Системы управления технологическими процессами и информационными технологиями (стр. 3 из 3)

Характерная особенность поплавковых уровнемеров с механической связью — необходимость герметизации вывода при измерении уровня токсичных, легкоиспаряющихся жидкостей, в сосудах с избыточным давлением, а также наличие дополнительных погрешностей, связанных с упругой деформацией и трением элементов связи.

В то же время использование для фиксации положения поплавка бесконтактных следящих систем усложняет конструкцию уровнемеров, обусловливает, как правило, нелинейность их характеристик преобразования.

При тщательной градуировке и правильной эксплуатации поплавковых расходомеров их основная погрешность может быть сведена к значению порядка ±1 мм в диапазоне измерений до 15—20 м. Вследствие этого поплавковые уровнемеры находят применение в качестве образцовых.

Наиболее существенное влияние на точность измерения уровня поплавковыми расходомерами оказывает изменение температуры в рабочей полости сосуда. Изменения температуры обусловливают температурную деформацию поплавка, изменения плотностей жидкости и газа з над-

жидкостной полости, что, в конечном счете, приводит к изменению Д/ осадки поплавка. Так, если температурные изменения плотностей жидкости (рж) и газа (рг) составят соответственно Држ, Дрг, то абсолютная дополнительная погрешность уровнемера, связанная с изменением осадки поплавка

Д/ =Лрж + Лрг

при условии постоянства площади сечения поплавка или столь малых значений Ы, при которых эту площадь можно считать постоянной.

Принципиальная схема буйкового уровнемера приведена на рис. Чувствительный элемент уровнемера — буй представляет собой массивное тело (как правило, осесимметричное), подвешенное вертикально внутри сосуда, в котором измеряется уровень жидкости. При изменении Дй уровня жидкости меняется степень погружения буя, а следовательно, и действующая на него выталкивающая сила. Изменение выталкивающей силы компенсируется деформацией {fix) упругого элемента (пружины, мембраны, торсионной трубки), которая и является мерой изменения уровня жидкости в сосуде.

Рис. Принципиальная схема буйкового уровнемера

Деформация упругого элемента вторичным преобразователем преобразуется в пропорциональный электрический, пневматический или частотный сигнал.

Особенность буйковых уровнемеров — наличие начального (неконтролируемого) уровня, от которого ведется отсчет показаний. Размер начального уровня составляет обычно 4—10 мм. Он необходим для устранения влияния сил поверхностного натяжения, которое максимально в момент касания (или отрыва) буя поверхности жидкости. С этой же целью используют специальные покрытия, уменьшающие налипание жидкости на поверхности буя.

4 Индукционные (электромагнитные) расходометры

Расходоме́р - прибор для определения расхода газа, жидкости или сыпучих материалов. Существует большое число различных по принципам действия и конструктивному оформлению приборов для измерения. Классификация их точно не определена и у разных авторов различна. Так, некоторые специалисты выделяют до 16 типов расходомеров. Мы рассмотрим только некоторые приборы, получившие в настоящее время наибольшее распространение, а именно: расходомера индукционного (электромагнитного) типа.

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 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.

Принцип действия индукционного расходометра основан на явлении электромагнитной индукции. При прохождении электропроводящей жидкости (в том числе и водопроводной воды) через однородное магнитное поле в ней, как в движущемся проводнике, возникает электродвижущая сила, пропорциональная средней скорости потока.

Индукционный расходометр имеет в своей конструкции электромагнит, полюса которого прикрепляются по обе стороны трубопровода. Напряжение, возникающее в жидкости, снимается электродами, располагаемыми перпендикулярно внешнему магнитному полю, и подается на измерительный прибор. Связь между напряжением и расходом воды устанавливается заводской тарировкой расходомера.

Схема индукционного расходометра. 1 - магнитопровод; 2 - трубопровод; 3 - электроды; 4 - измерительный прибор.

Индукционные расходометры имеют ряд достоинств:

результаты измерения не зависят от распределения скоростей в сечении;

отсутствуют дополнительные гидравлические потери в трубопроводе;

возможность применения для измерения загрязненной жидкости.

Выпускаемые отечественной промышленностью индукционные расходометры ИР-1 и ИР-1М позволяют измерять расходы в трубопроводах диаметром до 0,3 м с точностью до 0,5 %.

Список литературы

1. Лукас В. А. ТАУ. -М.: Недра, 1990, 416 с.

2. Юревич Е. И. ТАУ. Энергия, Ленинград, 1975, 416 с.

3. ТАУ. Под ред. Воронова А. А. ч.1. -М.: Высш. шк., 1986, 367 с.

4. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции. Том 1. Пер с англ. под ред. Проф. Тихонова В. И. -М.: Сов. Радио, 1972, 744 с.

5. Клюев А. С. Автоматическое регулирование. М., Энергия, 1973.

6. Иванов А. А. ТАУР. М., Недра, 1970, 352 с.

7. ТАУ. Ред. Нетушил А. В. М., Высш. шк., 1976, 400 с.

8. Петров И. К. Технологические измерения и приборы в пищевой промышленности. М.: Пищ. пром-ть, 1985. 343с.

9. Сосин О.М. Основы автоматизации технологических процессов и производства. М.: Издательский центр «Академия»,2007. 240с.