Описание подобранных средств измерения

1) Сформулируем измерительную задачу: требуется измерить уровень столба щелока от 0 до 12м в пропиточной колонне. Измеряемую величину следует регистрировать, то есть определять дистанционно, и предусмотреть унифицированный выходной сигнал для использования в системе управления. Предел допускаемой основной погрешности .

К средствам измерения, которые могут применяться в ЦБП, и соответствуют указанным требованиям, можно отнести:

· Буйковый уровнемер;

· Поплавковый уровнемер;

· Пьезоэлектрический уровнемер;

· Мембранный датчик.

Для дистанционного измерения уровней применяются датчики манометров и дифманометров системы ГСП, которые имеют стандартные пневматические и электрические аналоговые сигналы. Эти датчики работают с пневматическими или электрическими аналоговыми приборами. Основными типами манометрических и дифманометрических датчиков ГСП, используемых в ЦБП для преобразования уровня в стандартные сигналы, являются мембранные и сильфонные датчики. Поэтому выбираем преобразователь измерительный разности давлений Сапфир-22М-ДД, модель 2450.

Принцип действия

Преобразователь состоит из мембранного тензопреобразователя, который размещён внутри корпуса и отделён от измеряемой среды металлическими гофрированными мембранами. Внутренние полости заполнены кремнийорганической жидкостью. Фланцы уплотнены прокладками. Измеряемая разность давлений воздействует на мембраны и через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая изменений сопротивления тензорезисторов.

Измерительные блоки выдерживают одностороннюю перегрузку рабочим избыточным давлением. Электрический сигнал от тензопреобразователя передаётся из измерительного блока в электронное устройство по проводам через гермоввод.

Характеристика

· Предел допускаемой основной погрешности

 

 

· Верхний предел измерения 1,6МПа;

· Выходной сигнал 0-5мА;

· Работает при температуре от +5 до +50 .

Область применения

Преобразователи предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра – давления избыточного, абсолютного, разрежения, разности давлений нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.

Правила установки в объекте

· Преобразователи нельзя устанавливать во взрывоопасных помещениях;

· Места установки преобразователей должны обеспечивать удобные условия для обслуживания и демонтажа;

· Температура и относительная влажность окружающего воздуха должны соответствовать допустимым значениям;

· Среда, окружающая преобразователь, не должна содержать примесей, вызывающих коррозию его деталей;

· Параметры вибрации не должны превышать допустимых значений;

· Преобразователь может быть смонтирован в любом положении, удобном для обслуживания. Но предпочтительным является расположение подвода давления снизу, чтобы уменьшить возможность засорения преобразователя.

2) Сформулируем измерительную задачу: требуется измерить давление в компрессоре от 1,3 до 1,6МПа при температуре окружающей среды 35-40 Измеряемую величину следует регистрировать, то есть определять дистанционно, и предусмотреть унифицированный выходной сигнал для использования в системе управления. Предел допускаемой основной погрешности .

С этой задачей могут справиться следующие средства измерения:

· Магнитоупругие манометры;

· Пьезоэлектрические манометры.

· Тензометрические датчики.

Вследствие того, что основная приведённая погрешность магнитоупругих преобразователей составляет 3-5%.Выбираем преобразователь измерительный абсолютного давления Сапфир-22М-Да, модель 2050.

Принцип действия

Основан на воздействии измеряемого давления (разности давления) на мембраны измерительного блока (для модели 2050 на мембрану тензопреобразователя), что вызывает деформацию упругого чувствительного элемента и изменение сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя. Это изменение преобразуется в электрический сигнал, который передается от тензопреобразователя из измерительного блока в электронный преобразователь, и далее в виде стандартного токового унифицированного сигнала [(0-5), (0-20)или (4-20)] мА.

Характеристика

· Предел допускаемой основной погрешности

 

 

· Верхний предел измерения 1,6МПа;

· Выходной сигнал 0-5мА;

· Работает при температуре от +1 до +80 .

Область применения

Предназначен для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра- давления избыточного, абсолютного, разрежения, разности давлений нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.

 

Достоинства и недостатки

Неисправность	Причина	Способ устранения
Отсутствует выходной сигнал	Нет напряжения на входе прибора Нарушена цепь нагрузки (обрыв цепи) Неисправность электронного устройства преобразователя Отсутствует герметичность в соединениях отборов давлений	Проверить и восстановить напряжение питания Проверить и устранить обрыв цепи Изменяя сопротивление тензорезистора, проверить изменение выходного сигнала электронного устройства в пределах 0—20 мА (по заводской инструкции) Заменить прокладки и подтянуть соединения; проверить утечки обмыливанием соединений
Большая погрешность измерений, нестабильность выходного сигнала	Нет герметичности в сальниках вентилей или монтажного фланца Нет герметичности фланца или пробки фланца измерительного блока Отсутствует контакт на перемычках «диапазон» и «нуль» преобразователя	Подтянуть или заменить сальники, проверить отсутствие утечек Подтянуть или заменить уплотнительные кольца; проверить утечки Снять крышку и одну из перемычек, зачистить ее контакты. Установить перемычку на место. Снять и зачистить следующую перемычку

 

Правила установки в объекте

· Преобразователи нельзя устанавливать во взрывоопасных помещениях;

· Места установки преобразователей должны обеспечивать удобные условия для обслуживания и демонтажа;

· Температура и относительная влажность окружающего воздуха должны соответствовать допустимым значениям;

· Среда, окружающая преобразователь, не должна содержать примесей, вызывающих коррозию его деталей;

· Параметры вибрации не должны превышать допустимых значений;

· Преобразователь может быть смонтирован в любом положении, удобном для обслуживания. Но предпочтительным является расположение подвода давления снизу, чтобы уменьшить возможность засорения преобразователя.

3) Сформулируем измерительную задачу: требуется измерить температуру пропарки щепы от 110-120  в пропарочной камере. Измеряемую величину следует регистрировать, то есть определять дистанционно, и предусмотреть унифицированный выходной сигнал для использования в системе управления. Предел допускаемой основной погрешности .

К средствам измерения, которые могут определять указанную температуру дистанционно (по принципу действия) и контактно (то есть с наибольшей чувствительностью) можно отнести:

· манометрические термометры (дистанция до 60м);

· термометры электрического сопротивления (ТЭС) (проводниковые и полупроводниковые с измерительными унифицирующими преобразователями (для унификации измерительного сигнала) и приборами (для регистрации);

· термоэлектрические термометры с измерительными унифицирующими преобразователями (для унификации измерительного сигнала) и приборами (для регистрации).

ТЭС из платины (как наиболее стабильные и точные) являются датчиками температуры с наименьшей погрешностью в заданном диапазоне температур и способные дистанционно регистрировать величину.

Поэтому для данной задачи выбираем термопреобразователь сопротивления с унифицированным токовым выходом взрывозащищённый ТСПУ 014.

Принцип действия

Измерение температуры данным прибором основано на свойствах проводников и полупроводников изменять своё активное электрическое сопротивление при изменении из температуры.

Характеристика

· Предел допускаемой основной приведённой погрешности

 

 

· Выдача информации о значении температуры в виде сигнала постоянного тока

· Диапазоны измеряемых температур

· Средняя наработка на отказ не менее 100000ч

· Средний срок службы 8 лет

Область применения

Для измерения температуры газообразных и жидких сред в диапазоне от - 50 до 200 ° С

Правила установки в объекте

· Диаметр погружаемой части защитной арматуры 8; 10мм;

· Длина погружаемой части защитной арматуры 80-400мм;

· Датчики температур следует погружать как можно глубже в измеряемую среду;

· Датчик устанавливают в месте наибольшей скорости движения среды и против направления её движения;

· Трубопровод или объект исследования в месте установки датчика тщательно теплоизолируют, защищая головку датчика от воздействия температуры окружающей среды.

4) Сформулируем измерительную задачу: требуется измерить расход щелока в варочном котле до  при температуре окружающей среды 35-40  Требования к погрешности измерения расхода самые жесткие, то есть следует выбирать наиболее точные и быстродействующие средства измерения. Измеряемую величину следует регистрировать, то есть определять дистанционно, и предусмотреть унифицированный выходной сигнал для использования в системе управления. Предел допускаемой основной погрешности .

К средствам измерения, которые могут справиться с поставленной задачей, можно отнести:

· Расходомеры переменного перепада давления;

· Расходомеры постоянного перепада давления;

· Электромагнитные расходомеры.

На ЦБП измерения количества и расхода веществ осложняются тем, что в средах присутствуют взвешенные твёрдые частицы. Это приводит к загрязнению первичных измерительных преобразователей, устанавливаемых в потоке. Поэтому, кроме наиболее простых и удовлетворительных по метрологическим характеристикам расходомеров постоянно и переменного перепада давлений для воды и пара, наиболее широкое применение нашли электромагнитные расходомеры.

Поэтому для данной задачи выбираем электромагнитный расходомер МР400.

Принцип действия

Принцип действия ЭМР МР400 основан на измерении ЭДС индукции в элетропроводящей жидкости, движущейся в магнитном поле, создаваемым элетромагнитом.

ЭДС, наведённая в жидкости и зависящая от скорости потока, с помощью электродов подаётся в измеритель, где вычисляется объём жидкости, прошедшей через сечение трубопровода за единицу времени.

ЭМР состоит из первичного преобразователя расхода электромагнитного и микропроцессорного измерительного блока (ИБ).

ППРЭ представляет собой датчик в виде отрезка трубопровода из немагнитного материала с обмотками электромагнита и электродами для съёма измерительного сигнала. ЭДС, пропорциональная расходу, в измерителе преобразуется в текущее среднее значение объёмного расхода, а также в значение объёма нарастающим итогом.

ППРЭ практически не препятствуют потоку жидкости.

Значение объёма и время наработки прибора нарастающим итогом, а также все установленные параметры записываются в перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ). Все данные, записанные в ППЗУ, сохраняются даже при отсутствии напряжения питания

Характеристика

· Предел допускаемой относительной погрешности измерения среднего объёмного расхода, объёма жидкости (в диапазоне расходов) по импульсному, токовому, RS выходам и индикатору

 

 

· Наибольшее давление в трубопроводе 2,5МПа

· Наименьшая удельная проводимость жидкости

· Наибольшая температура жидкости

· Питание расходомера однофазная сеть переменного тока (31-40) или (187-242)В, (41-51)Гц

· Потребляемая мощность не более 10ВА

· Средняя норма наработки на отказ 75000ч

· Средний срок службы 12лет

· Выдаёт результат измерения

- в виде импульсов с нормированным весом,

- с помощью последовательного интерфейса RS232 (в том числе с использованием модема по телефонной линии связи),

- на индикатор – исполнение МР400-К (исполнение без индикатора МА400-Э),

- в виде нормированного токового сигнала (по заказу)

· Диапазон измерения расхода от 0,028 до 763,02 м³/ч.

Область применения

Электромагнитный расходомер МР400 предназначен для измерения среднего объёмного расхода и объёма различных электропроводящих жидкостей в широком диапазоне температур

 

Достоинства и недостатки

Достоинства

Недостатки

- Широкий диапазон измеряемых расходов; - Линейная шкала и малые погрешности измерений; - Высокое быстродействие; - Возможность измерения расхода различных сред вплоть до пульп и жидких металлов; - Отсутствие внутри преобразователей выступающих частей, сужений или изменения профиля сечения канала исключает их засорение, застаивание измеряемых веществ.

- Очень важно использовать типы и модификации расходомеров, предназначенные для конкретных условий. В первую очередь это связано с выбором материала покрытия внутренней поверхности трубопровода датчика, в противном случае происходит «снос» покрытия. -Следует поддерживать стабильность чувствительности расходомеров по времени. При изменении расхода массы со временем происходит засмоление электродов датчика. Это приводит к уменьшению чувствительности расходомеров

 

Правила установки в объекте

· -Не устанавливать датчик после источника помех потока жидкости;

· -Регулировочную арматуру помещать за индукционным датчиком, чтобы предупредить турбулентности в жидкости и падение давления ниже атмосферного;

· -Датчик должен быть постоянно заполнен жидкостью;

· - Ось электродов датчика должна быть приблизительно горизонтальна;

· В случае, когда у жидкости тенденция создавать осадки внутри индукционного датчика, рекомендуем установить обходную трубу, чтобы была возможность очистить датчик и особенно электроды;

· Датчик, преобразователь и сигнальные кабели нельзя помещать вблизи сильных электромагнитных полей;

· Индукционный датчик нельзя применять как монтажное приспособление при сварке трубопроводов и фланцев;