Іс-тәжірибе 3 бет, кесте, 12 сурет. Қолданылған әдебиеттер саны: 11

жүктеу 1 Mb.

бет	9/11
Дата	19.01.2022
өлшемі	1 Mb.
	#33421

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ЫБРАЙ ИП-17-5к1

2.3Деңгей өлшеу құралы

Деңгейді өлшейтін құрал - ашық және жабық кемелерде, цистерналарда, қоймаларда және басқа да контейнерлердегі заттардың деңгейін анықтауға арналған құрылғы. Мазмұны бойынша сұйықтықтың әртүрлі түрлеріне, соның ішінде газ құрастыруға, сондай-ақ көлемдік және басқа материалдарға жатады. Деңгейлік өлшеуіштер де деңгейлік сенсорлар / дабылдар, деңгейдегі түрлендіргіштер деп те аталады. Деңгей көрсеткішінің деңгей көрсеткішінің негізгі айырмашылығы - оның шектік мәндерін ғана емес, деңгей градациясын өлшеуге мүмкіндік береді.

Шұңғылшаның өлшемі.Өнеркәсіптік өндірісте қазіргі уақытта деңгейді өлшеу және бақылау мәселесін шешетін түрлі техникалық құралдар бар. Деңгейді өлшеу құралдары түрлі физикалық принциптерге негізделген әр түрлі әдістерді қолданады. Деңгейдің мәнін электр санына түрлендіріп, оның мәнін автоматтандырылған технологиялық басқару жүйелеріне беруге мүмкіндік беретін деңгейлерді өлшеудің ең кең таралған әдістері мыналарды қамтиды:
Магнитті деңгей көрсеткіші байланыс тәсілдері:
толқынды;
сыйымдылық,
гидростатикалық,
шұбар;

Электромагниттік дыбыс,радиация арқылы дыбыс шығарады.

Радар көрсеткіштерін өлшеу принципі
Өлшеу әдістерін әзірлеу кезінде әр әдіс өзінің әрбір техникалық жағынан артықшылықтары мен жетіспеушіліктері бар техникалық іске асырулардың жиынтығын алады.

Cурет 2.3. Радарлы деңгей өлшегіш
Өлшеупринципі:Стерильді сақтау цистерналарындағы деңгейін өлшеу
Шығарылған сигнал өлшенген ортаның бетінен көрінеді және антеннамен кішкене уақыт кешігу қабылданады. Пайдаланылатын радар принципі FMCW деп аталады (үздіксіз жиіліктегі модуляцияланған сәулелену). FMCW радиолокациялық өлшеуінде жоғары жиілікті сигнал қолданылады, өлшеу кезінде жиілік жиілігі жиілікте көтеріледі (жиілік диапазоны деп аталады). Шығарылған сигнал өлшенген ортаның бетінен көрінеді және шағын уақыт кешігуімен қабылданады. Кешігу уақыты t = 2d / c формуласы бойынша есептеледі, мұндағы d - өнім бетіне дейінгі қашықтық, ал c - ортаның бетіндегі газдың жарық жылдамдығы. Жіберілген және қабылданған сигналдар жиілігінің негізінде, сигналды өңдеу кезінде пайдаланылатын айырмашылық Δf есептеледі. Жиіліктің айырмашылығы қашықтыққа тікелей пропорционалды. Жиіліктер арасындағы үлкен айырмашылық үлкен қашықтыққа және керісінше. Frequency айырмашылығы Δf жылдамдықты спектріне түрлендіреді, оның негізінде жылдамдық Фурье түрлендіруі (FFT) арқылы есептеледі. Бұл деңгей цистернаның биіктігі мен алынған қашықтық арасындағы айырмашылық ретінде есептеледі.

Гидростатикалық деңгей көрсеткіші.Осы өлшеуіштердің жұмыс істеуінің негізгі қағидасы - сұйықтықтың гидростатикалық қысымын өлшеу. Гидростатикалық өлшеуіштердің үш негізгі түрі бар - бұл үдерістің қосылу түріне бөлінетін, сіңіру, тегістеу және фланец. Сондай-ақ, бұл фактор құрылғы жасалатын материалдарға арнайы талаптар қойғандықтан, гидростатикалық өлшеуіштерді өлшенген баспа түрлерімен ажыратуға болады: баспайтын болаттан агрессивті емес, баспайтын болаттан агрессивті, целлюлоза, қалың және абразивті. Деңгей деңгейін өлшеу әдісін таңдағанда, гидростатикалық қысым сұйықтықтың тығыздығына және деңгейдің шамасына байланысты болғандықтан, гидростатикалық сенсорлармен дұрыс өлшемдер тек тұрақты тығыздықтағы орталарда мүмкін болатындығын ескеру қажет. Әр түрлі тығыздықтағы орталарда деңгейді өлшеу мәселесін шешу қажет болса, екі деңгейлі сенсор орнатуға болады. Бір құрылғы сынамалық ыдыста орнатылады. Резервуарда тұрақты деңгей қамтамасыз етіледі, ал деңгей көрсеткіші тығыздығын өлшейді, ал екіншіден (деңгей деңгейінің өзі) контроллерде деректердің орташа тығыздығын есепке ала отырып қайта есептеледі, оның түзетілген сигнал жоғарғы деңгейге енеді.

Cурет 2.4. Гидростатикалық деңгей өлшегіш

Артықшылықтары:
-орнату және техникалық қызмет көрсетудің қарапайымдылығы;
-жоғары сенімділік;
-Гидростатикалық деңгей көрсеткіштері тұтқыр сұйықтықтармен және жоғары қысыммен жақсы жұмыс істейді.
-дәлдігі;
-әдісті енгізу қозғалатын механизмдерді пайдалануды қамтымайды;
Кемшіліктері:
-сұйықтық қозғалысы қысымның өзгеруіне әкеледі және өлшеу қателіктеріне әкеледі (базалық жазықтыққа қатысты қысым сұйықтық ағынына байланысты - Берннулли заңының салдары);
-атмосфералық қысымның орнын толтыру керек;
-сұйықтық тығыздығының өзгеруі өлшеу қатесін тудыруы мүмкін.
-сезімтал элемент өлшенетін ортаға тікелей байланыста, бұл сенсорлар үшін арнайы материалдарды қажет ететін аймақты айтарлықтай қысқартады.

Контактсыз (радарлық) деңгей деңгейін өлшейтін құрал

Радар қағидасына негізделген үздіксіз деңгейді өлшеу 1865 жылы өзі жасаған британдық физик Джеймс Максвеллдің электромагниттік толқындарының таралуына негізделген. Ол әртүрлі магнит өрісінің күштер желілерін электрөткізгіштер болмаған кезде де, электр өрісінің күшін дөңгелек сызықтармен қоршайтынын айтты. Осы теориядан шабыттанған неміс физик Христиан Гүлсмайер 1904 жылы Дюссельдорфте телемобилоскопты жасап, осы алғашқы радарлық құрылғыны патенттеді. Осы құрылғының арқасында ол алғашқы радар өнертапқышы ретінде танымал болды.

Шығарылған сигнал өлшенген ортаның бетінен көрінеді және антеннамен кішкене уақыт кешігу қабылданады. Пайдаланылатын радар принципі FMCW деп аталады (үздіксіз жиіліктегі модуляцияланған сәулелену). FMCW радиолокациялық өлшеуінде жоғары жиілікті сигнал қолданылады, өлшеу кезінде жиілік жиілігі жиілікте көтеріледі (жиілік диапазоны деп аталады). Шығарылған сигнал өлшенген ортаның бетінен көрінеді және шағын уақыт кешігуімен қабылданады. Кешігу уақыты t = 2d / c формуласы бойынша есептеледі, мұндағы d - өнім бетіне дейінгі қашықтық, ал c - ортаның бетіндегі газдың жарық жылдамдығы. Жіберілген және қабылданған сигналдар жиілігінің негізінде, сигналды өңдеу кезінде пайдаланылатын айырмашылық Δf есептеледі. Жиіліктің айырмашылығы қашықтыққа тікелей пропорционалды. Жиіліктер арасындағы үлкен айырмашылық үлкен қашықтыққа және керісінше. Frequency айырмашылығы Δf жылдамдықты спектріне түрлендіреді, оның негізінде жылдамдық Фурье түрлендіруі (FFT) арқылы есептеледі. Бұл деңгей цистернаның биіктігі мен алынған қашықтық арасындағы айырмашылық ретінде есептеледі.

Ультрадыбыстық деңгей көрсеткіші.Ультрадыбыстық деңгейлі өлшеуіштер барлық салаларда сұйықтықтар мен қатты заттардың деңгейін үнемі өлшеуге арналған.
Өлшеу принципі.Паршоллы науада ультрадыбыстық деңгей көрсеткіші

Cурет 2.5. Ультрадыбыстық деңгей көрсеткіші

18-ден 70 кГц диапазондағы қысқа ультрадыбыстық импульстар сенсор арқылы өлшенетін ортаны бағытта шығарып, оның бетінде көрсетілген және сенсор арқылы қайтадан басып шығарылады. Импульс дыбыс жылдамдығымен таралады, ал сәулелену сәті мен сигналды қабылдау арасындағы уақыт ыдыстың деңгейіне байланысты болады. Ең соңғы микропроцессорлық технология және дәлелденген бағдарламалық қамтамасыз ету ішкі құрылымдардан көрінетін жалған эхоктар болғанда және ортаның бетіне дейінгі қашықтықты жоғары дәл есептеу кезінде эхо деңгейін сенімді түрде анықтауға кепілдік береді. Акустикалық сигналдың транзиттік уақытының әсерін толтыру үшін орнатылған температура сенсоры резервуардағы температМұнайы анықтайды.Резервуардың өлшемдері мен өлшенген қашықтықты енгізудің қарапайымдылығына байланысты деңгейге пропорционалды сигнал есептеледі. Осылайша, резервуарды дәл баптау үшін қажеті жоқ.УДЗ деңгейін өлшеу әдісі оның тиімділігін дәлелдеді. Ультрадыбыстық деңгейдегі өлшеуіштер қатты немесе шөгінділердің мөлшерімен төмен немесе жоғары ластанған сұйықтықтар үшін жаңбыр суын және ағынды суды өлшеуге жарайды. Айта кету керек, қатты денелермен жұмыс істеген кезде, өлшеу құралы сұйықтықпен жұмыс істеуге қарағанда әр түрлі талаптарға ие. Өйткені өлшенген өнімнің беті біркелкі емес және көбінесе түйінді конус болып табылады. Көптеген заттар қатты шаң пайда болады. Сонымен қатар, сұйық цистерналарға қарағанда, көптеген қатты су қоймалары әлдеқайда жоғары.

Рефлекс-радар деңгейін өлшеу принципі.Рефлекс Радар деңгейін өлшеуіш

Өлшеу принципі

Cурет 2.6. Рефлекс-радар деңгейін өлшеу принципі
Рефлекс-радарлық TDR өлшеуішті өлшеу принципі уақыттық доменді рефлектометрия (TDR) дәлелденген технологиясына негізделген. Бұл өлшеу әдісімен қуатты электромагниттік импульстар әрбір наносекундта штаттық немесе кабельдік толқын жолағы арқылы жіберіледі. Бұл импульс жарық жылдамдығымен жүреді. Өлшенген өнімнің бетіне жету үшін импульстар көрініс табады және көріністің қарқындылығы өнімнің диэлектрлік тұрақтылығына байланысты (мысалы, бастапқы импульс деңгейінің 80% дейін судың бетінде көрсетілген). Құрылғы сигнал сәулелену сәттері мен шағылыстырылған сигналды қабылдау сәттерінің арасындағы уақытты өлшейді: осы уақыттың жартысы құрылғының (фланецтің тығыздағышы беті) және өлшенетін орта бетінің арасындағы қашықтыққа сәйкес келеді. Бұл уақытша мән 4 ... 20 мА ток шығыс сигналына және / немесе дискреттік сигналға айналады. Шаң, көбік, булану, тыныш беті, қайнаған сұйықтықтар, қысымның, температураның және тығыздықтың өзгеруі құрылғының жұмысына әсер етпейді.Қалқымалы деңгей өлшегішӨлшеу принципі.Қалқымалы өлшеуіштің жұмыс принципі.Магниттік айналым деңгейінің индикаторы байланыс арналары қағидасына сәйкес жұмыс істейді. Өлшеу камерасы контейнерге жақын орнатылады.Шұңғымалы деңгей өлшегіш ӨлшеупринципіДеңгей индикаторы құлау қағидасы бойынша жұмыс істейді. Осы қағидаға сәйкес сұйықтыққа батырылған дененің ұзындығы деңгей деңгейін өлшейді. Өлшеу серіппесінің бойымен созылатын қозғалыстағы шұңқыр сұйықтыққа батырылады және Архимед заңына сәйкес, ағзадан ауытқып кеткен сұйықтық массасына пропорционалды күш әсер етеді. Көктем ұзындығының өзгеруі дәл осы деңгейді өлшеуге мүмкіндік беретін буын күшінің өзгеруіне сәйкес келеді. Көктем ұзындығының өзгеруі магниттік жүйе арқылы өзгеріп, индикаторға беріледі.Шұңқыр белгілі бір күшпен шұңқырға әрекет ете отырып, қаттылықпен серпімді суспензеге бекітіледі. Н нөлдік деңгейінен 00 деңгейін көтеру, біз жылжытқышты x-ге ауыстыруды тудыратын итеру күштерін көбейтеміз, ал көтерілгенде, жоба көбейеді, яғни x 2.4 Кеніште қолданылатын шығын өлшеу құралы

Шығын өлшегіш - бұл ағынның көлемін немесе массаның ағынының жылдамдығын өлшейтін құрылғы, яғни берілген ағым секциясы арқылы өтетін заттардың (көлемнің, массаның) мөлшері, мысалы, уақыт бірлігіне арналған құбыр бөлімі. Егер құрылғының интегралдау құрылғысы (есептегіш) болса және бір мезгілде заттардың мөлшерін өлшеуге қызмет жасайтын болса, онда ол контр-ағын өлшеуіші деп аталады.

Механикалық шығын өлшеуіштері.Жоғары жылдамдықты есептегіштер құрылғының камерасынан шығатын сұйықтық бұрылыс жылдамдығы ағынның жылдамдығына және, демек, ағынның жылдамдығына пропорционалды болып келетін айналдыру құрылғысын немесе дөңгелектің айналуына әкеледі етіп орналастырылады.

Көлемді есептегіштер.Құрылғыға түсетін сұйықтық немесе газ бөлек өлшенеді, содан кейін бірге қосылатын көлемдік дозаларда тең болады. Осы принцип бойынша газ есептегіштері күнделікті өмірде жиі кездеседі.

Сыйымдылық пен секундомер

Тұтынуды өлшеудің ең қарапайым тәсілі - сыйымдылықты және секундомерді пайдалану. Сұйықтық ағыны белгілі бір контейнерге бағытталады және секундомер уақыты осы контейнердің толтыру уақытын көрсетеді. Танктің көлемін білу және оны толтыру кезінде бөлу, ағым жылдамдығын білуге болады. Бұл әдіс ағынның қалыпты ағынын үзуді талап етеді, алайда ол өлшеу дәлдігін қамтамасыз етеді. Ол сынау және калибрлеу зертханаларында кеңінен қолданылады.

Электромагниттік шығын өлшеуіштері

1832 жылы Майкл Фарадей Темза өзенінің ағынының жылдамдығын анықтауға тырысып, Жердің магнит өрісі арқылы су ағымына келтірілген кернеуді өлшеді. Электромагниттік ағындарды өлшеу принципі Фарадоның индукция заңына негізделген. Осы заңға сәйкес кернеу электр өткізгіш сұйықтықтың электромагниттік шығын өлшеуіш магнит өрісі арқылы өтетін кезде пайда болады. Бұл кернеу ортаның шығыс жылдамдығына пропорционалды.

Cурет 2.8. Электромагниттік ағын өлшеуіш

Индуктивті кернеу ортаға түсетін екі электродпен немесе ортаға тиіп тұрмайтын сыйымды электродтармен өлшенеді және сигнал түрлендіргішіне беріледі. Сигнал түрлендіргіші сигналды күшейтеді және оны стандартты ток сигналына (4-20 мА), сондай-ақ импульстік жиілік сигналына (мысалы өлшеу түтігінен өтетін өлшенген ортаны текше метрге бір серпін) түрлендіреді.

Электромагниттік толқындар санауыштарының жұмыс принципі магнит өрісі бар жылжымалы электр өткізгіш сұйықтың өзара әрекеттесуіне негізделеді. Сұйықтық магнит өрісінде қозғалса, магнит өрісінде қозғалатын дирижер сияқты эмф пайда болады. Бұл ЭМӨ ағынның жылдамдығына пропорционалды және ағынның жылдамдығы ағынның жылдамдығымен анықталуы мүмкін.

Каролис шығын өлшеуіші

Массалық шығын өлшегіш жұмысының принципі Каролис әсеріне негізделген. Сұйықтар мен газдардың массалық ағыны ағынның әсерінен өлшеу түтігінің деформациясынан есептеуге болады. Ортаның тығыздығы дірілдеу түтігінің ауытқуының резонанстық жиілігінен де есептелуі мүмкін. Кориолис күштерін есептеу екі сенсорлы катушкалар арқылы жүзеге асырылады.

Ағын болмаған жағдайда да екі сенсор бірдей синусоидалы сигналды жазады. Сұйықтық пайда болған кезде Coriolis күші ортаны бөлшектер ағысына әсер етеді және датчиктердің сигналдарының фазалық жылжуына әкелетін өлшеу түтігін деформациялайды. Сенсорлар синусоидалы тербелістердің фазалық жылжуын өлшейді. Бұл фаза ауысымы жаппай ағынға тікелей пропорционалды.

Cурет 2.9. Каролис шығын өлшеуіші

жүктеу 1 Mb.

Достарыңызбен бөлісу:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11