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

ТЕМА 6. Системы автоматических измерений



Измерение уровня воды

В гидромелиорации используются приборы для измерения уровня воды. По характеру выходной величины различают уровнемеры с плавным выходом, предназначенные для непрерывного измерения, и с релейным выходом, называемые уровнемерами-сигнализаторами.

Широко применяются в мелиорации поплавковые уровнемеры, чувствительным элементом которых является поплавок. При изменении уровня жидкости перемещение поплавка с помощью системы тросов или рычагов передается на преобразующий элемент. Как преобразователи используются механические роликовые счетчики, индуктивные преобразователи, сельсинные устройства и контактные системы.

Основные технические данные поплавковых уровнемеров приведены в таблице 1.

 

Таблица 1. Технические данные поплавковых уровнемеров

Тип уровнемера Максимальный диапазон измерения, м Преобраэователь дистанционной передачи или местный прибор Область применение
УДУ-5 Резистивный, механический счетчик Местное и дистанционное измерение
РП-40 0,15 Контактный ртутный датчик уровня Сигнализаций о положениях уровня
ДПЭ 1,0 Контактный магните управляемый Сигнализация
РМ-51 Контактный ртутный датчик уровня Сигнализация о положениях уровня
УМ-3-30-04БТ-01 Сельсинный, механический счетчик Местное и дистанционное измерения уровней и перепадов уровней
ДУЧ Частотный, механический счетчик Телеизмерение, местное измерение и сигнализация
ДУП Резистивный, механический счетчик Местное и дистанционное измерения и сигнализация
ДРИ 1,6 Частотный, механический счетчик Телеизмерение, местное измерение и сигнализация
Валдай УкрНИИГиМ-1 ГР-38 1,0 Ленточная диаграмма перепада уровней Местная запись показаний

Для дистанционной передачи измерений используют сельсины, работающие в режиме синхронной связи. Уровнемер УМ-2-30-04БТ-01 состоит из сельсинного датчика уровня ДСУ-1 и универсального сельсинного указателя УСП-1. Сельсины представляют собой индукционные электрические машины, имеющие две обмотки: однофазную (обмотку возбуждения) и трехфазную (синхронизации) При одинаковых положениях обмоток синхронизации датчика ДСУ-1М и приемника УСП-1М относительно обмоток возбуждения индуктируемые ЭДС равны по величине и направлены встречно. В результате ток в цепи трехфазных обмоток отсутствует.

При изменении уровня ротор сельсина-датчика ДСУ-1 поворачивается на некоторый угол, ЭДС в трехфазных обмотках сельсинов окажутся различными и возникает уравнительный ток. Взаимодействие результирующих магнитных истоков роторов и обмоток возбуждения создает на осях роторов синхронизирующие моменты, что вызывает поворот ротора УСП-1 М на тот же угол, на который был повернут сельсин датчика, т. е. до уравновешивания ЭДС трехфазных обмоток и исчезновения уравнительных токов.

Для дистанционного измерения перепада уровней используется комплект приборов ДСУ-1М — УСПМ-2М. Сельсинные датчики уровня УСП-1 устанавливаются соответственно в верхнем и нижнем бьефе. Как сельсин-приемник применяют устройство с дифференциальным сельсином ДСУ-2М, который имеет трехфазные обмотки в роторе и статоре Трехфазные обмотки сельсинов-датчиков подключены соответственно к обмоткам ротора и статора дифференциального сельсина-приемника УСП-2М.

В результате взаимодействия магнитных потоков обмоток ротора и статора ротор поворачивается до тех пор, пока не совпадут результирующие векторы магнитных потоков обеих трехфазных обмоток. В свою очередь распределение токов в обмотках сельсина-приемника зависит от положения роторов сельсинов-датчиков, определяемых уровнями воды в бьефах. Поэтому угол поворота ротора сельсина УСП-2М пропорционален перепаду уровней в бьефах. Конструктивно дифференциальный сельсин-приемник УСП-2М оформлен также, как и УСП-1 М. Диапазон измерения уровнемеров типа ДСУ-УСП зависит от длины тросов и может достигать 20 м.

Буйковые уровнемеры работают на ареометрическом принципе Входным параметром датчика уровнемера является действующая на буек сила, величина которой пропорциональна глубине погружения буйка в жидкость. Промышленностью выпускаются буйковые уровнемеры с унифицированными электрическими выходными сигналами в виде постоянного тока 0—20 и 0—5 мА и выходом в виде давления воздуха.

На рисунке 6.1 показана принципиальная электрическая схема уровнемера УБ-Э. Выталкивающая сила, действующая на буек 1, через подвижную опору 2 и систему рычагов 3 перемещает плунжер о в катушке рассогласования 7. Сигнал рассогласования подается на вход полупроводникового усилителя 11, к выходу которого подключена подвижная катушка 9 с магнитоэлектрической обратной связью ОС. Сила взаимодействия катушки 9 с магнитом 10 через рычаг 8 компенсирует выталкивающее действие жидкости на буек я система приходит в равновесие. Унифицированный сигнал постоянного тока снимается с выходного усилителя у и может использоваться для дистанционного измерения или в системе автоматического регулирования Рычаг 5 с навинченным противовесом служит для начального уравновешивания веса буйка, т. е. установки нуля. Мембрана 4 применяется для разделения измерительной части прибора и буйка, выпускаемые уровнемеры имеют предел измерения от 0— 20 до 0—16000 мм, который определяется габаритами буйка. Масса буйка от 2,6 до 5,3 кг, а длина от 40 до 16000 мм.

 

Рис. 6.1. Принципиальная схема уровнемера УБ-Э:

1 — буек; 2 — подвижная опора; 3 — система рычагов; 4 — мембрана; 5 и 8 — рычаги; 6 — плунжер; 7 — катушка неподвижная; 9 — катушка подвижная; 10 — магнит; 11 — полупроводниковый усилитель; ОС — сигнал обратной связи; У — усилитель.

 

Разновидностью буйковых уровнемеров являются дистанционный индикатор уровня ДПУ-СЧА и сигнализатор уровня СУЖ. Индикатор уровня ДПУ-СЧА имеет дифференциально-трансформаторный преобразователь и предназначен для работы совместно с дифференциально-трансформаторным вторичным прибором. В зависимости от модификации диапазон контролируемых уровней составляет 0 — 630; 0 — 1000; 0 — 1600 мм.

Сигнализатор уровня типа СУЖ с электроконтактным выходом служит для сигнализации изменения уровня воды в диапазоне до 45 мм.

Принцип действия емкостных уровнемеров основан на изменении уровня материала, частично или полностью заполняющего его межэлектродное пространство. В зависимости от условий измерений электроды преобразователя выполняются в виде стержней, пластин и тросов, которые покрываются изоляционным слоем.

Емкостные сигнализаторы уровня представляют собой электронное реле, содержащее генератор высокой частоты, в анодную цепь лампы которого включено промежуточное электрическое реле.

Для измерения уровней воды выпускаются уровнемеры с плавным выходом типов ЭИУ-2, ДУЕ-2 и релейным (типа ЭСУ и СУЭ).

Сигнализатор ЭСУ-1М работает с одним емкостным преобразователем и сигнализирует о достижении предельных высокого или низкого уровней.

Сигнализатор ЭСУ-2М работает с двумя емкостными преобразователями и информирует о трех значениях уровня; нижнем, среднем и верхнем.

Принцип действия электродных реле-сигнализаторов уровня основан на изменении сопротивления между двумя электродами или электродом и стенкой сосуда при их соприкосновении с поверхностью электропроводной жидкости. В мелиорации используются электродные регуляторы-сигнализаторы - уровня типа ЭРСУ-2 и ЭРСУ-3, применяемые с электропроводным корпусом резервуара и РУ-ЗЭ, РУ-ЗЭТ с неэлектропроводным. При достижении контролируемых уровней подается питание на катушку электрического реле, контакты которого включены в цепь сигнализации или управления. Длина стержневых электродов сигнализаторов ЭРСУ от 0,1 до 2,0 м, что соответствует их рабочему диапазону. Диапазон изменения уровней сигнализаторов РУ-ЗЭ изменяется от 0,05 до 10 м.

Действие акустических (ультразвуковых) уровнемеров основано на зависимости потерь энергии ультразвуковых колебаний от плотности среды, в которой они распространяются. Промышленностью выпускаются акустические уровнемеры ЭХО-1, имеющие унифицированный электрический выход, и реле-сигнализаторы типа Э-1М. Э-УМ, СУУЭ.

Манометрические методы измерений уровня и перепадов уровней основаны на измерении давления столба жидкости, высота которого определяется уровнем жидкости или перепадом уровней.

 

Рис. 6.2. Схема датчика положения затвора ДПЗ-1:

1 — звездочка; 2 и 3 — реостатные преобразователи соответственно точного и грубого отсчета; 4 — счетчик местного отсчета; 5 — мик-ровыключатель; 6 — кулачки.

 

В заключении отметим, что поплавковые датчики уровня используются и для измерения положения затворов. В этом случае преобразующая часть датчиков вместо поплавка кинематически сочленяется с затвором или его приводом. Наряду с этим для измерения положения затворов перегораживающих сооружений выпускаются специальные устройства типа ДПЗ-1, ДПЗ-2 и ДПМ. На рисунке представлена схема датчика положения затвора ДПЗ-1. Звездочка 1 сочленяется с винтом затвора, при перемещении которого поворачивается и с помощью зубчатых передач вращает счетчик местного отсчета 4, ползунки реостатных преобразователей точного 2 и грубого 3 отсчетов. Для сигнализации крайних положений затвора применяются микровыключатели 5, переключение которых выполняется кулачками 6. В устройстве ДПЗ-2 вместо реостатных преобразователей дистанционных измерений устанавливается телемеханический частотный преобразователь.

 

Измерение давления.

Различают абсолютное, избыточное давление и разрежение.

Приборы для измерения избыточного давления называются манометрами и напорометрами, разрежения — вакуумметрами и тягометрами, атмосферного давления — барометрами. Для измерения разности давлений используются дифференциальные манометры.

В мелиорации применяются манометры, дифманометры и вакуумметры для контроля давления в трубопроводах, водно-воздушных резервуарах насосных станций и измерения расхода воды в закрытых трубопроводах.

Для технических измерений давления и разрежения наиболее широко используются пружинные приборы. Они могут измерять давление в широких пределах, просты по конструкции и надежны в эксплуатации. Чувствительными элементами у них являются одновит-ковые или многовитковые полые (манометрические) пружины, мембраны, мембранные коробки и сильфоны.

Сигнализацию и автоматическое управление обеспечивают электроконтактные манометры типа ЭКМ-14, ЭКМ-24 и др. В отличие от обычных показывающих манометров они дополнительно снабжены контактным устройством. При достижении предельных значений давления происходит замыкание подвижного контакта, связанного с указательной стрелкой, с одним из двух неподвижных контактов, задающих предельные значения давлений, я в результате подается сигнал в цепь управления и сигнализации.

Для дистанционных измерений выпускаются манометры с электрическим и пневматическим выходным сигналом. В мелиорации применяются приборы с электрическим выходом.

В бесшкальном сильфонном манометре МС-Э используется унифицированный электросиловой линейный преобразователь, аналогичный преобразователю буйкового уровнемера, с выходным сигналом постоянного тока 0 — 5 мА или 0 — 20мА.

 




Поиск по сайту:

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