Загальні поняття та принцип дії – книга «МАНОМЕТРИ» від НВО «ЮМАС»
Сигналізуючі, часто звані електроконтактні, манометричні прилади призначені для вимірювання технічного тиску різних середовищ та дискретного керування електричними ланцюгами допоміжних та регулюючих пристроїв.
Деякі терміни, що використовуються в цьому розділі, специфічні для розділу сигналізуючих (електроконтактних) манометрів, та їх формулювання, згідно з ГОСТ 2405-88 /4/, представлені нижче.
Сигналізуючий пристрій прямої дії– пристрій, замикання та розмикання контактів електричного ланцюга якого здійснюється без перетворення енергії.
Сигналізуючий пристрій непрямої дії– пристрій, замикання та розмикання контактів електричного кола якого здійснюється за рахунок перетворення енергії з однієї в іншу.
Покажчик сигналізуючого пристрою– елемент сигналізуючого пристрою, положення якого щодо міток шкали визначає відхилення контрольованого параметра від норми.
Спрацювання сигналізуючого пристрою– дія, що полягає у замиканні та розмиканні електричного ланцюга.
Уставка– значення контрольованого параметра, при якому відбувається спрацьовування сигналізуючого пристрою.
Діапазон уставок– зона контрольованого параметра, в межах якого можна провести уставку.
Замикаючий (розмикаючий) контакт– комутований контакт, що замикає (розмикає) електричний ланцюг при досягненні параметра уставки.
Принципові електричні схеми електроконтактних манометрів наведено на рис. 4.1.
Мал. 4.1. Принципові електричні схеми електроконтактних манометрів:а– одноконтактна на замикання(згідно з ГОСТ 2405-88 - Виконання I);б- одноконтактна на розмикання (Виконання II); в - двоконтактна на розмикання-розмикання (Виконання III);г- двоконтактна на замикання-замикання (Виконання IY);д- двоконтактна на розмикання-замикання (Виконання Y);е- двоконтактна на замикання-розмикання (Виконання YI);1- вказівна стрілка;2та3- електричні базові контакти;4та5– зони замкнутих та розімкнених контактів відповідно;6та7– об'єкти впливу
Типова схема функціонування електроконтактного манометра може бути проілюстрована на рис. 4.1,а. При зростанні тиску та досягненні ним певного значення вказівна стрілка1з електричним контактом входить у зону4і замикає за допомогою базового контакту2електричний ланцюг приладу. Замикання ланцюга, у свою чергу, призводить до введення в роботу об'єкта впливу 6.
У схемі розмикання (рис. 4.1,б) за відсутності тиску електричні контакти вказівної стрілки1та базового контакту2замкнуті. Під напругоюUв знаходиться електричний ланцюг приладу та об'єкт впливу. При підвищенні тиску та проходженні стрілкою зони замкнутих контактів відбувається розрив електричного кола приладу і відповідно переривається електричний сигнал, що спрямовується на об'єкт впливу.
Найчастіше у виробничих умовах застосовуються манометри із двоконтактними електричними схемами: одна використовується для звукової чи світлової індикації, а друга – для організації функціонування систем різних типів управління. Так, схема розмикання-замикання (рис. 4.1,д) дозволяє по одному каналу при досягненні певного тиску розімкнути однуелектричний ланцюг і отримати сигнал впливу на об'єкт7, а по другому - за допомогою базового контакту3замкнути другий електричний ланцюг, що знаходиться в розімкнутому стані.
Схема замикання-розмикання (рис. 4.1,е) дозволяє при збільшенні тиску один ланцюг замкнути, а другий - розімкнути.
Двоконтактні схеми на замикання-замикання (рис. 4.1,г) і розмикання-розмикання (рис. 4.1,в) забезпечують при підвищенні тиску та досягненні одних і тих же чи різних його значень замикання обох електричних ланцюгів або їх розмикання.
Електроконтактна частина манометра може бути невід'ємною, суміщеною безпосередньо з механізмом вимірювача, так і приєднується у вигляді електроконтактної групи, що встановлюється на передній частині приладу. Вітчизняні виробники зазвичай використовують конструкції, в яких тяги електроконтактної групи монтувалися на осі трибки. В імпортних пристроях зазвичай встановлюється електроконтактна група, з'єднана з чутливим елементом через вказівну стрілку манометра. Деякі вітчизняні та зарубіжні виробники освоїли електроконтактний манометр із мікровимикачами, які встановлюються на передавальному механізмі вимірювача.
Електроконтактні манометри виробляються з механічними контактами, контактами з магнітним підтисканням, індуктивною парою, мікровимикачами.
Електроконтактна група з механічними контактами конструктивно найпростіша. На діелектричній підставі фіксується базовий контакт, що є додатковою стрілкою із закріпленим на ньому електричним контактом і з'єднаним з електричним ланцюгом. Інший роз'єм електричного ланцюга пов'язаний з контактом, який пересувається вказівним.стрілкою. Таким чином, при зростанні тиску вказівна стрілка зміщує рухомий контакт до моменту його з'єднання з другим контактом, закріпленим додаткової стрілки. Механічні контакти, виготовлені у вигляді пелюсток або стійок, виготовляються зі сплавів срібло-нікель (Ar 80 Ni 20), срібло-паладій (Ag 70 Pd 30), золото-срібло (Au 80 Ag 20), платина-іридій (Pt 75 Ir 25) та ін.
Прилади з механічними контактами розраховані на напругу до 250 В і витримують максимальну потужність розриву до 10 Вт постійного або до 20 В × А змінного струму. Малі розривні потужності контактів забезпечують досить високу точність спрацьовування (до 0,5% повного значення шкали).
Більше міцне електричне з'єднання забезпечують контакти з магнітним підтисканням. Їхня відмінність від механічних полягає у закріпленні на зворотному боці контактів (клеєм або гвинтами) малих магнітів, що посилює міцність механічного з'єднання. Максимальна розривна потужність контактів з магнітним підтиском становить до 30 Вт постійного або до 50 В × А змінного струму та напругою до 380 В. Через наявність магнітів у системі контактів клас точності не перевищує 2,5.
Схеми з індуктивними контактами електросигналізуючих манометрів засновані на взаємодії індуктивного блоку2з плунжером1(рис. 4.2). Прилади виготовляють за двома схемами: із зовнішнім плунжером (рис. 4.2,а) та плунжером, розташованим усередині блоку (рис. 4.2,б). Електроконтактні пристрої на основі індуктивних блоків із зовнішніми плунжерами забезпечують функціонування електричного ланцюга при постійній напрузі 5-25 В та максимальному струмі до 3 мА.
Мал. 4.2. Схема індуктивних контактів електроконтактного манометра:а- із зовнішнім плунжером;б- з внутрішнім плунжером;1- плунжер;2– індуктивний блок
Внутрішнє розташування плунжера забезпечує дію ланцюга за постійного струму до 1 мА. Клас точності таких систем вбирається у 0,5. Індуктивний блок кріпиться на додатковій рухомій опорі – базовому контакті, а роль плунжера виконує як основна, так і додаткова стрілки.
У вітчизняній промисловості електроконтактні манометри з індуктивними блоками використовуються мало, хоча за кордоном за їх допомогою контролюються вибухонебезпечні середовища, які встановлюються в агресивних умовах навколишнього середовища.
Манометри з пневматичними контактами аналогічні попереднім, але замість індуктивних блоків встановлюються пневматичні датчики, які під впливом плунжера досягши заданого тиску закривають або відкривають пневматичну лінію.
Найбільш цікаві, проте недостатньо поширені електроконтактні манометри з мікровимикачами, що розмикають або замикають електричний ланцюг під впливом кулачка, встановленого на трибці механізму передавального манометра. В іншій конструкції манометра передбачається наявність двох незалежних передавальних механізмів, один з яких традиційно пов'язаний зі стрілкою, а інший за допомогою додаткової стрілки та системи тяг з'єднаний з мікровимикачем. Входи обох механізмів функціонально з'єднані із чутливим елементом. Технічні характеристики цих приладів визначаються властивостями мікровимикачів, контакти яких виготовляються із чистого срібла (99,9 %), а електрична напруга становить до 380 В і робочий струм до 5 А, тобто такі прилади можуть включатися безпосередньо в ланцюг сигналізації та керування.
Традиційно електроконтактні манометри виготовляються на базі що показуютьприладів із трубчастою пружиною Бурдона або багатовитковим чутливим елементом.