Измерения являются основой организации любого технологического процесса. Несовершенство измерительной техники, отсутствие достаточных знаний по их грамотной эксплуатации приводят зачастую к большим погрешностям, а иногда и к промахам измерений. Только достоверная информация по текущим параметрам технологических процессов предопределяет выход с производственных линий качественной продукции. Измерительные средства на производственных предприятиях используются как непосредственно для оценки состояния вещества, так и для организации работы систем автоматизированного и автоматического управления.
Разработка и внедрение систем управления нового поколения, например, на базе цифрового сигнала, заставляют отказаться от многих ранее используемых приборов. Низкая точность, зависимость показаний от многих внешних факторов, ощутимые наводки на соединительных линиях – все эти и некоторые другие недостатки измерения традиционными манометрическими устройствами вынуждают эксплуатационников переходить на современные измерительные системы, использовать новые способы получения и трансформирования информации, внедрять системы передачи с более совершенными техническими характеристиками.
Основное место в решении изложенных выше задач занимает профессионализм инженерно-технического персонала производственных, проектных, наладочных организаций. В свою очередь профессионализм во многом базируется на подготовке и повышение квалификации инженерно-технического персонала.
Подготовка студентов и техников невозможна без соответствующей технической литературы.
Система повышения квалификации инженерно-технических работников также может успешно функционировать только на возможности получения информации о современной технике. Особенно это актуально для «киповцев» и «автоматчиков», где уровень применяемых технологий один из наиболее высоких. Кроме того, в период повышения квалификации достаточно сложно объемный технический материал изложить аудитории, отвыкшей от систематической учебы. Знание конструктивных особенностей и правил эксплуатации средств измерения давления позволяет инженерному персоналу более квалифицированно организовывать технологические процессы промышленных производств, снижать затраты на приобретаемое измерительное оборудование.
Основная цель, которую ставил перед собой автор при написании книги, – систематизация знаний по средствам измерения давления в промышленных условиях, вспомогательным устройствам, обеспечивающим технически грамотную эксплуатацию этих средств. Причем одна из задач заключалась в восполнении пробела, который образовался после выхода из печати в конце 70-х – начале 80-х гг. работ известных авторов В. П. Преображенского /1/, С. Ф. Чистякова/2/ и др./3/. К сожалению, во многих случаях разрыв в уровнях эксплуатируемых в настоящее время в промышленности средствах измерения давления и предлагаемых современных разработок достаточно велик и охватить этот информационный промежуток в одном издании не представляется возможным. Поэтому большее внимание уделено нашедшим широкое применение в прошедшие годы и остающимся в эксплуатации до настоящего времени приборам. Достаточно внимание уделено также анализу актуальных вопросов основополагающего ГОСТ 2405-88 /4/. В работе уделено внимание новым положения Закона Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений» /5/.
При изложении материала использованы новые материалы Госстандарта по основным требованиям и определения /6/. Современные измерительные преобразователи, как и системы цифровой связи представлены в книге как вводный материал. Тема метрологии, как и некоторые эталонные системы представлены в работе только в объеме, необходимом для производственного эксплуатационного персонала.
В работе сохранена установившаяся ранее терминология в названиях приборов, во многих терминах, хотя современные требования метрологических служб несколько иные. Предполагается при доступности соответствующих материалов в следующее издание внести корректировки согласно международным рекомендациям и устранить разрыв между ранее установившейся терминологией и современными требованиями.
При написании книги автор не учитывал коммерческие интересы различных фирм. Анализ конструкций измери-тельных устройств производился только с позиций перспективности данных методов и моделей, преимуществ и недостатков применения их в конкретных промышленных условиях.
При использовании измерительных приборов функционально достигаются следующие цели:
– исследование (с помощью измеритель-
ных средств, зачастую имеющих дополнительные функции и обладающих повышенными метрологическими характеристиками);
– промышленные измерения (обычно осуществляются показывающими приборами, индикаторами, по которым отслеживается измеряемый в технологии производства параметр);
– безопасность (достигается с помощью электроконтактных приборов, специальных схем с измерительными преобразователями, позволяющих отключать технологические процессы при достижении опасных для здоровья людей и окружающей среды, а также для последующей работоспособности оборудования параметров);
– поверка и калибровка;
– управление процессами (организация автоматического управления различными технологическими процессами на основе информации, получаемой от измерительных преобразователей).
С этих позиций в книге характеризуются производимые в настоящее время приборы и вспомогательные приспособления, а также методы работы с ними. Причем представленная в работе область технических знаний обширна и охватить ее в написании силами одного автора достаточно сложно. Поэтому книга не может претендовать на представление информации о всех конструкциях существующих манометрических приборов.
В первой главе изложены основные сведения как о традиционных в странах СНГ единицах и средствах измерения давления, так и приборах, импортируемых из-за рубежа. Приведена информация о классификации измерительных средств по защищенности от воздействия окружающей среды, содержатся сведения о требованиях, предъявляемых к оформлению шкалы. Предложены рекомендации по выбору средства измерения, исходя из оценки особенностей измеряемой среды и условий его эксплуатации, диапазона измерения, класса точности, габаритных и присоединительных размеров.
Описание промышленных приборов, их конструкций, в особенности глицеринонаполненных, кислородных, коррозионно-стойких, отличает вторую главу. Здесь также достаточно подробно рассмотрены манометрические приборы на основе мембран, мембранных коробок, а также дифференциальные показывающие измерители с использованием коробчатых мембран, трубчатых пружин.
В третьей главе читатель сможет познакомиться с конструкциями и основными требованиями по эксплуатации стеклянных манометрических приборов, по-прежнему занимающих свое место среди измерительных средств.
Вызовет особый интерес у инженеров, работающих
с КИП, четвертая глава, в которой описаны различные модели сигнализирующих манометров с разными принципами работы, включая новые промышленные разработки.
В наиболее объемной пятой главе рассматриваются чувствительные элементы, нашедшие достаточно широкое применение в последние годы при производстве манометрических приборов с электрическим выходным сигналом. Приведены схемы и виды измерительных преобразователей с емкостными сенсорами, описаны приборы с пьезорезонансной системой преобразования. Здесь же можно узнать о новых моделях измерительных преобразователей разности давления, отличающихся уникальными техническими характеристиками, высокой надежностью.
Особенностью шестой главы, в которой описаны регистраторы давления, является параграф о применении средств цифровой техники как для регистрации измеряемых параметров, так и для занесения их в память микропроцессора или персонального компьютера, предоставление этой информации в любом удобном для восприятия оператором виде.
Седьмая глава посвящена образцовым средствам измерения – грузопоршневым и пружинным. В ней также изложены сведения об организации и методике поверки различных приборов измерения давления. Интересным для чи тателей будет описание образцовых приборов, работающих на основе мембранных коробок и обеспечивающих поверку измерителей для малых давлений.
Различного типа демпферные устройства, так необходимые для применения в комплекте с измерительными преобразователями, рассмотрены в восьмой главе, объединяющей вспомогательные устройства, применяемые с манометрическими измерительными приборами. Здесь же описаны и запорные устройства – трехходовые краны и игольчатые клапаны. Новшеством являются устройства, обеспечивающие возможность применения контрольных манометров для проверки работоспособности промышленных приборов при давлении до 25 МПа и выше, а также повышение безопасности работ при замене технических манометров на действующем оборудовании.
Основные правила монтажа описаны в девятой главе. Достаточно детально рассмотрены методы снижения температуры сред, поступающих от технологического оборудования в измерительные приборы. Здесь же предложены способы присоединения контрольных манометров к традиционным трехходовым кранам, а также варианты применения блока игольчатых клапанов для подвода измеряемой среды к манометрическим приборам.
Работа на кафедре энергетики и энергосберегающих технологий института повышения квалификации по новым направлениям развития техники и технологий, где слушателями в основном были инженерные работники цехов тепловой автоматики тепловых электростанций, достаточно большой опыт практической работы автора с этими специалистами по подбору и комплектации производственных подразделений измерительными приборами, разработке средств измерения, контроля и регулирования теплотехнических параметров, большая работа по организации завода теплотехнических приборов, специализирующегося в основном на производстве приборов измерения давления, включая полный технологический процесс изготовления комплектующих частей, наложили отпечаток на структуру построения и метод изложения материала.
Большой комплекс экспериментальных работ и теоретических исследований был проведен в Московском орденов Ленина и Трудового Красного Знамени энергетическом институте, на Электрогорской научно-испытательной станции. Опыт применения теплотехнических приборов в этих исследованиях также учтен при подборе материалов.
Работа с книгой не требует специальной подготовки, но знание технических дисциплин в рамках программы высшего образования и желание освоить неизвестный материал помогут читателям.
При оформлении рисунков автором в целях повышения иллюстративности приведенных схем и видов, лучшего понимания изложенного материала допущены определенные отклонения от конструкторских норм, что у читателя, как надеется автор, найдет понимание.
Автор будет признателен всем, кто окажет содействие в дальнейшем совершенствовании книги, поможет в подборе дополнительных материалов, направленных на повышение полезности этой работы для специалистов промышленных предприятий.
Автор. Москва, декабрь, 2002.
