Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 29. 20 augusti 1949 - Pneumatisk mätning av små längdförändringar, av Carl G Hård af Segerstad
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
542
TEKJiTSK TIDSKRIFT
Fig. i. Mätmetod
o— baserad pd
åndring-—ar i lufthastighet.
I stället för att som i Solexsystemet utnyttja variationerna
i tryck kan man mäta variationerna i hastighet hos luften.
Metoden utvecklades i första hand för mätning av
invändiga dimensioner i gevärs- och kulsprutepipor och arbetar
enligt det system som framgår av fig. 4. Luft från en
kon-stanttryckregulator ledes in i en "Rotameter". Från dennas
överdel är en ledning uttagen till ett mäthuvud enligt
samma princip som visas på fig. 1. Lufthastigheten
bestämmes vid t.ex. hålmätning av spelet mellan mäthuvudet
och hålets väggar. Ju mindre detta spel är, desto mindre
luft strömmar ut och desto lägre blir dess hastighet genom
hela apparaten. Metoden kom fram under försök att
förbättra Solexinstrumentets eftersläpning.
I England har konstruerats en elektropneumatisk
kom-parator, där luft från en konstanttryckregulator passerar
dels via en mätdrossel ut till mätobjektet vars dimension
bestämmer den utgående luftmängden och dels genom en
balanseringsdrossel med inställbart utlopp avsett för
nollställning av instrumentet. I bägge drosslarna finns
motståndselement, vilka utgör delar i en elektrisk
bryggkoppling med nollinstrument. Vid måttavvikelser hos
mätobjektet ökar eller minskar luftströmmen genom
mät-drosseln, vilket innebär att det däri befintliga
motståndselementet avkyles mer eller mindre än
kompensationselementet i den andra drosseln, varvid det elektriska
motståndet i mätelementet ökar eller minskar. Härvid
åstadkommes en obalans i den elektriska mätbryggan. Denna
anges på ett instrument och utgör ett mått på
dimensionsavvikelsen. Mot denna metod kan anföras, att den verkar
onödigt komplicerad i det man är beroende av två
servosystem, ett pneumatlskt och ett elektriskt.
Då det av olika skäl icke visat sig tillfredsställande att,
t.ex. i samband med kontinuerlig mätning av tjockleken
på kallvalsade precisionsprodukter, använda de i öppna
marknaden tillgängliga komparatorerna, har vid
Sandvikens Jernverk ett speciellt pneumatlskt system,
Deltasystemet, utarbetats, vilket ur alla synpunkter hittills synes
uppfylla de jämförelsevis stora krav man ur
driftsäkerhets- och produktkvalitetssynpunkt ansett sig böra
uppställa. Systemets namn anspelar på dess utomordentliga
förmåga att uppmäta de minsta dimensionsförändringar.
Det finns praktiskt taget ingen annan gräns för
förstoringen än den som bestämmes av kalibreringsmöjligheterna.
Deltasystemets mätprincip
Deltasystemet använder två mätdrosslar, fig. 5, som
normalt balanserar varandra. De matas med luft av konstant
tryck tagen från en regulator. Luften går genom
inloppsventilerna A in i mätkamrarna B och fortsätter därifrån
genom utloppsventilerna C ut i atmosfären. Varje
mät-kammare har ett tryckuttag D, som är anslutet till en
differentialmanometer. Alla fyra ventiltallrikarna är
monterade på samma spindel F på så sätt, att när den ena
kammarens utloppsventil stänger, öppnar dess
inloppsventil, samtidigt som den andra kammarens inloppsventil
stänger och dess utloppsventil öppnar. Nedre projektionen
i figuren visar ventilspindelns lagring i två uppskurna
membraner G av fosforbrons. Vi ser sålunda, att om
ventilspindeln av mätobjektet förskjutes ett visst avstånd från
mittläget uppstår i ena kammaren högre och i den andra
kammaren lägre tryck än som rådde, då spindeln befann
sig i mittläge. På grund av ventilernas inbördes
arrangemang är tryckavvikelserna i positiv och negativ riktning
lika stora och mätutslaget på differentialmanometern
kommer att representera summan av dessa båda tryck,
vilken blir fyra gånger större än med ett instrument enligt
den enkla mätdrosselns princip, under i övrigt lika
förutsättningar. Ett liknande resultat erhålles om endera båda
inlopps- eller båda utloppsventilerna är konstanta, ehuru
känsligheten då blir mindre.
Instrumentets teori
Vi uppdelar anordningen i fig. 5 i två lika delar och
betraktar den ena delen, som är skisserad i fig. 6. Spindeln F
är friktionsfritt upphängd i huset H med membranen Gt
och G3 och är försedd med tre skivor /„ /„ och /3.
Mellanrummet mellan skivorna Ix och /„ står genom en ledning
i förbindelse med en manometer eller annan tryckmätande
anordning. Skivorna /„ och /3 bildar tillsammans med
kroppen H ringspalter. Spalten mellan H och /3 står i
förbindelse med atmosfären. Skivan /1 antas vid den
teoretiska behandlingen löpa med god tätning i ett cylindriskt
lopp och tjänar endast som organ för kompensering av
det tryck, som verkar på övre sidan av skivan I„.
Strömmar ett medium av konstant tryck in genom spalten L—H
och ut via spalten /3—H kommer i kammaren mellan /2
och /3 att uppstå ett tryck, vilket är beroende av de båda
nyssnämnda spalternas storlek eller med andra ord av
läget på spindeln F. Vad som närmast är av intresse är
att studera, hur detta tryck varierar med ändringar i
spindelns läge i axiell led.
Låt oss anta, att atmosfärstryck råder utanför
anordningen och att mediet för enkelhets skull är inkompressibelt.
Under fortfarighetstillstånd måste den genom spalten A’,
strömmande mediemängden vara lika med den som
strömmar genom spalten A’.. Sålunda gäller sambandet
där <p1 och <p„ är munstyckskoefficienter. Hastigheterna i
munstyckena (ol och ft>2 fås generellt ur sambandet
2 Q
o2 = y ■ p
V
där p är tryckskillnaden och y är tätheten.
Kontinuitetssambandet får då formen
<P i
Kr \/2°(po-p) = <P>K2\J^p
Fig. 5. Deltaventil.
Fig. 6. Enkel mätdrossel med
två variabla strypningar.
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
