Манометрический жидкостной термометр и способ его настройки

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) 80 ц) 1 К 5/3 АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ И СТНОЙ ТЕР(54) МАНОМЕТРИЧЕСКИЙ ЖИДКО МОМЕТР И СПОСОБ ЕГО НАСТРОЙКИ (57) Изобретение относится к т метрии и позволяет повысить то измерений при перенастройке ди на измерения. Внутри термобалл установлен регулировочный силь с резьбовым штоком 3 и ходовой кой 7. При изменении температу контролируемой среды 31 объем метрической жидкости 26 в терм лоне 1 меняется, что приводит1281920перемещению по дистанционному капил обратной связи новое значение усиляру 4 в корпусе 8 блока Формирова- лия силовой компенсации, препятстния рабочих давлений, приводящему вующее перемещению рычага 16, Прик перемещению подвижного донышка за- настройке термометра предварительнодающего сильфона 13 и пружины 14.Ра- деформируют задающие сильфоны 13 ибочее усилие верхнего донышка силь с пружинами 14 и 25 на величину,фона 12 передается рычажной системе превышающую их деформацию обратноблока 15 преобразования, вызывая ее го знака, обусловленную изменениемперемещение на некоторый угол. Вы" температуры контролируемой среды.ходкое давление вызывает в сильфоне 2 с.п.ф-лы, 1 ил, Изобретение относится к термометрии, а именно к устройствам для измерения температуры в системах автоматического контроля и регулирования тепловых режимов технологическихпроцессов в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.Цель изобретения - повышение точности измерения при перенастройке 10диапазона измерения.На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство..Ианометрический жидкостной термоетр содержит термобаллон 1, регулировочный сильфон 2, резьбовой шток 3,дистанционный капилляр 4, паэ 5,штифт 6, ходовую гайку 7, корпус 8блока Формирования рабочих давлений,шпильку 9, гайку 10, корпус 11 термометра, измерительный сильфон 12, задающий сильфон 13, задающую пружину 14, блок 15 преобразования усилияв выходной сигнал, рычаг 16, заслонку 17, сопло 18, опору 19 вращения,измерительный сильфон 20 компенсационной термосистемы, корпус 21 блока формирования рабочих давлений,крепежную шпильку 22, гайку 23, задающий сильфон 24, задающую пружину 25, термометрическую жидкость 26,сильфон 27 обратной связи, пневмореле 28, корректор 29 нуля, подвижную опору 30,Устройство работает следующим образом,Термобаллон 1 помещают в среду 31, температуру которой необходимо измерить. В установившемся режиме вся ф кинематическая система термометра находится в равновесии.При изменении, например повышении, температуры контролируемой среды 31 термобаллон 1 и термометрическая жидкость внутри него нагреваются, объем жидкости в термобаллоне 1 увеличивается. Этот избыточный объем жидкости ЬЧ по дистанционному капилляру 4 перетекает в полость корпуса 8, так как перемещение измерительного силь- Фона 12 ограничено системой обратной связи блока 15 (системой пневмосиловой компенсации), то изменение объеЯа жидкости .ЬЧ в корпусе 8 вызывает перемещение подвижного донышка задающего сильфона 13, а вместе с ним и верхнего торца пружины 14, Это перемещение определяется выражением. ЬЧЬ 9 =Фэр. з.сгде ЬЯ - перемещение задающего сильфона и задающей пружины; Я - эффективная площадь задающего сильфона,На перемещение задающего сильфона 13 и задающей пружины 14 на величину дсо стороны термометрической жидкости необходимо усилие, равное( .с + 2 з.п )Ь ф ф где Р- сила упругости сильфона 13 и пружины 14; 2 - жесткость задающего Э.с сильфона 13; 2- жесткость задающей пружины 14. В свою очередь, со стороны донышка сильфона 13 на жидкость действу3 12 ет реакция К, величина которой равна силе упругости ГРеакция К представляет собой силу, с которой сильфон 13, воздействуя на термометрическую жидкость, формирует в ней давление КРЭР з,сЭто рабочее давление Р устанавГ ливается во всем объеме жидкости измерительной термосистемы и вызывает на верхнем донышке измерительного сильфона 12 рабочее усилиеРр Рроэср.и.с ф где Б, О с - эффективная площадь измерительного сильфона.Рабочее усилие Г передается на рычажную систему блока 15 и вызывает перемещение этой системы на некоторый угол, устанавливая меньшеезначение зазора в узле сопло - заслонка и отрабатывая новое значение , выходного давления Р, которое, в свою очередь, в сильфоне 27 обратной связи блока 5 вызывает новое значение усилия силовой компенсации, препятствующего перемещению рычага . 16.При эксплуатации манометрического термометра, если не принимать специальные меры при его настройке, возможно нарушение точности измерений при изменении температуры окружающего воздуха в широком знакопеременном диапазоне. Выравнивание объемов жидкости в наружной части измерительной термосистемы и в компенсационной термосистеме является обязательным, но недостаточным способом настройки. Даже при равенстве указанных объемов жидкости в термосистемах возможны случаи зашкаливания выходного сигнала. Объясняется такое явление следующими Факторами, Точность настройки и стабильность технических характеристик термометра обеспечиваются равенством кру 7 ящих моментов, развиваемых на рычаге 16 блока 15 измерительными сильфонами 12 и 20 термосистем. Это равенство должно сохраняться при любых изменениях температуры окружающей среды вПри увеличении температуры окружаьщего воздуха объемы термометри 81920 4ческой жидкости в корпусах 8 и 2;блоков увеличиваются, а задающиесильфоны 13 и 24 с пружинами 14 и 25сжимаются. При понижении окружающейтемпературы объемы жидкостей в корпусах 8 и 21 блоков уменьшаются, азадающие сильфоны и пружины растягиваются. При этом возможны ситуации(при определенных значениях окружающей температуры), когда задающиесильфоны и пружины переходят из одной области деформации в другую (изобласти сжатия в область растяженияили наоборот),Если же такой переход из зоны сжатия в зону растяжения (или наоборот)происходит несинхронно, то в той термосистеме, в которой этот переходпроисходит раньше, наблюдается резкое изменение давления, что вызывает зашкаливание выходного сигнала.Предлагаемый способ настройки манометрического термометра исключает 25снижение точности измерения и осуществляется следующим образом.1Термобаллон 1 помещают в термостат с температурой, равной среднемузначению пределов измерений. Вращением гаек 23 по шпилькам 22 пер"мещаюткорпус 21 блока вверх, при этом измерительный сильфон 20 сжимается. Этадеформация передается задающему сильфону 24 и пружине 25, что одновременно приводит к увеличению давлейияжидкости в компенсационной термосистеме и к уменьшению выходного сигнала термометра. Затем вращением гаек10 на шпильках 9 перемещают вверх 40 корпус 8 блока измерительной термосистемы, При этом сжимается измерительный сильфон 12. Это сжатие через жидкость передается сильфону 13и пружине 14, вызывая увеличение дав" 45 ления жидкости в измерительной термосистеме. Деформация (сжатие) задающего сильфона 13 должна превышатьсуммарную деформацию обратного знака этого сильфона, вызываемую умень"шением объема термометрической жидкости в измерительной термосистемепри уменьшении температуры контролируемой среды до начального пределаизмерения и уменьшением температурыокружающего воздуха до минимальногорабочего значения. Например, еслитермометр имеет пределы измеренияот 80 до 90 С, а настройка произвоодится при окружающей температуреСоставитель А,ТерековТехред Л.Олейник Корректор А.Обручар Редактор О.Бугир Заказ 7254/3 Тираж 77 б ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4 5 128192 20 оС и контролируемой температуре 85 С (при этой температуре фиксируется выходной сигнал), то предварительное сжатие сильфона 13 должно быть больше растяжения этого сильфона, которое произошло бы при уменьшении температуры контролируемой среды до 80 С и окружающей среды до - 50 С.Для измерительных преобразовате лей температуры, реализующих предлагаемое устройство и способ, предварительная деформация задающих силь- Фонов и пружин на 3,2 мм гарантирует от зашкаливания выходного сигнала при любых значениях контролируемых и окружающих температур. Формула изобретения201, Манометрический жидкостной термометр, содержащий измерительную и компенсационную термосистемы с блоками Формирования рабочих давлений, содержащими упругие чувствительные элементы и блок преобразования результатов измерения в выходной сигнал, причем измерительная термосис - тема содержит также блок настройки пределов измерений и термобаллон с дистанционным капилляром о т л и Ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при перенастройке пределов измерения, в блок настройки пределов измерений, размещенный внутри термобаллона, введены резьбовой шток с ходовой гайкой и регулировочный сильфон, неподвижный бурт которого герметично соединен с корпусом термобаллона, подвижный бурт - с дистанционным капилляром термобаллона и резьбовым штоком, а блоки Формирования рабочих давлений термосистем снабжены корпусами, внутри которых размещены герметизированные задающие сильфоны с пружинами, неподвижные бурты которых соединены с нижними торцами корпусов блоков, соединенных верхними торцами с неподвижными буртами измерительных сильфопов.2, Способ настройки мац кого жидкостпого термометра, заключающийся в Формировании рабочих давлений термометрической жидкости в термосистемах, о т л и ч а и щ и й - с я тем, что, с целью повышения точности при настройке диапазонов измерения, упругие чувствительные элементы предварительно деформируют на величину, превышающую их деформацию обратного знака, обусловленную изменением температуры контролируемой среды и окружающего воздуха.Ъ