• Главная
• Разделитель сред. Принцип работы

Разделитель сред. Принцип работы

        Разделитель сред предназначен для защиты чувствительного элемента измерительного прибора (манометра, датчика, регулятора и т.д.) от воздействия, так называемых «проблемных» сред: агрессивных, сильновязких, загрязненных, застывающих, полимеризующихся и/или сред с высокой температурой. Используя собственный опыт, а также разработки наших партнеров (фирмы WIKA, Германия), мы можем предложить разделители для эксплуатации на любых средах в диапазоне давлений 0,1…1600 кГ/см2 и температур –90…+400 о С.

         Принцип действия разделителя любого типа состоит в передаче давления от проблемной среды к нейтральной (измерительной) жидкости, заполняющей разделитель и прибор, посредством разделительного элемента: сильфона или мембраны. Фактически рабочий процесс состоит в следующем: давление проблемной среды воздействует на разделительный элемент, сжимая его и вытесняя измерительную жидкость из разделителя в прибор, который фиксирует значение давления. Объем жидкости, вытесненный разделительным элементом, расходуется на деформацию чувствительного элемента прибора.

      Погрешность, вносимая разделителем сред в процесс измерения давления, условно подразделяется на две составляющие:

основную погрешность, обусловленную механическими свойствами разделительного элемента (мембраны, сильфона) и чувствительного элемента прибора;
температурную погрешность, обусловленную объемным расширением измерительной жидкости при изменении ее температуры.
      Основная погрешность зависит от следующих факторов:

• жесткости и эффективной площади сильфона (мембраны); для уменьшения основной погрешности необходимо применять разделительные элементы (сильфоны, мембраны) с большой эффективной площадью (диаметром) и малой жесткостью (толщиной);
• жесткости чувствительного элемента прибора; выше уже было сказано, что для того, чтобы измерительный прибор зарегистрировал какое-либо значение давления, его чувствительный элемент должен поглотить некоторую величину измерительной жидкости. Например, полностью заполненный манометр диаметром 160 мм требует примерно 0,3 см3 для того, чтобы показать предел измерения шкалы; чем выше жесткость чувствительного элемента, тем меньше значение основной погрешности;
• тщательности заполнения разделителя и прибора измерительной жидкостью; в случае наличия остатков воздуха под действием давления рабочей среды деформация разделительного элемента разделителя увеличивается для того, чтобы компенсировать объем сжимающихся воздушных включений, т.е. увеличивается вносимая погрешность; по этой причине разделитель с металлической мембраной требует очень тщательного заполнения измерительной жидкостью, которое обеспечивается только применением вакуумного оборудования; сильфонный разделитель может быть заполнен вручную;
• максимальной величины объема жидкости, вытесняемого сильфоном (мембраной); в том случае, если этого объема не достаточно для сжатия воздушных включений и деформации чувствительного элемента прибора, возможна ситуация, когда манометр не сможет показать истинное значение давления: его стрелка остановится в некотором промежуточном положении; ситуация чрезвычайно опасна, т.к. обслуживающий персонал в этом случае даже не подозревает, что давление в системе остается неконтролируемым.

       Разделитель сред любого типа и присоединенный прибор всегда содержат некоторое количество измерительной жидкости, заполняющей их внутренние полости. Известно, что при изменении температуры любая жидкость изменяет свой объем по линейной зависимости. Указанное изменение объема является причиной возникновения так называемой температурной погрешности разделителя (см. рис.)

       Температурная погрешность зависит от следующих факторов:

• жесткости и эффективной площади сильфона (мембраны); для уменьшения температурной погрешности необходимо применять разделительные элементы с большой эффективной площадью (диаметром) и малой жесткостью (толщиной), а также желательно использовать неметаллические сильфоны (мембраны), т.к. их жесткость уменьшается под действием температуры;
• коэффициента объемного расширения измерительной жидкости; желательно применять жидкости с минимальным коэффициентом объемного расширения;
• тщательности заполнения разделителя и прибора измерительной жидкостью; оставшийся в системе воздух имеет высокий коэффициент температурного расширения, увеличивая погрешность измерений;
• объема измерительной жидкости, подверженного нагреву (охлаждению); желательно минимизировать его величину путем установки между разделителем и прибором охладительных элементов, капиллярных каналов и т.д.