II - Технические средства систем контроля и управления

1. Классификация средств измерения давления

Средства измерений давления классифицируют по виду измеряемого давления и принципу действия. По виду измеряемого давления средства измерений подразделяют на: манометры избыточного давления – для измерения избыточного давления; манометры абсолютного давления – для измерения давления, отсчитанного от абсолютного нуля; барометры – для измерения атмосферного давления; вакуумметры – для измерения вакуума (разрежения); мановакуумметры – для измерения избыточного давления и вакуума (разрежения). Так же получили распространние-напоромеры – манометры малых избыточных давлений (до 40 кПа); тягомеры – вакуумметры с верхним пределом измерения не более – 40 кПа; тягонапоромеры – мановакуумметры с диапазоном измерений плюс 20 ÷ минус 20 кПа; вакуумметры остаточного давления – вакуумметры, предназначенные для измерения глубокого вакуума или остаточного давления, т.е. абсолютных давлений мене 200Па; дифференцальные манометры – средства измерений разности давлений. В зависимости от принципа, используемого для преобразования силового воздействия на чувствительный элемент в показания или пропорциональные изменения другой физической величины, средства измерения давления разделяются на жидкостные, деформационные, поршневые, электрические, ионизационные, тепловые.

2. Деформационные средства измерения давления

Различают три основные формы ЧЭ: трубчатые пружины, сильфоны и мембраны. Трубчатая пружина — упругая криволинейная металлическая полая трубка, один из концов которой имеет возможность перемещаться, а другой — жестко закреплен. Трубчатые пружины используются в основном для преобразования измеряемого давления, поданного во внутреннее пространство пружины, в пропорциональное перемещение ее свободного конца. Сильфон — тонкостенная цилиндрическая оболочка с поперечными гофрами рисунок 1.5(д), способная получать значительные перемещения под действием давления или силы. Различают упругие и эластичные (вялые) мембраны. Упругая мембрана — гибкая круглая плоская (плоская мембрана) или гофрированная (гофрированная мембрана) пластина, способная получить прогиб под действием давления рисунок 1.5(е, ж). Статическая характеристика плоских мембран изменяется нелинейно с увеличением давления, поэтому здесь в качестве рабочего участка используют небольшую часть возможного хода. Гофрированные мембраны могут применяться при больших прогибах, чем плоские, так как имеют значительно меньшую нелинейность характеристики. Мембраны изготавливают из различных марок стали, бронзы, томпака, латуни.

3. Принцип действия и технические характеристики измерительных преобразователей Сапфир 22

Предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами, в том числе, со взрывоопасными условиями производства и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра – уровня жидкости или уровня границы раздела жидких фаз как нейтральных, так и агрессивных сред-в стандартный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.Преобразователи предназначены для контроля сред, не содержащих компонентов, конденсат паров которых замерзает при температуре окружающего воздуха, возможной в процессе эксплуатации. Принцип действия преобразователей основан на воздействии измеряемого давления (разности давления) на мембраны измерительного блока, что вызывает деформацию упругого чувствительного элемента и изменение сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя. Это изменение преобразуется в электрический сигнал, который передается от тензопреобразователя из измерительного блока в электронный преобразователь, и далее в виде стандартного токового унифицированного сигнала. Их недостатки: некоторая сложность изготовления; смещение нуля выходного сигнала, а иногда и изменение характеристики во времени; влияние температуры на показания вследствие большого коэффициента объемного расширения кремнийорганической жидкости, хотя тензорезисторный преобразователь и содержит элементы для температурной компенсации. Технические характеристики: Диапазон измерения-до 10 м; предельно допускаемое рабочее давление избыточное давление- 2,5;4,0;6,3;16,0;20,0 МПа; погрешность измерений ±0,5%,± 1,0%;Имеют исполнение искробезопасное, взывонепроницаемое. Напряжение питания – 36,24 Вольт. Выходной сигнал: 0-5;0-20;4-20 мА.

4. Классификация средств измерения уровня.

Классификация уровнемеров:

1. Визуальные средства измерения уровня (мерные линейки, рейки, рейки рулетки с лотами (цилиндрическими стержнями) и уровнемерные стекла)

2. Поплавковые средства измерений уровня; (узкого и широкого диапазонов. уровнемеры узкого диапазона-устройства, содержащие шарообразный поплавок диаметром 80 - 100 мм, из нержавеющей стали, бывают фланцевые и камерные;уровнемеры широкого -поплавок , связанный с противовесом гибким тросом. В нижней части противовеса укреплена стрелка, указывающая по шкале значения уровня жидкости в резервуаре.)

3. Байковые средства измерения уровня (Чувствительным элементом является цилиндрических буек, из материала с плотностью, большей жидкости. Буек находится в вертикальном положении и частично погружен в жидкость. При изменении уровня жидкости в аппарате масса буйка в жидкости изменяется пропорционально изменению уровня.)

4. Гидростатические средства измерений уровня (Измерение уровня гидростатическими уровнемерами сводится к измерению гидростатического давления Р, создаваемого столбом h жидкости постоянной плотности р, согласно равенству P=ρgh)

5. Электрические средства измерений уровня; (По виду чувствительного элемента подразделяют на емкостные и кондуктометрические.)

6. Акустические средства измерений уровня. (широкое распространение получил принцип локации)

По диапазону измерения различают уровнемеры широкого и узкого диапазонов.

5. Поплавковые уровнемеры

Среди существующих разновидностей уровнемеров поплавковые являются наиболее простыми. Получили распространение поплавковые уровнемеры узкого и широкого диапазонов. Поплавковые уровнемеры узкого диапазона обычно представляют собой устройства, содержащие шарообразный поплавок диаметром 80 - 100 мм, выполненный из нержавеющей стали.

Поплавок плавает на поверхности жидкости и через штангу и специальное сальниковое уплотнение соединяется либо со стрелкой измерительного прибора, либо с преобразователем угловых перемещений в унифицированный электрический или пневматический сигналы.

В основу работы буйковых уровнемеров положено физическое явление, описываемое законом Архимеда. Чувствительным элементом в этих уровнемерах является цилиндрических буек, изготовленный из материала с плотностью, большей плотности жидкости. Буек находится в вертикальном положении и частично погружен в жидкость. При изменении уровня жидкости в аппарате масса буйка в жидкости изменяется пропорционально изменению уровня. Преобразование веса буйка в сигнал измерительной информации осуществляется с помощью унифицированных преобразователей «сила — давление» и «сила — ток». В соответствии с видом используемого преобразователя силы различают пневматические и электрические буйковые уровнемеры.

6. Гидростатические уровнемеры

Измерение уровня гидростатическими уровнемерами сводится к измерению гидростатического давления Р, создаваемого столбом h жидкости постоянной плотности р, согласно равенству

P=ρgh

Измерение гидростатического давления осуществляется:

· манометром, подключаемым на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня;

· дифференциальным манометром, подключаемым к резервуару на высоте, соответствующей нижнему предельному значению уровня, и к газовому пространству над жидкостью;

· измерением давления газа (воздуха), прокачиваемого по трубке, опущенной в заполняющую резервуар жидкость на фиксированное расстояние.

Измерение гидростатического давления манометрами целесообразно в резервуарах, работающих при атмосферном давлении. В противном случае, показания манометра складываются из гидростатического и избыточного давлений.

Для измерения уровня жидкости в технологических аппаратах, находящихся под давлением, широкое применение получили дифференциальные манометры. С помощью дифференциальных манометров возможно также измерение уровня жидкости в открытых резервуарах, уровня раздела фаз и уровня раздела жидкостей.

Если жидкость, заполняющая резервуар, агрессивна, то подключение дифманометра к резервуару осуществляется через разделительные сосуды.

Уровнемеры, в которых измерение гидростатического давления осуществляется путем измерения давления газа, прокачиваемого по трубке, погруженной на фиксированную глубину в жидкость, заполняющую резервуар, называют пьезометрическими. Точность измерений уровня пьезометрическими уровнемерами может быть существенно увеличена, если в качестве средства измерений гидростатического давления использовать автоматический цифровой манометр дискретно – непрерывного действия.

123 4

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:

©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.