|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы Таблица 5.4 Сближение поверхностей стыка из разнородных материалов
В связи с этим целесообразно иметь в стыках некоторый предварительный натяг Рд,.нач> увеличивающий жесткость, что может быть достигнуто введением упругих элементов (пружин), охватывающих стык, но не влияющих на модуль передаваемого усилия, например, как показано на рис. 5.3. 5.3. ПОСАДОЧНЫЕ ГНЕЗДА И ТРУБОПРОВОДЫ, КАК ЭЛЕМЕНТЫ ВХОДНОЙ ЦЕПИ ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ При измерении давления жидкости или газа возникает специфическая задача неискаженной передачи этого параметра ко входу преобразователя давления в другую механическую или электрическую величину без нарушения условий функционирования самого контролируемого объекта. Соответственно к под-соединительным элементам входной цепи датчиков давления предъявляют, с одной стороны, требования точности функции преобразования, а с другой стороны, требования герметичности и механической прочности. При работе в условиях статических давлений коэффициент преобразования трубопровода постоянен и равен I. Однако на практике давление на контролируемых объектах никогда не бывает чисто статическим. Динамические же характеристики трубопровода определяются как его геометрическими параметрами, так и составом среды в трубопроводе, и поэтому могут вносить существенные искажения в механический сигнал в процессе передачи давления от объекта контроля к преобразователю давления. Метрологические характеристики трубопровода как звена по передаче сигнала в виде механического давления на заданное расстояние для ориентировочных расчетов можно считать однозначно заданными через параметр соо - собственную частоту колебаний среды в этом трубопроводе. При определении собственной частоты колебаний трубопровода необходимо учитывать форму канала, соединяющего датчик Рис. 5.4. Варианты выполнения трубопровода, соединяющего датчик с объектом С объектом. Практически достаточно ограничиться рассмотрением двух вариантов исполнения этого канала: 1) трубопровода постоянного сечения с заглушкой на конце (рис. 5.4, а); 2) трубопровода, соединенного с внутренней полостью датчика определенного объема (рис. 5.4, б). Для заполненного жидкостью трубопровода с полостью на конце, учитывая податливость его стенок, но пренебрегая конечной величиной жесткости преобразователя давления в другой физический параметр, используемый для передачи информации, собственную частоту можно подсчитать по формуле /ож - (6.5) где /ож - собственная частота канала с полостью и жидкостным заполнением; р - плотность жидкости; s = ndV4 - площадь поперечного сечения канала; d - внутренний диаметр канала; I - длина канала; V - объем внутренней полости датчика; - приведенный модуль упругости жидкости 1 + (£„d/£6„) и соединительного трубопровода; - модуль упругости жидкости; Е - модуль упругости материала стенок трубопровода; 6о - толщина канала стенок трубопровода. Для трубопровода постоянного сечения при F = О формула для расчета собственной частоты принимает вид f - /ож - (5.6) где /ож - собственная частота канала постоянного сечения с жидкостным заполнением, Гц. Если же пренебречь податливостью стенок трубопровода, то в формулах (5.5) и (5.6) приведенный модуль упругости жидкости и соединительного трубопровода К должен быть заменен на модуль упругости жидкости о-  Рис. 5.5. Вариант жидкостного заполнения канала трубопровода Практически необходимость учета податливости стенок трубопровода возникает только в случаях, либо когда трубопровод представляет собой тонкостенную конструкцию (бд <: <: 0,Ы) либо, когда он изготовлен из полимерных материалов с малым значением модуля упругости Е. Приведенные формулы принципиально могут быть использованы и для расчета каналов с газовым заполнением. Однако, учитывая, что для большинства используемых в технике газовых сред в справочной литературе приведены сведения о величине скорости звука в определенных температурном диапазоне и диапазоне рабочих давлений, в ряде случаев оказывается более удобным применение приближенной формулы, связывающей собственную частоту канала со скоростью распространения в нем акустических колебаний в предположении, что стенки канала имеют бесконечно большой модуль упругости по сравнению с модулем упругости газа: f С /ог - где - собственная частота канала с полостью и газовым заполнением; С - скорость звука в газовой среде. Для канала с постоянным сечением (5.7) Поскольку трубопроводы, идущие к датчикам давления, представляют собой, как правило, тупиковые участки, возможна ситуация, когда при жидкостном заполнении канала участок, примыкающий к датчику, будет заполнен воздухом в виде пузырьков, оставшихся при заполнении системы либо выделившихся из жидкости, если в последней был растворен воздух (рис. 5.5). В этих случаях податливость системы определяется в основном упругостью газовой «подушки», а масса - массой заключенной в ней жидкости, что приводит к резкому снижению собственной частоты канала. В этих случаях целесообразно рассматривать полученную систему как систему с сосредоточенными массой и жесткостью. Соответственно частота колебаний может быть определена по формуле /ос = /жр(-7-+г-ж) (5.8) 109 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 [ 34 ] 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 |
||||||||||||||||||