Вторичные приборы электрических и пневматических систем дистанционных измерений

Унифицированный электросиловой преобразователь. Действие преобразователя основано на электрической силовой компенсации усилий. В измерительном блоке (рис. 2-2) измеряемый параметр воздействует на чувствительный элемент (сильфон, поплавок) и преобразуется в механическое усилие Р. Если такое усилие изменяется, то происходит перемещение рычажной системы / и связанного с ней управляющего флажка 2 индикатора рассогласования 3. Это перемещение индикатора преобразуется в управляющий сигнал (напряжение переменного тока), поступающий на вход усилителя4. Выходной сигнал постоянного тока с усилителя направляется в линию дистанционной передачи и обмотку рамки 5 магнитолектрического силового преобразователя 6, где преобразуется в пропорциональное усилие обратной связи Р0.с, которое через рычажную систему / уравновешивает усилие Р. Мерой измеряемого усилия Р является текущее значение величины постоянного тока (величины выходного сигнала преобразователя), создающего уравновешивающее усилие Р0.0. Выходной унифицированный сигнал постоянного тока изменяется в пределах 0-100 и 0-20 мА. Сигнал 0-5 мА обеспечивается применением дополнительного преобразователя. Вторичными приборами, подключаемыми к преобразователю, являются миллиамперметры: показывающие, самопишущие, сигнализирующие, проградуиро-ванные в соответствующих единицах.

 

Рис. 2-2. Схема унифицированного Рис. 2-3. Схема унифицированного электросилового  преобразователя частотно-силового преобразователя 

Унифицированный частотно - с и л о в ой преобразователь. Действие преобразователя основано на преобразовании механического усилия в частоту собственных поперечных колебаний струнного элемента. Преобразователь состоит из изолированной струны 2 (рис. 2-3), расположенной между полюсными наконечниками 1 постоянного магнита. Струна одним концом жестко закреплена, а другим связана с рычагом 3, установленным в опоре 5 и соединенным с пружиной 4. Измеряемый параметр в измерительном блоке преобразуется в механическое усилие Р, под действием которого происходит незначительная деформация упругого рычага 3 и струны 2. При этом меняется частота собственных поперечных колебаний струны. В результате взаимодействия протекающего по струне переменного тока с магнитным полем колебания струны преобразуются в изменение частоты электрического тока. Мерой измеряемого усилия Р является текущее значение частоты переменного тока выходного сигнала усилителя 6. Пределы измерения выходного сигнала 1500-2500 Гц. Точное начальное значение сигнала устанавливается пружиной 4. Сигнал может передаваться на расстояние до 10 км. Частотно-силовые преобразователи применяются для измерения (при малых перемещениях) массы, давления, разрежения, уровня, температуры.

 
 

Рис. 2-4. Схема унифицированного пневматического преобразователя  Рис. 2-5. Схема электропневматического преобразователя 

Унифицированный пневматический преобразователь. Действие преобразователя основано на пневматической силовой компенсации усилий. Чувствительный элемент (например, мембрана манометра) измерительного блока (рис. 2-4) преобразует измеряемый параметр в пропорциональное усилие Р, под действием которого происходит незначительное перемещение рычажной системы 1 и связанной с ней'за-слонки 2. Сжатый воздух непрерывно поступает в сопло 3 и выходит в атмосферу. Перемещение заслонки относительно сопла вызывает изменение давления пневматического сигнала на входе усилителя 4. Выходной сигнал усилителя направляется в линию дистанционной передачи и одновременно в линию обратной связи пневматического преобразователя 5, где преобразуется в пропорциональное усилие обратной связи Р0. с, уравновешивающее через рычажную систему / измеряемое усилие Р. Таким образом, давление сигнала сжатого воздуха на выходе усилителя является мерой контроля технологического параметра. Пределы измерения выходного сигнала 19,6-98 кПа. Максимальное расстояние передачи пневматического сигнала 300 м. 

Вторичными приборами, измеряющими унифицированный пневматический сигнал, могут быть различные показывающие, самопишущие, сигнализирующие приборы  и установки централизованного  контроля и регулирования. 

Преобразователи для  связи между ветвями ГСП. В технике автоматизации часто приходится создавать комбинированные системы, использующие энергию различных видов. В связи с этим необходимо наличие преобразователей сигналов одного рода энергии в сигналы другого рода, например электропневматических, пневмоэлектрических, электрогидравлических и др. 

Электропневматический преобразователь. Для преобразования токового сигнала в унифицированное  давление служат электропневматические  преобразователи. Схема одного из них  приведена на рис. 2-5. Входной сигнал подается из первичного измерительного преобразователя 1 в катушку 10 магнитного электрического преобразователя, соединенную с рычагом 2. При изменении тока в катушке за счет его взаимодействия с магнитным полем постоянного магнита 9 рычаг 2, соединенный с пружиной 3, будет перемещаться с заслонкой 4 относительно сопла 5. В результате изменится давление сжатого воздуха на выходе пневматического усилителя 6. Усиленный пневматический сигнал направляется в линию дистанционной передачи 7 и одновременно в сильфон обратной связи 5, где преобразуется в пропорциональное усилие обратной связи Р0. с, которое противодействует дальнейшему перемещению заслонки до момента полного уравновешивания рычажной системы 2. Вследствие этого давление сжатого воздуха, преобразованное в усилие Р0. с, становится пропорциональным унифицированным пневматическим сигналом. 

П н е в м  оэ л е кт р и ч е с к  и й преобразователь. В качестве примера такого прибора может  служить преобразователь типа ПЭ-55М, преобразующий пневматический сигнал давления сжатого воздуха 19,6^98 кПа в пропорциональный электрический сигнал постоянного тока 0-5 мА. Сила, возникающая на сильфоне от давления сжатого воздуха входного сигнала, уравновешивается воздействием деформации сильфона и измерительной пружины. 

Перемещение дна  сильфона преобразуется в угол поворота управляющей оси универсального электронного механического преобразователя, предназначенного для непрерывного бесконтактного преобразования угла поворота в пропорциональный электрический  сигнал постоянного тока. 

Пневматические вторичные приборы. 

Давления, поступающие  от пневматических преобразователей, унифицированы в диапазоне 

0,2 — 1,0 кг/см².  Для измерения этого давления  выпускают показывающие и регистрирующие  приборы. Шкалы приборов можно ???-градуировать в процентах (от 0 до 100) или они могут иметь размерность в соответствии с родом измеряемой величины и стандартным рядом пределов измерения, принятых для манометров, дифманометров и т. д. 

В самопишущих приборах для перемещения ленточной диаграммы, на которой регистрируется измеряемый параметр, используют электрические или пневматические приводы. Таким способом показывающие приборы, не имеющие устройств сигнализации, и самопишущие с пневматическим приводом лентопротяжного механизма можно использовать в пожаро- и взрывоопасных помещениях.

Измерительные механизмы  вторичных приборов выполнены по одной схеме. Чувствительный элемент  вторичных приборов представляет собой  манометрическое устройство, измеряющее давление. Следовательно, один и тот же вторичный прибор может работать для измерения любого параметра, в зависимости от преобразователя, к которому он подключен.

Ниже рассмотрены  принцип устройства и работа показывающего  и регистрирующего прибора для  работы с пневматическими преобразователями.

Вторичный прибор ПВ-10 предназначен для показания и  регистрации одного параметра, изменение  которого преобразуется в изменение  давления воздуха (0,2—1 кг/см²). Прибор работает вместе с пневматическими  преобразователями, измеряющими давление, разряжение, перепад давления, расход, уровень, температуру и другие технологические параметры. Принцип действия прибора основан на методе силовой компенсации, при котором момент, развиваемый чувствительным элементом, уравновешивается моментом, создаваемым элементом обратной связи.

Сигнал от преобразователя  поступает в сильфон измерительного механизма. Усилие, развиваемое сильфоном, передается на рычаг заслонки, которая  поворачивается вокруг опоры. Заслонка перемещается относительно сопла пропорционально  величине входного сигнала, что приводит к изменению давления воздуха, поступающего в силовое мембранное устройство, так как измерительный механизм прибора получает сжатый воздух от внешней сети давлением 1,4 кг/см², который поступает в силовое устройство и сопло.

Давление в линии сопла будет определяться положением заслонки, Воздух к соплу поступает через дроссель, диаметр которого значительно меньше диаметра сопла.

Последовательность  работы прибора описана ниже. При  изменении технологического параметра, который измеряют преобразователем на его выходе, изменится давление, которое по пневмотрассе поступает в сильфон. Заслонка приблизится к соплу и давление в линии сопла и в устройстве возрастает. Чашечная мембрана выгнется и отведет вправо рычаг. Нить через ролики переместится вместе со стрелкой. Пружина при этом растянется и будет воздействовать на заслонку, отводя ее относительно сопла. Равновесие в приборе в измерительной схеме наступит тогда, когда усилие, развиваемое измерительным сильфоном, уравновесится усилием, развиваемым в противоположном направлении пружиной. 

Вторичные регистрирующие приборы предназначены для записи и показания величины технологического параметра. Измерительное устройство такого прибора работает аналогично описанному выше. Но в отличие от этого устройства стрелка имеет перо, в котором находятся специальные чернила. Это перо регистрирует показания, например, на ленточной диаграмме. 

Содержание: 

•  Приборы контроля и регистрации уровня
• Преобразователи сигналов дистанционных систем передачи информации
• Пневматические вторичные приборы.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Федеральное агентство по образованию ФГОУ СПО

Бугурусланский  нефтяной колледж 
 
 
 
 

Реферат

     По Автоматизации производственных процессов

     на  тему: Вторичные приборы электрических и пневматических систем дистанционных измерений. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                                                                                                                         Выполнил:

                                                    студент группы Ф₃-«Э»

                                                                                                 Удьяров Владислав.

                                                                                                       

Проверила:

                                                                                                          Гасанова Н. И 
 
 

г.Абдулино 2010г