Автор: Пользователь скрыл имя, 05 Февраля 2013 в 17:45, доклад
Автоматической системой регулирования (АСР) называется совокупность объекта регулирования и регулятора, взаимодействующих между собой (В.Л.Петров).
Технологическая установка, в которой необходимо осуществить регулирование того или иного параметра, называется объектом регулирования.
Регулирование автоматическое - разновидность автоматического управления: автоматическое поддержание постоянства или изменение по требуемому закону некоторой физической величины, характеризующей управляемый процесс (БЭС).
Преобразователи рекомендуется использовать при положительных температурах окружающего воздуха. При минусовых температурах окружающего воздуха необходимо исключить возможность замерзания конденсата в камере измерительного блока и в трубке, соединяющий прибор с местом отбора давления (для преобразователей, измеряющих давление газообразных сред), а также замерзание, кристаллизацию среды или выкристаллизовывание из нее отдельных компонентов (для преобразователей, измеряющих давление жидкости).
Преобразователи давления с пневматическим выходным сигналом.
Выходным сигналом преобразователей является давление сжатого воздуха, изменяющееся в диапазоне 20 – 100 кПа, давление питания 140кПа. Преобразователи обеспечивают передачу выходного сигнала по пневматической линии связи с внутренним диаметром 4мм. на расстоянии до 150 м. или с внутренним диаметром 6мм. на расстоянии до 300 м. по трассе. Расход воздуха питания на один прибор не превышает 3 л/мин.
Принцип действия преобразователя типа 13Д и 13 (рис. ) основан на пневматический силовой компенсации. Измеряемое давление подводится в камеру 1 измерительного блока, воздействует на мембрану 2 и сильфон 3 и заставляет поворачиваться на небольшой угол рычаг 5 вокруг опоры, образованной двумя тягами и упругой мембраной 4. при этом перемещается заслонка 7 индикатора рассогласования относительно сопла 8, питаемого сжатым воздухом. Возникший в линии сопла сигнал усиливается пневмореле 9 и поступает в сильфон обратной связи 10 и на выход преобразователя. Пружина корректора нуля 6 служит для компенсации усилия, развиваемого сильфоном обратной связи, а также для установки величины выходного сигнала 0,02 МПа при отсутствии избыточного измеряемого давления.
Конструкция преобразователей избыточного давления и преобразователей избыточного и вакуумметрического давления идентичны, перестройка одного типа в другой осуществляется регулировкой пружины корректора нуля. Преобразователи абсолютного давления отличаются от преобразователей избыточного давления тем, что в них одна из камер измерительного блока вакуумирована и запаяна, благодаря чему изменение барометрического давления не влияет на выходной сигнал.
Преобразователи вакуумметрического давления отличаются от преобразователей избыточного давления расположение чувствительного элемента относительно рычажного устройства пневмопреобразователя.
Измерительные преобразователи типов «Сапфир» и
«Сапфир – 22 Ех»
Преобразователи предназначены
для работы в системах автоматического
контроля, регулирования и управления
технологическими процессами и обеспечивают
непрерывное преобразование значения
измеряемого параметра –
Преобразователи разности давлений при работе с блоком извлечения корня БИК – 1 применяют для получения линейной зависимости между выходным сигналом и измеряемым расходом. Преобразователи предназначены для работы со вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, работающими от стандартного входного сигнала 0 – 5, 0 – 20 или 4 – 20 мА постоянного тока.
Принцип действия основан на использовании тензоэффекта в полупроводниковом материале. Измеряемый параметр поступает в камеру измерительного блока, где линейно преобразуется в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя, размещенного в измерительном блоке. Электронное устройство преобразует это изменение сопротивления в выходной сигнал. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из много кристаллического сапфира с кремневыми пленочными тензорезисторами, прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.
Преобразователи типа «Сапфир – 22Ех» имеют взрывозащищенное исполнение. Каждый преобразователь имеет регулировку диапазона измерений и может быть настроен на любой верхний предел измерений, указанный для данной модели.
Преобразователи типа «Сапфир – 22ДД» выпускают с убывающей или возрастающей характеристикой выходного сигнала (линейная – по перепаду и нелинейная – по расходу) в зависимости от заказа, остальные преобразователи – с линейно возрастающей характеристикой выходного сигнала. При использовании преобразователя типа «Сапфир – 22ДД» с предельным значением выходного сигнала 4 и 20 мА совместно с блоком извлечения корня БИК – 1, питание преобразователя осуществляется от БИК – 1.
Предельные значения выходных сигналов: 0 и 5 или 0 и 20, или 4 и 20 мА постоянного тока.
Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного устройства. Преобразователи различных параметров имеют унифицированное электронное устройство и отличаются лишь конструкцией измерительного блока. Измерительные блоки выполнены двух типов (в зависимости от пределов измерения): мембранного и мембранно-рычажного.
ИБ – измерительный блок;
ВЭУ – встроенное электронное устройство
БП – 24 – блок питания
Функциональная схема измерительного преобразователя «Сапфир»
Измерительные преобразователи перепада давления.
Преобразователи являются бесшкальными приборами и предназначены для получения унифицированного сигнала о расходе жидкости, газа или пара по перепаду давления в сужающих устройствах, а также для измерения перепада вакуумметрического или избыточного давления и уровня жидкости, находящейся под атмосферным, избыточным или вакуумметрическим давлением.
Преобразователи перепада давлений с пневматическим выходным сигналом.
Приборы состоят из измерительного блока и пневмопреобразователя, принцип их действия основан на пневматической силовой компенсации. При изменения перепада давления от нуля до предельного номинального значения выходной сигнал изменяется от 20 до 100кПа, давление питания 140кПа. Выходной сигнал передается по пневматической линии связи с внутренним диаметром 6мм. на расстояние до 300см.
Преобразователь измерительный разности давления пневматический 13ДД11
Под воздействием разности давлений, подводимых к плюсовой и минусовой камерам (рис. ), на двухмембранном чувствительном элементе 1 измерительного блока возникает усилие, под воздействием которого рычаг 3поворачивается на небольшой угол вокруг опоры, образованной двумя тягами и упругой мембраной 2. при этом заслонка 6 перемещается относительно сопла 7, изменяя давление на выходе пневмореле 8. Это давление поступает в сильфон обратной связи 4 и на выход прибора. Пружина корректора нуля 5 служит для компенсации усилия, развиваемого сильфоном обратной связи, и для установки величины выходного сигнала 20кПа при отсутствии перепада давления. Настройку преобразователя на заданный предел измерения осуществляют перемещением сильфона обратной связи. Перенастройку с одного предела измерения на другой производят путем замены сильфона обратной связи, возможность перенастройки ограничена диаметром мембраны измерительного блока. Расход воздуха в установившемся режиме не более 8 л/мин.
Температура окружающего
воздуха при заполнение мембранного
блока полиэтилоксановой
Приборы для измерения и контроля расхода.
В зависимости от принципа действия наиболее часто применяемые в народном хозяйстве расходомеры и счетчики жидкости, газа и пара могут быть классифицированы следующим образом:
1. Расходомеры переменного перепада давления. Принцип действия этой группы расходомеров основан на зависимости перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, или элементом трубопровода, от расхода вещества.
К расходомерам переменного перепада давления относятся расходомеры:
2. Расходомеры переменного уровня. У этих приборов уровень жидкости в сосуде при свободном истечении ее через отверстие в дне или боковой стенке сосуда зависит от расхода.
3. Расходомеры обтекания. У этих приборов перемещение тела, воспринимающего динамическое давление обтекающего его потока, зависит от расхода вещества. К расходомерам обтекания относятся расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры поплавковые, пружинные), поплавково-пружинные, с поворотной лопастью.
4. Тахометрические расходомеры (принцип действия основан на зависимости скорости движения тела, установленного в трубопроводе, от расхода вещества). В эту группу входят: 1) камерные расходомеры с одним или несколькими подвижными элементами, отмеривающими при своем движении определенные объемы жидкости или газа; к камерным расходомерам относятся шестерные ( с вращающимися шестернями), лопастные (с лопастями, совершающими сложное вращательно-поступательное движение), винтовые (с роторами винтовой формы), кольцевые (с кольцевым поршнем, катящимся внутри цилиндрической камеры и одновременно движущимся вдоль перегородки) и др.; 2) турбинные с вращающейся крыльчаткой; 3) шариковые с движущимся шариком.
5. Электромагнитные расходомеры (принцип действия основан на зависимости результата взаимодействия движущейся жидкости с магнитным полем от расхода).
6. Акустические расходомеры, создающие от расхода акустический эффект в потоке; к этой группе приборов относятся ультразвуковые расходомеры, использующие звуковые колебания частотой свыше 2 * 104Гц.
7. Вихревые расходомеры (принцип действия основан на зависимости частоты колебаний, возникающих в потоке в процессе вихреобразования, от расхода).
Кроме перечисленных, существует большое число расходомеров и счетчиков жидкости, газа и пара, принципы действия которых основаны на других зависимостях (например, тепловые, оптические, ионизационные, меточные, парциальные и др.)
При измерении расхода вещества тепловым методом происходит преобразование скорости потока в температуру, которое осуществляется с помощью теплового преобразователя расхода, обтекаемого измеряемым потоком и являющегося основной частью теплового расходомера.
В оптических расходомерах измерение расхода производят по оптическому эффекту, сопровождающему процесс распространения света в измеряемом потоке. В качестве источников излучения применяют лазеры.
Ионизационными называют расходомеры, принцип действия которых основан на искусственной ионизации движущегося потока вещества, обычно газа, вызывающей возникновение ионизационного потока между электродами; величина тока зависит от расхода газа. Ионизация потока осуществляется изотопами или же с помощью электрического поля.
Меточными называют расходомеры, принцип действия которых основан на измерении времени прохода меткой определенного участка пути. Метки могут быть радиоактивные, ионизационные, химические, тепловые, магнитные, оптические, ядерно-магнитные и др.
Парциальный метод измерения расхода позволяет с помощью расхода небольшого расходомера или счетчика количество контролировать поток в трубопроводе большого диаметра. В парциальных расходомерах производится измерение определенной доли расхода основного потока, для ответвления которой используется перепад давлений (на сужающем устройстве или участке трубопровода) либо динамической давление потока.
Расходомеры переменного перепада давления
Расходомерами переменного перепада давления со стандартными сужающими устройствами получили широкое распространение. Причиной этого является следующие достоинства.
1. Универсальность применения. Они пригодны для измерения расхода каких угодно однофазных, а в известной мере и двухфазных сред при самых различных давлениях и температурах.
2. Удобство массового производства. Индивидуально изготовляется только преобразователь расхода – сужающее устройство. Все остальные части, в том числе дифманометр и вторичный прибор, могут изготовляться серийно; их устройство не зависит ни от вида, ни от параметров измеряемой среды.
3. Отсутствие необходимости в образцовых установках для градуировки. Градуировочная характеристика стандартных сужающих устройств может быть определена расчетным путем.
Наряду с этим расходомеры с сужающим устройством имеют недостатки, наиболее существенными из которых являются следующие:
1. Квадратичная зависимость между расходом и перепадом, что не позволяет измерять расход менее 30% максимального из-за высокой погрешности измерения и затрудняет использование этих приборов для измерения расходов, изменяющихся в широких пределах.
2. Ограниченная точность, причем погрешность измерения колеблется в широких пределах (1,5 – 3%) в зависимости от состояния сужающего устройства, диаметра трубопровода, постоянства давления и температуры измеряемой среды.
Метод основан на том, что поток вещества, протекающего в трубопроводе, неразрывен и вместе установки сужающего устройства скорость его увеличивается. При этом происходит частичный переход потенциальной энергии давления в кинетическую энергию скорости, вследствие чего статической давление перед местом сужения будет больше, чем за суженным сечением. Разность давлений до и после сужающего устройства – перепад давления – зависит от расхода протекающего вещества и может служить мерой расхода.