Объемные счетчики (расходомеры)
Принцип действия основан на непрерывном отсчете объемов вещества, вытесняемых из измерительной камеры.
Пример – счетчик с овальными шестернями.
Рисунок 3 - Схема объёмного расходомера с овальными шестернями
Суммарный крутящий момент остается практически постоянным.
За один оборот шестерен объем камеры дважды заполняется и дважды опорожняется. Ось одной из шестерен соединяют со счетным механизмом. Измеряя частоту вращения шестерен можно определить расход жидкость.
Главный недостаток – непоступление жидкости при заедании шестерни.
Счетчик с четырьмя лопастями
Рисунок 4 - Схема четырёхлопастного счётчика
Q = qn , где q – измерительный объем , n – число оборотов вала
Тахометрические расходомеры
Принцип действия тахометрических расходомеров основан на измерении количества протекающей жидкости или расхода по частоте вращения крыльчатки или турбинки.
Тахометрический преобразователь с турбинкой
Рисунок 5 - Схема тахометрического преобразователя с турбинкой
ω = c , здесь Q – расход, F – площадь поперечного сечения трубопровода
с – коэффициент пропорциональности, ω – угловая скорость крыльчатки или турбинки.
Турбинка 2 изготовлена из ферромагнитного материала и помещена в трубопровод 1. Для измерения частоты используется индуктивный преобразователь частоты вращения, состоящий из постоянного магнита и измерительной обмотки. При вращении турбинки в измерительной обмотке наводится ЭДС, частота которой пропорциональна частоте вращения турбинки.
С помощью этого датчика можно измерять как количество жидкости, так и расход.
Электромагнитные (индукционные) расходомеры
Принципиальная схема электромагнитного расходомера показана на рисунке.
Рисунок 6 - Схема электромагнитного расходомера
Трубопровод 1 с протекающей по нему электропроводной жидкостью расположен между двумя полюсами 2 и 4 постоянного магнита. В стенки трубопровода заделано два изолированных электрода.
Трубопровод выполнен из немагнитной стали и изолирован изнутри. Электроды выполнены из нержавеющей стали. Под действием движущейся жидкости наводится ЭДС. e = Bdv
B – магнитная индукция постоянных магнитов
d – диаметр трубопровода
v – скорость потока жидкости
e = ;
Такие расходомеры используются для жидкостей, удельная проводимость которых не ниже 10-5
В них отсутствуют движущиеся детали.
Датчики крутящего момента
Магнитоупругие преобразователи крутящего момента (МУП)
2 типа МУП:
· Элементные
· Кольцевые
Чувствительным элементом являются контролируемый участок вала. Между полюсами магнитопровода и валом имеется воздушный зазор 1..2 мм.
В МУП используется магнитоупругий эффект, который заключается в изменении магнитных свойств ферромагнитных материалов под действием упругих механических напряжений.
Рисунок 1 - Датчик крутящего момента с элементными МУП
В качестве элементного МУП применяется трансформаторный магнитоупругий преобразователь с двумя П-образными сердечниками.
AD, AC, BD, BC составляют угол 45° по отношению к образующей вала.
При отсутствии вращающего момента вал изотропен.
Катушки А и В питаются от сети переменного тока и образуют обмотку возбуждения. Выходные напряжения снимаются с катушек С и D. При отсутствии момента на валу материал изотропен и UCD = 0. При возникновении вращающего момента материал вала становится анизотропным и UCD = f(σ), причем UCD реагирует на знак момента.
σ – напряжение от крутящего момента.
Недостаток МУП – зависимость от магнитной неоднородности материала вала выходного напряжения.
Кольцевой МУП представляет сочетание элементных МУП в единой конструкции, где они располагаются по кольцу. КМУП внешне напоминает статор электрической машины с явно выраженными полюсами. Вместо ротора используется участок испытуемого вала.
Рисунок 2 - Датчик крутящего момента с кольцевым МУП
К МУП менее подвержен ошибкам из-за неоднородности материала вала, но имеет большие массогабаритные показатели.
КМУП состоит из трёх колец с катушками. Среднее кольцо является возбудителем, на него подается питание так, что катушки замкнуты с чередованием полюсов.
Катушки измерительных обмоток также включены последовательно с соблюдением чередования полярности. Магнитопровод выполнен разъемным и состоит из двух половин, что облегчает его установку.
Фотоэлектрический датчик крутящего момента
Для измерения угла закручивания гребного вала в датчиках крутящего момента применяются фотоэлектрические, индуктивные трансформаторные преобразователи и генераторы переменного тока.
Фотоэлектрический датчик имеет вид:
На валу на заданном расстоянии друг от друга расположены два одинаковых диска. По радиусам дисков выполнены прорези, образующие решетку. Между дисками – источник светового потока, а с двух сторон – фотоэлектрические преобразователи.
При отсутствии момента щели первого и второго дисков совпадают, поэтому выходной сигнал с ФЭП = 0. При крутящем моменте происходит смещение дисков и появляется сигнал. Обычно в ФЭП применяют светодиоды и фотодиоды.
Недостаток – наличие оптической системы, которая сильно загрязняется под действием масляных паров и пыли.
Рисунок 3 - Фотоэлектрический датчик крутящего момента
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|