Манометрический термометр

 

МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР , содержащий измерительную и компенсационную термосистемы с задающими сильфонами, заполненные термометрической жидкостью, и блок преобразования усилия в выходной сигнал с силовой компенсацией , отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повыщения его надежности, подвижные торцы задающих сильфонов механически соединены с входами блока преобразования усилия при помощи введенных в термометр измерительных пружин, установленных соосно с задающими сильфонами. W 05 О5 о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (si>4 G Ol К 5/32

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3745182 I 24-10 (22) 14.03.84 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) М. И. Пырин и Е. Ф. Шполянский (53) 536.513 (088.8) (56) Дианов В. Г. Технические измерения и контрольно-измерительные приборы химического производства. М.: Химия, 1973, с. 149 — 156.

Авторское свидетельство СССР № 1038817, кл. G Ol К 5/32, 1980.

„„SU„„1171669 А (54) (57) МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР, содержащий измерительную и компенсационную термосистемы с задающими сильфонами, заполненные термометрической жидкостью, и блок преобразования усилия в выходной сигнал с силовой компенсацией, отли ающийся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения его надежности, подвижные торцы задающих сильфонов механически соединены с входами блока преобразования усилия при помощи введенных в термометр измерительных пружин, установленных соосно с задающими сильфонами.

71669

2 вызванное деформацией измерительной пружины 6.

F3l = Z g IIp. ь в, (4) (5) дУ= Yp ht, где

35 (6) 40

F = ("З.c. + Zx. пр) д " > (2) 50

Р Ги (3) 8эф. 3 <

Но на вход блока 8 преобразования усилия, т.е. на рычаг 9 будет передано усилие, Изобретение относится к области термометрии и может найти применение в системах автоматического контроля и регулирования температурных режимов технологических процессов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — упрощение конструкции и повышения надежности.

На чертеже представлен предлагаемый термометр.

Манометрический термометр включает термобаллон 1, дистанционный капилляр 2, задающий сильфон, термометрическую жидкость 4, подвижный торец 5 сильфона, измерительную пружину 6, верхний торец 7 пружины, блок 8 преобразования усилия в выходной сигнал с силовой компенсацией, рычаг 9, регулировочный сильфон 10, шток

11, гайку 12, контр-гайку 13, опору 14 вращения, заслонку 15, сопло 16, сильфон 17 обратной связи, пневмореле 18, винт 19 корректора нуля, пружину 20, компенсационный капилляр 21, задающий сильфон 22, подвижный бурт 23, измерительную пружину 24, торец 25 пружины.

Манометрический термометр работает следующим образом.

При изменении контролируемой температуры объем жидкости в термобаллоне увеличится и этот избыточный объем перетечет по капилляру 2 в измерительный сильфон 3 и вызовет перемещение подвижного торца 5 (объем сильфона 3 увеличивается на дУ). Перемещение равно дЯ= (1) где д 3 — перемещение подвижного торца сильфона.

S34„3 с — эффективная площадь задающего сил ьфона.

При перемещении торца 5 на Ail, на такую величину сожмется пружина 6. На преодоление сил упругости при деформации ЛЛ сильфона 3 и пружины 6 со стороны жидкости требуется усилие, равное где F — сила упругости сильфона 3 и пружины 6,;

Z >,с — жесткость задающего сильфона 3;

Хи. р — жесткость измерительной пружины 6.

С этой же силой торец сильфона 3 действует на жидкость, вызывая давление, равное

5 !

О

25 где F> †измеряем усилие.

Измеряемое усилие Г„ передается через рычаг 9, который повернется на некоторый угол относительно опоры 14, изменив зазор между заслонкой 15 и соплом 16. При этом увеличивается выходное давление Р»г отработанное и усиленное пневмореле 18.

Новое значение Р»>, поступит в сильфон

17 обратной связи, создав на нем усилие, препятствующее перемещению рычага 9.

Переместившись на микроскопический угол (весь ход от «нуля» до «максимума» на заслонке 12 порядка 0,005 мм) кинематическая система термометра займет новое конечное положение, при котором новое значение выходного сигнала будет соответствовать новому значению температуры контролируемой среды.

Так как изменение объема термометрической жидкости дЧ зависит от объема этой жидкости в термобаллоне, свойств термометрической жидкости и изменения температуры, то

V — объем термометрической жидкости в термобаллоне; — коэффициент объемного расширения термометрической жидкоети.

Подставив в (4) значения (1) и (5) после преобразований, получим зависимость измеряемого усилия термометра от конструктивных параметров устройства т.е. величина измеряемого усилия манометрического термометра, а значит и чувствительность и точность измерения температуры прямо пропорциональны жесткости измерительной пружины, внутреннему объему термобаллона и коэффициенту температурного объемного расширения жидкости и обратно пропорциональны эффективной площади сильфона.

Так как измеряемое усилие не зависит от упругой характеристики (жесткости) задающего сильфона (как это было у известного), то суммарная систематическая погрешность термометра уменьшится на величину систематической погрешности, вносимой нелинейностью жесткости задающего сильфона.

Смещать же предел измерения в общем диапазоне контролируемых температур можно с помощью регулировочного сильфона 10, регулируя занимаемый им объем в

1171669

Составитель А. Тереков

Редактор Л. Зайцева Техред И. Верес Корректор Е. Рошко

Заказ 4853/35 Тираж 897 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 термобаллоне с помощью полого резьбового штока 11 и ходовой гайки 12. При этом объем термометрической жидкости, находящейся в капилляре 2 и измерительном сильфоне 3, остается постоянным. Коррекция диапазона шкалы обеспечивается перемещением подвижной опоры 26 вдоль рычага 27, а коррекция начального значения выходного канала — винтом 19 корректора нуля.