ЭКМ электроконтактный манометр принцип действия

Что такое электроконтактный манометр, назначение, принцип работы, схема подключения и обзор популярных моделей

Для соблюдения необходимых условий безопасности, важно, чтобы рабочие параметры технологический установок не превышали аварийных значений. Если возникают такие ситуации, то автоматическая система управления должна немедленно остановить работу оборудования и не давать ему запускаться до устранения неполадок или до достижения требуемых значений технологических параметров регулируемой среды.

Сегодня на рынке существует огромное количество приборов для управления технологическими процессами. Так, например, одним из датчиков для измерения и контроля давления является электроконтактный манометр.

Что это за датчик и когда используется

Электроконтактный манометр — это датчик, который применяется для измерения избыточного и вакуумметрического давлений в разных средах (жидкость, газ, пар), используется в качестве сигнализирующего устройства прямого действия и позволяет управлять производственными процессами, при этом особым условием к среде является исключение ее кристаллизации.

ЭКМ применяется для выдачи сигналов управления исполнительным механизмам, которые поддерживают значения давления в трубопроводе, а также компрессорных установках, гидросистемах, пневмооборудованиях или бытовых автоклавах на определённом значении.

Электроконтактный манометр пользуется популярностью во многих отраслях промышленности и инфраструктурных системах:

• Энергетика;
• Металлургия;
• Нефтегазовая и нефтехимическая промышленность;
• Системы водоснабжения;
• Машиностроительные установки;
• Генерация тепла и его распределение.

Также ЭКМ востребованы в системах автоматики безопасности ТЭЦ, ЦТП и котельных.

Разновидности моделей датчиков

Производством электроконтактных манометров занимается немало производителей, некоторые предлагают достаточно широкую линейку моделей, приведенный ниже перечень разделен согласно различным заводам-изготовителям:

• ТМ (ТВ, ТМВ), 10-ой серии;
• PGS23.100, PGS23.160;
• ЭКМ100Вм, ЭКМ160Вм;
• ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06, ДМ2005Сг и ее аналог ТМ-610.05 РОСМА.

Все перечисленные модели делятся на манометры с микровыключателями и с магнитомеханическими контактами. Также производители выпускают приборы во взрывозащищенном исполнении и виброустойчивые или жидконаполненные (внутри заполнены диэлектрическим маслом, чаще всего глицерином) чтобы показания стрелки манометра «не скакали» при повышенной пульсации измеряемой среды. Глицерин внутри ЭКМ не даст стрелке быстро перемещаться.

Принцип работы электроконтактных манометров

Принцип работы ЭКМ заключается в замыкании или размыкании подвижным контактом некого уставочного значения. Подвижным контактом электроконтактного манометра является показывающая давление стрелка, которая поворачивается при изменении давления в измеряемой среде. Уставочное (регулируемое) значение выставляется вручную с помощью двух стрелок (минимальное и максимальное значение). Эти стрелки манометра после установки значений неподвижны.

Значение подвижной стрелки в рабочем процессе, как правило, находится между двумя уставочными, но при пересечении ей предельного значения происходит замыкание либо размыкание контактов внутренней электрической цепи (зависит от типа исполнения модели). Данные контакты можно использовать в различных релейных схемах для управления, например, пневматическими или электромагнитными клапанами, а также магнитными пускателями различных двигателей.

Обратите внимание! Коммутационная способность контактов электроконтактного манометра не позволяет коммутировать большие токи нагрузки.

На каждом электроконтактном манометре нанесена маркировка, которая описывает все его характеристики и разновидность.

Устройство ЭКМ

ЭКМ является устройством, имеющий форму цилиндра и очень похожим на обычный манометр. Но в отличие от него в состав ЭКМ входят две стрелки, задающие значения уставок: Р_макс и Р_мин (их перемещение осуществляется по шкале циферблата в ручную). Подвижная стрелка, показывающая реальное значение измеряемого давления коммутирует контактные группы, которые замыкаются или размыкаются при достижении ей выставленного значения. Все стрелки располагаются на одной оси, но места, в которых они закреплены, изолированы и не соприкасаются друг с другом.

Ось индикаторной стрелки изолирована от деталей прибора, его корпуса и шкалы. Она совершает вращения независимо от других.

К подшипникам, с помощью которых крепятся стрелки, подведены специальные токоведущие пластины (ламели), соединенные с соответствующей стрелкой, а с другой стороны эти пластины выведены в контактную группу.

Помимо вышеперечисленных составляющих, ЭКМ как и любой манометр имеет также чувствительный элемент. Почти во всех моделях, этим элементом является трубка Бурдона, которая перемещается вместе со стрелкой, жестко закрепленной на нём, также в роли данного элемента для датчиков, измеряющих давление среды более 6 МПа, используется многовитковая пружина.

Схемы подключения электроконтактных манометров

На рисунке приведены типовые возможные схемы подключения ЭКМ.

• 1 — основная показывающая стрелка;
• 2 и 3 — уставки предельных значений;
• 4 и 5 — области замкнутых и разомкнутых контактов;
• 6 и 7 — внешние цепи, в которых находится электроконтактный манометр.

Рассмотрим работу контактов ЭКМ на примере датчика с исполнением 1. При достижении давления установленного значения (2) рабочей стрелкой (1), т.е. попадание рабочей стрелки (1) в зону 4, контакт ЭКМ замыкается. При понижении значения давления ниже уставочной стрелки (2) — контакт разомкнётся.

Какие контактные группы могут быть использованы, зависит от типа устройства, а существуют они согласно ГОСТ 13717-84 Приложение 1 следующих видов:

• ИСПОЛНЕНИЕ 1 — Нормально разомкнутый (НО), с одним контактом;
• ИСПОЛНЕНИЕ 2 — Нормально замкнутый (НЗ), с одним контактом;
• ИСПОЛНЕНИЕ 3 — С двумя контактами, оба нормально замкнуты (НЗ);
• ИСПОЛНЕНИЕ 4 — С двумя контактами, которые нормально разомкнуты (НО);
• ИСПОЛНЕНИЕ 5 — С двумя контактами, когда один из них нормально замкнутый (НЗ), а второй нормально разомкнутый (НО);
• ИСПОЛНЕНИЕ 6 — С двумя контактами, когда один из них нормально разомкнутый (НО), а второй замкнутый (НЗ).

Преимущества и недостатки

Как и любые технические приборы, ЭКМ имеют свои преимущества и недостатки.

• Ограничение мощности нагрузки из-за слишком малого значения предельного тока коммутации, который имеет диапазон от 0,3 до 0,5 А (ЭКМ со скользящими контактами) до 1 А (контакты с магнитным поджатием);
• Высокая стоимость, по сравнению с реле давления, цена может быть больше в два или три раза.

• Визуализация настроек четкая и понятная;
• Настройка пределов срабатывания достаточно проста и не требует специальных ключей, особых знаний и большого количества времени;
• Сборка в едином корпусе, что позволяет не использовать дополнительных тройников при подключении.

Фирмы-производители ЭКМ

Основные и самые известные производители датчиков ЭКМ являются:

• Теплоконтроль;
• Теплоклимат;
• WIKA;
• Теплоприбор;
• Аналитприбор;
• Эксперт;
• Манометр.

Краткий обзор некоторых моделей датчиков и их особенности

ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06

ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06 от производителя ЗАО «Росма» собираются на базе манометров ТМ-510, а после установки электроконтактной приставки становятся полноценными ЭКМ.

В данных моделях ЭКМ используются контакты с магнитным поджатием, которые позволяют коммутировать большие токи с большой разрывной мощностью контактов, по сравнению с приборами, имеющие скользящие контакты.

ЭКМ ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06 характеризуются надежным электрическим соединением при динамических нагрузках.

1. Двухконтактная электрическая схема;
2. Максимально возможное напряжение

380 В;

Максимально возможный ток — 1 А;

Максимально возможная разрывная мощность контактов — 30 Вт;

ЭКМ100Вм

ЭКМ100Вм – является электроконтактным манометром на микровыключателях, предназначен для замыкания или размыкания электрической цепи при достижении заданного предела давления. Обеспечивает визуальную индикацию контролируемого давления.

При необходимости может быть оснащен дополнительными опциями:

1. Бобышки, отводы или импульсные трубки ;
2. Краны и клапаны;
3. Прокладки, переходники, демпферы и т.д.

Модель ЭКМ100Вм имеет следующие характеристики:

• Диапазон возможных измерений до 4 МПа;
• Класс точности 2.5;
• Диаметр корпуса 100 мм;
• электроконтактной группой V исполнения по ГОСТ 2405-88.

Технологии не стоят на месте, все совершенствуется, в том числе и конструкции измеряемых приборов.

Так, например, современные цифровые датчики ЭКМ-1005, ЭКМ-2005 от заводов-изготовителей Теплоклимат, Теплоконтроль и Элемер, совсем скоро вытеснят устаревшие стрелочные приборы. Это электронные показывающие современные интеллектуальные контактные манометры имеющим как дискретные, так и аналоговый выход (4-20 мА).

Они уже пользуются на рынке достаточно большим спросом. Поэтому не важно, какими характеристиками обладает прибор, рано или поздно появится новый, более удобный и полезный в работе.

Принцип работы и схема подключения теплового реле

Что такое электромагнитное реле, их виды и принцип работы

Для чего нужен магнитный пускатель и как его подключить

Что такое импульсное реле — схема подключения для управления освещением

Что такое термостат и какой у него принцип работы

Что такое диодный мост, принцип его работы и схема подключения

Применение электроконтактного манометра

Электроконтактный манометр (сигнализирующий) для систем водоснабжения. Принцип работы, применение, конструкция, маркировка и типы.

Обеспечение контроля давления в водопроводных системах и системах подобного типа необходимая составляющая для нормальной работы систем водоснабжения. Существуют варианты оборудования, которые решают эту задачу, обеспечивая управление составляющими системы, в частности насосом. Для этого применяют реле давления или электроконтактный манометр. В этой статье Вы можете ознакомиться с нюансами работы реле давления и электроконтактного манометра, преимуществах и недостатках каждого из них.

Плюсы и минусы электроконтактного манометра относительно реле давления.

Достоинства электроконтактного манометра – сборка в едином корпусе для коммутационных контактов и для контрольного манометра. Это удобно, поскольку данная конструкция не требует дополнительных тройников для сборки. Хотя можно найти вариант реле давления, в который встроен манометр. Пожалуй, одним из главных преимуществ манометра – простота настройки прибора, и точная визуализация пределов срабатывания по показателям давления. Конструкция данного типа манометров позволяет установить нижний и верхний предел, при котором будет срабатывать механизм. Это достигается без использования ключей специального назначения, только при помощи контактных стрелок. При этом в результате мы получаем наглядные настройки манометра. Реле данной возможности не имеет.

Недостатки электроконтактного манометра — небольшие токи коммутации, в среднем 0,3-0,5 А. Это не позволяет подключать мощные управляемые устройства без дополнительного оборудования. Для этого используют мощные реле, для работы которых в свою очередь нужен дополнительный источник питания.

Именно этой особенностью обусловлен тот факт, что электроконтактный манометр называют сигнализирующим. При изменениях он сигнализирует об этом, а в качестве исполняющего устройства служит силовое реле.

Второй недостаток данного манометра – его высокая стоимость относительно реле давления. В среднем цена может отличаться в 2-3 раза не в пользу манометра.

Сфера применения сигнализирующего манометра – теплоснабжение, водоснабжение, вентиляционные системы, машиностроение и др.

В частности их широко применяют для включения насосных станций, которые осуществляют подачу воды.

Общие сведения об электроконтактном (сигнализирующем) манометре.

Электроконтактный манометр применяют для определения избыточного давления рабочей среды. Измеряемая среда должна быть неагрессивной, некристаллизующейся (жидкость, пар, газ, в том числе кислород). Это приборы с электроконтактной группой.
При достижении определенного предела давления как верхнего, так и нижнего, механизм манометра осуществляет срабатывание группы контактов. С помощью дополнительных стрелок на шкале прибора можно задавать диапазоны давления – минимум и максимум, которые в свою очередь соответствуют точкам замыкания электрической цепи. С помощью данных коммутационных режимов осуществляют управление электрическими цепями. В случае перехода давления среды через стрелки пределов происходит размыкание или замыкание контактов электрической цепи.
Соответственно типу манометра могут использоваться различные контактные группы.
Информация о контактных группах – ниже.

Подключение электроконтактного (сигнализирующего) манометра.

В зависимости от области применения, условий и назначения используются различные типы манометров ЭКМ, которые имеют разные модификации электрических схем:

• тип 1 – одноконтактный на замыкание;
• тип 2 – одноконтактный на размыкание;
• тип 3 – двухконтактный на размыкание-размыкание;
• тип 4 – двухконтактный на замыкание-замыкание;
• тип 5 — двухконтактный на замыкание-размыкание;
• тип 6 — двухконтактный на размыкание-замыкание.

(Для наглядности ниже приведено обозначение возможных вариантов коммутирующих групп на электрической схеме, для манометров типа с 3 по 6)

Существуют принятые стандарты цветовой маркировки для сигнальных устройств.
Стандарты цветовой маркировки коммутационных проводов электроконтактных манометров при изготовлении и также при подключении следующие:

• минимум – синий;
• красный – максимум;
• желтый – общий.

Принцип работы электроконтактного (сигнализирующего) манометра.

Принцип работы электроконтактных манометров основан на том, что когда уровень давления достигает отметки определенного заданного показателя, с помощью подвижного контакта, в роли которого выступает стрелка, происходит размыкание или замыкание электрической цепи, срабатывает встроенная контактная группа. Замыкание или размыкание электрической цепи зависит от типа исполнения прибора. Такой спектр возможностей электроконтактных манометров позволяет широко использовать их в разных производственных сферах.
Все типы электроконтактных (сигнализирующих) манометров имеют маркировку, на которой указаны технические параметры прибора.

Пример расшифровки маркировки устройства.
Электроконтактный манометр ЭКМ100АВм-1,0МПа-Исп.4-1.ЕxdIIВТ4, расшифровывается как:

• ЭКМ – электроконтактный манометр;
• 100 – условный диаметр корпуса;
• А – материал изготовления корпуса (алюминий);
• Вм – в устройстве имеются микровыключатели;
• 1,0 – диапазон измерений (от 0 до 1,0 МПа);
• Исп.4 – исполнение 4;1 – взрывобезопасное исполнение;
• Ех – взрывозащищенное оборудование;
• d – взрывозащищенная оболочка;
• IIВ – подгруппа приборов;
• Т4 – температурный класс.

4.1. Общие понятия и принцип действия

Сигнализирующие, часто называемые электроконтактными, манометрические приборы предназначены для измерения технического давления различных сред и дискретного управления электрическими цепями вспомогательных и регулирующих устройств.

Некоторые термины, используемые в этой главе специфичны для раздела сигнализирующих (электроконтактных) манометров, и их формулировки, согласно ГОСТ 2405-88 /4/, представлены ниже.

Сигнализирующее устройство прямого действия – устройство, замыкание и размыкание контактов электрической цепи которого осуществляется без преобразования энергии.

Сигнализирующее устройство непрямого действия – устройство, замыкание и размыкание контактов электрической цепи которого осуществляется за счет преобразования энергии из одной в другую.

Указатель сигнализирующего устройства – элемент сигнализирующего устройства, положение которого относительно меток шкалы определяет отклонение контролируемого параметра от нормы.

Срабатывание сигнализирующего устройства – действие, заключающееся в замыкании и размыкании электрической цепи.

Уставка – задаваемое значение контролируемого параметра, при котором происходит срабатывание сигнализирующего устройства.

Диапазон уставок – зона контролируемого параметра, в пределах которого можно провести уставку.

Замыкающий (размыкающий) контакт – коммутируемый контакт, замыкающий (размыкающий) электрическую цепь при достижении параметра уставки.

Принципиальные электрические схемы электроконтактных манометров приведены на рис. 4.1.

Рис. 4.1. Принципиальные электрические схемы электроконтактных манометров: а – одноконтактная на замыкание (согласно ГОСТ 2405–88 – Исполнение I ); б – одноконтактная на размыкание (Исполнение II ); в – двухконтактная на размыкание–размыкание (Исполнение III ); г – двухконтактная на замыкание–замыкание (Исполнение IY ); д – двухконтактная на размыкание–замыкание (Исполнение Y ); е – двухконтактная на замыкание–размыкание (Исполнение YI ); 1 – указательная стрелка; 2 и 3 – электрические базовые контакты; 4 и 5 – зоны замкнутых и разомкнутых контактов соответственно; 6 и 7 – объекты воздействия

Типовая схема функционирования электроконтактного манометра может быть проиллюстрирована рис. 4.1,а. При росте давления и достижении им определенного значения указательная стрелка 1 с электрическим контактом входит в зону 4 и замыкает с помощью базового контакта 2 электрическую цепь прибора. Замыкание цепи в свою очередь приводит к вводу в работу объекта воздействия 6.

В схеме размыкания (рис. 4.1,б) при отсутствии давления электрические контакты указательной стрелки 1 и базового контакта 2 замкнуты. Под напряжением U_в находится электрическая цепь прибора и объект воздействия. При повышении давления и прохождении стрелкой зоны замкнутых контактов происходит разрыв электрической цепи прибора и соответственно прерывается электрический сигнал, направляемый на объект воздействия.

Наиболее часто в производственных условиях применяются манометры с двухконтактными электрическими схемами: одна используется для звуковой или световой индикации, а вторая – для организации функционирования систем различных типов управления. Так, схема размыкание–замыкание (рис. 4.1,д) позволяет по одному каналу при достижении определенного давления разомкнуть одну электрическую цепь и получить сигнал воздействия на объект 7, а по второму – с помощью базового контакта 3 замкнуть находящуюся в разомкнутом состоянии вторую электрическую цепь.

Схема замыкание–размыкание (рис. 4.1,е) позволяет при увеличении давления одну цепь замкнуть, а вторую – разомкнуть.

Двухконтактные схемы на замыкание–замыкание (рис. 4.1,г) и размыкание–размыкание (рис. 4.1,в) обеспечивают при повышении давления и достижении одних и тех же или различных его значений замыкание обеих электрических цепей или соответственно их размыкание.

Электроконтактная часть манометра может быть как неотъемлемой, совмещенной непосредственно с механизмом измерителя, так и присоединяемой в виде электроконтактной группы, устанавливаемой на передней части прибора. Отечественные производители традиционно используют конструкции, в которых тяги электроконтактной группы монтировались на оси трибки. В импортных устройствах, как правило, устанавливается электроконтактная группа, соединенная с чувствительным элементом через указательную стрелку манометра. Некоторые отечественные и зарубежные производители освоили электроконтактный манометр с микровыключателями, которые устанавливаются на передаточном механизме измерителя.

Электроконтактные манометры производятся с механическими контактами, контактами с магнитным поджатием, индуктивной парой, микровыключателями.

Электроконтактная группа с механическими контактами конструктивно наиболее проста. На диэлектрическом основании фиксируется базовый контакт, представляющий собой дополнительную стрелку с закрепленным на нем электрическим контактом и соединенным с электрической цепью. Другой разъем электрической цепи связан с контактом, который передвигается указательной стрелкой. Таким образом, при росте давления указательная стрелка смещает подвижный контакт до момента его соединения со вторым контактом, закрепленным на дополнительной стрелке. Механические контакты, изготовленные в виде лепестков или стоек, производятся из сплавов серебро–никель ( Ar 80 Ni 20), серебро–палладий ( Ag 70 Pd 30), золото–серебро ( Au 80 Ag 20), платина–иридий ( Pt 75 Ir 25) и др.

Приборы с механическими контактами рассчитаны на напряжение до 250 В и выдерживают максимальную разрывную мощность до 10 Вт постоянного или до 20 В × А переменного тока. Малые разрывные мощности контактов обеспечивают достаточно высокую точность срабатывания (до 0,5 % полного значения шкалы).

Более прочное электрическое соединение обеспечивают контакты с магнитным поджатием. Их отличие от механических состоит в закреплении на обратной стороне контактов (клеем или винтами) малых магнитов, что усиливает прочность механического соединения. Максимальная разрывная мощность контактов с магнитным поджатием составляет до 30 Вт постоянного или до 50 В × А переменного тока и напряжением до 380 В. Из-за наличия магнитов в системе контактов класс точности не превышает 2,5.

Схемы с индуктивными контактами электросигнализирующих манометров основаны на взаимодействии индуктивного блока 2 с плунжером 1(рис. 4.2). Приборы изготавливают по двум схемам: с внешним плунжером (рис. 4.2,а) и плунжером, расположенным внутри блока (рис. 4.2,б). Электроконтактные устройства на основе индуктивных блоков с внешними плунжерами обеспечивают функционирование электрической цепи при постоянном напряжении 5-25 В и максимальном токе до 3 мА.

Рис. 4.2. Схема индуктивных контактов электроконтактного манометра: а – с внешним плунжером; б – с внутренним плунжером; 1 – плунжер; 2 – индуктивный блок

Внутреннее расположение плунжера обеспечивает действие цепи при постоянном токе до 1 мА. Класс точности таких систем не превышает 0,5. Индуктивный блок крепится на дополнительной подвижной опоре — базовом контакте, а роль плунжера выполняет как основная, так и дополнительная стрелки.

В отечественной промышленности электроконтактные манометры с индуктивными блоками используются мало, хотя за рубежом с их помощью контролируются взрывоопасные среды, устанавливаются в агрессивных условиях окружающей среды.

Манометры с пневматическими контактами аналогичны предыдущим, но вместо индуктивных блоков устанавливаются пневматические датчики, которые под воздействием плунжера при достижении заданного давления закрывают или открывают пневматическую линию.

Наиболее интересны, однако недостаточно распространены электроконтактные манометры с микровыключателями, размыкающими или замыкающими электрическую цепь под воздействием кулачка, установленного на трибке передаточного механизма манометра. В другой конструкции манометра предусматривается наличие двух независимых передаточных механизмов, один из которых традиционно связан со стрелкой, а другой посредством дополнительной стрелки и системы тяг соединен с микровыключателем. Входы обоих механизмов функционально соединены с чувствительным элементом. Технические характеристики этих приборов определяются свойствами микровыключателей, контакты которых изготавливаются из чистого серебра (99,9 %), а электрическое напряжение составляет до 380 В и рабочий ток до 5 А, т. е. такие приборы могут включаться непосредственно в цепь сигнализации и управления.

Традиционно электроконтактные манометры изготовляются на базе показывающих приборов с трубчатой пружиной Бурдона или многовитковым чувствительным элементом.

ул. Ярцевская, д. 29

© 2002 — 2021. НПО ЮМАС
Разработка и производство приборов измерения давления и температуры: манометров, термометров,
напоромеров и клапанов в Москве, Екатеринбурге, Самаре, Санкт-Петербурге, Уфе, Омске, Тюмени и Нижнем Новгороде.
Все права защищены.

Уважаемый пользователь. Уведомляем Вас о том, что персональные данные, которые Вы можете оставить на сайте, обрабатываются в целях его функционирования. Если Вы с этим не согласны, то пожалуйста покиньте сайт. В противном случае это будет считаться согласием на обработку Ваших персональных данных.
Политика конфиденциальности

Назначение, устройство и принцип действия электроконтактного манометра (ЭКМ)

Электроконтактные манометрыпредназначены для измерения давления и передачи информации его предельных значений в схемы защиты, сигнализации или управления. Отличаются от технических манометров наличием специальных электрических контактов и глубиной корпуса.

Схема манометра типа ЭКМ представлена на рис. 104.

В показывающий манометр дополнительно введены две стрелки 2, 3, к которым упругими токоподводами поджаты электрические контакты 4.

Рис. 104. Электроконтактный манометр: 1 — показывающая стрелка; 2, 3 — стрелки; 4 — электрические контакты; 5 — поводок; б — электрический контакт

Стрелки 2, 3 с помощью торцевого ключа и поводка 5 устанавливаются против предельных значений сигнализируемого давления. Показывающая стрелка 1 также снабжена электрическим контактом 6. Если давление находится в пределах рабочего диапазона, то электрические цепи сигнализации разомкнуты. При достижении показывающей стрелкой любого из контактов замыкается электрическая цепь, вызывая срабатывание сигнализации. Электрические контакты остаются замкнутыми при нахождении показывающей стрелки за пределами рабочего диапазона давления, поскольку стрелки 2, 3 ограничивают смещение контактов внутрь рабочего диапазона, а вне его контакты увлекаются показывающей стрелкой 1.

Работа электрических манометров (преобразователи давления типа «Сапфир»)

Манометры постоянно преобразуют измеряемый параметр (избыточного, абсолютного давления, разности давлений) в унифицированный токовый сигнал для дистанционной передачи (0 — 5 мА, 0 — 20 мА и др.). Преобразователи разности давлений могут использоваться для преобразования значений уровня жидкости или расхода в унифицированный сигнал.

Преобразователи давления типа «Сапфир» имеют тензопреобразователь, размещенный внутри основания в замкнутой полости, которая заполнена кремний-органической жидкостью. Преобразователь отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами, которые приварены по наружному контуру к основанию и соединены между собой центральным штоком, связанным с концом рычага тензопреобразователя с помощью тяги. Воздействие измеряемого давления вызывает прогиб мембран, изгиб мембраны тензопреобразователя и изменение сопротивления тензорезисторов. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира (разновидность корунда — Al₂O₃) с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС — кремний на сапфире). Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство по проводам через гермоввод.

Устройство и работа преобразователей давления типа Метран-55. Датчики изготовляются для работы во взрывобезопасных и взрывоопасных условиях и предназначены для работы с вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, воспринимающими стандартные сигналы постоянного тока 0-5 или 4-20 мА.

Рис. 82. Датчик Метран-55: 1 — корпус; 2 — мембранный тензопреобразователь (ТП); 2 — электронный преобразователь.

Датчик (рис. 82) состоит из корпуса 1, мембранного тензопреобразователя (ТП) 2 и электронного преобразователя 3.

Измеряемое давление подводится в рабочую полость и воздействует непосредственно на измерительную мембрану тензопреобразователя 2, вызывая ее прогиб.

Измерительная мембрана тензопреобразователя состоит из металлической мембраны, на внешней поверхности, которой жестко закреплен чувствительный элемент < монокристаллическая сапфировая пластина с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС)>. Тензорезисторы соединены в мостовую схему. Деформация измерительной мембраны вызывает изменение сопротивления тензорезистора и разбаланс мостовой схемы.

Электрический сигнал, образующийся при разбалансе мостовой схемы, подается в электронный преобразователь 3. Электронный преобразователь преобразует электрический сигнал от тензопреобразователя в стандартный токовый выходной сигнал.

Рис. 83. Электронный преобразователь Метран-55.

Электронный преобразователь датчика состоит из фильтра радиопомех и платы микропроцессора, которая содержит следующие функциональные узлы (рис. 83):

• — стабилизатор напряжения (СН);

• — источник опорного напряжения (ИОН);

• — аналого — цифровой преобразователь (АЦП);

• — энергонезависимое постоянное запоминающие устройство (ЭПЗУ);

• — преобразователь напряжения в ток (ПНТ);

• — кнопочные переключатели 1 и 2 (КП). Источник опорного напряжения формирует напряжение для аналого — цифрового преобразователя и стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения предназначен для создания питающего напряжения для всех узлов схемы. Информация из АЦП, обрабатывается микропроцессором, вычисляется истинное значение давления и преобразуется в напряжение. При математической обработке используется калибровочная информация, хранящаяся в ЭПЗУ.

• Преобразователь напряжения в ток формирует выходной унифицированный токовый сигнал.

• Кнопочные переключатели предназначены для плавной настройки выходного сигнала.

Принцип работы преобразователя давления измерительного РС-28

Преобразователь состоит из измерительной головки, в которой измеряемое давление преобразуется в электрический сигнал постоянного напряжения и электронного устройства, преобразующего это напряжение в выходной унифицированный сигнал постоянного тока. Измерительным элементом является кремниевая мембрана с диффундированными (смешивание, просачивание, проникание) в неё пьезорезисторами, которые соединены между собой по схеме измерительного моста. Кремниевая мембрана отделена от среды измерения разделительной защитной мембраной. Пространство между ними заполнено специальной жидкостью.

Под воздействием давления (разрежения) контролируемой среды изменяется сопротивление плеч моста, мост разбалансируется, и на его измерительной диагонали появляется напряжение пропорциональное приложенному к мембране давлению.

Электронный модуль обеспечивает непрерывное преобразование напряжения измерительной диагонали моста в унифицированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА и от 0 до 10 В.

Электронный модуль не выходит из строя при коротком замыкании или обрыве выходной цепи преобразователя, а также при подаче напряжения питания обратной полярности.

Залитый силиконовым компаундом электронный модуль помещен в корпусе из стали со степенью защиты IP 65, IP 68.

Дата добавления: 2018-06-27 ; просмотров: 3598 ; Мы поможем в написании вашей работы!

Манометр электроконтактный (сигнализирующий) (принцип работы, применение, конструкция, маркировка и типы) для систем водоснабжения

В этой статье мы хотели рассказать об очередном узле обеспечивающем контроль давления в системе водопровода (водопровод — как частный случай) и управление активными составляющими в нем, например насосом. Электроконтактный манометр является прекрасной альтернативой для реле давления, о котором мы писали в одной из наших статей «Реле давления воды (установка, характеристики, конструкция, настройка)». Такой манометр в полной мере может заменить реле давления, например, обеспечить включение или отключение насоса. В следующем абзаце мы попытаемся привести все «за» и «против», чтобы понять, насколько оправдано применение реле давления или электроконтактного манометра.

Плюсы и минусы электроконтактного манометра относительно реле давления

К достоинствам электроконтактного манометра можно отнести сборку в едином корпусе для коммутационных контактов и для контрольного манометра, что не потребует дополнительных фитингов (тройников) для сборки. Хотя, если быть честным, то стоит сказать о том, что некоторые реле давления уже выпускаются с встроенными манометрами, но не все. Основным плюсом электроконтактного манометра является его простота настройки, а также более точная визуализация настроенных пределов срабатывания по давлению. То есть, в таком манометре можно установить нижний и верхний предел срабатывания при помощи контактных стрелок, без использования специализированных ключей, при этом, мы после настройки будем иметь визуально – наглядные настройки манометра, чего нет у реле. К минусам электроконтактного манометра можно отнести небольшие токи коммутации, так они в среднем 0,3-0,5 А, поэтому мощные управляемые устройства должны подключаться через дополнительные мощные реле, которые потребуют для своей работы дополнительные источники питания. Именно поэтому электроконтактный манометр называют еще и сигнализирующим, то есть он фактически сигнализирует об изменениях, а исполняющим устройством будет силовое реле. Еще одним минусом электроконтактного манометра можно назвать его стоимость, так электроконтактные манометры, представленые на рынке, продаются по цене от 60 долларов, для реле давления «нижний порог цены» начинается с 20 долларов. Сфера применения электроконтактного (сигнализирующего) манометра Электроконтактные манометры широко применяются в различных областях, они используются в разных сферах теплоснабжения, машиностроения, вентиляции, водоснабжения. К примеру, их очень часто используют для включения насосных установок (насосных станций), которые обеспечивают подачу воды.

Общие сведения об электроконтактном (сигнализирующем) манометре

Электроконтактный манометр – это прибор, который применяется для замеров избыточного давления различных рабочих сред (жидкости и газы), при этом главным критерием к рабочей среде является исключение ее кристаллизации. Электроконтактные манометры обеспечивают срабатывание группы контактов для нижнего или верхнего построечного предела, в случае перехода давления среды через метки (стрелки пределов), установленных на манометре. В итоге, в зависимости от типа манометра контакты размыкаются или замыкаются. В результате данные коммутационные режимы можно использовать для управления. В зависимости от типа манометры могут быть использованы следующие контактные группы, перечисленные в абзаце далее.

Подключение электроконтактного (сигнализирующего) манометра

В зависимости от назначения используются различные модификации манометров ЭКМ, имеющие различные типы электрических схем:
— тип 1 – одноконтактный на замыкание;
— тип 2 – одноконтактный на размыкание;
— тип 3 – двухконтактный на размыкание-размыкание;
— тип 4 – двухконтактный на замыкание-замыкание;
— тип 5 — двухконтактный на замыкание-размыкание;
— тип 6 — двухконтактный на размыкание-замыкание.

(Для наглядности далее приведено обозначение возможных коммутирующих групп на электрической схеме, для манометров типа с 3 по 6)

Так, из принятых стандартов для сигнальных устройств, следует сказать о цветовой маркировке коммутационных проводов электроконтактных манометров.
При изготовлении, а соответственно и при подключении коммутационных проводов манометров приняты следующие цвета:

— минимум – синий;
— красный – максимум;
— желтый – общий.

Принцип работы электроконтактного (сигнализирующего) манометра

Принцип работы электроконтактных манометров заключается в том, что при достижении определенного (установленного) давления, стрелка, которая является подвижным контактом, замыкает (или размыкает) электрическую цепь, происходит срабатывание встроенной контактной группы. В зависимости от типа исполнения допускается как замыкание, так и размыкание электрических цепей. Такие широкие возможности электроконтактных манометров позволяют их использовать в различных отраслях производства. Маркировка электроконтактный (сигнализирующих) манометров Все электроконтактные манометры имеют маркировку, в которой указываются все технические параметры устройств.

Электроконтактный манометр ЭКМ100АВм-1,0МПа-Исп.4-1.ЕxdIIВТ4, можно расшифровать как: ЭКМ –манометр электроконтактный;100 – условный диаметр корпуса; А – материал корпуса (алюминий); Вм – имеются микровыключатели;1,0 – диапазон измерений (от 0 до 1,0 МПа);Исп.4 – исполнение 4;1 – взрывобезопасное исполнение; Ех – взрывозащищенное оборудование; d – оболочка взрывозащищенная; IIВ – подгруппа приборов;Т4 – температурный класс.