Колокольные дифманометры Колокольные дифманометры могут использоваться для измерения расхода газов по перепаду давления на сужающих устройствах, а также для измерения малых давлений или разряжений газа и его перепадов. В основу работы таких дифманометров заложено перемещение свободно плавающего колокола в жидкости под действием измеряемого давления или его перепада. Применяемые колокольные дифманометры в своем составе имеют тонкостенный колокол с большой рабочей площадью, помещенный в трансформаторное масло, который уравновешивается упругой силой винтовой пружины. Форма колоколов у дифманометров колокольной системы может быть разнообразной, но в большинстве случаев колокола выполняются цилиндрической формы, ход которых пропорционален измеряемому давлению или его перепаду. Имеются также дифманометры с колоколами, внутренние стенки которых имеют профилированную форму, ход этих колоколов пропорционален квадратному корню из значения измеряемого перепада давления, и такие колокола применяются в дифманометрах-расходомерах для линеаризации статической характеристики. В настоящее время профилированные колокола в дифманометрах не применяют ввиду сложности их изготовления, а линеаризацию статической характеристики осуществляют во вторичных приборах или преобразователях. На рис. 3.28 приведена схема колокольного дифманометра типа ДКО. У этого прибора колокол 3, подвешенный на постоянно растянутой пружине 5, частично погружен в разделительную жидкость (трансформаторное масло),налитую в сосуд 4. Жидкость, находящаяся в приборе, разделяет плюсовую камеру (под колоколом) от минусовой (над колоколом). В нижней части колокола прикреплен кольцевой груз 10, который при любых перемещениях колокола должен оставаться погруженным в масло. Дифманометр снабжен диффере нциально-транс форм аторн ым преобразователем 9, который закреплен на разделительной трубке 8. Внутри разделительной трубки находится сердечник 11, жестко связанный с колоколом при помощи стержня 7, выполненного из немагнитной стали. Дифманометр имеет два запорных вентиля для включения и выключения прибора и один уравнительный вентиль. При работе прибора большее (или избыточное) давление р\ подается через вентиль «+» и трубку 1 в запасную камеру, а затем по трубке 2 - в пространство под колоколом. Меньшее (или вакуумметрическое) давление рі через вентиль «-» и трубку 6 поступает во вторую запасную камеру и через трубку 12 подается в пространство над колоколом. Под действием измеряемой разности давлений Р\ - Рг колокол и жестко связанный с ним сердечник дифференциально-трансформаторного преобразователя перемещаются до тех пор, пока усилие от приложенной к колоколу разности давлений не уравновесится упругими силами винтовой пружины. Перемещение сердечника меняет взаимную индуктивность между первичной и вторичной цепями преобразователя и приводит к изменению выходного сигнала. В случае превышения предельного номинального значения перепада давления повреждения дифманометра не произойдет, т.к. разделительная жидкость будет частично сбрасываться в запасные камеры. При работе колокольного дифманометра уровень разделительной жидкости и показания прибора будут находиться на нулевой отметке до тех пор, пока подводимые давления в обе камеры дифманометра будут равны. В этом случае сила, действующая на колокол, равная разности между силами тяжести колокола и гидростатического давления, будет уравновешена силой упругости пружины: Кп1 = вк-1^р%, (3.28) где Кп- жесткость пружины, Нм*1; Ь- длина начального растяжения пружины, м; /- площадь поперечного сечения стенок колокола, м2; С?*-сила тяжести (вес) колокола, Н; р- плотность жидкости, кг/м3; £- ускорение свободного падения, м/с2. Для дифманометров с тонкостенным колоколом гидростатическим давлением в уравнении (3.28) можно пренебречь, т.к. в этом случае/~ 0, тогда можно записать К„^Ок. (3.29) При возникновении разности давлений р\ - > 0 равновесие сил, приложенных к колоколу, нарушается. При этом появляется подъемная сила от перепада давления, направленная вверх, которая будет перемещать колокол в том же направлении. Это в свою очередь вызовет возникновение противодействующей силы, обусловленной изменением упругих сил пружины вследствие ее деформации. Когда подъемная сила станет равной противодействующей силе, то колокол, переместившись на высоту А, займет новое положение равновесия. Уравнение, определяющее новое состояние равновесия колокола при подведенной разности давления, имеет вид: (Р\~Рг)'Рц ~ Кп ' - А), (3.30) где /«V внутренняя поверхность колокола, м2. или с учетом уравнения (3.29)
