Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ РАСХОДОМЕРЫ

Электромагнитные (индукционные) расходомеры предназначе­ны для измерения расхода различ­ных жидких сред, в том числе пульп с мелкодисперсными неферромагнитными частицами, с элек­трической проводимостью не ниже 5 • 10—2 См/м, протекающих в

закрытых полностью заполненных трубопроводах. Широко приме­няются в различных отраслях пищевой промышленности.

Электромагнитные расходомеры выполняются в виде двух от­дельных блоков: измерительного пре­образователя расхода и изме­рительного блока — передающего преобразователя, в котором осу­ществляется приведение сигнала, полученного от измерительного преобразователя, к стандартизован­ному виду, удобному для дальней­шего использования.

Измерительный преобразователь расхода электромагнитного расходо­мера (рис. VIH.15) состоит из не­магнитного участка трубопровода 3 с токосъемными электродами 4 и яр­ма электромагнита 2 с обмоткой воз­буждения 1, охватывающего трубо­провод. При протекании электропро­водных жидко­стей по немагнитному трубопроводу 3 через однородное магнитное поле, создаваемое магни­том 2, в жидкости, которую можно представить как движущийся проводник, возникает электродвижу­щая сила, снимаемая электродами 4. Эта ЭДС Е прямо пропорцио­нальна средней скорости потока:

Е = В1ср, (VIII.27)

где В— электромагнитная индукция в зазоре между полюсами магнита, Т; t — расстояние между электродами, м; vcv — средняя скорость потока, м/с.

Поскольку площадь сечения трубы постоянна, ЭДС, снимаемая с электродов, может быть выра­жена через объемный расход жид­кости:

E = BQО/DУ, (VIII. 28)

где Dy — внутренний (условный) диаметр трубы, равный расстоянию между электродами, м.

Далее сигнал, пропорциональный расходу, подается на измери­тельный блок (на рис. VIII. 15 не по­казан), где он приводится к стандартизованному виду и затем передается к прибору или друго­му измерительному устройству.

Индукционные расходомеры рассчитаны на условные проходы от 10 до 300 мм и обеспечивают из­мерение в пределах от 0,32 до 2500 м3/ч. Класс точности 1.

 


 

ПОПЛАВКОВЫЕ И МЕМБРАННЫЕ УРОВНЕМЕРЫ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИИ УРОВНЯ

Практически во всех технологических процессах пищевой про­мышленности возникает необходи­мость измерять уровень жидких или сыпучих материалов, а также сигнализировать о достижении ими максимального или минимального значения для предупрежде­ния от переливов и пересыпаний или сни­жения уровня ниже допу­стимых пределов. Особенно широко средства измерений уровня ис­пользуются в производствах, связанных с переработкой и транспор­тировкой больших объемов жид­ких продуктов (пивоваренное, спиртовое, винодельческое, производство соков и т. п:),а также на эле­ваторах и мельницах.

Разнообразие условий измерения обусловило применение боль­шого количества физических прин­ципов, положенных в основу со­временных средств измерений уровня. Широкое применение нахо­дят механические, гидростатические, электрические (в том числе волновые), акустические, радио­изотопные принципы измерений. Современные приборы для измерения уровня можно разделить на две группы: уровнемеры, обеспечивающие получение непрерывной информа­ции б положении уровня в контро­лируемой емкости в любой мо­мент времени;

сигнализаторы, обеспечивающие получение информации (сигна­ла) о достижении уровнем каких-либо фиксированных значений, определяемых местом установки их чувствительных элементов. Уров­немеры могут быть снабжены сигнализирующими устрой­ствами и выполнять функции сигнализа­торов. Часто всю группу средств измерений уровня, предназначенных и для непрерывного измерения, и для сигнализации, называют уровнемерами. Оте­чественным приборостроением выпуска­ется широкая номенклатура уровнемеров и сигнализаторов уровня, обеспечивающих измере­ние и сигнализацию уровня жидких и сыпучих материалов практиче­ски во всем диапазоне их измене­ния (от нескольких сантиметров до десятков метров). Кроме того, выпускается ряд средств из­мере­ний, отвечающих требованиям конкретных технологических процессов пищевых производств.

МЕХАНИЧЕСКИЕ УРОВНЕМЕРЫ

Уровнемеры и сигнализаторы этой труппы получили широкое распространение в пищевой про­мышленности благодаря простоте, надежности и низкой стоимости. К группе механических уров­неме­ров относятся средства измерений, основанные на использовании механического силового воздейст­вия уровня измеряемого материа­ла на, их чувствительный элемент. К механическим отно­сятся по­плавковые (наиболее распространенные), мембранные и контакт­но-механические, а также виб­рационные приборы.


Поплавковые уровнемеры Существует большое разнообразие типов и модификаций по­плавковых уровнемеров и сигнализато­ров, различающихся конст­рукцией, характером измерения (непрерывное или дискретное), пределами измерения, условиями применения, системой дистанци­онной передачи и т. п. Принцип их действия основан на использо­вании перемещения поплавка, плавающего на поверхности жид­кости. Это перемещение механиче­ски или-с помощью системы ди станционной передачи (механической, пневматической, электриче­ской, частотной и др.) переда­ется к измерительной части прибора. На рис. IX. 1 приведена структурная схема поплавкового уров­неме­ра, положенная в основу многих промышленных приборов, приме­няемых для измерения уровня жидкостей.

Изменение уровня жидкости в емкости определяется с помощью поплавка 1, плавающего на ее по­верхности. Движение поплавка пе­редается с помощью троса или мерной ленты 2, перекинутой че­рез ролики 3 и 4, на мерный шкив 6, на оси которого укреплена стрел­ка 5, показывающая по шкале уровень жидкости в резервуаре. Поплавок и трос уравновешиваются контргрузом 7 или пружиной. Поплавковые приборы также широко применяются в качестве сиг­нализаторов и реле предельных значе­ний уровня неагрессивных или слабоагрессивных некристаллизующихся, а также неналипаю­щих жидкостей.

Мембранные уровнемеры Мембранные сигнализаторы уровня применяются для измерения уровня зерна и других сыпу­чих неслеживающихся материалов. В мембранном сигнализаторе уровня зерна (рис. IX.2), крепящего­ся к стенке бункера, усилие давле­ния зерна воздействует на гиб­кую мембрану 1 из прорезиненной ткани с жестким металлическим диском 2 и перемещает ее, преодолевая усилие пружины 3. Это перемещение приводит к переклю­чению электрических контактов. Микропереключателя 4, находящегося, внутри корпуса 5. Срабатывание контактов происходит при высоте слоя пшеницы над мембраной около 150 мм.

 

 

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЕ УРОВНЕМЕРЫ

Гидростатические уровнемеры основаны на измерении давления-столба жидкости или выталки­вающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость. В пищевой промышленности нашли ши­рокое применение буйковые и пьезометрические (барботажные) гидростатические уровнемеры, а также уровнемеры-манометры и: дифманометры.

Буйковые уровнемеры Принцип действия буйковых уровнемеров основан на изменении выталкивающей силы, действую­щей на буек, который погружен в жидкость и удерживается в ней в заданном положении с помощью какой-либо внешней силы. В качестве этой силы используется упру­гая сила пружины или скручивающейся торсионной трубки. В буй­ковых уровнемерах, входящих в систему ГСП, уравновеши­вающей: силой является усилие обратной связи, развиваемое силовым ме­ханизмом обрат­ной связи — электрическим или пневматическим.

В буйковом уровнемере с электрическим уравновешиванием (рис. IX.6) чувствительный элемент - буек 10, находящийся в жидкости, подвешен к рычагу 9, который через уплотнительную мембрану 11 выведен наружу и соединен системой рычагов с устройством обратной связи. Начальная масса буйка уравновешивается специальным грузом 8, находящимся на плече дополнительного уравновеши­вающего рычага. Усилие от рычага 9 передается через Т - образный рычаг 3, подвижную опору 2 и Г - образный рычаг 4 к индикатору рассогласова­ния 5 дифференциально-трансформа­торного типа. Электрический сигнал рассогласова­ния усиливается и приводится к нормализованному виду lвых усилителем 7, откуда он поступает в линию связи и устройство обратной связи 6, с по­мощью которого создается усилие, через систему рыча­гов уравновешивающее выталкивающее усилие жидкости, которое действует на буек 10. Пру­жина 1 является корректором нуля при настройке прибора. Выпускается большая номенклатура буйковых уровнемеров, сигнализаторов и регуляторов с механической, пневматической и электрической системами дистанционной пере­дачи. Так, например, группа уровнемеров типа УБ рассчитана на 19 пределов измерения в диапазоне от 0—20 мм до 0—16 м и насчитывает 48 типоразмеров. Класс точности приборов 1 и 1,5. Предельно допусти­мое рабочее избыточное давление 10 МПа.

Пьезометрические уровнемеры. Уровнемеры, основанные на принципе гидростатического изме­рения уровня жидкости путем проду­вания с малой скоростью воз­духа через открытую с одного конца трубку, опущенную в резер вуар, называются пьезометрическими, или барботажными. Уровне­мер (рис. IX.7) состоит из опус­каемой в резервуар трубки 1, к ко­торой присоединяется манометр 5 для измерения давления возду­ха в трубке р, а следовательно, и статического напора жидкости, пропорционального высоте столба жидкости Н над выходным от­верстием трубки, т. е. Сжатый воздух подается от компрессора через фильтр 4 и ре­дуктор 3, служащий для регули­ровки подачи воздуха через трубку. Для контроля подачи воздуха служит визуальное контрольное уст­ройство 2.Подобные приборы могут с успехом использоваться для измере­ния уровня агрессивных, загрязнен­ных и быстрокристаллизующихся жидкостей и обеспечивают точность измерения ±1,5% при по­стоянной плотности раствора (жидкости).

Уровнемеры-манометры и дифманометры. К гидростатическим приборам относятся уровнемеры, основан­ные на измерении давления, кото­рое создается столбом жидкости. Это давление, определяемое согласно формуле (IX.2), измеряется с помощью манометров.

Уравнение (IX.2) показывает возможность измерения уровня путем опреде­ления гидростатиче­ского давления жидкости. Известны два основных варианта измерения уровня с помощью маномет­ров: путем установки специального чувст­вительного элемента внутри емкости, в которой произво­дится измерение, и путем .подключения манометра к сливному трубопроводу. Между манометром и жид­костью, находящейся в резервуаре, устанавливается разделительная мембрана (чаще всего резино­вая). На этом принципе построен прибор для измерения уров­ня вина, состоящий из резиновой камеры, соединительной полиэтиленовой трубки и манометра, отградуированного в единицах измере­ния уровня. Погрешность таких приборов достигает ±4%, что для технических целей вполне прием­лемо. Для измерения уровня жидкости, находящейся под давлением (например, уровня воды в бараба­нах паровых котлов), широко применяются гидростатические уровнемеры, основанные на прин­ципе измерения разности давлений двух столбов жидкости с по­мощью дифманометрон. Подобные уровне­меры обеспечивают доста­точно высокую точность измерения, однако необходимо иметь в виду влия­ние на нее изменения плотности жидкости, что должно быть учтено при градуировке приборов. Дифма­нометры-уровнемеры могут применяться также для измерения уровня жидкостей, находя­щихся в открытых сосудах или под вакуумом.


 

3 Широкое внедрение в пищевую промышленность автоматизации технологических процессов, основанное на использовании различных технических средств, явилось предпосылкой создания и внед­рения ГСП.ГСП разработана с целью наиболее экономически целесообраз­ного решения проблемы обеспечения техниче­скими средствами ав­томатических систем контроля, регулирования и управления техно­логическими процессами различных отраслей народного хозяйст­ва. В настоящее время ГСП определяет направления разви­тия оте­чественного приборостроения,, требования к которому непрерывно возрастают как по номенклатуре изделий, так и по их качественным показателям.В основе построения ГСП лежат определенные системотехни­ческие принципы, направленные на создание системы универсаль­ных технических средств автоматизации, которые могут быть сфор­мулированы следую­щим образом:

разделение приборов и средств автоматизации по функциональ­ным признакам на основе типизации сис­тем автоматизации;

минимизация номенклатуры с учетом более полного удовлетво­рения потребностей отраслей народного хо­зяйства путем создания параметрических рядов, унифицированных систем и агрегатированных комплексов приборов и средств автоматизации;

блочно-модульное построение изделий ГСП на основе типовых унифицированных блоков и модулей;

агрегатированное построение сложных устройств на основе ти­повых унифицированных блоков и прибо­ров;

совместимость приборов и средств автоматизации ГСП при ра­боте в автоматических системах контроля, ре­гулирования и управ­ления. Эта совместимость обеспечивается путем унификации сигна­лов между электриче­скими, пневматическими и гидравлическими приборами, конструктивных и присоединительных разме­ров, а так­же технических и эксплуатационных требований к ним.По функциональным признакам (или назначению) изделия ГСП разделяются на следующие группы уст­ройств:1—для получения информации о состоянии процессов;2 — для приема, преобразования и передачи информации по ка­налам связи;3 — для преобразования, хранения и обработки информации и формирования команд управления;4 — для использования командной информации в целях, воздей­ствия на процесс, т. е. исполнительные уст­ройства.

По виду энергии, используемой для питания устройств и форми­рования сигналов, ГСП подразделяется на несколько больших

групп, так называемых ветвей: электрическую, пневматическую, ги­дравлическую, а также ветвь приборов и устройств, работающих без источников вспомогательной энергии.В системах автоматизации управления сложными технологичес­кими процессами применяются, как пра­вило, одновременно техни­ческие устройства и приборы всех ветвей. Связь электрических, пне­вматических и гидравлических устройств и приборов между собой осуществляется с помощью специальных преобразователей сиг­налов.Создание параметрических рядов, унифицированных систем и агрегатированных комплексов приборов и средств автоматизации значительно сокращает номенклатуру ГСП.При конструировании устройств ГСП принят блочно-модульный принцип построения изделий. Его примене­ние делает изделия более универсальными, по­зволяет использовать при их разработке рациональный минимум конструктив­ных элементов. Вместе с тем использование этого принципа позволяет легко и просто заменять отдельные унифицированные блоки и модули устройств при необходимости, т. е. повышает их ремонто­пригодность и расширяет круг решае­мых ими задач.Агрегатирование является эффективным средством унификации и достижения универсальности средств ГСП, обеспечивающих построение сложных централи­зованных и телемеханических автоматических и автоматизи­рованных систем конт­роля, регулирования и управления, предназначенных для обработки большого объ­ема измерительной и управляющей информации. Разработка целой серии (около 20) агрегатированных комплек­сов на базе последних достижений микро­электроники направлена в первую очередь на повышение эффек­тивности ГСП в условиях широкого внедрения автоматизированных систем управления (АСУ) различных уровней и особенно автоматизированных систем управления техноло­гическими процессами (АСУ ТП). Агрегатиро­ванные комплексы, таким образом, рассматриваются как подсистемы ГСП, полностью отвечающие общим системным принципам ГСП и имеющие согласованную с ней общую функциональную направленность.Принципы построения ГСП и технические требования к различ­ным видам изделий отображены в ряде госу­дарственных и отрас­левых стандартов (ГОСТ и ОСТ), которых в настоящее время насчитывается около 200. Комплекс этих стандартов гарантирует и оп­ределяет функциональную, информационную, конструктив­ную, энер­гетическую и метрологическую совместимость изделий ГСП в ав­томатических системах контроля, регулирования и управления.Действующие ГОСТы и ОСТы подразделяются на следующие группы;общие стандарты, нормирующие общие технические требования к надежно­сти, метрологии, условиям экс­плуатации, установке, транспортировке, хранению и т. д.;стандарты, нормирующие входные и выходные сигналы;стандарты, нормирующие требования к функциональным группам; изделий;стандарты, нормирующие требования к различным видам конструктивного исполнения;стандарты, нормирующие требования к типовым деталям и узлам изделий

Унификация сигналов измерительной информации (определяе­мая соответствующими стандартами) обеспе­чивает, передачу и об­мен информацией, а также дистанционную связь между устройст­вами управления, передачу результатов измерений от средств получения информации к устройствам контроля и управления, а также управляющих сигналов на исполнительные механизмы. Классифи­кация основных унифицированных ин­формационных сигналов ГСП показана на рис. III.1.Из электрических сигналов наибольшее распространение полу­чили унифицированные сигналы постоян­ного тока и напряжения.

 
 

Классификация унифицированных информационных сигналов ГСП

Они используются как для передачи информации от средств полу­чения информации к устройствам управле­ния и от них к исполни­тельным устройствам, так и для обмена информацией между уст­ройствами управ­ления.

В меньшей степени применяются сигналы переменного напря­жения. Частотные же сигналы используются главным образом в телемеханической аппаратуре и некоторых специализированных комплекса технических средств.

Последнее изменение этой страницы: 2016-04-10; Просмотров: 74; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.163 с.) Главная | Обратная связь