25Билет
Электрические уровнемеры емкостные
В емкостных уровнемерах используются диэлектрические свойства контролируемых сред. Емкостный уровнемер обычно состоит из емкостного цилиндрического преобразователя и вторичного прибора. При измерениях высоты уровня агрессивных, но не электропроводных жидкостей, обкладки преобразователя выполняют из химически стойких сплавов или же каждую из обкладок покрывают тонкой антикоррозионной пленкой .
В сосуд с жидкостью 1 (рисунок), уровень которой необходимо измерять, опущен электрод 2, покрытый изоляционным материалом. Электрод вместе со стенками сосуда образует цилиндрический конденсатор, емкость которого меняется при колебаниях уровня жидкости. Величина емкости (между электродом и заземленным корпусом емкости) измеряется электронным блоком 3, который затем дает сигнал в измерительный прибор 4
1 — сосуд с жидкостью; 2 — электрод изолированный; 3 — электронный блок; 4 — измерительный прибор.
Электрические уровнемеры кондуктометрические
Метод определения предельного уровня на основе измерения проводимости (кондуктометрический метод) основан на измерения силы тока. При пустом резервуаре (г) сопротивление между двумя электродами бесконечно велико и при погружении концов электродов в проводящую среду сопротивление уменьшается соответственно величине ее проводимости. Область применения метода распространяется исключительно на контроль уровня проводящих жидкостей. Уровень агрессивных жидкостей определяется без проблем, путем использования электродов, выполненных из высокопрочных материалов.
При реализации кондуктометрического метода два электрода устанавливаются выше поверхности проводящей жидкости, уровень которой контролируется. Когда жидкость достигает той точки, где оба электрода контактируют с жидкостью, электрический ток вызывает срабатывание реле. Если требуется выявить несколько значений уровня, используется соответствующее кратное число электродов
Основные достоинства: простота и прочность, отсутствие движущихся механических частей, нечувствительны к турбулентности,
Недостатки: непригодны для клейких веществ и диэлектриков, масляные вещества могут вызывать налипание на электроды.
Вибрационный и ультразвуковые вискозиметры
Принцип действия основан на уменьшении частоты колебаний насадки, которая погружена в измеряемую среду, или на уменьшении амплитуды колебаний этой же насадки.
Низкочастотные вибрационные вискозиметры
Для создания вибрации насадки используют взаимодействие 2-х полей: постоянного магнитного поля и поле электромагнита.
На рис. показана схема работающего по второму принципу прибора. Схема представляет собой неподвижную стенку 1, ленточную тягу 2, постоянный магнит 3, внутри поля постоянного магнита располагается цилиндр из мягкой стали, он подвешен на пружине 5, насадка 6, измеряемая среда 7. Форма насадки подбирается экспериментально таким образом, чтобы выходной сигнал более линейно зависел от измеряемой среды.
У постоянного магнита имеется две обмотки: обмотка питания и измерительная обмотка.
Сложение двух полей вызывает колебание сердечника, то есть его вибрацию. В зависимости от концентрации среда будет оказывать различное сопротивление колебаниям насадки.
К достоинствам метода измерения относятся — непрерывное измерение вязкости, плотности или концентрации в промышленных условиях, наличие дистанционной электрической передачи сигнала. Недостатками являются — необходимость термостатирования и сложность подбора вида насадки, очистка насадки от образования пленок и осадков на ее поверхности.
Ультразвуковые вискозиметры позволяют оценивать вязкость по изменению амплитуды колебаний пластины.
Существуют приборы, в которых ультразвуковые колебания пластины возбуждаются пьезоэлектрическим вибратором, однако точность таких приборов невелика. Значительно большее распространение получили вискозиметры, основанные на измерении интенсивности (скорости) затухания ультразвуковых колебаний в пластине из магнитострикционного материала. Такая пластина меняет размеры в зависимости от напряженности магнитного поля (магнитострикционный эффект).
1 — пластина; 2 — возбуждающая катушка; 3 — гильза; 4 — генератор импульсов; 5 — усилитель; 6 — детектор с триггером на выходе; 7 — измерительный прибор.
Пластина 1 из магнитострикционного материала закреплена в торце гильзы 3. Нижняя половина пластины помещена в жидкость, вязкость которой измеряется. В гильзе имеется возбуждающая катушка 2. На катушку подается импульс в результате чего в пластине возникают продольные колебания (магнитоупругая деформация), затем возбуждение снимается и пластина совершает затухающие колебания. Частота колебаний определяется геометрией пластины, а амплитуда затухания — вязкостью жидкости.
Ультразвуковые вискозиметры могут быть использованы для непрерывного контроля различных жидкостей в технологических потоках.
Недостатками этого устройства являются — высокая стоимость высокочастотного генератора, наличие помех от электромагнитных полей промышленных установок, не разрешается использовать данный прибор в промышленных условиях с опасными условиями работы.
В основном они имеют полупромышленное назначение, не применяются во взрывоопасных и пожароопасных производствах.
Для выбора и расчета параметров настройки регулятора необходимо знать параметры технологического объекта управления. Однако в некоторых случаях эти параметры установить не удается - либо это затруднительно, либо объект только проектируется. В подобных случаях руководствуются следующими положениями, рассмотренными ниже.
Если постоянная объекта (Тоб) мала, а время запаздывания (tзап) минимально, то частота переключений контактного устройства регулятора велика, поэтому необходима большая надежность переключающего устройства.
Практика показала, что если отношение tзап / Тоб < 0.2, то при небольших изменениях нагрузки, регулятор релейного типа обеспечит удовлетворительное качество регулирования.
При tзап / Тоб < 1 лучшее качество регулирования обеспечивают регуляторы непрерывного действия.
При tзап / Тоб > 1, то нужно применять импульсные регуляторы.