Основы научных исследований и испытаний двигателей (стр. 31 )

Создаваемый током возбуждения магнитный поток обмотки возбуждения пронизывает обе секции вторичной обмотки. Часть этого пронизывает секцию , индуцируя в ней ЭДС , часть потока пронизывает вторую секцию , индуцируя в ней ЭДС . Потоки и однозначно связаны со значениями взаимных индуктивностей и : , . А величины ЭДС связаны с величинами и : ; . В этих выражениях - частота тока возбуждения.

ЭДС всей вторичной обмотки.

.

При отсутствии расхода жидкости поплавок опущен, а ферритовый сердечник находится в среднем положении по отношению к обмоткам и , что обуславливает одинаковые значения потоков и , а значит и одинаковые величины взаимных индуктивностей (). Тогда ЭДС всей вторичной обмотки (при встречном включении секций и )

.

При увеличении расхода поплавок и сердечник поднимаются, в результате чего уменьшается сопротивление магнитному потоку между обмоткой возбуждения и верхней секцией вторичной обмотки . В результате возрастает магнитный поток , ЭДС , а величины и уменьшаются, а ЭДС всей вторичной обмотки будет увеличиваться, что будут зафиксировано через электронный блок регистрирующим прибором. Электронный блок обеспечивает линейную характеристику преобразователя. На этом принципе основано действие прибора КИ-12371 [15]. Его характеристика: диапазон изменения расхода топлива 2…70 л/ч; ошибка измерения 2%; питание 220В, 50 Гц.

Градуировка выполняется совместно датчика и электронного блока путем проливки дизельного топлива через ротаметр с одновременным измерением расхода весовым или объемным способом.

Промышленностью выпускаются также ротаметры без дистанционной передачи (тип РМ), с электрической дистанционной передачей (тип РЭ, РЭВ с пределами измерений от 0,025 м/ч до 16 м/ч по жидкости) и с пневматической дистанционной передачей (тип РП) [17].

Тахометрические расходомеры топлива позволяют измерять непрерывный расход топлива с использованием малогабаритных турбинных датчиков. В качестве примера может быть рассмотрен тахометрический расходометр топлива с индукционным датчиком [15]. Турбинка вращается с частотой, пропорциональной скорости потока на входе в турбину (рис. 6.3). Индукционный датчик преобразует частоту вращения турбинки в электрический сигнал переменного тока, величина которого пропорциональна расходу топлива. Диапазон измерения от 3 до 900 л/ч. Ошибка измерения 1,5%. Существуют конструкции тахометрических расходомеров с фотоэлектрическими преобразователями. Турбинка при вращении прерывает поток света, падающий от осветителя на фотодиод, преобразуя скорость вращения в частоту электрических импульсов. Выходной сигнал датчика в виде электрических импульсов преобразуется в электрический ток, пропорциональный частоте импульсов и расходу топлива [16].

10.2. Измерение расхода воздуха

Получили распространение следующие способы измерение расхода воздуха: 1) применение ротационных счетчиков газа; 2) применение сужающих устройств; 3) электрические методы определения скорости потока, обычно при работе на неустановившихся режимах.

Стандартами предусмотрены требования к установкам для измерения расхода воздуха.

В связи с циклической работой двигателя для сглаживания пульсаций потока воздуха в устройстве для измерения расхода перед двигателем устанавливается ресивер объемом не иене 200-кратного рабочего объема одного цилиндра двигателя. При этом на одну из стенок ресивера рекомендуется установка упругого элемента в виде листовой резины для сглаживания пульсации давления и для предохранения ресивера от разрушения в случае воспламенения попавшего в него топлива [3].

Сопротивление устройства для измерения расхода воздуха не должно превышать 70 …75 мм водяного столба и изменять величины крутящего момента и часового расхода топлива более чем на 1%.

Термометр для измерения температуры входящего в двигатель воздуха должен быть установлен на расстоянии не более 100 мм от входа в устройство для определения расхода воздуха.

Ротационные счетчики газа

Ротационные счетчики по принципу действия относятся к объемным расходометрам, основным на отсчете количества определенных объемов, вытесняемых из измерительной камеры прибора под действием разности давлений на счетчике.

Ротационный счетчик используется для измерения расхода воздуха на установившихся режимах работы двигателя. Схема счетчика показана на рис. 6.4. В корпусе счетчика установлена два ротора восьмеричной формы, вращение которых синхронизировано с помощью шестеренчатой передачи. К оси одного из роторов присоединен счетный механизм, показывающий расход в м. При автоматизации измерения механический счетчик заменяется электронным импульсным счетчиком с бесконтактным фотоэлектрическим или индукционным датчиком. Для контроля за потерей давления в счетчике служит манометр. Эта потеря должна быть не более 30 мм водяного столба.

Вращение роторов происходит за счет разности давлений на входе и выходе счетчиков. Образование мерного объема видно на рис. 6.4. Нетрудно видеть, что за один оборот обоих роторов будет пропущено к двигателю четыре мерных объема .

Из положительных качеств ротационных счетчиков можно отметить достаточно высокую точность измерения (1…1,6% в интервале расходов 20…80%); возможность автоматизации измерений; невысокая потеря давления в счетчике. Недостаток – общее габариты счетчика для двигателей большой мощности. Область применения ротационных счетчиков достаточно широкая. Промышленностью выпускаются счетчики типов РГ-40, РГ-100, РГ-250, РГ-400, РГ-600, РГ-1000. Цифра в обозначении типа означает номинальный расход газа в .

12. Индицирование двигателей

12.1. Электрические индикаторы

Пьезоэлектрические датчики

Недостатком пьезокварцевых датчиков яв­ляется неприспособлен­ность для регистрации постоянных усилий, а также дефицитность квар­ца.

Тензометрические датчики основаны на использовании яв­ления тензоэффекта, ког­да под действием растя­гивающей или сжимающей силы происходит измене­ние электрического соп­ротивления тензорезистора. Тензоэффект харак­теризуется величиной тензочувствительности материала.

,

где l, R - длина и сопротивление тензочувствительного элемента;

l, R - приращение длины и сопротивления его вследствие приложения внешних сил.

Таким образом, тензочувствительность есть отношение относи­тельного изменения сопротивления к относительной деформации.

Изменение сопротивления проволоки при ее удлинении происхо­дит вследствие уменьшения ее поперечного сечения и иногда тензо­чувствительность представляется выражением