Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Датчики технологічних змінних



Датчики температури. Вибір типу такого датчика в основному визначається діапазоном зміни вимірюваної температури та умовами експлуатації. Для вимірювання температури використовують термопари, термоопори, напівпровідникові датчики і пірометри. Робочі діапазони температур цих датчиків наведені в табл. 1.

Таблиця 1

Тип датчика Діапазон температур. °С
Скляні стержневі - 50 ÷ +300
Біметалічні 0 ÷ +500
Із наповнювачем - 50 ÷ +300
Напівпровідникові -100÷+100
Реакторні -100÷+300
Пірометричні +100÷+5000
Термопари - 250 ÷ +2000

 

Як датчики температури часто застосовують термопари, оскільки вони мають широкий робочий діапазон температур і високу надійність. При вимірі температури з використанням термопари послідовно з вимірювальним спаєм включають компенсаційні спаї, що дозволяють отримати струм певного напряму і максимальну ЕРС вимірювального спаю. У залежності від робочого діапазону температур і середовища, в якій знаходиться датчик, застосовують різні пари металів. Для роботи в широкому діапазоні температур передавальні характеристики датчиків, як правило, недостатньо лінійні,так що для їх лінеаризації потрібно застосовувати спеціальні схеми.

Кращу в порівнянні з термопарами роздільність і повторюваність характеристик досягається на термометрах опору - приладах, що використовують ефект зміни електричного опору провідників при зміні температури. У промисловості часто застосовують платинові термометри, що володіють високою точністю і механічною та електричною стабільністю. Термістори - інший тип термометрів опору - одержують спіканням сумішей металевих сплавів, при цьому утворюється кераміка з великим від’ємним температурним коефіцієнтом. Температурний діапазон металоплівкових опорів в порівнянні з термісторами ширший, а лінійність вища, однак термістори мають приблизно в десять разів більшу чутливість. При проведенні вимірювань температури такими датчиками потрібно перетворити зміну опору в зміну напруги і по можливості лінеаризувати залежність вихідної напруги від температури.

У тих випадках, коли можливе тільки візуальне спостереження досліджуваного процесу, для вимірювання температури вдаються до оптичних пірометрів. Діапазон вимірюваних температур в цьому випадку обмежується діапазоном спектральної чутливості використовуваного датчика.

Датчики тиску й витратоміри. Раніше для вимірювання тиску і витрати рідини або газу використовувалися потенціометричні прилади. Низька вартість і високий рівень вихідної напруги забезпечили широке застосування цих приладів в простих системах однак їм властиві висока чутливість до ударів і вібрацій, а також значні похибки, обумовлені механічною конструкцією, це призводить до нелінійності передавальних характеристик (зазвичай близько 3%), що обмежує застосування приладів такого типу. Для усунення недоліків, властивих потенціометричним датчикам тиску, були розроблені безконтактні тензометри. Ці прилади мають істотне збільшення точності і стабільності і похибку 0.5% від повної вимірювальної шкали. Їх рівень вихідної напруги перебуває в міллівольтовому діапазоні, тому після приладу ставлять передпідсилювач. На відміну від інших безконтактних приладів напівпровідникові тензометри розташовуються безпосередньо на діафрагмі, яка сприймає тиск - це усуває механічні деталі. Частотний діапазон, чутливість до вібрацій і точність цих приладів того ж порядку, що і безконтактних тензометрів. Однак оскільки рівень вихідної напруги в напівпровідникових тензометрії низький, то в цьому випадку необхідні попередні підсилювачі, а низька чутливість робить їх зручними тільки для вимірювань тисків близько 7 атмосфер і вище. Подальше покращення характеристик досягається використанням кристалічних діафрагм з напиленими пєзорезисторами.

Витрату рідин вимірюють або датчиками перепаду (різниці) тиску, або механічними контактними датчиками (наприклад, турбінами). Швидкість потоку F характеризує швидкість руху рідини і має розмірність м / с. Об'ємний потік Q є об'єм рідини, що протікає в одиницю часу, наприклад м3/с. Диференціальні манометри різних систем використовують для вимірювання технологічних параметрів витрати рідини, газу або пари, різниці тиску (перепаду), надлишкового тиску (напору), розрідження (тяги), рівня рідини у відкритих резервуарах і в резервуарах під тиском.

Вимірювання витрати рідини або газу дифманометрами-витратомірами здійснюється за методом змінного перепаду тиску. У цьому випадку дифманометр-витратомір працює спільно з звуженням потоку, яке встановлюється безпосередньо в трубопроводі і служить для створення змінного перепаду тиску. В якості пристрою звуження можуть застосовуватися діафрагми, сопла або витратомірні трубки. При вимірюванні витрати рідини або газу за допомогою дифманометрів вимірюється різниця тисків (перепад) до пристрою звуження і після нього.

Вимірювання витрати за методом змінного перепаду може проводитися при дотриманні наступних умов: речовина, що протікає через звуження потоку, повинна знаходитися в одній фазі - рідкій або газоподібній; речовина повинна повністю заповнити перетин трубопроводу і звужуючого пристрою; зміна витрати речовини повинна відбуватися плавно без пульсацій; трубопровід до пристрою звуження і після нього повинен бути на достатню відстань прямолінійним і циліндричним.

До витратомірів з механічним контактом відносяться турбінні й гіроскопічні перетворювачі, які вимірюють швидкість потоку за кутовим моментом: охолоджувані термоелектричні перетворювачі швидкості; датчики, що вимірюють швидкість по електричному опору, а також датчики, що вимірюють швидкість потоку з використанням β-випромінювання.

Датчики рівня. Для вимірювання рівня рідини і його зміни використовуються датчики різної складності. Широко застосовуються поплавкові датчики, диференціальні датчики тиску, ультразвукові і радіоактивні.

Поплавкові датчики відрізняються простотою і різноманітністю методів перетворення змін вимірюваного рівня в показання відлікового пристрою. Однак при вимірюванні рівня в'язких рідин вони працюють незадовільно. У тому випадку, коли відома щільність рідини W, висоту стовпа рідини можна вимірювати диференціальним датчиком тиску (дифманометром), який при цьому повинен фіксувати різницю гідростатичного тиску ΔР між рівнем поверхні і площиною дна. Висота стовпа рідини в цьому випадку визначається з відношення ΔP/W. За принципом дії вимірювальної системи дифманометри діляться на поплавкові, кільцеві, колокольні, мембранні та сильфонні. Ультразвукові датчики можуть входити до складу локаційних установок, які зручні при вимірювані рівня рідин у високих цистернах, а також до складу пристроїв, які вимірюють дискретні значення рівнів. В останньому випадку випромінювачі, розташовані на різних рівнях, посилають ультразвукові сигнали в горизонтальному напрямку в бік відповідних прийомних датчиків, установлених на протилежній стороні цистерни. Рівень важких рідин, таких, як цемент і паперова маса, найкраще вимірювати радіоактивними датчиками, що встановлюються аналогічно ультразвуковим пристроям дискретного виміру рівня. У пристроях з механічним приводом зручно використовувати позиційні сервосистеми змінного струму, оскільки вони не вимагають періодичного калібрування.

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.