|
| |
 |
Электронные компоненты Мануалы  [jnenn Рис. 5.16. Защита датчиковой аппаратуры от воздействия тепловых потоков окружающей среды Рис. 5.17. Схема электрического аналога теплового фильтра В практике измерений очень часто приходится использовать датчиковую аппаратуру при мощных тепловых потоках, при этом необходимо осуществлять защиту от воздействия тепловых потоков двух видов: измеряемой среды и окружающей среды. Для защиты от первого вида теплового воздействия широкое применение нашли трубки, заполненные вязким веществом типа смазки-циатим, которое, являясь хорошим передаточным звеном для давления, в тоже время для температуры будет фильтром (тепловой фильтр). В зависимости от времени измерения, т. е. времени воздействия теплового потока, выбирают длину этого фильтра. Вид распределения температуры по длине теплового фильтра во времени представлен на рис. 5.15. Крутизна приведенных кривых определяется тепловым сопротивлением как заполнителя, так и самого теплового фильтра. Иногда для увеличения термической постоянной времени фильтра применяют принудительное охлаждение последнего. Для защиты датчиковой аппаратуры от второго вида теплового воздействия чаще всего применяют тепловые фильтры, принцип работы которых можно проиллюстрировать схемой, приведенной на рис. 5.16. Измерительный преобразователь ИП находится внутри какого-то кожуха, который обладает определенным тепловым сопротивлением и препятствует непосредственному воздействию теплового потока. Упрощенно для оценки качества работы таких тепловых фильтров можно представить электрическую аналогию этого фильтра (рис. 5.17). При воздействии на кожух температуры 6 непосредственно на чувствительном элементе датчика перепад температуры в зависимости от времени действия будет определен как де = е(1-е-/). где т = /-„..„тС; тепл - т имеет смысл термической постоянной времени. При малых по сравнению с т временах t, т. е. при t < т, можно записать формулу для упрощенной оценки температуры датчика в зависимости от температуры воздействующей среды во и термической постоянной средства защиты: е = %tlx. Видимо, рациональный выбор материала, соответствующее конструктивное исполнение и оптимапьное время эксперимента позволят существенно уменьшить интенсивность влияния температуры. Датчиковую аппаратуру часто эксплуатируют в условиях воздействия агрессивной окружающей среды. Степень химической активности среды может быть различной, но даже незначительное содержание химически активных элементов в окружающем воздухе, особенно при длительном воздействии, существенно ухудшает метрологические характеристики датчиков, а в ряде случаев может привести к полной потере их работоспособности. Средств защиты от действия химически активных веществ в настоящее время разработано много, и все они в той или иной степени могут быть использованы при проектировании датчиковой аппаратуры. В этом параграфе мы не будем рассматривать все их разнообразие, а остановимся только на тех узлах, которые, выполняя определенную роль в конструкции датчика, одновременно являются и средством защиты. К таким узлам относятся различного рода гермовьшоды и гермопереходники, корпусные детали, электрические разъемы, кабельные перемычки и т. д. Рассмотрим особенности проектирования некоторых из названных элементов. Одной из важных составных частей датчика являются гермовьшоды (гермопроходники) и узлы заделки кабелей, к которым предъявляют определенные требования: работоспособность в" заданных условиях эксплуатации; обеспечение необходимой герметичности внутренней полости датчика; обеспечение необходимой прочности и -надежности датчика при монтаже и транспортировании; минимальные размеры и масса узлов, так как они являются нерабочими элементами; технологичность и простота изготовления; необходимость выдерживать одностороннее давление, заданное техническими требованиями; обеспечение надежного электрического контакта измерительной цепи с последующими преобразователями или регистраторами. В зависимости от влияющих факторов разрабатываемые датчики выполняют в двух вариантах: с кабельной перемычкой (в случае жестких эксплуатационных условий, превышающих предельные значения серийно выпускаемых разъемов) и без кабельной перемычки с выходным разъемом, установленным на корпусе датчика. Кроме того, в зависимости от степени негерметичности, которую необходимо обеспечить внутренней, например замембранной, полости, обе конструкции могут быть выполнены либо в герметичном, либо в негерметичном исполнении.  Рис. 5.18. Варианты доработанных конструкций герморазъема типа 2РМГ: 1 - ус под сварку с корпусом датчика; 2 - корпус разъема; 3 - стеклоизолятор; 4 - контакты разъема; 5 - крышка для сварки с к ipnycoM датчика; 6 - доработанный разуем; 7 - сварка крышки с доработанным разъемом Рис. 5.19. Конструкция кабельной перемычки в герметичном исполнении: 1 - резиновая втулка; 2 - оболочка кабельной перемычки; 3 - металлический тросик; 4 - бандаж оболочки; 5 - место заливки компаундом; 6 - бандаж проводов; 7 - корпус кабельной перемычки; 8 - гермопроходник; 9 - место сварки, гермопроходника с корпусом перемычки; 10 - место сварки с корпусом датчика Особенности конструирования гермовыводов, закрепляемых на корпусе датчика. Наибольшее распространение в датчиковой аппаратуре получили разъемы типа 2РМГ или РСГ в том случае, когда эксплуатационные факторы датчика не превышают требований эксплуатации выбранных типов разъемов. В случае выполнения датчиков в герметичном варианте по внутренней (замембранной) полости конструкцию разъемов, как правило, дорабатывают (рис. 5.18, а, б) таким образом, чтобы их можно было сварить с корпусом. При этом используют разъемы, выполненные в герметичном исполнении. Доработку герморазъ-емов (гермопроходников) необходимо проводить таким образом, чтобы не снять напряжения в стеклоизоляторах, иначе это может привести или к растрескиванию стеклоизолятора, или разгерметизации его относительно корпуса. В случае выполнения датчиков в негерметичном варианте разъемы на корпус датчика устанавливают без доработки. Для увеличения механической прочности разъемов, как в герметичном, так и в негерметичном исполнении, осуществляют подзаливку контактов и подводящих проводов разъемов со стороны внутренней полости датчика различного рода компаундами. В случае, если условия эксплуатации не позволяют устанавлй вать разъем на корпусе датчика, этот разъем на кабельной перемычке выносят в более легкие условия эксплуатации. При этом в зависимости от варианта исполнения датчика (герметичный или негерметичный) кабельные перемычки датчиков выполняют двух видов. При негерметичном исполнении заделка кабельной перемычки в датчике, как правило, осуществляется механическим путем. Однако в обоих видах механической заделки кабельной перемычки для увеличения ее механической прочности производят подзаливку контактов и части кабельной перемычки, находящейся 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 |