Датчики и реле температуры

Непосредственно измерить температуру, как это делают при измерении длины, веса, объема, не представляется возможным. Определение температуры нагретого тела производят путем наблюдения за изменением физических свойств этого тела или находящегося с ним в тепловом контакте специального термометрического тела.

Принципиально для измерения температуры могут быть использованы изменения всех известных нам физических свойств тела, так как они в той или иной мере зависят от температуры. Однако обычно используют те из них, которые однозначно связаны с изменением температуры, мало подвержены влиянию других факторов и могут быть достаточно точно и просто измерены при существующей технике измерений.

Наиболее полно соответствуют поставленным требованиям такие физические явления, как тепловое расширение, изменение электрической проводимости тела, появление контактной термо-э.д.с., изменение интенсивности излучения и др.

Датчики, основанные на использовании

теплового расширения жидкостей

Действие датчиков данного типа основано на изменении объема жидкости в зависимости от температуры. Существуют следующие две разновидности датчиков, основанных на этом принципе:

• датчики, состоящие из стеклянной ампулы и капилляра, у которых изменение объема жидкости преобразуется в изменение высоты столба жидкости h в капилляре (рис. 13.1а);

• д атчики, у которых термометрическая жидкость находится в замкнутой системе, состоящей из термобаллона, капилляра и преобразователя давления в выходной сигнал. Изменение объема жидкости в этом случае преобразуется в деформацию мембраны, манометрической пружины (рис. 13.1б).

а) б)

Рис. 13.1. Схемы датчиков

Изменение высоты столба жидкости в капилляре, мм:

∆h = ∆V/S_k , (13.1)

где ∆V = V(β - 3α) ∆t;

S_k = πd²_k /4; (13.2)

V – объем жидкости, подвергающейся нагреву (объем ампулы), мм³;

α – температурный коэффициент линейного расширения материала ампулы и капилляра;

β – температурный коэффициент объемного расширения жидкости;

d_k – диаметр капилляра, мм.

Реле температуры – приборы двухпозиционного действия. Они воспринимают изменение температуры, замыкая и размыкая контакты.

Приборы, воспринимающие изменение давления (реле и регуляторы давления) Реле давления (рд) двухпозиционного действия

Реле давления РД-4А-01 и РД-4А 02 применяют в аммиачных установках. Принципиальная схема этих приборов аналогична схеме реле давления РД-3-01, но в качестве пружины настройки используется не пружина сжатия, а пружина растяжения.

Реле давления РД-3-01 состоит из двух датчиков (низкого и высокого давления) (рис. 13.2).

При повышении давления p₁ на всасывающей линии сильфон 2 сжимается, а шток 3 поворачивает рычаги 4 и 5 по часовой стрелке вокруг оси О₁, преодолевая усилие основной пружины 9, а затем, когда рычаг 4 упрется в верхний выступ вилки рычага 7, движение рычагов остановится, пока давление p₁ не повысится настолько, чтобы преодолеть совместное усилие пружин 9 и 8. При дальнейшем повышении давления рычаг 5, нажимая на шток микропереключателя 10, замыкает его контакты. При понижении давления игла отходит вниз, и рычаги 4, 5 и 7 под действием пружин 9 и 8 поворачиваются в обратную сторону (по часовой стрелке), а когда рычаг 7 достигнет упора 6, микропереключатель размыкает контакты.

Рис. 13.2. Реле давления РД-3-01

При сжатии пружины 9 регулировочным винтом Т давление размыкания контактов повышается. Величина дифференциала (разность давлений при замыкании и размыкании контактов) увеличивается при растяжении пружины 8 винтом Д.

При повышении давления p₂ в линии нагнетания сильфон 15 сжимается, и шток 13 поворачивает рычаг 12 против часовой стрелки вокруг оси О₂, преодолевая усилие пружины 11. Рычаг 12 тогда отжимает рычаг 5 датчика низкого давления, и контакты микропереключателя размыкаются. При растяжении пружины 11 винтом М давление размыкания контактов повышается.

Давления, соответствующие размыканию и замыканию контактов, устанавливаются по шкалам А и В.

Для предотвращения попадания аммиака внутрь прибора (к электрическим контактам) в случае прорыва сильфонов между сильфонными блоками и корпусом предусмотрены кмеры с разделительными мембраанми. Для выхода аммиака (в случае негерметичности сильфонов) в камерах имеются отверстия небольшого диаметра, сообщающие их с атмосферой. Колпачки сильфонов снабжены штуцером, стальным ниппелем, прокладкой и накидной гайкой для присоединения стальных трубок подвода контролируемого давления. Прибор монтируют на щите в вертикальном положении сильфонным блоком вниз.