7.3. Преобразователь линейного перемещения «нормальное сопло́ – заслонка»

Измерительные преобразователи этого типа широко применяются в системах пневмоавтоматики, в том числе в качестве преобразователя линейных перемещений. Схема преобразователя «нормальное сопло́ – заслонка» представлена на рисунке 7.5, его характеристика – на рисунке 7.6.

Преобразователь «нормальное сопло – заслонка»

1 – сопло́; 2 – заслонка; 3 –  постоянный дро́ссель; 4 – рабочая камера;   5 – переменный дро́ссель

Рис. 7.5. Преобразователь «нормальное сопло – заслонка»

Характеристика преобразователя «нормальное сопло́ – заслонка»Рис. 7.6.  Характеристика  преобразователя  «нормальное  сопло́ – заслонка»

Заслонка может перемещаться относительно сопла́ (или наоборот). Буквой l  обозначено расстояние между сопло́м и заслонкой.

Поток питания рабочей среды (воздуха), имеющий давление рп и расход Qп   поступает на вход сопла́ и далее через постоянный дроссель 3, в рабочую   камеру 4, из которой часть потока вытекает через переменный дроссель 5, образованный срезом атмосферного канала сопла́, имеющего диаметр d, и заслонкой 2. Другая часть потока питания поступает на выход сопла и используется в качестве управляющего сигнала для следующего устройства в измерительной цепи.

Сопротивление постоянного дросселя определяется по формуле:

Сопротивление постоянного дросселя

 

 

 

Сопротивление переменного дросселя определяется по формуле:

 

 

Сопротивление переменного дросселя

где  рп , Qп – давление и расход в канале питания;

        рвых , Qвых – давление и расход в выходном канале;

        ра  — атмосферное давление.

Поскольку сопротивление переменного дросселя R2 зависит от расстояния между соплом и заслонкой l , то выходное давление сопла  рвых  есть мера расстояния между соплом и заслонкой.

Преобразователи «сопло – заслонка» называются также пневматическим (или гидравлическим, в случае, когда рабочее тело – жидкость) потенциометром по аналогии с электрическим потенциометром. Электрический потенциометр может изменять напряжение (разность электрических потенциалов), а пневматический потенциометр изменяет разность давлений на входе и выходе.

Для установившегося режима течения несжимаемой среды, то есть когда все расходы неизменны (Qi = const), малой величины выходного расхода Qвых  по сравнению с расходом питания Qп  (Qвых << Qп),  а также при некоторых других допущениях, имеем следующее выражение:

Отношение давлений

где S1 – площадь проходного сечения постоянного дросселя;  

       S2 – площадь проходного сечения переменного дросселя.

Данное уравнение алгебраически аналогично уравнению электрического потенциометра.  

Преобразователи линейных перемещений типа «нормальное сопло — заслонка» обеспечивают очень высокую точность измерений на расстояниях до 0,2 диаметров канала (l  < 0,2)d.

 

 


Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.