Средства измерения с пневматическим преобразованием
Пневматические измерительные устройства широко используются для измерения линейных размеров. Эти устройства обладают высокой точностью, позволяют проводить дистанционные измерения в относительно труднодоступных местах и обладают низкой чувствительностью к вибрации. Пневматические бесконтактные измерения позволяют контролировать легко деформируемые детали и детали с небольшими микронеровностями, которые могут быть повреждены при механическом контакте, а также исключают износ измерительных поверхностей контрольных устройств, что повышает точность и надежность контроля. Пневматические устройства относительно просты в автоматизации, просты в эксплуатации, не требуют высокой квалификации обслуживающего персонала. Однако эти устройства обладают значительной инерцией, что снижает их производительность.
Пневматические измерительные приборы делятся на манометрические, в которых измеряется давление воздуха («Солекс»), и расходомеры, регистрирующие расход воздуха или его расход («Ротаметр»). Манометры более широко используются в устройствах активного контроля.
Как манометрические, так и расходомерные пневматические измерительные приборы состоят из измерительной головки, которая включает в себя показывающее устройство, чувствительный элемент (сопло) и источник сжатого воздуха. Сжатый воздух источник, в свою очередь, содержит: компрессор; отстойники, в которых воздух очищается от влаги; фильтры, в которых воздух очищается от механических примесей; редуктор, понижающий давление до нужного значения; стабилизатор давления.
Различают пневматические устройства низкого (например, 10 кПа) и высокого (например, 150 кПа) давления. Оба они работают от сети с давлением 0,2 ... 0,6 МПа. Приборы низкого давления потребляют до 10 л / мин воздуха на измерение одного параметра, приборы высокого давления - до 20 л / мин.
В пневматических измерительных приборах для линейных измерений используется соотношение между площадью проходного сечения выходного канала и количеством проходящего через него воздуха. Площадь выходного канала изменяется в результате линейного движения иглы.
Устройства для измерения давления (манометры) бывают одномерными и многомерными. Они бывают двух версий: инструменты для мастерских с трубкой калибра 500 мм и лабораторные инструменты с трубкой калибра 1230 мм. Передаточное число в этих устройствах достигает 1:20 000.
Принципиальная схема устройства низкого давления с манометром воды DPND-500, изготовленного заводом Калибр. Он представляет собой цилиндрический баллон , сообщающийся с атмосферой и наполненный водой, в который погружена трубка. В верхнюю часть этой трубы по трубопроводу и дроссельному устройству компрессор подает воздух под давлением P. В трубе автоматически поддерживается почти постоянное давление, определяемое высотой N колонны в цилиндре .
Проточные устройства (поплавки) бывают одномерными и многомерными. Последний может обслуживать до 15 позиций измерения. Он имеет коническую стеклянную трубку с широким концом вверху. Через него через дроссель и фильтр проходит воздух под давлением 100 ... 200 кПа, поднимая поплавок. Верхняя плоскость поплавка представляет собой указатель для отсчета шкалы (с градуировкой в микрометрах), расположенный рядом с трубкой. Высота подъема поплавка зависит от скорости воздуха, которая тем больше, чем больше зазор между концом измерительного сопла и поверхностью измеряемой детали.
Под действием давления воздуха поплавок поднимается в трубе до тех пор, пока расход воздуха через кольцевой зазор между поплавками и стенками трубы и через зазор между измерительным соплом и контролируемой частью не сравняется. В этом случае поплавок висит в трубе. Таким образом, каждому значению зазора соответствует определенное положение поплавка в трубке. Точность устройств, рассмотренных выше , обеспечивается постоянство давления рабочего воздуха. Любые (даже незначительные) колебания давления повлияют на результаты измерений.
Рис. Пневматический прибор давления