Traductoare de Presiune Si de Nivel

download Traductoare de Presiune Si de Nivel

of 24

  • date post

    29-Oct-2015
  • Category

    Documents

  • view

    137
  • download

    10

Embed Size (px)

description

c

Transcript of Traductoare de Presiune Si de Nivel

  • 7/15/2019 Traductoare de Presiune Si de Nivel

    1/24

    TRADUCTOARE DE PRESIUNE SI DE NIVEL

    1.Traductoare de presiune

    1.1. Consideraii generale

    1.2. Definiii. Uniti de msur a presiunii

    1.3.Principii de msurare a presiunii

    1.4. Traductoare de presiune cu elemente sensibile elastice

    1.4.1. Membrane

    1.4.2. Tuburile ondulate (silfoanele)

    1.4.3. Tuburi Bourdon

    1.5. Traductoare de presiune integrate

    1.6. Traductoare de presiune cu lichid

    1.6.1. Elemente sensibile de tip clopot

    1.6.2. Tor oscilant

    1.7. Traductoare de presiune cu elemente piezoelectrice

    1.8. Traductor de presiune realizat pe principiul balantei de forte

    2. Masurarea nivelului

    2.1.Traductoare de nivel cu imersor

    2.2.Traductoare de nivel bazate pe principii electrice

    2.3. Traductoare de nivel de tip rezistiv

    2.4. Traductoare de nivel capacitive

    1

  • 7/15/2019 Traductoare de Presiune Si de Nivel

    2/24

    1.Traductoare de presiune

    1.1. Consideraii generale

    Traductoarele de presiune reprezint una dintre categoriile de traductoare care cunosc o largrspndire n automatizrile industriale, presiunea constituind un parametru de baz pentrunumeroase procese tehnologice.

    n multe ramuri industriale, ca de exemplu industria petrolului, chimiei, termoenergeticetc., reglarea presiunii este chiar determinant pentru asigurarea desfurrii corecte a ntreguluiproces tehnologic.

    1.2. Definiii. Uniti de msur a presiunii

    Presiunea reprezint o mrime esenial pentru descrierea strii unui fluid.

    Fluidele se caracterizeaz prin faptul c pot s curg cu uurin (straturile acestoraalunec uor unele fa de celelalte). Din categoria acestora fac parte lichidele i gazele.Delimitarea lichidelor de gaze se poate face prin aceea c primele au o suprafa liber care laechilibru este plan i orizontal, pe cnd gazele nu au aceast suprafa ele ocupnd tot volumulincintei n care sunt introduse. O a doua deosebire este aceea c lichidele sunt practic

    incompresibile, pe cnd gazele sunt compresibile.

    Legile generale ale fluidelor se studiaz pentru fluidele perfecte; un lichid perfect esteacela la care straturile se pot deplasa unul fa de cellalt fr frecare (nu exist vscozitate) i alcrui volum nu poate fi modificat prin comprimare, iar un gaz perfect este un gaz la care, pentruo anumit cantitate, produsul dintre presiunea i volumul acestuia este constant (respect legeaBoyle-Mariotte). In realitate nu exist fluide perfecte, ci fluide reale, care respect ntr-o msurmai mare sau mai mic proprietile fluidelor perfecte. Metodele de msurare a presiunii suntadaptate fluidelor reale.

    Definiia presiuniiConsidernd fluidele ca medii continue, ntr-o mas oarecare de

    fluid fiecare element de volum suport aciunea unor fore din partea restului de fluid, care ncazul fluidului perfect sunt perpendiculare (normale) pe fiecare suprafa a volumului unitarconsiderat.

    O for F, uniform repartizat pe o suprafa S, exercit pe aceast suprafa o presiune pa crei valoare este dat de:

    p = F/S

    2

  • 7/15/2019 Traductoare de Presiune Si de Nivel

    3/24

    Pe baza relaiei de mai sus se poate deduce uor c n general msurrile de presiune suntlegate de fapt de msurrile de for, ceea ce face ca o serie ntreag de metode de msurare apresiunilor (ca de exemplu, cele bazate pe efecte piezoelectrice, magnetostrictive, utilizndelemente elastice, mrci tensometrice etc.) s poat fi aplicate i n domeniul msurrii forelor,i invers.

    Presiunea atmosferic, absolut, diferenialPresiunea exercitat de nveliul gazoscare nconjoar globul pmntesc se numete presiune atmosferic (barometric). ntructpresiunea atmosferic variaz n raport cu altitudinea, s-a ajuns la necesitatea de a stabili opresiune atmosferic de referin fa de care s se considere starea fizic a unui corp. Aceastpresiune stabilit convenional se numete presiune normal.

    S-a definit astfel presiunea normal tehnic, ca fiind presiunea exercitat de o coloan demercur de nlime 735,56 mm.

    n practica msurrii presiunii se pot ntlni de obicei trei situaii:

    a) msurarea presiunii n raport cu vidul absolut (considerat de presiune zero)- situaie n carerezult presiunea absolut;

    b) msurarea diferenelor de presiune fa de cea atmosferic. Aceast diferen poart numelede presiune relativ sau efectiv (presiunile msurate cu manometre sunt n general presiuniefective). Dup cum aceast diferen este pozitiv sau negativ, mai poart numele desuprapresiune sau depresiune. Relaia dintre presiunea efectiv i presiunea absolut este:

    pa = pe + 1,01325 - [bar]

    n care: pa este presiunea absolut; pe presiunea efectiv; - factor de corecie reprezentnd

    diferena dintre presiunea atmosferic normal i presiunea atmosferic real n momentul

    msurrii.

    c) -msurarea diferenei de presiune fa de o valoare de referin convenional (care poate fialeas de utilizator n funcie de cerinele procesului tehnologic).

    n acest caz rezultatul msurrii poart denumirea de presiune diferenial.

    Presiune static i dinamic. Acesti termeni se utilizeaz n cazul fluidelor n micare.Considernd o suprafa plan care separ dou mase de fluid n micare, presiunea care seexercit pe cele dou mase de fluid n planul lor de separaie este presiunea static. Dac nacelai curent de fluid se pune un obstacol, n punctul de oprire viteza fluidului se anuleaz intreaga energie cinetic specific a lichidului apare sub form de presiune. Presiunea dinpunctul de oprire se numete presiune total. Diferena dintre presiunea total i cea staticpoart numele de presiune dinamic.

    Uniti de msur a presiunii.

    Unitatea de msur pentru presiuni din cadrul sistemului internaional (SI) este newtonulpe metru ptrat (N/m2), care mai poart numele i de pascal (Pa). Pe lng aceast unitate, ntehnic este larg rspndit o unitate tolerat, i anume kilogramul-for/metru ptrat, kgf/m2, sau

    3

  • 7/15/2019 Traductoare de Presiune Si de Nivel

    4/24

    un multiplu al acestuia, kgf/cm2, numit i atmosfer tehnic (at), deoarece permite o reprezentarecomod i simpl a valorilor presiunilor mari.

    Una din primele uniti de msur a presiunii a fost atmosfera fizic (atm), stabilit nraport cu presiunea atmosferic i fiind definit iniial ca presiunea pe care o exercit coloana de

    mercur cu nlimea de 760 mm, cu densitatea 13,595 g/cm3

    la 0o

    C i acceleraia gravitaionalde 980,665 cm/s2. Valoarea acestei uniti s-a pstrat, fiind definit astzi

    1 atm = 101325 N/m2

    Utilizarea dispozitivelor cu lichid pentru msurarea presiunii a determinat adoptarea unornoi uniti de msur: milimetru coloan ap (mm H2O), milimetru coloan mercur (mmHg),denumit i torr.

    Pascalul, unitatea SI pentru msurat presiunile, este foarte mic ( 0,1 mm H2O). De aceea

    n practic se folosesc multiplii pascalului: kPa, MPa, (kPa = 103Pa, MPa = 106 Pa). Un multiplucu largi utilizri este barul (105 Pa), care are avantajul c difer foarte puin de alte uniti de

    msur (atm, at).

    n msurrile industriale se consider de obicei o mprire a domeniului de variaie apresiunii (n presiuni mari sau mici, etc). O astfel de divizare fr a avea pretenia c esteexhaustiv, este prezentat n diagrama din figura de mai jos.

    domenii de variaie a presiunii tehnice

    1.3.Principii de msurare a presiunii

    n practica curent exist mai multe tipuri de traductoare pentru msurat presiunea.Perfecionarea continu a acestora, precum i apariia altor tipuri sunt justificate de considerenteca: necesitatea msurrii presiunii cu precizie ridicat, reducerea costului, msurarea simultan amai multor presiuni i centralizarea datelor, msurri n condiii speciale (temperaturi mari,

    4

  • 7/15/2019 Traductoare de Presiune Si de Nivel

    5/24

    presiuni dinamice, pulsatorii cu frecven ridicat, vibraii etc.).Ca n orice operaie de msurare,i n acest caz este necesar alegerea unor elemente sensibile adecvate.

    De regul aceste elemente sensibile convertesc presiunea fie ntr-o mrime intermediarde natura unei deplasri sau deformaii mecanice, fie direct ntr-o mrime electric (tensiune,

    sarcin electric etc.). n primul caz, msurarea presiunii presupune o serie de conversii p deformare mecanic parametru electric, i ca atare, pe de o parte, este necesar o metod de

    proiectare i alegere riguroas pentru asigurarea sensibilitilor i preciziilor necesare, iar pe dealt parte, structuri specializate de adaptoare.

    1.4. Traductoare de presiune cu elemente sensibile elastice

    Aceast categorie de traductoare conin elemente elastice care convertesc presiunea n

    deformaia elastic a unor corpuri de form special. Elementele sensibile utilizate frecvent sunt:tubul simplu curbat, tubul spiral, membrana simpl sau dubl (capsul) i tip burduf.

    1.4.1. Membrane

    Membranele sunt plci elastice de grosime mic, de form circular, ncastrate laextremitate. Fixarea pe contur a membranelor face ca sub aciunea presiunii aplicate pe o fa s

    dea deformaii relativ uor msurabile, ceea ce a cptat o larg utilizare de aparate de msurat .Prin caracteristicile lor, membranele fac posibil msurarea presiunilor de la civa mm H 2Opn la sute de atmosfere (at). Se pot utiliza ca elemente sensibile ca atare, sau n corelaie cualte traductoare de presiune (piezoelectrice, magnetoelastice etc.).

    Dup forma constructiv, membranele pot fi clasificate:

    plane, a cror suprafa este dreapt.

    gofrate, a cror suprafa are un anumit profil .

    sferice, a cror suprafa este curbat n form de calot sferic.

    5

  • 7/15/2019 Traductoare de Presiune Si de Nivel

    6/24

    1. membran plan 2. membran gofrat

    3.membrana sferica 4. domenii de lucru ale membranelor metalice

    Membrane plane. Membranele plane se pot clasifica n funcie de :

    a) rigiditate: metalice (cu rigiditate mare); nemetalice (