирания стрелки. Смена
свинок. Проверка балансировки подвижной си»
стемы. Проверка прибора. Составление паспорта.
Пломбировка прибора.
Капитальные
Средний
Малый
III. Термопары типоя: ТМК, ТЖК, ТХ, ТХК,
'
ТП-И. 1ГП-Ш
Изготовление термопар (до 1,5 метра). Изго­ Капитальный
товление чехла для термопар. Сварка электро-,
дов. Сборка термопары. Проверка и снятие ха316
рактеристики термопары в электропечи. Состав»
ление паспорта. Покраска термопары.
Замена фарфоровых бус, кварцевых или фар­
форовых трубок. Ремонт арматуры для водяного
охлаждения. Проверка характеристики. Состав­
ление паспорта.
Замена клемм и клеммной панели. Проверка
характеристики термопары в электропечи. По­
краска чехла. Составление паспорта.
Средний
Малый
IV. Логометр профильный показываю щ ий
(ЛМПУ)
Намотка рамок постоянного или переменного Капитальный
зазора. Центровка системы. Перемотка обмоток
катушек плеч моста. Переградуировка и про­
верка прибора. Ремонт возвратителя стрелки.
Замена шкалы. Балансировка прибора. Состав­
ление паспорта. Пломбировка и покраска при­
бора.
Средний
Смена стрелки. Устранение затирания подвиж­
ной системы. Устранение обрыва в обмотке ка­
тушки с проверкой катушки по мостику. Пайка
безмоментных вводов. Проверка балансировки
подвижной системы и системы возвратителя
стрелки. Проверка градуировки прибора. Со­
ставление паспорта. Пломбировка и, если необхолимо, покраска прибора.
Малый
Исправление стрелки. Исправление спиральной
пружинки возвратителя нуля (исправление кри­
визны пружины). Устранение затирания якоря
нуля (исправление оси якоря). Припайка безмоментьых вводов. Выправка проводников мон­
тажной схемы. Проверка прибора. Выписка пас­
порта. Пломбировка прибора.
V. Логометры самопишущие (СЛМ-1, СЛМ-3
и СЛ VI-6)
Полный ремонт подвижной системы с изготов­
лением деталей. Замена безмоментных вводов
Изготовление 5 катушек мо та и 1 эталонной с
установкой и лайкой в приборе. Ремонт и регу
лировка кинематики и переключателя точек
прибора. Ремонт двигателя Воррена. Перегра
дуировка прибора с заменой шкалы или про­
верка прибора Составление паспорта. Плсмби
ровка и окраска прибора.
Замена стрелки и других готовых мелких де­
талей. Чистка подвижной системы (без разборки).
Регулировка и ремонт системы переключения
прибора.
Замена свинок.
Пайка
безмо-
Капитальный
Средний
817
по
пор.
Наименование прибора и описание ремонта
ментных вводов. Проверка прибора. Составле­
ние паспорта. Пломбировка и, если необходимо,
окраска приборов.
Исправление стрелки, устранение затирания
стрелки. Проверка кинематики и устранение за­
тираний. Регулировка переключателя свинок,
замена
свинок. Припайка
безмоментного
ввода. Выправка проводки монтажной схемы.
Проверка прибора. Составление паспорта. Плом­
бировка-
Род ремонта
Малый
VI. Э лектрические газо ан ал и зато р ы постоян­
ного и перем енного то к а
Капитальный ремонт измерителей СОа и
СО + Н2 (см. капитальный ремонт приборов
ПГУ и ГНЗС).
Капитальный
Ремонт датчиков С 0 2 и СО + Н2 и панели
управления с заменой частей, перемотка кату­
шек места. Смена плеч моста датчиков С 0 2 и
СО -{- Н2. Перемотка первичной и вторичной об»
моток трансформатора (с разборкой и съем­
кой сердечника). Перемотка реостата. Проверка
комплекта газоанализатора на газ С 0 2. Состав­
ление паспорта, пломбировка и покраска при*
бора.
318
Средний ремонт измерителей С 0 2 и СО 4- Н2
(см. средний
ремонт приборов
ПГУ и
ГНЗС). Ремонт датчиков С 0 2 и СО
Н2 и па­
нели управления (без замены частей). Устране­
ние обрыва в токовом реостате путем пайки
Смена и ремонт рубильников панели. Смена
контрольного фильтра. Проверка комплекта га
зоанализатора нэ газ С 0 2 Составление паспорта
Пломбировка и, если необходимо, покраска
прибора.
Средний
Малый ремонт измерителей СОа и СО + Н<_
(см. малый ремонт ПГУ и ГНЗС). Выправление
проводников монтажной схемы датчика и панел
управления. Ремонт фильтра. Устранение неплот
ности контакта в токовом или нулевом реоста
тах (исправление ползунка). Пломбировка при
бора.
Малый
VII. Логометры индукционного типа (показы ­
вающие) с электропередатчиком на кольцевых
весах
Перемотка катушек электропередатчика с за­ Капитальный
делкой вывозов и установкой по месту. Устранение затирания в подвижной системе возвра­
тится? (с выправлением серповидного якоря).
Регулировка и тарировка прйбора с изготовле­
нием шкалы. Составление паспорта. Пломби
ровка и окраска прибора.
Чистка и регулировка подвижной системы
Средний;
электропередатчика, устранение затирания сер*
повидного сердечника (выправка). Устранение
обрыва в обмотке катушки (с пайкой). Проверка
прибора, составление паспорта. Пломбировка и
если необходимо, окраска прибора.
Исправление стрелки. Устранение затирания
ЛалЫй
стрелки. Устранение затирания демпфера в ко
робке. Проверка прибора. Составление паспорта
и пломбировка прибора.
VIII. Контактные пирометрические милли­
вольтметры (КГ-3, КГ-ЗХ)
Ремонт подвижной системы с изготовлением Капитальный
деталей и с установкой подвесок. Ремонт дви­
гателя Воррена и хальт-реле с перемоткой ка­
тушек. Ремонт с изготовлением деталей и регу-1
лировка кинематики прибора. Изготовление и
установка но^ой пластинчатой пружины и дру­
гих деталей. Ремонт сигнального устройства
Переградуировка прибора с заменой шкалы. Со
ставление паспорта, пломбировка, покраска
прибора. *
Замена готовых деталей (стрелки, свинки и т. д.)
Средний
Пайка подвесок. Проверка балансировки при
бора. Регулировка сигнальных свинок. Отрегу
лировка падения бугеля. Регулировка и про
верка прибора. Составление паспорта. Пломби
ровка и, если необходимо, покраска.
Смена свинок. Регулировка сигнальных сви
нок. Исправление стрелки. Устранение затирания
стрелки. Смена спиральной пружины. Регули
ровка падения бугеля. Проверка прибора. Со
ставление паспорта, пломбировка прибора.
Малый
319
№
по
пор.
Наименование прибора и описание ремонта
Род ремонта
IX. Потенциометры, показывающ ие, регистри­
рующие, регулирую щ ие и пневматические
Ремонт нуль-прибора, ремонт столика и рамки
н}ль-прибора. Ремонт реохорда, ремонт пере­
ключателя реохорда. Ремонт каретки указателя
Полная переборка прибора с чисткой и заменой
деталей. Переградуировка с заменой шкалы
Смена переключателя точек, устранение обры
вов. Ремонт двигателя (кроме перемотки). Регу
лировка и проверка. Составление паспорта
Пломбировка и покраска прибора.
Ремонт переключателей реохорда и термопар
Смена подвесок. Ремонт каретки указателя. Ре­
монт сигнального устройства. Ремонт компенса
тора влажности. Ремонт первичного или вторич
ного реле. Ремонт манометра. Проверка регу
лировки и записи прибора. Составление паспорта
Пломбировка и если необходимо покраска при
бора.
Капитальный
Чистка и регулировка переключателя термо­
пар. Проверка нуль-прибора-Проверка нормаль­
ного элемента. Замена свинок, регулировка сви­
нок. Замена подвесок, пружины и других мелких
деталей. Чистка и промывка реохорда и пере­
ключателя. Проверка прибора. Составление
паспорта. Пломбировка.
Малый
Средний
X. Контактные нуль-приборы (КНП-3,
КНП-ЗХ)
(Капитальный ремонт контактного нуль-при­ Капитальный
бора, см. капитальный ремонт контактного мил­
ливольтметра КГ-ЗХ). Перемотка катушек м ес т а
с последующей проверкой градуировки. Град в*
ровка прибора с вычерчиванием шкалы нульприбора и реохбрда. Составление паспорта.
Плом ировка И покраска прибора.
(Средний ремонт контактного нуль-прибора
Средний
см. средний ремонт контактного милливольтметра
КГ-ЗХ).
Чистка и регулировка нуль-прибора. Устра*
нение обрыва в обмотке катушки моста. Про­
верка градуировки прибора. Состапление пас­
порта, пломбировка и, если необходимо, по­
краска прибора.
(Малый ремонт контактного нуль-прибора см. ма
М алы*
лый ремонт контактного милливольтметра КГ-ЗХ).
820
' №
по
пор.
Наименование прибора и описание ремонта
Род ремонта
Ремонт или замена клемм. Выправление провод*
ников схемы, проверка прибора. Составление
паспорта. Пломбировка прибора.
1
2
XI. Терм ом етры сопротивлени я
Изготовление активной части термометра со­
противления и монтаж ее в защитном кожуха.
Проверка и составление паспорта.
Замена деталей (кожуха, клемм и т. д.). Устра­
нение обрыва в соединительных проводниках от
активной части к клеммам. Прошеллачивание
активной части. П роверка после ремонта. Со­
ставление паспорта.
Капитальный
Средний
XII. И сточник р егулируем ого н ап р яж ен и я
Подгонка плеч моста путем отмотки или
добавки витков проволоки. Закрепление концов
реостатов и припайка мест соединения схемы.
Перемотка реостата. П роверка и окраска.
Чистка и промывка реостата и ползунка.
Чистка контактов.
Смена сухого элемента.
Смена зажимов. Проверка, если необходимо,
покраска.
Смена сухого элемента. Замена зажимов или
закрепление гаек и контргаек, крепящ их зажи*
мы. Проверка.
XIII. М агазин сопротивления
Сборка схемы и проверка по мостику с пере­
боркой панели с катушками. Намотка катушки
вновь и установка по месту. Изготовление 1 шт.
штепселя. Составление паспорта. Пломбировка
прибора.
Припайка неплотных контактов. Закрепление
винтами катуш ки. Зачистка контактов на па­
нели. Зачистка штепселя. П окрытие штепселя и
контактов бесцветным лаком. П роверка при­
бора. Составление паспорта. Пломбировка при­
бора.
XIV. Р асходом еры (кольцевые весы, показыва­
ющие, регистрирую щ ие и суммирующие с ртут­
ным и водяным заполнением и тягомеры типа
кольцевые весы).
Разборка, чистка, сборка и регулировка при­
бора с ремонтом интегратора, сменой крана
Клингера, лекала, стрелки. Смена счетчика. З а ­
мена шкалы. Проверка прибора на плотность и
по контрольному дифманометру. Составление
паспорта. Пломбировка и покраска прибора.
21 Приборы тепл, контроля электростанций
Капитальный
Средний
Малый
Капитальный
Средний
Капитальный
321
№
по
Наименование прибора и описание ремонта
юр
2
3
1
2
3
1
2
3
1
Ремонт и опрессовка крана Клингера и прибора.
Смена спиральных пружин. Проверка интегра­
тора. Регулировка указательной части прибора.
Проверка прибора по контрольному дифманометру. Составление паспорта. Пломбировка и,
если необходимо, покраска прибора.
Набивка крана Клингера. Изготовление клингеритовой прокладки. Смена пружины собачки.
Смена спиральной трубки. Проверка прибора,
составление паспорта.
XV. Расходом еры м еханические и электриче­
ские: поплавковы е, показы ваю щ ие, регистри­
рую щ ие и суммирую щ ие
Ремонт двигателя Воррена, ремонт диференпиальнон части прибора. Гемонт интегратора.
Замена лекала, оси поплавка, крыльчатки, ин­
дукционной катушки. Смена минусового сосуда.
Перетарировка прибора или комплекта. Состав­
ление паспорта, пломбировка и окраска прибора.
Смена мелких деталей (пружинки, винты,
крыльчатки и т. д.) с регулировкой. Набивка
уплотнительной муфты. Проверка и регулировка
указывающей и регистрирующей частей при­
бора. Составление паспорта. Пломбировка и,
если необходимо, покраска прибора.
Смена выключателя двигателя Воррена. Смена
замка. Смена пера. Устранение затирания двига­
теля Воррена. Смена вентилей.П роверка записи
прибора. Проверка счетчика. Составление пас­
порта. Пломбировка прибора.
XVI. Тягомеры (мембранного типа)
Замена мембраны, стрелки и других деталей.
Ремонт подвижной системы, замена тяги и т. д.
Градуировка прибора. Замена шкалы. Составле­
ние паспорта. Пломбировка. Покраска прибора.
Исправление стрелки. Замена спирального во­
лоска. Проверка мембраны прибора на плот­
ность. Замена корректора. Прове 1ка градуи­
ровки прибора. Составление паспО| та. Пломби­
ровка и, если необходимо, покраска прибора.
Замена штуцера, замена прокладки. Чистка
прибора. Проверка прибора. Составление пас­
порта. Пломбировка прибора.
XVII. Д иф м аном етры трубчаты е (тип ДТ-20,
ДТ-50 и ДТ-60)
Ремонт дифманометра с заменой стеклянных
трубок. Ремонт кранов. Проверка и ремонт ма­
нометра; Опрессовка дифманометра. Поьраска
прибора.
Наименование прибора и описание ремонта
2
3
Замена стеклянных трубок. Притирка кранов
Проверка манометра. Опрессовка прибора и,
если небходимо, покраска прибора.
Промывка прибора. Набивка сальников, чистка
кранов. Опрессовка прибора.
Род ремонта
Средний
Малый
XVIII. М анометры механические, показы ваю ­
щие и регистрирую щ ие с пружиной Геликса
1
2
а
1
2
1
2
1
2
3
*
Градуировка прибора с изготовлением шкалы.
Ремонт кинематики прибора. Замена двигателя
Воррена. Проверка суточной записи прибора.
Составление паспорта. Пломбировка и покраска
прибора.
Замена замка в приборе, замена пера. Регу­
лировка прибора. Проверка суточной записи
прибора. Составление паспорта. Пломбировка и,
если необходимо, покраска прибора.
Проверка прибора. Проверка суточной записи
прибора. Составление паспорта. Пломбировка
прибора.
XIX. Ч асовы е механизм ы к приборам
Ремонт часового механизма. Изготовление оси
и других частей. Проверка и регулировка часо­
вого механизма.
Проверка и чистка часового механизма. Регу­
лировка часового механизма.
Капитальный
Средний
Малый
Капитальный
Средний
XX. М анометрические термометры, регистри­
рую щ ие иди показы ваю щ ие
Ремонт или замена термосистемы. Составление Капитальный
паспорта. Покраска прибора.
Средний
Проверка прибора. Регулировка прибора. Со­
ставление паспорта.
XXI. Потенциометр переносный
Замена реостата. Производство пайки схемы. Капитальный
Ремонт или замена реохорда. Ремонт нуль-при­
бора со сменой деталей и балансировкой. Устра­
нение обрывов в катушках. Проверка прибора
по образцовому потенциометру. Регулировка
моста прибора. Балансировка. Составление пас­
порта. Пломбировка.
Средний
Смена джекового переключателя. Смена ручки
реостата. Чистка прибора. Ремонт корпуса. За­
мена зажимов.ч Проьерка балансировки. Про­
верка прибора. Составление паспорта. Пломби­
ровка прибора.
Малый
Проверка прибора. Составление паспорта.
Пломбировка прибора.
323
2.
НОРМАТИВЫ ЗАПАСНЫХ ЧАСТЕЙ
при рем онте теп лои зм ери тельн ы х приборов
а,
о
в
о
е
Приборы ПГУ, ГНЗС, ГНКП
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
Р а м к а ................ ..................................................
Стрелка ...............................................................
Керны . .................... ........................... ....
Агаты для подпятников ........................ . .
Волоски ....................................................... . .
С т е к л о ................................1 ............................
Катушка сопротивления................................
Шунт термомагнитной компенсации . . .
Подвижная система ........................................
Бакелитовая к а т у ш к а ................ г . . . .
Арретир ...........................................
Головки к л е м м .................... ... ................... ....
Корректор ........................................................
Гайки крепления крышки корпуса . . .
Винт крепления катушки сопротивления .
Пластина корректора ....................................
Стопорный винт крепления подпятника .
Контактная шайба ............................ ....
Изоляционная втулка с шайбой ................
Корпус с пластмассной кры ш кой-к ГНКП
30
20
20
50
30
30
20
10
40
10
10
50
20
40
20
10
20
20
40
5
Приборы СГ, КГ
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
324
Р а м к а ........................................ | .......................
С тр ел к а ...........................................
П о д в е с к и ............................................................
Ртутно-стеклянные переключатели . . . .
Пружинки разные . ........................................ ...
Винты нормальные (р азн ы е)........................ ...
Держатели и мостики переключения . . ,
Катушки сопротивления................................ ...
Шунт термомагнитной компенсации . . . ,
Подвижная система ............................................
Двигатели Воррена 12 V . . .
.................
Шестерня с пальцем (эк сц ен тр и к )................
Храповые ш естер н и .....................................
С об ачки ....................................... ................... | ,
Целлулоидные к р ы ш к и ....................................
Профилированный диск
................ .... . . ,
Валик деревянный с м а т ы в а ю щ и й ................
Валик металлический наматывающий . . .
М а г н и т ........................ .... . . ............................
30
20
200
200
80
600
30
10
5
40
15
20
20
20
50
10
20
20
5
П р о д о л ж ен и е
си
0
Б
О
С
Наименование запасной детали
%
Норма расхода при
ремонте на 100 при­
боров
капи­
таль­ сред­ малом
нем
ном
П отенциометр
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
Подвески рамки нулевого гальванометра . . .
Рамка нулевого гальванометра • . ....................
Стрелка ............................................................................
Первичный столик ....................................................
Вторичная стрелка ....................................................
Держатель п е р а ............................................................
Замок ................................................................................
Сопротивление реохорда .........................................
Цепь Галля намотки диаграммной ленты . . .
Реохорд к а р к а с н ы й ....................................................
Банки реохорда стекл ян н ы е....................................
Никелевые катушки компенсации холодного
спая ■ • • • • • • » • , * • • • « • • • • •
Катушки ( к а р к а с ы ) ....................................................
Стекло для нуль*гальваном етра............................
Переключатель на 3 и 6 т о ч е к ............................
Двигатель к потенциом етру....................................
Каретка указателя с м олоточкам и........................
80
50
80
50
30
40
50
30
10
60
100
50
—
80
10
20
20
50
30
—
20
50
40
20
30
20
10
30
10 - —
5
—
5
—
2С0
300
80
—
20
40
80
60
30
60
20
60
30
—
90
30
300
400
50
20
10
10
200
4С0
20
40
50
80
40
20
20
—
20
20
50
70
40
—
—
—
—
—
30
—
—
•
—
30
20
—'
—
—
—
—
100
—
15
60
20
20
—
—
100
—
—
—
20
—
—*
—
—
40
Логометры показывающие
1
2
3
10
100
60
—
70
50
70
—
—
20
80
—
4
90
5
6
50
200
Агаты или корунд для подпятника........................
100
325
Продолжение
О*
о
с
о
с
2
Норма расхода прн
ремонте на 100 при­
боров
Наименование запасной детали
7
8
9
10
капи­
таль­ сред­
малом
ном нем
30
—
50
30
70
50
30
—
—
10
200
80
—
20
—
30
зоэ
50
5
25
100
100
—
50
70
70
—
200
50
5
10
100
50
—
—
20
—
—
100
—
—
—
100
20
20
20
10
10
10
_
—
20
16
16
20
40
40
20
20
50
80
80
30
80
36
40
40
90
20
10
44
—
16
30
36
10
10
30
60
60
20
60
16
30
30
70
10
_
Логометры самопишущие
1
2
3
4
Рартки.........................................................................
Стрелки .........................................................................
5
Ь
7
8
9
10
11
Эксцентрик с тягой . . ...........................................
Ртутно-стеклянные переключатели.......................
Ш к а л а .........................................................................
Каркасы к а т у ш е к .................................................. ...
Катушки сопротивлений...........................................
Агаты для подпятников....................................... ...
Расходомер-дифманометр с постоянным
перепадом типа ППЭ
1
2
8
Индукционная к а т у ш к а ....................... ...
Звено стержня и п л у н ж е р а ...................................
П р у ж и н а .............................................. ... ...................
Вторичный самопишущий прибор со счетчиком и отметчиком постоянного перепада Э-614
1
2
3
4
Ь
Ь
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
326
Интегратор реги стри рую щ и й ...............................
Узел рычага п е р а ......................................................
Узел валика для диагр..............................................
Узел д ер ж ател я..........................................................
Пружина арретира ин тегратора...........................
Узел рычага р асцеплени я........................... ...
Узел лекала постоянного перепада . . . . . .
Лекало постоянного перепада ...............................
Собачка для тяги счетчика ...................................
То ж е .................................................................. .
Храповичок для счетчика .......................................
Стопорные винты для крепления собачек . . .
Счетчик .........................................................................
Индукционная к а т у ш к а ...........................................
Тяга плунжера .................................................. ..... .
Винты для крепления сегмента и д ж е к а ...............
Двигатель Воррена 127 V ...............................................
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
— ,
—
—!
Прс
Си
О
с
Наименование запасной детали
о
капи*
тальном
2
Д ифманометр поплавковы й механический,
показы ваю щ ий со счетчиком типа ДП-281
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Узел оси стрелки . . . ...............................
Узел сектора .................................... . . . .
Стрелка . . . ' ...................................................
Пружина арретира и н те гр а т о р а ................
ВииТ направляющий.......................................
Контрольная к у л и са.......................................
Собачка с винтом для тяги счетчика . .
Стопорные винты для крепления собачки
Пружина собачки ...........................................
Т о ж е . . . .......................................................
Храповик для счетчика ................
Узел рычага расцепления . . . .
Узел лекала .......................................
Лекало . . . . ...............................
Стержень уплотнительной муфты
Стопорный винт ................
То ж е ................................... . . . .
Узел сообщающейся трубки . . .
Запорный вен ти л ь...........................
Уравнительный вентиль ................
С четчик........................ ... ...................
Винт для крепления шкалы . . .
Двигатель Воррена 127 V . . . .
Часовой механизм ............................
Расходомер-дифманометр поплавковый
ПЭС
1
2
3
Индукционная катушка . . .
Запорный вентиль ....................
Вентиль уравнительный . . .
4 Узел п л у н ж е р а ........................
5 Поплавок ....................................
6 Магнитопрэводная пластинка
7 Пружина ....................................
8 Арретир 215-2-045....................
8 Сосуды сменные ....................
Вторичный регистрирующий прибор со
счетчиком Э-612 и Э-630
1 Индукционная катушка
2 Узел плунжера . . . .
3 Узел валика диаграммы
4 Узел держателя . . . .
5 Узел рычага пера . . .
40
20
60
60
70
Продолжение
Норма расхода при
ремонте на 100 при­
боров
а,
о
с
о
в
Наименование запасной детали
%
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Пружина собачки................... .................................
Храповичок для счетчика .....................................
Пружина арретира интегратора.................... .
Узел рычага расцепления.....................................
Лекало .......................................................................
Винты для крепления сегмента ..........................
Винты для крепления дж ека............... ... . . . .
Стрелка
................... ...
Двигатель Воррена 127 V ......................................
капи­
таль­ сред­ малом
нем
ном
70
70
80
30
40
40
60
60
80
20
20
80
80
60
90
60 .
20
10
30
25
40
50
15
15
30
20
30
30
€0
30
40
--—
-—
-----•
--
■
'
-
*
Расходомер-дифманометр поплавковый меха­
нический самопишущий со счетчиком и от­
метчиком типа ДП-612
1
Узел валика диаграммы .........................................
Узел держателя........................................................
Пружина арретира интегратора ..........................
Узел рычага расцепления ......................................
0 Узел лекала . . ....................................................
6 Л е к а л о .......................................................................
1 Узел рычага пера отметчика ..............................
8 Счетчик. . • .............................................
9 Собачка с винтом для т я г и ..................................
10 Стопорные винты для крепления собачки . . .
11 Пружина с о б ач ки ....................................................
12 То же . ............................................................
13 Перья ...........................................................................
14 Храповичок для счетчика . -............... ..................
15 Контрольная кулиса .........................................
1Ь Винт направляющий.................................................
17 Стержень уплотнительной м у ф т ы .......................
18 Стопорный винт . .................................................
1У То же . . . ................................................................
20 Узел сообщающейся трубки..................................
21 ■''Вентиль запорный............... ... .................................
22 Вентиль уравнительный . .....................................
23 Винт для крепления сегмента и дж ека...............
24 Сменные сосуды........................................................
2
3
4
20
20
30
30
70
80
70
80
80
30
30
20
10
20
20
10
60
60
60
:
------
— '
—
-- .
‘ --
60
_
40
60
_
10
—Я
20
_
50
80
80
30
60
60
—
30
30
35
35
70
30
_
25
30
—
30
40
_
_
20
— ц>
5
10
Манометр со спиральной трубной показы­
вающий с электропередатчиком типа МУЭ и
манометрический термометр
1
2
328
Узел пружины Г е л и к са ......................................
Узел рычага с т я г о й .........................................
Продолжение
•
а
Норма расхода при
ремонте на 100 при­
боров
о
0
О
с
Наименование запасной детали
%
5
20
20
20
13
20
20
30
50
70
20
10
3
4
Узел оси стрелки с во л оском . ...............................
капи­
сред­
таль­ нем малом
ном
Индукционная катуш ка .............................................
6 Крепежный винт для кулисы . ............................
7 Тяга плунжера* . . .....................................................
8 1 Контрольная кулиса * .................................................
9 Замки к приборам .....................................................
10 Ключи к п р и б о р а м .....................................................
11 Термопатрон с к а п и л л я р о м ....................................
12 Двигатель Воррена 127 V . . . - ...........................
ео
30
—
—
—
—
■—
20.
40
15
.
—
10
20
—
—
—
20
30
20
10
5
М анометр со спиральной трубкой сам опиш у­
щий ти п а М Р
1
2
3
Узел настройки п р у ж и н ы ........................................
5
6
7
8
Часовой механизм .........................................................
Винт для крепления диска .........................................
Винт для крепления с е г м е н т а .................................
Винт для крепления к д и с к у ......................... . .
Ключ для завода часового м ехан изм а и для
арретира . 4 .............................................................
4
30
20
50
30
100
100
70
—
20
50
10
70
70
70
—
—
50
—
50
50
50
20
10
10
30
100
50
1С0
100
100
—
—
50
10
30
—
—
——
М а н о м е т р показы ваю щ ий с пруж иной
Б у р д сн а
1
2
3
4
Б
6
Пружина Б у р д о н а .........................................................
Волосок .............................................................................
Подпятники .....................................................................
Винт для крепления шкал и к о р п у с а ..................
70
70
п о
Т я г о м е р м ем бранны й показы ваю щ ий
ти п а ТМ П
1
2
3
4
б
6
7
8
9
10
11
Мембран^ с подушкой и ш ти ф том .........................
Ось тяги на р азр еж ен и е.............................................
Ось тяги на давление .................................................
Т я г а .........................................................................................
Ось стрелки с волоском и ц е в к о й ...........................
Волосок с колодкой .....................................................
Невка с втулкой .........................................................
Стрелка с колодкой .....................................................
Сиделка с отметчиком .............................................
К олодка стрелки с усиками . . .............................
80
40
45
45
5
50
50
30
50
30
5
—
20
20
20
5
50
40
25
50
20
6
втлт
——
**—
——
—
■■■—
—
1
329
Продолжение
Норма расхода вря
ремонте на КО при­
боров
*а<
о
с
о
с
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
Наименование запасной детали
Поопятникй . . ..........................................................
Градуировочные пружины на разрежение для
Центровые винты глобана .......................
Крепежные винты г л о б а н а ...................................
капи сред­
таль- нем малой
ном
10
10
30
90
10
10
20
60
-- ---
90
90
70
70
—
—
---
—
—
--
40
30
40
30
----
30
40
60
20
30
20
20
10
10
40
30
20
30
20
10
10
10
—
—
__
—
— '
—
—
—
—
Оптический пирометр
1
2
3
4
_
—
—
Радиационный пирометр
1
2
4
Ф и л ь т р ы ......................................................................
Защитные с т е к л а ......................................................
_1
Д вигатель Воррена
1
2
Шестерни р е д у к т о р а ...............................................
3
Катушка
4
................................................................... .
30
100
30
50
Газоанализаторы электрические
1
2
3
4
5
6
Плечи датчиков....................... • ..............................
Реостат . . . . .......................................................................
Ф и л ь т р ..........................................................................................
Холодильник ..............................................................
—
80
20
50
20
25
20
40
10
10
20
20
20
—
20
1С0
50
20
90
20
20
90
—
20
—
—
—,
Газоанализаторы химические
1
2
3
330
Измерительный колокол ...........................................
Эжектор ......................................................................
.
пор. |
Продолжение
о
в
4
б
6
7
8
9
10
Наименование запасной детали
Фильтр
...........................................................................
Печи дожигания...............................................................
Холодильник ...................................................................
Часовые механизмы.......................................................
Цепочки ...........................................................................
Норма расхода при
ремонте на 100 при­
боров
капи­ сред­
таль­ нем малом
ном
50
20
25
20
80
60
100
20
20
—
20
50
20
50
20
10
30
50
30
30
—
10
30
50
—
10
—
—
—
—
—
90
50
—
20
—
20
50
Е0
50
Термопары
1
2
3
4
5
6
Головки ...............................................................................
Муфты для коленчатых термопар . .....................
Колодка ................................................................................
Фарфоровая соломка ...................................................
Фарфоровая т р у б к а .......................................................
Термометры сопротивления
Активная часть ...............................................................
Г**?""
]
Дерр/гтн&я &едолюс*г>6
/юпу&нцио/п&пууф та/х/
/У*
д 1/$&0ЛГ»06&/ГНМ4
$&&а&</иАа
ЗГ&А*УЗ*У&А
/У?УУ*лГсуэ&рф
к
Шр п1а.и*?&моьсг*‘*.'с \0<Г*ыоуз!гал&*А/и^ол^м^и фА ^Л |$К*ГС,ТЯЬ**<!■?&/П€А*иЖ
. .
я*\*еЛт.. / 3&ко/*/п. >ИУ>с^У^лУ»!/эЦ4Р-^йЬц||{{
/\
&
1 Л
1 V
^ 1 <Г 1 7
-
___________
/^о/эпс/с о/эс/бЪ/эс/
((/$
б'е&
&&
6#
о%
е&
/п/6со
Ауалус*
&
/ $л*&ф№
*9-Сос*?аял&\'
Ллгадтл?
&0'/*ф0аг*С4&Лэгл^в*,
&&
&и
Ь<&/&
яьу/угвл»/ллс?а#д*
кя/®исос/яъ*
&
СяЯь*бЬНф&* </
3 гА'цЛео'Хтл/Ъ
&
с
ыиР
Г
В
У&
/9р*4/У
С&
/&
^/'гТ&ЪМН//
г
»
а
*
а
&
ор1димр^
/роАл&/А9вСМ
&ГС
«Пэл'
.
</ п
ЛЮ
у
Т
4
/
иу росме=л*&о& 1 3
г :йШ
;
/ 5&с/+си/р&5/*щ
ОосМхф
Аисг?ерАвълм
ж
ш
т
*й?<
м?
7
*
А
&
л
/а
&
а/.т9С&гх/&илзуомуо**
✓ &
СЪ
.- '
: й? ОАрхус.+аЛ/*ОАГа*9е*
[ф4?АРЭС|#ЛЗ