Даралт мэдрүүр

Даралтын мэдрүүр, зарцуулалт болон түвшингийн хувиргагчууд

 

Даралт- нэгж талбайд үйлчлэх хүчийг хэлнэ. Даралт хэмжихтэй холбоотойгоор даралт болон бусад үзүүлэлтүүдийг /зарцуулалт, түвшин гм/ тодорхойлоход үндсэндээ шингэний түвшингийн өндрийн өөрчлөлтөөр, уян элементийн шилжилтийн өөрчлөлтөөр, цахилгаан эсэргүүцэл болон мэдрүүрийн хоёрдахь хувиргагчийн цахилгаан хөдөлгөгч хүч зэрэгтэй холбоотой механик үйлдэлтэй хүчний анхны хувиргагчуудыг хэрэглэдэг.

     Зураг – 9-өөс даралтын механик мэдрэгч элементийн үйлдлийн хамаарал нь  δ=КᅀР гэдгийг харж болно. /шингэний элементээс бусад нь/

Зураг 9. Даралтын мэдрэгч элементүүд

А) U хэлбэрийн хоолойн холболттой, б) – U хэлбэрийн хоолойн холболтгүй, в) – сильфонтой, г) – мембрантай, д, е) – гуурсан хоолойн пүрштэй, ж, з) – ялгаварт мэдрүүлүүд

Энд:   δ – элементийн шилжилтийн хэмжээ, мм

     К – элементийн механик шинж чанар болон геометрийн хэмжээг хангах коэффициент

     ᅀР – даралтын өөрчлөлт, МПа

U хэлбэрийн элементтэй шингэний түвшингийн хувьд Н=(Р-Р_а)/g

 

Энд:   Р- саван доторхи даралт, МПа

     Р_а – агаарын даралт, Па

     g  - шингэний хувийн жин, м²

     U хэлбэрийнхээс гадна бусад төрлийн налуу хоолойнуудыг  өргөн хэрэглэдэг.

Шингэнийхээс бусад авч үзэж буй элементүүд нь даралтын Р-Р_а ялгаварын зөрүүгээр илэрхийлэгдэнэ. Гагцхүү агаарын Р_а даралтыг өчүүхэн бага хэмжигдэхүүн гэж үзээд тооцохгүй байж болно.

Р₁ ба Р₂ цэг дээрх даралтын ялгааг зайлшгүй хэмжих шаардлагатай бол сильфон болон мемберант ялгаварт мэдрэгч элементийг ашиглах нь тохиромжтой байдаг. (Зураг 9, ж, з). Даралтын хэсэгчилсэн хэлбэлзэлийн үед уян мэдрэгч элементээс гарах тэдгээрийн инерцийг хэрэглэх нь оновчтой биш бөгөөд  зарим тохиолдолд бүр боломжгүй байдаг. Энэ тохиолдолд болон түүнээс гадна хэв гажилтыг тодорхойлох тохиолдолд /даралтын үйлчлэл биетэд нөлөөлөх үр дүн/ тусгай тензометрийн болон пьезометрийн мэдрүүрийг хэрэглэдэг.

     Тензометрийн мэдрүүрийн үндсэн ажиллах зарчим нь хэв гажилтаас мэдрэгч элемент /нүүс, бал чулуу, металл, хагас дамжуулагч гм/-д үүсэх цахилгааны эсэргүүцлийн хамаарал болох тензометрийн үр нөлөөнд үндэслэнэ.

     Мэдрүүрийн холболтын бүдүүвчийг 10-р зургаар үзүүлэв. Р хүчний өөрчлөлтийн үед мэдрүүрийн эсэргүүцэл хоёрдахь төхөөрөмж болох П-д тэмдэглэгдэнэ.

Энэ элементийн үндсэн ажиллагаа нь дараах хамаарлаар илэрхийлэгдэнэ. 

Энд:   R – Хэв гажилтын өмнөх үеийн дамжуулагчийн эсэргүүцэл, Ом

     - хэв гажилт үүсэх үеийн эсэргүүцлийн өөрчлөлт, Ом

     L – дамжуулагч болон баазын урт, мм

- уртын өөрчлөлт, мм

h харьцангуй мэдрэмж /Дамжуулагчийн урт өөрчлөгдөх үеийн эсэргүүцлийн харьцангуй өөрчлөлт/

ε -  дамжуулагчийн харьцангуй хэв гажилт

Бал чулуу, хөө, нунтаг нүүрс зэргээс саваа хэлбэрээр бэлтгэн  хавтгай цаасан дээр наасан элементийг тензолит гэж нэрлэнэ. Хийц эд анги дээр наасан тензолит нь хэв гажилтыг хүлээн авна.

Утсан мэдрэгч элементтэй мэдрүүрийг илүү өргөн хэрэглэж байна. Энд нарийн утсыг зиг заг хэлбэрээр хавтгайд зэс утсаар холбон нааж бэлтгэдэг. Мэдрэх элемент наасан хийц сунах эсвэл агших үед мэдрүүрийн утас уртсах эсвэл агших процесс явагдана. Энэ үед утасны диаметр өөрчлөгдөж үүний үр дүнд мэдрүүрийн эсэргүүцэл өөрчлөгдөнө.

Өндөр температурын хэв гажилтыг хэмжихэд дулааны эсэргүүцлийн коэффициент нь ялгаатай хоёр өөр төрлийн материалаас бүрдсэн дулаан зохицлын тор бүхий мэдрүүрийг хэрэглэдэг.

Пьезо цахилгаан мэдрүүрийн ажиллах зарчим нь механик үйлчлэлийн үед зарим талстын гадаргууд цахилгаан цэнэг үүсэх пьезо цахилгаан үр нөлөөний тусламжтайгаар (Зураг 11) механик энергийг цахилгааны энерги болгон хувиргахад үндэслэнэ.

 

Q=dP

Энд:   d – пьезоцахилгаан модуль, Кл / Па

     Р – даралт, Па.

Тензометрийн мэдрүүрийг пьезоцахилгаан мэдрүүртэй харьцуулахад хэд хэдэн давуу талуудтай. Тэд илүү авсаархан, температурын өөрчлөлт тэдгээрийн заалтад нөлөөлдөггүй, бас мэдрэх чадвар сайтай. Ганцхүү тогтмол даралтыг пьезоцахилгаан мэдрүүрээр хэмжихэд тохиромжгүй байдаг.  Винтэн цилиндр пружинтай сильфоны уян хэв гажилт бацэнэгжилт болон дархалтын хоорондын хамааралд үндэслэсэн багажны ажиллах зарчмыг зураг 12-т үзүүлэв. Хэмжигдэж байгаа даралт нь багажны штуцер 2-т өгөгдөх ба сувгаар сильфон 3-ын их бие 1-д очно. Сильфоны ёроол 19 дээшээ шилжиж резьбатай втулк 6-г пүрш 4-т шахаж эргүүлнэ. Пружин 4-ийг чангалах, суллах замаар сильфоны хатуурлын /жесткость/ хэмжээг тохируулж болно. Втулка 6 нь тулгуур 18-д бэхлэгдсэн сильфоны механизмын хөдөлгөөнгүй дээд хавтан 7- гийн дотор эргэнэ. Дээшээ шилжихдээ сильфоны ёроол пружиныг 5 гэсэн втулк ба 9 гэсэн зүүлттэй бэхлэгдсэн зүү- 8 руу шахаж  тэнхлэг 11 дээр эргэх 10 хөшүүргийг эргүүлнэ. Мөн энэхүү тэнхлэг дээр хөшүүрэг 20 эргэнэ. Тэнхлэг 11 дээрх хөшүүрэг 20-иор дамжин эргэх хөшүүрэг 10 нь түүнтэй холбогдсон түлхэгч 12-т хөдөлгөөн дамжуулах 13-аар дамжих ба тэрхүү тэнхлэг дээрх зүүг шилжүүлнэ.10 хөшүүрэг дээр байрлах чиглүүлэгч 16 тохиргоо хийхэд зориулагдсан бөгөөд 17 винтээр уг тохиргоог хийнэ.

Зарцуулалт гэдэгт нэгж хугацаанд (м³, кг/с) өгөгдсөн огтлолтой хэсгээр урсан өнгөрөх бодисын дундаж хэмжээг хэлнэ.  Бодисын зарцуулалт ба тоо хэмжээ гэдэг нь ялгаатай ойлголт юм.  Зарцуулалт гэдэг нь бодисын хэмжээг хугацаагаар үржсэн үржвэр гэсэн үг юм. Тоо хэмжээг тодорхойлоход зориулагдсан нэгтгэх төхөөрөмжийг тоолуур гэнэ.

Бодисын зарцуулалт гэдэг нь  хөндлөн огтлолын талбайг урсгалын хурдад үржүүлсэн үржвэр гэж ойлгож болно. Зарцуулалтыг хэмжихэд үндэслэсэн физик үзэгдэл гэвэл бодисын хөдөлгөөний хурд болон түүний тоо хэмжээний өөрчлөлттэй холбоотой байж болно (Зураг - 13). 

Диафрагмыг дамжуулагч хоолойд бэхлэх үед нүхтэй таславч (зураг 13а) уг диафрагм дахь шингэний (хий) хөдөлгөөний хурд  ба түүн дотор өсөхөд шууд……..

Урсгалын хурд ихсэхэд даралтыг бууруулахад хүргэх ба Бернуллийн хуулиар урсгалын кинетик энергийн нийлбэр нь тогтмол хэмжээтэй байх хий ба шингэний нийлбэр энергийн даралтаар тодорхойлогдох статистик энерги ба хурдны квадратад шууд хамааралтай. Диафрагмын өмнөх болон дараах даралтын ялгаварыг дурын ялгаварт манометрээр хэмжиж болно.