Автоматические системы регулирования

Первичный преобразователь расхода может устанавливаться на горизонтальном, вертикальном или наклонном трубопроводе при условии, что весь объем трубы преобразователя заполнен измеряемой средой. Условный диаметр преобразователя должен быть равен диаметру трубопровода. Допускаются установки преобразователя расхода на трубопроводе с меньшим диаметром через конические патрубки, при этом перед преобразователем должен быть прямолинейный участок трубы длиной не менее пяти, а после него длиной не менее трех диаметров.

Питание расходомеров переменным током напряжением 220В частотой 50Гц. Длина линии связи между преобразователем расхода и измерительным устройством не должна превышать 100м. Мощность, потребляемая измерительным устройством, до 20В.А.

 

Приборы для  измерения и контроля уровня.

1. Уровнемеры  поплавковые.

Уровнемеры поплавковые  с пружинным уравновешиванием УДУ  – 10 предназначены для местного и дистанционного контроля уровня нефти  и нефтепродуктов в различных  резервуарах, емкостях и технологических  аппаратах. Принцип работы уровнемера основан на следящем действии поплавка, находящегося на поверхности жидкости и перемещающегося вместе с уровнем жидкости.

Поплавок, подвешенный  на перфорированной мерной ленте, при  изменении уровня жидкости скользит вдоль направляющих струн. Мерная лента, натяжение которой обеспечивается специальным механизмом, проходя через систему роликов и гидрозатвор, приводит во вращение мерный шкив. Один оборот шкива соответствует изменению уровня на 500мм. Вращение мерного шкива передается на местный показывающий прибор, который состоит из двухстрелочного указателя и оцифрованного диска.

Уровнемеры классифицируются в зависимости от типа резервуара, диапазона измерения и числа  оборотов выходного вала на 1м уровня. Предусмотрено применение двух типов  поплавков: круглого, полезной площадью 1050 см² (при диапазоне измерения от 0 до 12м) и прямоугольного, полезной площадью 2070 см² (при диапазоне измерения от 0 до 20м). Основная погрешность измерения при температуре 20°С ± 4мм.

 

2. Уровнемеры  буйковые.

Уровнемер буйковый пневматический УБ – П предназначен для работы в системах автоматического контроля, управления и регулирования параметров технологических процессов в целях выдачи информации в виде стандартного пневматического сигнала об уровне жидкости или границе раздела двух несмешивающихся жидкостей, находящихся под вакуумметрическом, атмосферным или избыточным давлением.

Принцип действия уровнемера основан на пневматической силовой  компенсации. При изменения уровня жидкости на чувствительном элементе (буйке) измерительного блока возникает усилие, которое через систему рычагов и тяг перемещает заслонку пневмопреобразователя относительно сопла. Давление из линии сопла поступает на выход прибора и в сильфон обратной связи, который создает уравновешенный момент.

Давление воздуха питания уровнемеров 0,14МПа. При изменении уровня жидкости от нижнего до верхнего предела измерения выходной сигнал меняется от 0,02 до 0,1МПа.

 

3. Уровнемеры  акустические.

Уровнемеры акустические ЭХО – 3 предназначены для бесконтактного автоматического, дистанционного измерения уровня жидких сред, в том числе вязких, налипающих, неоднородных, выпадающих в осадок и взрывоопасных, а также  сыпучих и кусковых материалов с диаметром гранул от 2 до 200мм. Уровнемеры предназначены для применения в различных отраслях промышленности при управлении и регулировании технологических процессов.

Принцип действия акустического  уровнемера основан на локации уровня звуковыми импульсами, проходящими  через газовую среду, находящуюся  над контролируемой жидкостью, и  явления отражении этих импульсов от границы раздела газ – контролируемая среда. Мерой уровня является время распространения звуковых колебаний от источника излучений до контролируемой границы раздела сред и обратно до приемника.

Уровнемер состоит из акустического преобразователя (АП) и преобразователя передающего измерительного (ППИ – 3). Акустический преобразователь предназначен для преобразования подводимых к нему электрических импульсов в акустические и преобразования отраженных импульсов от поверхности контролируемого материала обратно в электрические. Основой АП является пьезокерамический диск, работающий в режиме электроакустического источника колебаний. ППИ – 3 предназначен для измерения преобразования времени запаздывания отраженного импульса относительно посланного зондирующего в выходной унифицированный сигнал постоянного тока 0 – 5, 0 – 20 или 4 – 20мА. Преобразователь ППИ – 3 имеет обыкновенное исполнение и исполнение с искробезопасным входом и должен устанавливаться вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

 

4. Уровнемеры  ультразвуковые.

Уровнемеры РУМБ предназначены  для дистанционного автоматического  измерения уровня жидких сред –  нефтепродуктов, сжиженных газов  и пр., в том числе высоковязких и коагулирующих, в нефтеперерабатывающей  и в нефтехимической промышленности.

Принцип действия уровнемера основан на обратном магнитоупругом эффекте: упругая деформация, вызванная  ультразвуковой волной, изменяет магнитную  проницаемость стержня, которая, в  свою очередь (при наличии подмагничивающего поля), изменяет магнитный поток через приемную катушку. Измерение уровня сводится к измерению времени между моментами прохождения фронта ультразвуковой волны в стержне около поплавка и опорной точки отсчета.

Уровнемер включает в  себя три преобразователя: первичный, промежуточный и передающий. В первичном преобразователе формируется интервал времени в виде электрического импульса, длительность которого пропорциональна значению измеряемого уровня и обратно пропорциональна скорости ультразвуковой волны в стержне. В промежуточном преобразователе производится измерение интервала времени и преобразование его в значение измеряемого уровня в виде числоимпульсного кода. Преобразователь передающий преобразует числоимпульсный код в десятичный и индицирует его на цифровом табло. В преобразователе передающем размещен также блок питания.

Первичный преобразователь  в комплекте РУМБ – Бк искробезопасный  и предназначен для установки  во взрывоопасных зонах помещений  и наружных установок. Промежуточный  преобразователь с входными искробезопасными цепями предназначен для установки вне взрывоопасных зон. Передающий преобразователь не имеет искробезопасного исполнения и устанавливается вне взрывоопасных зон помещений и наружных установок.

Первичный преобразователь  устанавливается на резервуаре с измеряемой средой, а промежуточный и передающий преобразователи монтируются по месту либо в шкафах.

Уровнемеры выпускают  трех типов с выходными сигналами:

РУМБ –  БК – М – двоично-десятичный код, амплитуда выходных импульсов 3В соответствует «1» и 0,3В соответствует «0»;

РУМБ –  БК – двоично-десятичный код, амплитуда импульсов 2,4 – 4,5В соответствует «1» и 0,4В соответствует «0»;

РУМБ –  БК – А 0 – 5 мА постоянного тока.

Плотность измеряемой среды  от 0,5 до 1,2 г/см³.

Питание уровнемеров  переменным током напряжением 220В частотой 50Гц.

 

5. Уровнемеры  радиоизотопные.

Радиоизотопный следящий уровнемер УР – 8М предназначен для  непрерывного автоматического дистанционного измерения и регистрации уровня жидкий сред в закрытых или открытых резервуарах, а также для подачи унифицированного пневматического сигнала. Уровнемер имеет обыкновенное УР – 8М «Н» и взрывозащищенное УР – 8М «В» исполнения. В варианте УР – 8М «В» электромеханический блок обладает специальной системой взрывозащиты, которая поддерживает внутри блока избыточное давление азота 0,02МПа по отношению к атмосферному. Блок можно устанавливать во взрывоопасных зонах помещений все классов и наружных установках, в которых по условиям работы возможно образование взрывоопасных смесей газов или паров воздуха с температурой воспламенения 135°С. Остальные блоки уровнемера устанавливаются вне взрывоопасного помещения. В уровнемере, имеющем обыкновенное исполнение, все блоки должны устанавливаться вне взрывоопасного помещения. Уровнемер позволяет автоматизировать технологические процессы в различных отраслях промышленности. В уровнемере применен источник γ – излучения цезий 137.

Основные конструктивные узлы уровнемера: электромеханический  блок с блоком детектирования и источником излучения, блок управления, вторичный прибор. Электромеханический блок имеет исполнение по защищенности от вибрации обыкновенное, а по защищенности от воздействия внешней среды герметическое.

Диапазон измерения  уровня: 0 – 2; 0 – 4; 0 – 6; 0 – 8; 0 – 10 м. Основная погрешность измерения не более ±10мм. Скорость слежения за изменением уровня не менее 300мм/мин. Максимальное давление измеряемой среды 25МПа. Диапазон изменения выходного сигнала воздуха 0,02 – 0,1МПа.

 

6. Уровнемеры  емкостные.

Уровнемеры РУС предназначены  для измерения уровня электро – и неэлектропроводных жидкостей, включая криогенные жидкости, а также агрессивные и взрывоопасные, сохраняя свои агрегатные состояния в интервале рабочих температур и давлений. Уровнемеры принимают в системах контроля, регулирования и управления производственными процессами в различных отраслях промышленности.

Уровнемеры выпускают  обыкновенного РУС – 0 и взрывозащищенного  РУС – В исполнений. В состав уровнемеров входят: первичный преобразователь  ПП и передающий измерительный преобразователь ИП.

Работа уровнемера основана на емкостно-импульсном методе измерения  уровня, использующим переходные процессы, протекающего в цепи емкостного датчика, периодически подключаемого к источнику  постоянного напряжения.

 

Функциональная схема уровнемера РУС представлена на рис. Первичный преобразователь включает в себя емкостный чувствительный элемент 1 и устройства 2 – 4 преобразования емкости первичного преобразователя в электрический сигнал. Измерительный передающий преобразователь ПИ состоит из усилителя обратной связи 5, усилителя – формирователя 6 унифицированного сигнала. Емкостный чувствительный элемент 1 первичного преобразователя имеет две части: измерительную1′, определяющую предел измерения, и компенсационную 1″, расположенную ниже измерительной и предназначенную для формирования сигнала компенсации ошибки, возникающей от измерения диэлектрических свойств среды. При работе компенсационная часть 1″ должна быть постоянна залита контролируемой жидкостью.

Первичный преобразователь  с компенсационной частью применяется только для контроля уровня неэлектропроводных сред. Емкость компенсационной части включается в схему устройства 3 и обеспечивает автоматическую компенсацию погрешности при изменении диэлектрической проницаемости погрешности среды. При изменении уровня электропроводных жидкостей компенсационная часть «1» в первичном преобразователе отсутствует и заменяется конденсатором постоянной емкости в схеме устройства 3.

Чувствительный элемент  первичного преобразователя подключается к входу устройства 3. в устройствах 3, 4 емкости измерительной и компенсационных частей преобразуются в электрический сигнал, который подается в измерительный передающий преобразователь ПИ на вход усилителя обратной связи 5. с выхода усилителя 5 сигнал подается на вход устройства 3 и на вход усилителя – формирователя унифицированного сигнала 6, преобразующего этот сигнал в токовый выходной унифицированный сигнал 0 – 5, 0 – 20 или 4 – 20мА.

Для работы в электропроводных средах используют первичные преобразователи, у которых емкостные чувствительные элементы имеют изоляционное покрытие и выполнены в виде проводов (конструктивные исполнения ПОФ, ПТФ, ПСФ). В качестве изоляции использован фторопласт. Для контроля уровня диэлектрических жидкостей используют емкостные чувствительные элементы с неизолированными электродами, которые выполняются в виде коаксиальных труб (КНД), гибких тросиков (ТНД, ТНТ). Степень агрессивности контролируемых сред ограничивается материалами, применяемыми в чувствительных элементах первичных преобразователей: сталь 08Х22HGT и фторопласт – 4.

Для коррекции погрешности, возникающей от изменения диэлектрической  проницаемости контролируемой среды, в конструкции первичных преобразователей для диэлектрических сред (КНД  – К), (ТНД – К), (ТНТ – К) предусмотрена  компенсационная часть.

Классы точности уровнемеров  зависят от верхних пределов измерения.

Питание уровнемера переменным током напряжением 220В частотой 50Гц.