Как работает электроконтактный манометр

Манометр электроконтактный (сигнализирующий) (принцип работы, применение, конструкция, маркировка и типы) для систем водоснабжения

В этой статье мы хотели рассказать об очередном узле обеспечивающем контроль давления в системе водопровода (водопровод — как частный случай) и управление активными составляющими в нем, например насосом. Электроконтактный манометр является прекрасной альтернативой для реле давления, о котором мы писали в одной из наших статей «Реле давления воды (установка, характеристики, конструкция, настройка)». Такой манометр в полной мере может заменить реле давления, например, обеспечить включение или отключение насоса. В следующем абзаце мы попытаемся привести все «за» и «против», чтобы понять, насколько оправдано применение реле давления или электроконтактного манометра.

Плюсы и минусы электроконтактного манометра относительно реле давления

К достоинствам электроконтактного манометра можно отнести сборку в едином корпусе для коммутационных контактов и для контрольного манометра, что не потребует дополнительных фитингов (тройников) для сборки. Хотя, если быть честным, то стоит сказать о том, что некоторые реле давления уже выпускаются с встроенными манометрами, но не все. Основным плюсом электроконтактного манометра является его простота настройки, а также более точная визуализация настроенных пределов срабатывания по давлению. То есть, в таком манометре можно установить нижний и верхний предел срабатывания при помощи контактных стрелок, без использования специализированных ключей, при этом, мы после настройки будем иметь визуально – наглядные настройки манометра, чего нет у реле. К минусам электроконтактного манометра можно отнести небольшие токи коммутации, так они в среднем 0,3-0,5 А, поэтому мощные управляемые устройства должны подключаться через дополнительные мощные реле, которые потребуют для своей работы дополнительные источники питания. Именно поэтому электроконтактный манометр называют еще и сигнализирующим, то есть он фактически сигнализирует об изменениях, а исполняющим устройством будет силовое реле. Еще одним минусом электроконтактного манометра можно назвать его стоимость, так электроконтактные манометры, представленые на рынке, продаются по цене от 60 долларов, для реле давления «нижний порог цены» начинается с 20 долларов. Сфера применения электроконтактного (сигнализирующего) манометра Электроконтактные манометры широко применяются в различных областях, они используются в разных сферах теплоснабжения, машиностроения, вентиляции, водоснабжения. К примеру, их очень часто используют для включения насосных установок (насосных станций), которые обеспечивают подачу воды.

Общие сведения об электроконтактном (сигнализирующем) манометре

Электроконтактный манометр – это прибор, который применяется для замеров избыточного давления различных рабочих сред (жидкости и газы), при этом главным критерием к рабочей среде является исключение ее кристаллизации. Электроконтактные манометры обеспечивают срабатывание группы контактов для нижнего или верхнего построечного предела, в случае перехода давления среды через метки (стрелки пределов), установленных на манометре. В итоге, в зависимости от типа манометра контакты размыкаются или замыкаются. В результате данные коммутационные режимы можно использовать для управления. В зависимости от типа манометры могут быть использованы следующие контактные группы, перечисленные в абзаце далее.

Подключение электроконтактного (сигнализирующего) манометра

В зависимости от назначения используются различные модификации манометров ЭКМ, имеющие различные типы электрических схем:
— тип 1 – одноконтактный на замыкание;
— тип 2 – одноконтактный на размыкание;
— тип 3 – двухконтактный на размыкание-размыкание;
— тип 4 – двухконтактный на замыкание-замыкание;
— тип 5 — двухконтактный на замыкание-размыкание;
— тип 6 — двухконтактный на размыкание-замыкание.

(Для наглядности далее приведено обозначение возможных коммутирующих групп на электрической схеме, для манометров типа с 3 по 6)

Так, из принятых стандартов для сигнальных устройств, следует сказать о цветовой маркировке коммутационных проводов электроконтактных манометров.
При изготовлении, а соответственно и при подключении коммутационных проводов манометров приняты следующие цвета:

— минимум – синий;
— красный – максимум;
— желтый – общий.

Принцип работы электроконтактного (сигнализирующего) манометра

Принцип работы электроконтактных манометров заключается в том, что при достижении определенного (установленного) давления, стрелка, которая является подвижным контактом, замыкает (или размыкает) электрическую цепь, происходит срабатывание встроенной контактной группы. В зависимости от типа исполнения допускается как замыкание, так и размыкание электрических цепей. Такие широкие возможности электроконтактных манометров позволяют их использовать в различных отраслях производства. Маркировка электроконтактный (сигнализирующих) манометров Все электроконтактные манометры имеют маркировку, в которой указываются все технические параметры устройств.

Электроконтактный манометр ЭКМ100АВм-1,0МПа-Исп.4-1.ЕxdIIВТ4, можно расшифровать как: ЭКМ –манометр электроконтактный;100 – условный диаметр корпуса; А – материал корпуса (алюминий); Вм – имеются микровыключатели;1,0 – диапазон измерений (от 0 до 1,0 МПа);Исп.4 – исполнение 4;1 – взрывобезопасное исполнение; Ех – взрывозащищенное оборудование; d – оболочка взрывозащищенная; IIВ – подгруппа приборов;Т4 – температурный класс.

Назначение, устройство и принцип действия электроконтактного манометра (ЭКМ)

Электроконтактные манометрыпредназначены для измерения давления и передачи информации его предельных значений в схемы защиты, сигнализации или управления. Отличаются от технических манометров наличием специальных электрических контактов и глубиной корпуса.

Схема манометра типа ЭКМ представлена на рис. 104.

В показывающий манометр дополнительно введены две стрелки 2, 3, к которым упругими токоподводами поджаты электрические контакты 4.

Стрелки 2, 3 с помощью торцевого ключа и поводка 5 устанавливаются против предельных значений сигнализируемого давления. Показывающая стрелка 1 также снабжена электрическим контактом 6. Если давление находится в пределах рабочего диапазона, то электрические цепи сигнализации разомкнуты. При достижении показывающей стрелкой любого из контактов замыкается электрическая цепь, вызывая срабатывание сигнализации. Электрические контакты остаются замкнутыми при нахождении показывающей стрелки за пределами рабочего диапазона давления, поскольку стрелки 2, 3 ограничивают смещение контактов внутрь рабочего диапазона, а вне его контакты увлекаются показывающей стрелкой 1.

Работа электрических манометров (преобразователи давления типа «Сапфир»)

Манометры постоянно преобразуют измеряемый параметр (избыточного, абсолютного давления, разности давлений) в унифицированный токовый сигнал для дистанционной передачи (0 — 5 мА, 0 — 20 мА и др.). Преобразователи разности давлений могут использоваться для преобразования значений уровня жидкости или расхода в унифицированный сигнал.

Преобразователи давления типа «Сапфир» имеют тензопреобразователь, размещенный внутри основания в замкнутой полости, которая заполнена кремний-органической жидкостью. Преобразователь отделен от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами, которые приварены по наружному контуру к основанию и соединены между собой центральным штоком, связанным с концом рычага тензопреобразователя с помощью тяги. Воздействие измеряемого давления вызывает прогиб мембран, изгиб мембраны тензопреобразователя и изменение сопротивления тензорезисторов. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира (разновидность корунда — Al₂O₃) с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС — кремний на сапфире). Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство по проводам через гермоввод.

Читать еще: Как пользоваться механической точилкой

Устройство и работа преобразователей давления типа Метран-55. Датчики изготовляются для работы во взрывобезопасных и взрывоопасных условиях и предназначены для работы с вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, воспринимающими стандартные сигналы постоянного тока 0-5 или 4-20 мА.

Датчик (рис. 82) состоит из корпуса 1, мембранного тензопреобразователя (ТП) 2 и электронного преобразователя 3.

Измеряемое давление подводится в рабочую полость и воздействует непосредственно на измерительную мембрану тензопреобразователя 2, вызывая ее прогиб.

Измерительная мембрана тензопреобразователя состоит из металлической мембраны, на внешней поверхности, которой жестко закреплен чувствительный элемент < монокристаллическая сапфировая пластина с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС)>. Тензорезисторы соединены в мостовую схему. Деформация измерительной мембраны вызывает изменение сопротивления тензорезистора и разбаланс мостовой схемы.

Электрический сигнал, образующийся при разбалансе мостовой схемы, подается в электронный преобразователь 3. Электронный преобразователь преобразует электрический сигнал от тензопреобразователя в стандартный токовый выходной сигнал.

Электронный преобразователь датчика состоит из фильтра радиопомех и платы микропроцессора, которая содержит следующие функциональные узлы (рис. 83):

• — стабилизатор напряжения (СН);

• — источник опорного напряжения (ИОН);

• — аналого — цифровой преобразователь (АЦП);

• — энергонезависимое постоянное запоминающие устройство (ЭПЗУ);

• — преобразователь напряжения в ток (ПНТ);

• — кнопочные переключатели 1 и 2 (КП). Источник опорного напряжения формирует напряжение для аналого — цифрового преобразователя и стабилизатора напряжения. Стабилизатор напряжения предназначен для создания питающего напряжения для всех узлов схемы. Информация из АЦП, обрабатывается микропроцессором, вычисляется истинное значение давления и преобразуется в напряжение. При математической обработке используется калибровочная информация, хранящаяся в ЭПЗУ.

• Преобразователь напряжения в ток формирует выходной унифицированный токовый сигнал.

• Кнопочные переключатели предназначены для плавной настройки выходного сигнала.

Принцип работы преобразователя давления измерительного РС-28

Преобразователь состоит из измерительной головки, в которой измеряемое давление преобразуется в электрический сигнал постоянного напряжения и электронного устройства, преобразующего это напряжение в выходной унифицированный сигнал постоянного тока. Измерительным элементом является кремниевая мембрана с диффундированными (смешивание, просачивание, проникание) в неё пьезорезисторами, которые соединены между собой по схеме измерительного моста. Кремниевая мембрана отделена от среды измерения разделительной защитной мембраной. Пространство между ними заполнено специальной жидкостью.

Под воздействием давления (разрежения) контролируемой среды изменяется сопротивление плеч моста, мост разбалансируется, и на его измерительной диагонали появляется напряжение пропорциональное приложенному к мембране давлению.

Электронный модуль обеспечивает непрерывное преобразование напряжения измерительной диагонали моста в унифицированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА и от 0 до 10 В.

Электронный модуль не выходит из строя при коротком замыкании или обрыве выходной цепи преобразователя, а также при подаче напряжения питания обратной полярности.

Залитый силиконовым компаундом электронный модуль помещен в корпусе из стали со степенью защиты IP 65, IP 68.

Дата добавления: 2018-06-27 ; просмотров: 1994 ;

Электроконтактный манометр — схема подключения, типы, принцип работы

В водо- и газоснабжении, в нефтегазовой, химической отрасли для управления потоком жидкости или газа применяются задвижки с электроприводом.

Электропривод приводит в действие механизм, перекрывающий или открывающий задвижку. Использование электрического управления позволяет легко реализовать автоматику управления.

Что это за датчик и когда используется

Электроконтактный манометр — это датчик, который применяется для измерения избыточного и вакуумметрического давлений в разных средах (жидкость, газ, пар), используется в качестве сигнализирующего устройства прямого действия и позволяет управлять производственными процессами, при этом особым условием к среде является исключение ее кристаллизации.

ЭКМ применяется для выдачи сигналов управления исполнительным механизмам, которые поддерживают значения давления в трубопроводе, а также компрессорных установках, гидросистемах, пневмооборудованиях или бытовых автоклавах на определённом значении.

Электроконтактный манометр пользуется популярностью во многих отраслях промышленности и инфраструктурных системах:

Энергетика;
Металлургия;
Нефтегазовая и нефтехимическая промышленность;
Системы водоснабжения;
Машиностроительные установки;
Генерация тепла и его распределение.

Также ЭКМ востребованы в системах автоматики безопасности ТЭЦ, ЦТП и котельных.

Разновидности моделей датчиков

Производством электроконтактных манометров занимается немало производителей, некоторые предлагают достаточно широкую линейку моделей, приведенный ниже перечень разделен согласно различным заводам-изготовителям:

ТМ (ТВ, ТМВ), 10-ой серии;
PGS23.100, PGS23.160;
ЭКМ100Вм, ЭКМ160Вм;
ТМ-510Р.05, ТМ-510Р.06, ДМ2005Сг и ее аналог ТМ-610.05 РОСМА.

Все перечисленные модели делятся на манометры с микровыключателями и с магнитомеханическими контактами. Также производители выпускают приборы во взрывозащищенном исполнении и виброустойчивые или жидконаполненные (внутри заполнены диэлектрическим маслом, чаще всего глицерином) чтобы показания стрелки манометра “не скакали” при повышенной пульсации измеряемой среды. Глицерин внутри ЭКМ не даст стрелке быстро перемещаться.

Принцип работы электроконтактных манометров

Принцип работы ЭКМ заключается в замыкании или размыкании подвижным контактом некого уставочного значения. Подвижным контактом электроконтактного манометра является показывающая давление стрелка, которая поворачивается при изменении давления в измеряемой среде. Уставочное (регулируемое) значение выставляется вручную с помощью двух стрелок (минимальное и максимальное значение). Эти стрелки манометра после установки значений неподвижны.

Значение подвижной стрелки в рабочем процессе, как правило, находится между двумя уставочными, но при пересечении ей предельного значения происходит замыкание либо размыкание контактов внутренней электрической цепи (зависит от типа исполнения модели). Данные контакты можно использовать в различных релейных схемах для управления, например, пневматическими или электромагнитными клапанами, а также магнитными пускателями различных двигателей.

Обратите внимание! Коммутационная способность контактов электроконтактного манометра не позволяет коммутировать большие токи нагрузки.

На каждом электроконтактном манометре нанесена маркировка, которая описывает все его характеристики и разновидность.

В качестве простейшей автоматики, осуществляющей переключение между двумя состояниями (либо «закрыто», либо «открыто»)можно применить электроконтактный манометр

Такой манометр имеет две регулируемые стрелки минимального и максимального значения. При достижении стрелки одного из двух величин давления происходит замыкание общего провода с выводом min или max.

Читать еще: Подключение двигателя звезда и треугольник 220 380

Устройство ЭКМ

ЭКМ является устройством, имеющий форму цилиндра и очень похожим на обычный манометр. Но в отличие от него в состав ЭКМ входят две стрелки, задающие значения уставок: Рмакс и Рмин (их перемещение осуществляется по шкале циферблата в ручную). Подвижная стрелка, показывающая реальное значение измеряемого давления коммутирует контактные группы, которые замыкаются или размыкаются при достижении ей выставленного значения. Все стрелки располагаются на одной оси, но места, в которых они закреплены, изолированы и не соприкасаются друг с другом.

Ось индикаторной стрелки изолирована от деталей прибора, его корпуса и шкалы. Она совершает вращения независимо от других.

К подшипникам, с помощью которых крепятся стрелки, подведены специальные токоведущие пластины (ламели), соединенные с соответствующей стрелкой, а с другой стороны эти пластины выведены в контактную группу.

Помимо вышеперечисленных составляющих, ЭКМ как и любой манометр имеет также чувствительный элемент. Почти во всех моделях, этим элементом является трубка Бурдона, которая перемещается вместе со стрелкой, жестко закрепленной на нём, также в роли данного элемента для датчиков, измеряющих давление среды более 6 МПа, используется многовитковая пружина.

Для примера рассмотрим подключение электропривода задвижки ГЗ-А

Данный электропривод многооборотный, питается трехфазным переменным током. ГЗ-А содержит цепи управления дистанционной сигнализацией, которые для наглядности не будем рассматривать в примере.

Управлять работой схемы будет электроконтактный манометр типа ДМ. В качестве коммутационных элементов применим магнитные пускатели ПАЕ третьей величины с четырьмя контактами, работающими на замыкание и с двумя – на размыкание, из размыкающих контактов задействуем только один (Рис. 2).

Допустим, в начальный момент задвижка находится в закрытом положении. При снижении давления жидкости или газа манометр замыкает провод фазы С через контакт min, и нормально замкнутый контакт КПЗ3 на якорь пускателя ПО, а по цепи от нейтрального провода – через конечный выключатель положения «открыто» КВО и муфтовой выключатель МВО. Магнитный пускатель ПО обходит цепь манометра ДМ замыкая контакт КПО2. Для исключения срабатывания цепи запуска закрытия задвижки, ПО блокирует пускатель ПЗ, разрывая цепь питания размыкающими контактами КПО3. При полном открытии задвижки размыкается контакт КВО и схема обесточивается.

При достижении максимального давления замыкается вывод max манометра ДМ. На пускатель закрытия ПЗ через контакты манометра и нормально замкнутый контакт КПО3 подключается к фазе С с одной стороны, а с другой – через контакты закрытия концевика КВ3 и муфтового выключателя МВЗ – к нулевому проводу. ПЗ замыкает цепь питания своего якоря контактами КПЗ2, обеспечивая полный цикл закрытия задвижки. Контакты П3 включают электропривод на реверс, обратным, по сравнению с контактами ПО, подключением фазовых проводов А и С. При полном закрытии задвижки схема ПЗ обесточивается концевым выключателем КВЗ.

Муфтовые выключатели предназначены для защиты двигателя при высоком крутящем моменте вала. Повторное замыкание контактов МВО и МВЗ происходит при обратном вращении двигателя.

Электроконтактный манометр типа ДМ способен коммутировать до 0,5 А, что обеспечивает прямое подключение пускателей ПАЕ, якоря которых потребляют при включении максимум 0,25 А при напряжении 127 В. Коммутируемая контактной группой пускателя максимальная нагрузка составляет 17кВт, а для включения электропривода достаточно мощности в 0,18кВт. На практике рекомендуется включать цепи управления магнитным пускателем через промежуточные реле (Рис. 3) для предотвращения обгорания контактов манометра.

При использовании промежуточных реле количество задействованных контактов магнитных пускателе (ПО и ПЗ) сокращается до трех. Каждое промежуточное управляют двумя контактами, работающими на замыкание (для обхода цепи питания электроконтактного манометра и включения якоря контактора) и одним на размыкание (для предотвращения срабатывания цепи обратного хода двигателя). В остальном схема аналогична приведенной на Рис. 3.

Принцип работы электроконтактных манометров

Алгоритм работы достаточно прост.

В качестве подвижного контакта в системе используется стрелка манометра.
Когда будет достигнут определенный уровень давления (значение можно установить в зависимости от стоящей перед устройством задачи), стрелка смещается.
При этом возможно как замыкание, так и размыкание цепи, что вызывает, соответственно, включение или отключение активного компонента системы.

Манометры, применяемые при монтаже трубопроводных систем, могут иметь самую разную компоновку. Выделяют такие группы:

Одноконтактные – срабатывающие на замыкание (исполнение I по ГОСТ 2405-88) либо на размыкание (исполнение II). Приборы данного исполнения используются крайне редко.
Двухконтактные – настроенные на пары значений (III, IV, V и VI типы).

В соответствии с ГОСТ 2405-88 в манометрах ЭКМ, сигнализирующее устройство имеет четыре варианта исполнения:

III – два размыкающих контакта.
IV – два замыкающих контакта.
V – один контакт размыкающий (минимальное значение, синяя маркировка), один контакт замыкающий (максимальное значение, красная маркировка).
VI –конфигурация, обратная предыдущей (замыкание на минимуме, размыкание на максимуме).

V тип исполнения считается стандартным, поскольку именно такой принцип функционирования манометров используется в большинстве схем.

Рассмотрим пример на основе работы насоса — до первой уставки насос будет накачивать давление в систему, между уставками оба контакта будут разомкнуты и система будет работать в обычном режиме, при достижении второй уставки замкнутый контакт подаст сигнал на откачку давления.

Подключение электроконтактного (сигнализирующего) манометра

— минимум – синий;
— красный – максимум;
— желтый – общий.

Читать еще: Как заточить волнистый нож

Реже встречаются задвижки с однофазным электроприводом

Рассмотрим автоматику управления электроприводом SP0. Данный электропривод интересен тем, что питание электродвигателя в минимальной комплектации отключается самим приводом при достижении крайних состояний – положений «открыто» и «закрыто».

Допустим, что задвижка закрыта (Рис. 4). При замыкании манометром фазового провода через вывод min и нормально замкнутые контакты кв реле времени РВ срабатывает промежуточное реле РПО. Это реле замыкает свою цепь питания контактами ко2, включает магнитный пускатель ПО контактами ко1 и подключает нулевой провод к реле времени РВ через контакты ко3. При полностью открытой задвижке конечный выключатель S3 подключает вывод 20 к выводу 22, замыкая линию фазы и включая реле времени. Через промежуток времени, определяемый реле РВ, контакт кв размыкает питание всей схемы открытия.

Схема управления закрытием задвижки аналогична рассмотренной схеме – при достижении верхнего предела давление манометр включает промежуточное реле РПЗ и пускатель ПЗ, также замыкается нулевой провод на реле времени. При полном закрытии задвижки замыкаются выводы 23 и 26 через переключатель S4, запуская реле времени. Через размыкание общего контакта кв обесточивается схема закрытия.

Включение реле времени необходимо для компенсации инерционности электроконтактного манометра. Без задержки возможно многократное срабатывание схемы до размыкания выводов min или max от общего провода.

Пишите ,дополнения к статье, может я что-то пропустил. Загляните на карту сайта, буду рад если вы найдете на моем сайте еще что-нибудь полезное.

Манометр электроконтактный (сигнализирующий) (принцип работы, применение, конструкция, маркировка и типы) для систем водоснабжения

Плюсы и минусы электроконтактного манометра относительно реле давления

Общие сведения об электроконтактном (сигнализирующем) манометре

Подключение электроконтактного (сигнализирующего) манометра

— минимум – синий;
— красный – максимум;
— желтый – общий.