Какие параметры главных двигателей внутреннего сгорания контролирует система АПС?

штока 2 приводит к перемещению движка потенциометрического преобразователя 3.

Схема подключения потенциометрического датчика проста, так как на его выходе можно получить относительно большую мощность, достаточную для тоге, чтобы подключить к нему параллельно несколько регистрирующих приборов без усилителей.

Недостаток контактных датчиков: преждевременное срабатывание под воздействием вибрации и невозможность проверки исправности во время работы.

Что представляет собой датчик с индуктивным преобразователем?

Датчик давления с индуктивным преобразователем показан на рис. 3. Он состоит из чувствительного мембранного элемента 3, к которому прикреплен якорь 5 индуктивного преобразователя 4.

Контролируемое давление р среды, поступающей по трубке / в полость 2, вызывает перемещение мембраны вместе с якорем, что приводит к изменению индуктивности преобразователя вследствие изменения зазора б.

Чем обусловлено широкое применение манометров?

В судовых установках для измерения давления широко применяют манометры из-за их конструктивной простоты и надежности. Манометры, как и другие приборы для измерения давления, изготавливают показывающими (рис. 4, а) или самопишущими (рис. 4, б). Основными элементами показывающего манометра являются манометрическая трубка и механизм передачи ее перемещения к стрелке. К свободному концу трубки, который перемещается пропорционально давлению, присоединен поводок 4, связанный с зубчатым сектором 3 и шестерней 5. На оси шестерни закреплена стрелка 2. Пружина / исключает влияние зазоров в сочленениях на точность измерения.

Каковы характерные неисправности стрелочных манометров и как их устраняют?

Неисправности для стрелочных манометров и способы их устранения приведены в табл. 3.

Для чего предназначены реле давления РД-8Т и РД-12?

На рис. 5,а показано реле давления РД-8Т, предназначенное для поддержки заданного давления в масляных системах, компрессорных установках, работающих в условиях тропического климата. Диапазоны срабатывания реле, МПа: 0—0,4; 0—0,6; 0—1,0.

На рис. 5, б приведено реле давления РД-12, служащее для автоматического управления или сигнализации при контроле в воздушных водяных резервуарах, фреоновых холодильных установках. Диапазоны установок срабатывания, МПа: 0,2—0,8; 0,5—2,0.

Реле РД-8Т и РД-12 имеют регулируемый дифференциал в пределах от 10 до 50 % верхнего предела давления.

Что представляет собой реле давления РДС-1Т?

Реле давления РДС-IT (рис.5,в) предназначены для автоматического контроля давления в системах путем размыкания и замыкания электрической цепи сигнализации. Принцип действия прибора основан на уравновешивании силы давления на сильфоне силой упругих деформаций регулировочной пружины. Перемещение подвижного конца сильфона под действием давления
Та блица 3

Неисправность, ее внешнее проявление	Вероятная причина	Способ устранения
Стрелка прибора стоит неподвижно при снижении и повышении давления	Канал штуцера или подводящая магистраль засорились Лопнула манометрическая трубка или пружина Негерметическое соединение штуцера с подводящей магистралью Отсоединилась тяга, соединяющая конец пружины с сектором	Прочистить канал штуцера, сняв прибор с объекта. Продуть магистраль сжатым воздухом Капитальный ремонт Проверить наличие прокладки и плотность соединения Присоединить тягу и оттарировать прибор
При снижении измеряемого давления до атмосферного стрелка не доходит до нулевой отметки	«Усталость» манометрической пружины	Снять стрелку и установить на нулевую отметку
Стрелка прибора не возвращается на нулевую отметку	Стрелка задевает за стекло или циферблат Неисправна спиральная пружина	Выправить стрелку Выправить ось и проверить прибор Сменить спиральную пружину
Прибор не держит давления	Не герметичность узла манометрической пружины Не герметичность в месте соединения прибора с подводящей магистралью	Капитальный ремонт Сменить прокладку между штуцером и подводящей магистралью

через рычаг замыкает или размыкает контактное устройство реле.

Реле РДС-1Т представляет собой бес шкальный прибор с постоянным нерегулируемым дифференциалом. Весь механизм смонтирован на основании и закрыт крышкой с герметизирующей прокладкой. Реле состоит из узла сильфона, передаточно-настроечного механизма и контактного устройства.

Узел сильфона (см. рис. 5, в) состоит из корпуса с присоединительным штуцером, сильфона 2с донышком и штока 9. Передаточно-настроечный механизм включает в себя рычаг 4, настроечную пружину 5, винт 6 и упор 3. Контактным устройством является микропереключатель 8. Реле замыкает контакты при понижении давления до установленного значения и размыкает при повышении давления на значение дифференциала.

При понижении давления в камере / под действием пружины 5 происходит поворот рычага 4 вокруг оси против часовой стрелки. Когда давление среды понизится до заданного настройкой значения, правый конец рычага освободит шток микропереключателя 8, контакты которого автоматически замкнуты. При повышении давления в камере сильфон 2 сжимается, а его шток 9 движется вверх и поворачивает рычаг вокруг оси по часовой стрелке, преодолевая сопротивление пружины. Когда давление среды повысится на значение дифференциала, рычаг нажмет концом на шток микро выключателя, разомкнув контакты.

Сила давления, действующая на сильфон 2, уравновешена через шток сильфона и рычаг 4 силой упругой деформации цилиндрической пружины 5. Одним концом пружина упирается в рычаг 4, а другим — в гайку винта настройки 7. Вращением винта 6 настраивают реле на требуемое давление срабатывания.

Что представляет собой дифманометр?

Дифманометр (дифференциальный манометр) — это прибор для измерения разности давлений. Он применяется также для измерения уровня жидкостей и расхода жидкости пара или газа по перепаду давлений. Дифманометры могут быть жидкостными и механическими. Примером механического прибора может быть дифманометр типа ДМ. Чувствительным элементом дифманометра является мембранный блок, состоящий из двух или четырех мембранных коробок 10 (рис. 6), ввернутых с обеих сторон в подушку 11 и затянутую между двумя крышками 9 и болтами 8. При этом образуются две камеры:

плюсовая (нижняя) — между нижней крышкой и подушкой; минусовая (верхняя) — между верхней крышкой и подушкой.

Каждая из мембранных коробок сварена из двух мембран, профили которых совпадают по направлению. Внутренние полости мембранных коробок сообщаются между собой через отверстие в подушке и заполняются дистиллированной водой через ниппель 12.

Давление подается через импульсные трубки 7, на которых установлены два запорных вентиля 1 и соединяющий их уравнительный вентиль 2.

С центром верхней мембраны связан сердечник 6 дифференциального трансформатора 5, закрытого колпаком 4. Сердечник находится внутри разделительной трубки, чтобы исключить, влияние зазоров установлена пружина 3.

Как устроен датчик давления типа GT-1?

Датчик типа GT-1 фирмы «Аутроника» служит для преобразования давлений в электрические сигналы, которые могут быть использованы для дистанционных показывающих приборов и сигнализации. Применяют датчик главным образом на судах.

Датчик помещен в прочный латунный корпус / (рис. 7). Соединение с краном 2 осуществляется через переходник, имеющий резьбу. Электрическое подключение выполняют посредством трехжильного кабеля (медного), который вводят в корпус через сальник. Масса собранного узла 1,1 кг.

Изменение давления передается датчику в результате перемещения трубки Бурдона, установленной внутри корпуса. При перемещении трубки меняется индуктивность двух магнитных катушек, которые образуют часть цепи измерительного моста. Образующийся электрический сигнал изменяется пропорционально отключению давления. Для возбуждения преобразователя, необходим ток напряжением 16 В. Выходной сигнал, изменяется от 1 мА

(соответствует атмосферному давлению) до5 мА (соответствует максимальному значению давления).

Этот сигнал может быть подключен к показывающему прибору или другой системе с сопротивлением, не превышающим 1200 Ом. Диапазон измеряемых давлений, МПа: 0— 1,0; 0—1,6; 0—2,5; 0—4,0; 0—6,0.


Технические характеристики преобразователя давления:

Выходное напряжение, В 16±3 Потребляемый ток, мА . 7—12 Выходной сигнал, мА . 1—5 Максимальная температура окружающей сре­ды, °С ...... 60

Датчик давления GT-1 может быть подключен к показывающему прибору (стрелочного типа) через измерительный мостиковый блок, который имеет стабилизатор напряжения. Напряжение питания для блоков 24 В постоянного тока или 220 В переменного. Поставляются измерительные мостиковые блоки двух типов с маркировками МС-2/3+СТ-1 и МС-2/9+СТ-1 для трех и девяти датчиков и соответственно измерительных приборов. Измерительные мостиковые блоки могут быть установлены внутри пульта или на другом месте.
Как действуют пьезоэлектрические преобразователи?

Пьезоэлектрические преобразователи основаны на использовании пьезоэлектрического эффекта (пьезоэффекта), которым обладают некоторые кристаллы. Различают прямой и обратный пьезоэффекты. Прямой пьезоэффект заключается в том, что под действием механических напряжений на гранях кристалла возникают электрические заряды, обратный пьезоэффект — в том, что под действием электрического поля изменяются геометрические размеры кристалла. На использовании прямого пьезоэффекта основаны преобразователи усилий, давлений и ускорений. Обратный пьезоэффект применяют в ультразвуковых генераторах, вибраторах и т. д.

Наиболее сильно пьезоэффект выражен у кварца, турмалина и сегнетоэлектриков (сегнетовой соли, титана бария и др.).

На рис. 8 схематически изображено устройство пьезоэлектрического преобразователя давления. Преобразователь состоит из двух кварцевых пластин /, соединенных параллельно. Наружные грани пластин заземляются, а между средними гранями находится латунная фольга 2. Давление на кварцевые пластины передается через мембрану 5. Выходное напряжение с кварцевых пластин снимается экранированным кабелем 4. Для соединения кабеля с латунной фольгой имеется отверстие, закрываемое пробкой 3.

4. Датчики и приборы для измерения расхода и состава среды

Какой способ измерения расхо­да жидкости получил наибольшее распространение на судах?

Наиболее широкое распространение в судовой энергетике получил способ измерения расхода жидких и газообразных сред, основанный на измерении падения давления в трубопроводе, по которому проходит измеряемая среда.

Схема изменения давления Лр при прохождении вещества через диафрагму (сужение) показана на рис. 9, где /, // — сечение трубопровода до и после диафрагмы;

D, d — диаметры трубы и отверстия диафрагмы соответственно. Неизбежные и невозвратимые потери давления Др обусловлены трением.

Для сужения потока в основном применяют нормальные диафрагмы, а также нормальные сопла, сопла и трубы Вен тури. Последние называют расходомерной трубой или соплом с конусом. На практике в основном применяют нормальные диафрагмы.

Что представляет собой нормальная диафрагма?

Нормальная диафрагма — это тонкий обычно стальной диск с концентрическим отверстием оп­ределенного профиля. Толщина диска не должна превышать 0,Ю (где D — внутренний диаметр тру­бопровода), толщина диафрагмы . 6—8 мм. Отверстие диафрагмы со стороны входа потока должно быть цилиндрическое на длине не бо­лее 0.02D, но не менее 1 мм, а далее расточено под углом не менее 30° (обычно угол рас­точки составляет 45°). Если тол­щина диафрагмы меньше 0.02D и она предназначена для трубопро­водов большого диаметра, коничес­кую расточку можно не делать.

Диафрагму устанавливают в^/ большинстве случаев между двумя фланцами трубопровода. Очень важно, чтобы угол между торцо­вой поверхностью со стороны вхо­да потока и цилиндрической частью отверстия был прямой. Кромка от­верстия должна быть острой, без заусенцев. Давление следует изме­рять непосредственно перед диаф­рагмой в сечении / и после нее

в сечении // (см. рис. 9). Ши­рина отверстии для отбора дав­ления не должна превышать 0,03 D и быть менее 3 мм.

Чтобы не нарушать равномер­ного распространения скорости по сечению, устанавливают кольцевые камеры. Камерные диафрагмы предназначены для трубопроводов диаметром 50—400 мм, давление в которых не превышает 10 МПа.

Почему вместо нормальной диафрагмы иногда применяют нормальное сопло?

При прохождении потока через диафрагму вытекают потери давления из-за завихрений среды, образующихся до и после диафрагмы. Эти потери бывают меньше, если использовать нормальное сопло, так как профиль его соответствует очертанию струи. Поэтому до сопла завихрений не образуется. Отбор среды для определения давления можно осуществлять как через отверстия, так и с помощью кольцевых камер. Недостаток сопла — его большая длина и связанные с этим трудности монтажа.

Почему применяют сопла или трубы Вен тури?

Сопла или трубы Вен тури применяют в том случае, если необходимо значительно уменьшить потери давления в трубопроводах диаметром 100—800 мм. Канал трубы Вен тури состоит из входного и выходного конусов и цилиндрической части. Входной профиль сопла Вен тури такой же, как и у нормального сопла, а выходной выполняется в виде конуса с углом 5— 30°.

Давление измеряют перед входом в сопло в наиболее узкой (цилиндрической) ее части с помощью кольцевых камер.

Нормальная труба Вен тури имеет угол входного конуса 21°.

Места измерений давлений:

на расстоянии 0/2 до начала входного конуса и в цилиндрической части за входным конусом. Для измерения давления среду отбира­ют по кольцу через шесть отверс­тий диаметром около 4 мм.

Какие условия необходимо соблюдать при измерении перепада давлений?

При измерении расхода жидкости или газа можно определять перепад давлений на дросселирующем устройстве, установленном в трубопроводе. При этом необходимо выполнение следующих условий:

течение должно быть стационарным или квазистационарным, т. е. расход может меняться медленно;

должны быть исключены ко­лебания потока;

среда должна находиться в од­ном состоянии. Измерения вблизи точки преобразования (например, точки кипения) приводят к ошибкам;

должна быть точно известна плотность вещества;

должна быть приблизительно (т. е. не обязательно точно) известна вязкость вещества;

сечение потока должно быть полностью заполненным.

Что представляют собой индуктивные датчики расхода?

Принцип работы датчика основан на законе индукции.

Если среда протекает через магнитное поле, имеющее среднюю плотность магнитного потока В со средней скоростью v, то в каждой точке поперечного сечения потока возникает напряжение электрического поля Е (рис. 10). Если в изолированной трубе расположить два электрода друг против друга, между ними возникает напряжение Ux=vBD, которое не зависит от распределения скоростей по сечению. Напряжение пропорционально расходу жидкости.

Индуктивные датчики расхода применяют только для электропроводящих жидкостей. При скорости потока 1 м/с измеряемое напряжение составляет 1 мВ. Помехи могут достигать таких же значений. В связи с этим приходится применять специальные схемы усилителей.

Индуктивные датчики на практике применяют реже, чем датчики перепада давления, но они имеют следующие преимущества:

их можно устанавливать в любом положении без потерь давления;

результат измерений не зависит от параметров жидкости (давления, температуры и вязкости).
Что собой представляют турбинные водосчетчики?

Принцип действия турбинных водосчетчиков основан на том, что измеряемый водяной поток, проходя через счетчик, приводит во вращение турбину, частота вращения которой пропорциональна расходу воды. Турбинные счетчики типа ВТ и ВТГ состоят из двух основных частей (рис. II): измерителя / скорости потока и счетной головки 2. Измеритель скорости потока состоит из корпуса счетчика 3, турбинки с осью и червяком, струе выпрямителя, кронштейна и регулятора.

Регулятор предназначен для регулировки погрешности счетчика. Поворот пластины регулятора отклоняет в ту или другую сторону часть потока, что замедляет или ускоряет вращение турбинки. Счетная головка 2 состоит из редуктора и счетного механизма. Связь между турбинкой и счетным механизмом осуществляется через червячную пару,

цилиндрическую прямозубую пару и магнитную муфту. Счетный механизм состоит из стрелочного и роликового счетных указателей. Счетная головка помещается в пластмассовый кожух и закрывается откидной крышкой. Кожух крепится к корпусу счетчика при помощи специальной гайки.

Турбинные водосчетчики типа ВТ (для холодной воды) и типа ВТГ (для горячей воды) применяют на условные проходы 50, 80, 100 и 150 мм. Счетчики рассчитаны на давление воды в трубопроводе до 10 МПа.

Для чего применяют датчики влажности и как они устроены?

Содержание водяных паров в воздухе (абсолютная влажность) выражается обычно или в граммах на единицу объема, или как температура точки росы, или как парциальное давление водяных паров. Температура точки росы — это та температура, при которой количество водяных паров в воздухе соответствует состоянию насыщения. Поэтому для практических целей наиболее целесообразно указывать ее температуру, так как сразу становится известно, до какой температуры можно охлаждать воздух, не опасаясь выпадения конденсата. С повышением температуры газ может «вместить» большее количество водяных паров. Следовательно, относительная влажность газа в замкнутом объеме понижается, хотя его абсолютная влажность (точка росы) остается постоянной.

Относительная влажность показывает, сколько процентов влаги от насыщающего количества при данной температуре содержится в газе. Она равна отношению действительного парционального давления водяных паров р к парциальному давлению р' в состоянии насыщения при данной температуре: ф=р//?'.

Абсолютная влажность определяется температурой точки росы. Датчик влажности с хлористым литием (рис. 12) состоит из двух электродов 3, изготовленных из проволоки и утопленных в стеклоткань 2, пропитанную хлористым литием, который очень гигроскопичен. Поэтому ткань быстро впитывает влагу из окружающей среды. При прохождении тока электроды нагреваются и влага испаряется. Проводимость стеклоткани ухудшается, и ток уменьшается. При определенной температуре устанавливается состояние равновесия, при котором парциальное давление водяных паров в окружающей атмосфере соответствует насыщенному раствору хлористого лития. Эта температура измеряется термометром сопротивления /, установленным в датчике. Она является мерой абсолютной влажности, выраженной в виде температуры точки росы. Если одновременно измерять и температуру в помещении, можно определить и относительную влажность.

Область применения таких датчиков ограничена свойствами хлористого лития — линией насыщения паров его раствора и температурой чувствительного элемента, которая не должна превышать 130 °С. Измерения должны производиться в неподвижном или слабо перемещающемся воздухе. Если же воздух движется со скоростью более 2 м/с, датчик следует защищать экраном.

Какова схема действия датчиков солесодержания?

В качестве измеряемой величи­ны используется проводимость диссоциированной жидкости. При небольшой концентрации, как то имеет место на судах в котельных и испарительных установках, можно считать, что происходит полная диссоциация, т. е. все молекулы соли распадаются на ионы. Проводимость зависит от концентрации ионов. Для кислот, солей и оснований она различна и для смесей может быть определена только суммарно. Для сульфатов, нитратов, хлоридов, карбонатов и других солей, содержащихся в питательной воде, она при равном солесодержании изменяется лишь в небольших пределах, так что если шкала прибора тарирована, например, в миллиграммах хлористого натрия на 1 л жидкости, то такой прибор может показывать среднюю проводимость имеющегося солевого раствора. Но поскольку проводимость зависит не только от концентрации, а в значительной степени и от температуры (изменяется на 1— 2% на 1 °С), необходимо при измерениях учитывать и это влияние. Измерение проводимости используется прежде всего для контроля предельных значений.

Датчик состоит из двух электродов с определенным расстоянием между ними. Электроды погружены в контролируемый раствор. Влияние температуры учитывается путем одновременного измерения термометром сопротивления. Измерительная схема питается переменным током, чтобы исключить явления поляризации. Мостовая же схема питается через выпрямители. При постоянной температуре можно отказаться от использования мостовой схемы.