Инфоурок / Другое / Конспекты / Конспект урока по дисциплине "Автоматизация ТП"
Обращаем Ваше внимание: Министерство образования и науки рекомендует в 2017/2018 учебном году включать в программы воспитания и социализации образовательные события, приуроченные к году экологии (2017 год объявлен годом экологии и особо охраняемых природных территорий в Российской Федерации).

Учителям 1-11 классов и воспитателям дошкольных ОУ вместе с ребятами рекомендуем принять участие в международном конкурсе «Законы экологии», приуроченном к году экологии. Участники конкурса проверят свои знания правил поведения на природе, узнают интересные факты о животных и растениях, занесённых в Красную книгу России. Все ученики будут награждены красочными наградными материалами, а учителя получат бесплатные свидетельства о подготовке участников и призёров международного конкурса.

ПРИЁМ ЗАЯВОК ТОЛЬКО ДО 21 ОКТЯБРЯ!

Конкурс "Законы экологии"

Конспект урока по дисциплине "Автоматизация ТП"

библиотека
материалов

ПРИБОРЫ КОНТРОЛЯ, ИЗМЕРЕНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ.

Под измерением уровня понимается индикация положения раздела двух сред различной плотности относительно какой-либо горизонтальной плоскости, принятой за начало отсчета.

КЛАССИФИКАЦИЯ

1. В зависимости от характера работы:

  • измерители (непрерывного действия) – уровнемеры;

  • сигнализаторы (дискретного действия) – сигнализаторы уровня .

2. По принципу действия:

  • визуальные (на принципе сообщающихся сосудов);

  • поплавковые, в которых для измерения уровня используется поплавок или другое тело, находящееся на поверхности жидкости (измеряется перемещение);

  • буйковые, в которых для измерения уровня используется массивное тело (буёк), частично погружаемое в жидкость (измеряется выталкивающая сила);

  • гидростатические (пьезометрические), основанные на измерении гидростатического давления столба жидкости;

  • электрические, в которых величины электрических параметров зависят от уровня жидкости (кондуктометрические, емкостные);

  • ультразвуковые (акустические), основанные на принципе отражения от поверхности звуковых волн;

  • радарные и волновые, основанные на принципе отражения поверхности сигнала высокой частоты (СВЧ);

  • радиоизотопные, основанные на использовании интенсивности потока ядерных излучений, зависящих от уровня жидкости.

При выборе уровнемера необходимо учитывать физические и химические свойства контролируемой среды, (температура, абразивные свойства, вязкость, электрическая проводимость, химическая агрессивность и т.д.). Кроме того, следует принимать во внимание рабочие условия в резервуаре или около него: давление, вакуум, нагревание, охлаждение, способ заполнения или опорожнения (пневматический или механический), наличие мешалки, огнеопасность, взрывоопасность, пенообразование и прочие другие. Также стоит учитывать надежность, качество и стоимость приборов.


Визуальные уровнемеры

hello_html_7637d432.png1 hello_html_m715d2481.png 2 hello_html_36aefa2c.png 3

1.Указатели уровня жидкости марок BT и BR, 2.Двухцветные указатели уровня жидкости, 3.Магнитные указатели уровня жидкости

Простейший уровнемер (визуальный) — водомерное стекло 3, в котором использован принцип сообщающихся сосудов, служит для непосредственного наблюдения за уровнем жидкости в закрытом сосуде 1. 2 – вентильный кран

hello_html_m33a4e895.png

Указательное стекло соединяют с сосудом нижним концом (для открытых сосудов) или обоими концами (для сосудов с избыточным давлением или разрежением). Наблюдая за положением уровня жидкости в стеклянной трубке, можно судить об изменении уровня в сосуде. Стёкла комплектуют вентилями или кранами для отключения их от сосуда и продувки системы.

Не рекомендуется использовать указательные стекла длиной более 0,5 м, поэтому при контроле уровня, изменяющегося больше чем на 0,5 м, устанавливают несколько стекол таким образом, чтобы верх предыдущего стекла перекрывал низ последующего.

Механические уровнемеры: поплавковые и буйковые.



hello_html_5122c190.pngРис. 2. Поплавковый уровнемер: а - с плавающим поплавком



hello_html_123f9696.png

б - буйковый уровнемер (с тонущим поплавком).

Поплавковые — уровнемеры с чувствительным элементом (поплавком), тогда измерение происходит по оценке положения предмета на поверхности жидкости относительно двух точек измерений.

Буйковые уровнемеры, принцип действия которых основан на измерении выталкивающей силы, действующей на буёк (закон Архимеда). Перемещение поплавка или буйка через механические связи или систему дистанционной (электрической или пневматической) передачи сообщается измерительной системе прибора.





Гидростатические уровнемеры

Измерение уровня гидростатическими уровнемерами основано на уравновешивании давления столба жидкости в резервуаре давлением столба жидкости, которая заполняет измерительный прибор, или реакцией пружинного механизма прибора.

Измерение гидростатического давления осуществляется:

  • датчиком избыточного давления (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 (пьезометрический метод).

hello_html_4b41256d.pnghello_html_659e7123.jpg

hello_html_3c7473e9.pnghello_html_m557d21d7.png

Рис. 4. Дифманометрические уровнемеры: измерение уровня в открытом резервуаре (а) и аппарате, работающем под давлением (б).

hello_html_4c80e19e.jpgрис. 7.4

Принцип действия основан на зависимости гидростатического давления в определенной точке жидкости, от глубины ее погруже­ния. Прибор, показанный на рис. 7.4, действует следующим обра­зом. По пневмоприводу 2 подается сжатый воздух, расход и давле­ние которого регулируется редуктором-стабилизатором давления 1. Затем воздух проходит очистку в фильтре 3 и поступает через кон­трольный сосуд 4 в пневмопривод 5, глубина погружения Н кото­рого находится в прямой зависимости от уровня жидкости в сосу­де 7. В пневмоприводе создается давление р2 = ρgН + ра, где ра ― давление на свободной поверхности жидкости, Па.

Таким образом, при постоянных ρ, g и ра давление р2 является функцией Н, р2=f(H). Это давление измеряется манометром 6, шка­ла которого отградуирована в единицах уровня.

Достоинством прибора является простота конструкции и возможность использования, как в качестве индикатора, так и сиг­нализатора уровня (это определяется конструкцией манометра, ко­торый может быть снабжен контактными устройствами).

К недостаткам относятся зависимость показаний от колеба­ний давления на свободной поверхности ра и изменения плотности ρ (при изменении температуры). Кроме того, устройство требует на­личие сжатого воздуха высокой степени очистки. При пропускании воздуха через контролируемую среду она насыщается кислородом, что создает благоприятные условия для развития микрофлоры, а также может происходить вспенивание продукта.





Электрические уровнемеры

В электрических уровнемерах уровень жидкости преобразуется в какой-либо электрический сигнал. Электрические уровнемеры бывают кондуктометрические (омические) и ёмкостные.

Кондуктометрический (омический) уровнемер.

hello_html_m7fa766d8.png

Принцип действия кондуктометрического (омического) указателя уровня жидкости основан на замыкании электрической изме­рительной цепи, при достижении продуктом определенного уров­ня ― уровня установки первичного преобразователя (датчика, 2).

Прибор представляет собой электромагнитное реле 1, включаемое в цепь между электродом 2 и контролируемым материалом. (Действие основано на измерении сопротивления между электродами, помещенными в измеряемую среду (одним из электродов может быть стенка резервуара или аппарата)).

Омические уровнемеры используют для сигнализации и поддержания в заданных пределах уровня исключительно электропроводных жидкостей в емкостях, бойлерах, контейнерах или открытых каналах, а также для управления насосами в дренажах, водных установках и емкостях.

Емкостный уровнемер.

Принцип действия основан на зависимости электрической ем­кости конденсатора от относительной диэлектрической проницае­мости среды, которая изменяется для разных веществ от 1 (воздух, вакуум) до 81 (вода).

hello_html_m1489aad4.pnghello_html_m481a4c6e.jpg

В ёмкостных уровнемерах чувствительным элементом служит преобразователь — конденсатор, ёмкость которого меняется пропорционально изменению уровня жидкости. Преобразователи выполняют цилиндрического и пластинчатого типов, а также в виде жесткого стержня. При измерении уровня агрессивных, но неэлектропроводных жидкостей обкладки преобразователя выполняют из химически стойких сплавов или покрывают тонкой антикоррозионной пленкой. Покрытие обкладок тонкими пленками применяют также при измерении уровня электропроводных жидкостей.

hello_html_m10b876a2.pngПреимущества: подходит для предельного и непрерывного измерения уровней, может использоваться для контроля уровня раздела фаз, подходит для сыпучих и жидких продуктов, для высококоррозионных сред.





В акустических, волновых или ультразвуковых, уровнемерах используется явление отражения колебаний от плоскости раздела: контролируемая среда (жидкость) — газ. Эти приборы отличаются по диапазонам измерения, версиями датчика и имеют разные технологические присоединения.

hello_html_m129305d3.png

Рис. 7. Ультразвуковой уровнемер: 1, 2 - генераторы, соотв., управляющий и импульсов; 3 - пьезоэлектрический излучатель; 4 - усилитель импульсов; 5 - измеритель времени; 6 - вторичный прибор.

Прибор состоит из электронного блока (ЭБ) 3, пьезоэлектрического излучателя (преобразователя) 2 и вторичного прибора (указателя 4). Контролируемая емкость 1.

Электронный блок состоит из генератора, задающего частоту повторения импульсов, генератора импульсов, посылаемых в измеряемую среду, приемного усилителя и измерителя времени. Электрический импульс, преобразованный в ультразвуковой в излучателе, распространяется в газовой среде, отражается от границы раздела «жидкость — воздух» и возвращается обратно, воздействуя спустя некоторое время на тот же излучатель. Далее преобразуется в электрический сигнал. Оба импульса: и посланный и отраженный, разделенные во времени, поступают на усилитель.




Самые низкие цены на курсы переподготовки

Специально для учителей, воспитателей и других работников системы образования действуют 50% скидки при обучении на курсах профессиональной переподготовки.

После окончания обучения выдаётся диплом о профессиональной переподготовке установленного образца с присвоением квалификации (признаётся при прохождении аттестации по всей России).

Обучение проходит заочно прямо на сайте проекта "Инфоурок", но в дипломе форма обучения не указывается.

Начало обучения ближайшей группы: 18 октября. Оплата возможна в беспроцентную рассрочку (10% в начале обучения и 90% в конце обучения)!

Подайте заявку на интересующий Вас курс сейчас: https://infourok.ru

Общая информация

Номер материала: ДБ-101021

Похожие материалы