Дифертон — измерительный преобразователь разности давлений¶
Дифертон — обобщённое название класса измерительных преобразователей разности давлений, получившее распространение в отечественной приборостроительной практике. Термин чаще всего связывают с приборами, выпускавшимися в СССР и России для измерения перепада давления на сужающих устройствах (диафрагмах, соплах), а также с названием конкретных моделей дифференциальных манометров. По принципу действия дифертоны относятся к преобразователям давления, работающим на пневматической, электрической или механической основе.
¶Общее описание
Дифертон предназначен для преобразования разности двух давлений в унифицированный выходной сигнал. Такой сигнал может быть пневматическим (например, 0,02–0,1 МПа), электрическим (4–20 мА, 0–5 мА) или механическим перемещением. Основное назначение — измерение расхода жидкостей, газа и пара методом переменного перепада давления, а также измерение уровня в закрытых резервуарах и контроль перепада на фильтрах.
Характерная черта приборов этого семейства — наличие двух измерительных полостей, разделённых чувствительным элементом (мембраной, сильфоном или сильфонным блоком). Разность давлений в полостях вызывает деформацию элемента, которая преобразуется в показания или выходной сигнал.
¶История и происхождение названия
Название «дифертон» образовано от латинского differentia — «разность» и суффикса, характерного для наименований приборов. Подобные «брендовые» обозначения были типичны для советской промышленности: предприятия давали сериям приборов короткие запоминающиеся имена, которые затем становились нарицательными.
Наибольшую известность получили дифференциальные манометры, выпускавшиеся рядом заводов «Союзприбор» и родственных объединений. В технической документации, каталогах и справочниках по контрольно-измерительным приборам обозначение «дифертон» встречается применительно к приборам для измерения перепада давления, используемым в системах автоматизации теплоэнергетики, металлургии, химической и нефтегазовой промышленности.
¶Классификация
Приборы рассматриваемого класса различают по нескольким признакам.
| Признак | Варианты |
|---|---|
| Род выходного сигнала | пневматические, электрические, механические (показывающие) |
| Чувствительный элемент | мембранные, сильфонные, мембранно-сильфонные |
| Способ отсчёта | показывающие, самопишущие, бесшкальные (с унифицированным сигналом) |
| Условия эксплуатации | обыкновенные, взрывозащищённые, виброустойчивые |
По диапазонам измеряемых перепадов приборы охватывают значения от единиц килопаскалей до нескольких мегапаскалей, что позволяет применять их как на малых, так и на крупных технологических установках.
¶Устройство и принцип действия
Типовой дифертон включает:
- измерительный блок — две камеры («плюсовую» и «минусовую»), разделённые упругой мембраной или сильфоном;
- передающий преобразователь — узел, превращающий перемещение чувствительного элемента в унифицированный сигнал;
- корпус с присоединительными штуцерами и вентильным блоком;
- элементы настройки — устройства установки нуля и диапазона измерений.
При подаче давлений в камеры возникает усилие, пропорциональное их разности. Мембрана перемещается, и это перемещение через рычажную или индуктивную систему передаётся на преобразователь. В пневматических моделях используется принцип сопло—заслонка с последующим усилением сигнала; в электрических — индуктивные, ёмкостные или тензорезистивные датчики.
Важной особенностью является необходимость защиты от односторонней перегрузки: при аварийном превышении давления в одной из камер прибор не должен выходить из строя. Для этого применяют упоры, клапаны и специальные конструкции мембранных блоков.
¶Применение
Основные области использования:
- Измерение расхода методом переменного перепада — совместно с диафрагмами и соплами на трубопроводах пара, воды, газа.
- Измерение уровня в закрытых аппаратах — по разности давлений столба жидкости и давления над ней.
- Контроль перепада на фильтрах, теплообменниках, в системах вентиляции.
- Системы автоматического регулирования — в качестве датчика в контурах управления технологическими процессами.
В теплоэнергетике приборы этого типа устанавливались на узлах учёта пара и горячей воды, в металлургии — на газоочистных и доменных установках, в нефтепереработке — на технологических линиях с агрессивными средами (при использовании разделительных сосудов).
¶Технические характеристики
К типовым параметрам относят:
- верхние пределы измеряемого перепада — от 1 кПа до 2,5 МПа и выше;
- классы точности — обычно 0,5; 1,0; 1,5;
- рабочие давления в камерах — до 6,4; 16; 25 МПа в зависимости от модели;
- температура измеряемой среды — в пределах, определяемых материалом мембран и уплотнений;
- выходной сигнал — унифицированный пневматический или электрический.
Питание электрических моделей осуществляется от сети переменного тока или от искробезопасных источников постоянного тока при использовании во взрывоопасных зонах.
¶Монтаж и эксплуатация
При установке прибора соблюдают ряд условий: равенство длин и сечений соединительных линий, отсутствие в них газовых пробок или конденсата, правильное подключение «плюсовой» и «минусовой» камер. Для парожидкостных сред применяют уравнительные и конденсационные сосуды. Регулярно проводят проверку нуля и продувку импульсных линий.
¶Значение и современное состояние
Дифертоны сыграли заметную роль в оснащении советской промышленности средствами измерений. С развитием электроники и появлением интеллектуальных датчиков давления классические модели уступили место микропроцессорным преобразователям, однако принцип измерения разности давлений остаётся основным для расходометрии. Многие приборы прежних серий продолжают эксплуатироваться и проходить поверку, а их ремонт и настройка остаются темой технической литературы.
Источники: справочники по контрольно-измерительным приборам, каталоги приборов для измерения давления и расхода, техническая документация предприятий приборостроения, учебные пособия по автоматизации технологических процессов.