Принципиальная схемаравновесного моста
Устройство:
ab; bc; cd; ad - плечи моста;
ас; bd -диагонали моста;
ас - диагональ питания;
bd - измерительная диагональ;
R1, R2 - постоянные сопротивления из манганина;
Rр - переменное калиброванное сопротивление из манганина (реохорд);
Rл - сопротивление линий (соединительных проводов);
Rt- термометр сопротивления;
НП – нуль - прибор
Термометр сопротивления, величина сопротивления которого должна быть измерена, включается в одно из плеч моста посредством соединительных проводов, имеющих сопротивление Rл. Другие плечи моста состоят из постоянных манганиновых сопротивлений R1 и R2 и переменного калиброванного сопротивления реохорда Rp, выполненного из манганина.
К одной диагонали моста подведен постоянный или переменный ток, в другую диагональ моста включен нуль - прибор.
В основу работы моста положен принцип равновесия. Он гласит: «Мост находится в равновесии, если произведения сопротивлений противолежащих плеч равны». При равновесии моста удовлетворяется равенство:
R1(Rt + 2Rл) = R2 ∙ Rp,
откуда 
В этом случае разность потенциалов Ubd= 0, ток не будет протекать через НП, и стрелка установится на нулевой отметке.
При изменении измеряемой температуры величина Rt изменится, и мост разбалансируется.
Чтобы восстановить равновесие, необходимо при постоянных сопротивлениях R1, R2, Rл изменить величину сопротивления реохорда Rр, переместив его движок.
Таким образом, если откалибровать сопротивление Rр, то по положению его движка при равновесии моста можно однозначно судить о величине сопротивления Rt и, следовательно, об измеряемой температуре
|
| 3.
| Ультрозвуковые уровнемеры. Принцип действия.
|
| 4.
| Исполнение клапанов: НО и НЗ. Выбор клапанов
Пневматические клапаны бывают двух типов: В3 и ВО.
1) Клапан ВЗ (воздух закрывает) - клапан прямого действия, (НО - нормально открытый).
ВЗ 1 кгс/см2
НО 0,2 кгс/см2
С повышением давления воздуха клапан ВЗ закрывается. При давлении 0,2 кгс/см2 клапан ВЗ - открыт, при давлении, равном 1 кгс/см2 полностью закрыт.
2) Клапан ВО - воздух открывает. Это клапан обратного действия. Его ещё называют нормально закрытым (НЗ).
Клапан ВО с повышением давления воздуха открывается.
При давлении 0,2 кгс/см2 клапан ВО - закрыт, при давлении, равном 1 кгс/см2 полностью открыт.
ВО 1 кгс/см2
НЗ 0,2 кгс/см
Выбор клапанов
Клапаны типа ВЗ применяются в том случае, когда при аварийном прекращении подачи сжатого воздуха на клапан по технологическим условиям более безопасно иметь открытую линию, в противном случае ставят клапан ВО.
Например, на линии топлива, подаваемого к печам при регулировании температуры, необходимо поставить клапан ВО, который в случае отсутствия воздуха КИП перекроет трубопровод и прекратит подачу топлива.
|
| 5.
| Нарисовать схему регулирования уровня в ёмкости и выбрать приборы.
|
| | 803 – 1 датчик уровня
803 – 2 барьер искробезопасности входной
803 –3 барьер искробезопасности выходной
803 -4 электропневмопозиционер
803 -5 регулирующий клапан
|
| Билет № 8
|
| 1.
| Расход (определение). Виды расходов, единицы измерения.Классификация расходомеров.
Расход – это количество продукта, протекающего через поперечное сечение трубопровода в единицу времени.
Различают: массовый и объемный расходы.
Единицы измерения массового расхода:
т/час; т/мин; т/с; кг/час; кг/мин; кг/с; г/час; г/мин; г/с.
Единицы измерения объемного расхода:
м3/ч; м3/мин; м3 /с; л/час; л/мин; л/с.
Классификация приборов для измерения расхода по принципу действия:
1) расходомеры переменного перепада давления (85 %);
2) расходомеры постоянного перепада давления (7 %);
3) электромагнитные расходомеры;
4) расходомеры, основанные на других принципах измерения (тахометрические, ультразвуковые, тепловые, вихревые, вихреакустические, массовые).
|
| 2.
| Регулирующий клапан. Назначение, устройство, работа
|
| | Регулирующий клапан предназначен для изменения притока или расхода вещества, что вызывает изменение регулируемого параметра с целью приближения его к заданному значению. Клапаны устанавливают на трубопроводе.
Клапан состоит из двух частей: 1 - мембранный исполнительный механизм (МИМ); 2 - регулирующий орган (РО).
Работа
Прорезиненная мембрана с жестким центром связана со штоком и жата между двумя крышками. Сжатый воздух от регулирующего клапана дается в полость над мембраной и перемещает ее вместе со штоком вниз. При этом пружина, расположенная под мембраной, сжимается и уравновешивает усилие, действующее на мембрану сверху. Перемещаясь в седле, затвор изменяет проходное сечение клапана и дросселирует поток еды, проходящей через него. При увеличении давления воздуха на мембрану шток с затвором перемещается вниз и прикрывает проходное сечение клапана, что вызывает снижение расхода. При уменьшении давления воздуха затвор силой пружины поднимается вверх, и клапан открывается, Чтобы предотвратить просачивание из корпуса клапана среды, используют сальниковое уплотнение с лубрикатором для периодического ввода смазки в сальник.
По виду запорного устройства: различаются односедельные и двухседельные клапаны.
Односедельные- применяются в клапанах малых размеров, при малых давлениях среды.
Двухседельные- применяются в клапанах больших размерах, при высоких давлениях среды.
1 – седло
2 – Затвор
3 – Мембрана
4 – Пружина
5 – Шток
6 – Уплотнение
7 – Лубрикатор
· 8 – Тепловые ребра
Пневматические клапаны бывают двух типов: В3 и ВО.
1) Клапан ВЗ (воздух закрывает) - клапан прямого действия, (НО - нормально открытый).
ВЗ 1 кгс/см2
НО 0,2 кгс/см2
С повышением давления воздуха клапан ВЗ закрывается. При давлении 0,2 кгс/см2 клапан ВЗ - открыт, при давлении, равном 1 кгс/см2 полностью закрыт.
2) Клапан ВО - воздух открывает. Это клапан обратного действия. Его ещё называют нормально закрытым (НЗ).
Клапан ВО с повышением давления воздуха открывается.
При давлении 0,2 кгс/см2 клапан ВО - закрыт, при давлении, равном 1 кгс/см2 полностью открыт.
ВО 1 кгс/см2
НЗ 0,2 кгс/см
Выбор клапанов
Клапаны типа ВЗ применяются в том случае, когда при аварийном прекращении подачи сжатого воздуха на клапан по технологическим условиям более безопасно иметь открытую линию, в противном случае ставят клапан ВО.
Например, на линии топлива, подаваемого к печам при регулировании температуры, необходимо поставить клапан ВО, который в случае отсутствия воздуха КИП перекроет трубопровод и прекратит подачу топлива.
|
| 3.
| Термохимический метод анализа состава дымовых газов.
Анализаторы компонентного состава дымовых газов
(Термохимический метод)
Широко используется для контроля и регулирования эффективности процессов горения в различных печах, парогенераторах, а также котлах коммунальных и промышленных предприятий. На практике наиболее важными признаны два параметра: концентрация кислорода (прямой показатель потерь вследствие избыточности воздуха) и концентрация несгоревших горючих компонентов (как правило, водород и окись углерода), позволяющая судить о потерях из-за неполноты сгорания.
Ячейки из оксида циркония для измерения концентрации кислорода
Наибольшее распространение для непрерывного измерения кислорода в газах получили ячейки на основе оксида циркония. Они были разработаны в середине 60-х годов в соответствии с Космической программой США и очень скоро стали широко применяться в промышленности из-за способности измерять кислород в горячих загрязненных и увлажненных газах без подготовки пробы. В основу принципа действия ячейки положена способность оксида циркония при нагреве работать как "твердый электролит". Чувствительный элемент ячейки представляет собой пробирку или диск, изготовленные из оксида циркония, стабилизированного оксидом иттрия или кальция, внутренняя и наружная поверхность которого имеет пористое платиновое покрытие, служащее в качестве электродов. Кристаллическая решетка оксида циркония содержит вакантные узлы, по размеру соответствующие атомам кислорода. При высокой температуре (650...750°С) молекулы кислорода, взаимодействуя с платиновыми электродами, диссоциируют, отбирая четыре электрона и превращаясь в ионы кислорода. Эти ионы обладают высокой подвижностью и способны легко перемещаться между вакансиями и диффундировать между внешней и внутренней поверхностью ячейки. Если парциальные давления кислорода по обе стороны ячейки одинаковы, направленный поток ионов кислорода отсутствует. В противном случае возникает поток ионов кислорода через решетку ZrO2, создающий разность потенциалов (напряжение) между электродами. Величина этого напряжения является функцией отношения парциальных давлений по обе стороны ячейки. Если значение парциального давления одного из газов известно (в качестве такового выбирается, как правило, воздух), разность потенциалов характеризует содержание кислорода во втором газе.
Преимущества ячейки из оксида циркония: они имеют ряд значительных преимуществ по сравнению с другими методами измерения кислорода:
♦ Ячейку можно разместить непосредственно в потоке дымовых газов, что повышает чувствительность и уменьшает время отклика.
♦ Ячейка рассчитана на анализ влажных газов, так как работает при высокой температуре, превышающей значение температуры точки росы дымовых газов.
♦ Нет необходимости в предварительной подготовке пробы для анализа (охлаждение, осушка и очистка).
♦ Ячейка не подвержена воздействию вибрации.
♦ Выходной сигнал ячейки возрастает при уменьшении концентрации кислорода в анализируемом газе.
♦ Срок хранения запасной ячейки практически неограничен.
 Ионы водорода
Источник тепла
Дымовые газы
Электроды
Разность потенциалов
|
| 4.
| Понятие микропроцессор, микроконтроллер
МИКРОПРОЦЕССОР - самостоятельное или входящее в состав микро-ЭВМ устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших интегральных схем (по сути - это мозг микроконтроллера). С появлением однокристальных микро-ЭВМ связывают начало эры массового применения компьютерной автоматизации в области управления. По-видимому, это обстоятельство и определило термин «контроллер» (англ. controller — регулятор, управляющее устройство). В связи со спадом отечественного производства и возросшим импортом техники, в том числе вычислительной, термин «микроконтроллер» (МК) вытеснил из употребления ранее использовавшийся термин «однокристальная микро-ЭВМ». Первый патент на однокристальную микро-ЭВМ был выдан в 1971 году инженерам М. Кочрену и Г. Буну, сотрудникам американской TexasInstruments. Именно они предложили на одном кристалле разместить не только процессор, но и память с устройствами ввода-вывода. При проектировании микроконтроллеров приходится соблюдать баланс между размерами и стоимостью с одной стороны и гибкостью и производительностью с другой. Для разных приложений оптимальное соотношение этих и других параметров может различаться очень сильно. Поэтому существует огромное количество типов микроконтроллеров, отличающихся архитектурой процессорного модуля, размером и типом встроенной памяти, набором периферийных устройств, типом корпуса и т. д. В то время как 16-разрядные процессоры общего назначения давно и полностью вытеснены более производительными моделями, 8-разрядные микроконтроллеры продолжают широко использоваться. Это объясняется тем, что существует большое количество применений, в которых не требуется высокая производительность, но важна низкая стоимость. В то же время, есть микроконтроллеры, обладающие больши́ми вычислительными возможностями, например цифровые сигнальные процессоры. Сегодня термин микроконтроллер - это компьютер, управляющий периферийными устройствами в автоматическом режиме без участия оператора. Обычно работают на низших уровнях автоматизации. Современные же персональные компьютеры – это мощные и скоростные микроконтроллеры, направленные на выполнение огромного числа операций и функций с участием оператора. Собирают и обрабатывают информацию от контроллеров. Используются на высоких уровнях автоматизации.
|
| 5.
| Нарисовать схему регулирования температуры продукта на выходе из кипятильника.
|
|
801 -1 термопара
801 -2 барьер искробезопасности входной
801 -3 барьер искробезопасности выходной
801 -4электропневмопозиционер
801 -5регулирующий клапан
|
| Билет № 9
|
| 1.
| Температура (определение) и температурные шкалы. Формулы перевода. Классификация приборов для измерения температуры.
Температура - это физическая величина, характеризующая тепловое состояние тела.
.
Температуру в термодинамической шкале обозначают в 0К, а в практической шкале - в 0С.
Формулы перевода температуры из одной шкалы в другую:
Т (К)= Т(0С) +273,15
Т(0С) =5/9(Т(0F) – 32)
Классификация приборов для измерения температуры
В зависимости от методики измерений все типы термометров делятся на 2 класса: контактные и бесконтактные.
Контактные – их отличительной особенностью является необходимость теплового контакта между датчиком термометра и средой, температура которой измеряется.
Контактные приборы по принципу измерения делятся на:
1. Термометры расширения.
2. Манометрические термометры.
3. Термометры сопротивления.
4. Термопары.
Бесконтактные - это такие термометры, для измерения которыми нет необходимостив тепловом контакте среды и прибора, а достаточно измерений собственного теплового или оптического излучения.
Бесконтактные делятся на:
1. пирометры излучения;
2. радиометры;
3. тепловизоры.
|
|
| Полупроводниковые тензопреобразователи. Структурная схема тензорезисторного преобразователя давления.
.Чувствительный элемент состоит из сапфировой подложки 3, на которую диффузионным способом нанесены тензорезисторы 4 (чаще всего в виде уравновешенного измерительного моста Уитстона). Подложка припаяна твердым припоем 2 к титановой мембране 1.
.Чувствительный элемент полупроводникового тензопреобразователя: 1- титановая мембрана; 2- серебросодержащий припой; 3- сапфировая подложка; 4 – тензорезисторы;
Чувствительный элемент включается в общуюизмерительную цепь преобразователя давления, структурная схема которого представлена на рис.3.17.
Деформация измерительной мембраны под воздействием внешнего давления Р приводит к локальным деформациям тензорезисторного моста, состоящего из постоянных тензорезисторов R 2, R 3, R 4 и переменного R 1..В результате происходит разбаланс моста, который преобразуется электронным блоком в унифицированный выходной электрический сигнал.
|
| 3.
| Электромагнитные расходомеры. Объяснить закон Фарадея.
Расходомеры электромагнитные состоят из сенсора расхода и преобразователя. Сенсор расхода устанавливается непосредственно в трубопровод и представляет собой трубу из нержавеющей стали (футерованную неэлектропроводным материалом), с приваренными к ней фланцами (для фланцевого исполнения); на трубе установлены две катушки индуктивности (индуктор) и два изолированных от трубы электрода. Электроды и индуктор герметично защищены кожухом, состоящим из двух полуцилиндров, приваренных к двум кольцам, установленным на трубе. К кожуху крепится стойка, на которой размещена плата с клеммами для подключения к преобразователю. В корпусе преобразователя установлены электронный блок, локальный операторский интерфейс ЛОИ (опция), выходные клеммы, клеммы питания и заземления.
Принцип действия электромагнитного расходомера основан на взаимодействии движущейся электропроводной жидкости с магнитным полем, подчиняющемся закону электромагнитной индукции. ЭДС индуцируется в жидкости при пересечении ею магнитного поля, создаваемого катушками индуктивности, и снимается с двух измерительных электродов, контактирующих с жидкостью и расположенных в направлении, перпендикулярном как к направлению движения жидкости, так и направлению силовых линий магнитного поля. Измеряемая разность потенциалов, прямопропорциональная объемному расходу жидкости, подается в электронный блок преобразователя, где усиливается и обрабатывается, формируя выходные сигналы расходомера.
Закон Фарадея
В жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости.
Известно, что в движущемся проводнике, пересекающем силовые линии постоянного магнитного поля, индуктируется ЭДС, величина которой определяется по формуле:
Е = Вlv
E- индуктируемая в проводнике ЭДС;
B- магнитная индукция;
v- скорость движения проводника.
|
| 4.
| Устройство кабельных термопар. Их достоинства
Термопары ТХА/ТХК МЕТРАН -200 – термопары новой технологии. Чувствительный элемент изготовлен из термопарного кабеля КТМС – ХА/ХК
В настоящее время во всём мире широкое распространение получили
термоэлектрические преобразователи, изготавливаемые из термопарного
кабеля. Он представляет собой гибкую металлическую трубку с
расположенными внутри неё одной или двумя парами термоэлектродов, расположенными параллельно друг другу. Пространство вокруг термоэлектродов заполнено сильно уплотнённой мелкодисперсной минеральной изоляцией.
Термопарный кабель с одной или двумя парами термоэлектродов:
1 - оболочка кабеля; 2 - минеральная изоляция (MgO); 3 - термоэлектроды
В РФ выпускают термопарный кабель с двумя типами термоэлектродов: КТМС-ХА и КТМС-ХК (кабель термопарный с минеральной изоляцией в стальной оболочке с хромель-алюмелевыми или хромель-копелевыми термоэлектродами) диаметром от 0,9 до 7,2 мм с изоляцией из электротех- ническогопериклаза. Оболочка кабеля изготовлена из жаростойкой стали или сплава. Термопарный кабель за счёт высокой плотности заполнения периклазом выдерживает изгиб на 180° вокруг цилиндра диаметром, равным пятикратному диаметру кабеля.
Достоинства кабельных термопар:
• более высокие термоэлектрическая стабильность и рабочий ресурс
по сравнению с проволочными термопреобразователями (в 2-3 раза);
• возможность изгиба, монтажа в труднодоступных местах, в кабельных каналах, при этом длина ТП может достигать 60-100 метров. Термопары можно приваривать, припаивать или просто прижимать к поверхности для измерения её температуры;
• малый показатель тепловой инерции, позволяющий применять их
для регистрации быстропротекающих процессов;
• универсальность применения для различных условий эксплуата-
ции, хорошая технологичность, малая материалоёмкость;
• способность выдерживать большие рабочие давления;
• возможность изготовления на их основе термопреобразователей в защитных чехлах блочно-модульного исполнения, обеспечивающих дополнительную защиту термоэлектродов от воздействия рабочей среды и создающих возможность оперативной замены чувствительного элемента.
|
| 5.
| Каскадные схемы регулирования. Привести пример.
Расход теплоносителя в кипятильник регулируется, клапан стоит на этой же линии, с коррекцией по температуре в кубе колонны.
800 – 1 сужающее устройство
800-2 дифманометр
800- 3 барьер искробезопасности входной
800-4 барьер искробезопасности выходной
800-5 электропневмопозиционер
800-6 регулирующий клапан
801 -1 термопара
801 -2 барьер искробезопасности входной
|
| Билет № 10
|
| 1.
| Метрология. Измерение. Методы измерений (привести примеры).
Метрология - это наука об измерениях.
Одна из задач метрологии - поверка и испытание мер и измерительных приборов для установления точности и надежности их действия.
Измерение - это сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения.
Методы измерения делятся на:
а) прямые (непосредственные) - измерение давления;
б) косвенные - измерение расхода;
в) совокупные (используются редко).
|
| 2.
| Расходомеры переменного перепада давления. Виды сужающих устройств. График изменения давления на сужающем устройстве.
Действие этих приборов основано на возникновении перепада давления на установленном внутри трубопровода сужающем устройстве (СУ).
Перепад давления обозначается DP и определяется по формуле:
DP = Р1 - Р2
где Р1 - давление до сужающего устройства;
Р2 - давление после сужающего устройства.
Перепад давления измеряется дифманометром, зависит от расхода протекающего вещества и может служить мерой расхода.
Эти расходомеры широко распространены в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, т.к. обеспечивают:
1) возможность в широком диапазоне измерять расходы жидкостей, газов и паров при различных температурах и давлениях;
2) относительно высокую точность измерения;
3) регистрацию показаний и передачу их на расстояние;
В комплект расходомера входят:
1) сужающее устройство;
2) дифманометр;
3) линии связи.
СУ предназначено для создания в трубопроводе переменного перепада давления.
Дифманометр предназначен для измерения этого перепада давления и преобразования его в пневматический или электрический сигнал с выходом на вторичный прибор.
Зависимость между расходом и перепадом давления – квадратичная. Поэтому шкала у дифманометров неравномерная (квадратичная).
где: Q- массовый расход;
α - коэффициент расхода;
Fo - диаметр отверстия сужающего устройства;
ΔР - перепад давления;
ρ - плотность жидкости
Виды сужающих устройств:
1) нормальная бескамерная диафрагма (дисковая);
2) нормальная камерная диафрагма (кольцевая);
3) нормальное сопло;
4) нормальное сопло Вентури;
5) нормальная труба Вентури.
График изменения давления до и после сужающего устройства.
Р1' – давление в трубопроводе;
Р1 – давление до диафрагмы;
Р2 – давление после диафрагмы;
Р2'– давление в самой узкой части струи;
Рп – потеря давления на диафрагме;
Р1 - Р2=DP – перепад давления на диафрагме.
|
| 3.
| Инфракрасный метод анализа. Сигнализаторы загазованности.
Анализируемый окружающий воздух поступает в кювету в результате тепловых конвекционных потоков.
Инфракрасный излучатель генерирует широкополосный модулируемый луч (можно видеть мигание видимых компонент). Луч проходит через выходную апертуру и дважды пересекает кювету. Параллельное зеркало отражает луч, направляя его на детекторы измерительный D1 и опорный D2 в оптическом модуле.
Для предотвращения конденсации атмосферной влаги кювета нагревается. На длинах волн, характерных для углеводородных компонент воздуха, поглощение ИК-луча усиливается, и соответственно снижается сигнал на детекторе D1. Стабильность точки нуля обеспечивается наличием опорного детектора D2, который компенсирует влияние загрязнения зеркала и окна, а также колебания яркости инфракрасного излучателя.
Второй внутренний излучатель компенсирует термический дрейф и старение детекторов или ламп. Совместное использование двух этих способов компенсации обеспечивает максимальную стабильность.
В ОАО «ТАИФ-НК» применяются сигнализаторы загазованности:
Фирма Dräger: модель Polytron 2IR
ФирмаGeneralMonitors: модельIR2100
|
| | |
| 4.
| Интеллектуальный датчик. Его структурная схема.
| |
Термин “интеллектуальные” для первичных устройств был введен для тех первичных устройств, внутри которых содержится микропроцессор. Обычно это добавляет новые функциональные возможности, которых не было в аналогичных устройствах без микропроцессора. Например, интеллектуальный датчик может давать более точные показания благодаря применению числовых вычислений для компенсации нелинейности чувствительного элемента или температурной зависимости. Интеллектуальный датчик имеет возможность работать с большой разновидностью разных типов чувствительных элементов, а также составлять одно или несколько измерений в одно новое измерение (например, объемный расход и температуру -в весовой расход). И наконец, интеллектуальный датчик позволяет производить настройку на другой диапазон измерений или полуавтоматическую калибровку, а также осуществлять функции внутренней самодиагностики, что упрощает техническое обслуживание.
Наряду с усовершенствованием работы устройств, дополнительные функциональные возможности могут сократить объем обработки сигналов системой управления и приводят к тому, что набор разных приборов заменяют приборами одной модели, что дает преимущество при изготовлении и инвестициях. 
| | |
| |
| 5.
| Нарисовать схему контроля давления в трубопроводе и выбрать приборы
Давление верха колонны контролируется и сигнализируется
Поз. 601-1 – датчик давления дистанционный
Поз.601-2 – барьер искробезопасности входной
|
| Билет № 11 азизов
|
| 1.
| Классификация измерительных преобразователей по принципу действия.
|
| 2.
| Волноводные уровнемеры.
Данный тип уровнемеров относится к уровнемерам контактного типа. Принцип действия волноводного уровнемера основан на технологии рефлектометрии с временным разрешением TDR (TimeDomainReflectometry). Микроволновые радиоимпульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технологическую среду, уровень которой нужно определить (рис.5.20). Когда радиоимпульс достигает среды с коэффициентом диэлектрической проницаемости, отличной от проницаемости газа над поверхностью среды, то из-за разности коэффициентов диэлектрических проницаемостей происходит отражение микроволнового сигнала в обратном направлении. Временной интервал между моментом передачи зондирующего импульса и моментом приема эхо-сигнала пропорционален расстоянию до уровня контролируемой среды. Аналогичным образом измеряется расстояние между датчиком и границей раздела двух жидких сред с различными коэффициентами диэлектрической проницаемости. Интенсивность отраженного сигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем выше интенсивность отраженного сигнала.
Волноводная технология имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами измерения уровня, поскольку радиоимпульсы практически невосприимчивы к составу среды, атмосфере резервуара, температуре и давлению.
Рис. 5.20. Схема измерения уровня волноводным уровнемером
Поскольку радиоимпульсы направляются по зонду, а не свободно распространяются в пространстве резервуара, то волноводная технология может с успехом применяться для малых и узких резервуаров, а также для резервуаров с узкими горловинами. В случае необходимости съемная голова датчика позволяет заменять модуль электроники, не нарушая герметичности резервуара, что может быть важно при измерении уровня сжиженных газов и аммиака.
Волноводный уровнемер (рис 5.21) включает следующие основные элементы: корпус, электронный модуль, фланцевое или резьбовое соединение с резервуаром и зонд. Корпус уровнемера, состоящий из двух независимых отсеков (отсек электроники и клеммный отсек для подключения кабелей), может быть снят с зонда, при этом открывать резервуар не требуется. Кроме того, корпус такой конструкции повышает надежность и безопасность уровнемера при эксплуатации в опасных производствах. Электронный модуль излучает электромагнитные импульсы, которые распространяются по зонду, выполняет обработку отраженного (принятого) сигнала и выдает информацию в виде аналогового или цифрового сигнала на встроенный жидкокристаллический индикатор или в систему измерения.
 | Рис. 5.21. Волноводный уровнемер:
1)корпус;
2)электронный модуль;
3)крепление к резервуару;
4)зонд
| В зависимости от условий технологического процесса используется один из пяти типов зондов: коаксиальный, жесткий двухстержневой, жесткий одностержневой, гибкий двухпроводный и гибкий однопроводный. Выбор зонда обусловливается свойствами среды (плотность, вязкость, агрессивность), уровень которой необходимо измерить.
Коаксиальный зонд (рис. 5.22) – оптимальное решение для измерения уровня внешней поверхности и уровня раздела двух жидкостей, например, растворителей, спиртов, водных растворов, сжиженных газов и жидкого аммиака. Коаксиальный зонд обеспечивает самое высокое отношение сигнал/шум. Рекомендуется для измерения уровня жидкостей с низкой диэлектрической проницаемостью, а также для измерений в условиях турбулентности, в присутствии пены или потоков жидкости или пара вблизи зонда (оболочка коаксиального зонда работает как успокоительный колодец).
Рис. 5.22. Типы зондов волноводных уровнемеров:
а) коаксиальный; б) жесткий двухстержневой; в) гибкий двухпроводный; г) жесткий одностержневой; д) гибкий однопроводный
Он может использоваться в условиях электромагнитных помех, допускается контакт зонда с металлическими конструкциями. Не рекомендуется для сред, склонных к кристаллизации или налипанию, а также для по рошков. Максимальный диапазон измерений при использовании коаксиального зонда составляет 6 м.
Двухстержневой жесткий (рис. 5.22, б) или двухпроводной гибкий
(рис. 5.22, в) зонды рекомендуются при измерении уровня жидкостей (неф-
тепродукты, растворители, водные растворы и т.п.). Возможно применение для измерения уровня и раздела жидких сред. Могут применяться с более вязкими жидкостями, чем рекомендовано для коаксиального зонда, однако не следует применять этот зонд для липких продуктов, когда существует вероятность налипания и образования перемычек между двумя стержнями или проводами зонда. Двухстержневой зонд с жесткими стержнями подходит для измерений в диапазоне до 3 м. Для гибкого двухпроводного зонда диапазон измерений до 23,5 м.
Одностержневой жесткий (рис. 5.22, г) или однопроводной гибкий (рис. 5.22, д) зонды менее восприимчивы к налипанию среды и образованию наростов. Они могут применяться для вязких жидкостей, взвесей, водных растворов и алкогольных напитков, а также использоваться для санитарных целей в пищевой и фармацевтической промышленности. Можно использовать для измерения уровня твердых частиц, гранул и порошков, например, зерна, песка, сажи и т.п. Применяются для измерения уровня вязких жидкостей, например, сиропа, меда и т.п., а также водных растворов. Одностержневой зонд рекомендуется для измерений в диапазоне до 3 м, а однопроводный гибкий - до 23,5 м.
|
| 3.
| Определить по прибору допустимую заводскую погрешность.
Определение допустимой заводской погрешности прибора
.
Ее определяют по формуле:
 ,
гдеgпр - относительная приведенная погрешность (численно равна классу точности, но выражается в %);
Х - полный предел шкалы;
DA – допустимая заводская погрешность.
Допустимая погрешность - это наибольшая погрешность показания прибора, допустимая нормами. При величине допустимой погрешности указывают ее знаки ± или один из них.
Пример:
Манометр имеет предел измерения от 0 до 6 кгс/см2. Класс точности прибора равен 2,5.
Определить допустимую заводскую погрешность.
Х = 6 кгс/см2gпр× Х
gпр = 2,5 % DА =
100 %
DА =? 2,5 × 6
DА = = ± 0,15 кгс/см2
|
| 4.
| Должностнаяинструкцияприборист  а.
|
| 5.
| Нарисовать схему контроля расхода сырья в трубопроводе и выбрать приборы.
504 -1 сужающееустройство
504 -2 дифманометр
504 -3 барьер искробезопасности входной
|
| Билет № 12
|
| 1.
| Уровень (определение). Классификация уровнемеров.
Уровень – это расстояние от верхней поверхности жидкости или сыпучего продукта, находящегося в резервуаре, до любой произвольно выбранной отметки выше или ниже этой поверхности.
Уровень - это высота столба рабочей жидкости в аппаратах.
Уровень измеряется в мм, см, м.
Приборы для измерения уровня называются уровнемерами.
Классификация уровнемеров по принципу действия:
- визуальные;
- поплавковые, в которых для измерения уровня используется поплавок или другое тело, находящееся на поверхности жидкости;
- буйковые, в которых для измерения уровня используется массивное тело (буёк), частично погружаемое в жидкость;
- гидростатические, основанные на измерении гидростатического давления столба жидкости;
электрические, в которых величины электрических параметров за-
висят от уровня жидкости;
- ультразвуковые, основанные на принципе отражения от поверхности звуковых волн;
- радарные и волноводные, основанные на принципе отражения от поверхности сигнала высокой частоты (СВЧ);
- радиоизотопные, основанные на использовании интенсивности потока ядерных излучений, зависящих от уровня жидкости.
При выборе уровнемера необходимо учитывать такие физические и химические свойства контролируемой среды, как 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, пожаро- и взрывоопасность и другие.
|
| 2.
| Ультразвуковые расходомеры.
|
| 3.
| Циркониевый метод измерения концентрации кислорода.
|
| 4.
| Устройство сенсора (тензорезистивного, пьезоэлектрического, ёмкостного).
|
| 5.
| Нарисовать схему контроля и сигнализации уровня в ёмкости и выбрать приборы.
|