2.3. Автоматичний контроль температур середовищ

Температура – найважливіший параметр хіміко-технологічних процесів.

Температура тіла характеризує міру нагрівання, яка визначається внутрішньою кінетичною енергією теплового руху молекул. Для визначення температури необхідно встановити шкалу температур, тобто вибрати початок відліку (нуль температурної шкали) та одиницю виміру температурного інтервалу (градус).

У хімічній промисловості вельми широкий діапазон контрольованих температур і всілякі умови їх виміру, тому застосовують всілякі методи виміру та вимірювальні прилади.

Температуру вимірюють двома основними способами: контактним і безконтактним.

До контактних засобів вимірювання відносять:

– термометри розширення (рідинні, дилатометричні та біметалічні);

– манометричні термометри;

– термоелектричні термометри;

– електричні термометри опору.

– пірометри випромінювання [1, стор. 38-108].

Питання для самоперевірки

1. Термометри розширення, види, пристрій та принцип дії.

2. Манометричні термометри, пристрій та принцип дії.

3. Принцип дії та пристрій термопари.

4. Структура ІВК АК температури за допомогою електричного термометра опору.

5. Робота квазімонохроматичного пірометра.

6. Робота пірометра повного випромінювання.

2.4. Автоматичний контроль тиску

Тиск в апаратах, трубопроводах тощо є важливим параметром, який визначає оптимальні умови здійснення ТП, а також показує межі безпечної роботи персоналу та обладнання.

Розрізняють атмосферний, абсолютний та надлишковий тиск.

Прилади для виміру тиску за принципом дії ділять на:

– рідинні, засновані на урівноваженні вимірюваного тиску гідростатичним тиском стовпа рідини;

– деформаційні, які вимірюють тиск за величиною деформації різних пружних елементів;

– електричний, заснований на перетворенні тиску в яку-небудь електричну величину або на зміні електричних властивостей матеріалу під дією тиску.

Залежно від вимірюваної величини розрізняють наступні прилади:

– манометри – для виміру надлишкового та абсолютного тиску;

– вакуумметри – для виміру розрядження;

– мановакуумметри – для виміру надлишкового тиску та розрядження;

– напороміри, тягоміри та тягонапороміри – для виміру малого, надлишкового тиску та малих розряджень (до декількох кПа);

– диференціальні манометри (дифманометри) – для виміру перепаду (різниці) тиску.

При виборі пристроїв і приладів для визначення тиску (розрідження) необхідно враховувати властивості вимірюваного середовища, діапазон і точність вимірювання, характеристики довкілля [1, стор. 113-134].

Питання для самоперевірки

1. Принцип дії рідинних приладів для вимірювання тиску.

2. Види та одиниці вимірювання тиску.

3. Робота деформаційних манометрів.

4. Призначення мановакуумметра.

5. Мембранні прилади для вимірювання тиску.

6. Сильфонні манометри.

7. Електричні манометри.

2.5. Автоматичний контроль кількості та витрат середовищ

Задачі вимірювання кількості та витрат газоподібних, рідинних та твердих подрібнених середовищ у ХТП з’являються при потребі обліку матеріальної сторони будь-якого ТП при переміщенні та перетворенні середовищ. Прилади, які вимірюють кількість речовини (сумарний обсяг або масу) називаються лічильниками.

Витратою речовини називається її кількість, яка проходить через фіксований переріз каналу за одиницю часу. Розмірність масової витрати – кг/с, а об’ємної – м³/с.

За принципом дії прилади для виміру витрат газів і рідин ділять на:

– тахометричні лічильники;

– індукційні витратоміри;

– витратоміри постійного перепаду тиску;

– витратоміри змінного перепаду тиску;

– витратоміри змінного рівня;

– теплові витратоміри.

Тахометричні лічильники працюють за принципом виміру середньої швидкості потоку. Рідина протікає через камеру приладу, приводить в обертання вертушку (або крильчатку), кутова швидкість якої пропорційна швидкості потоку, а отже і витраті.

Особливу увагу потрібно звернути на вивчення витратомірів перемінного та постійного перепаду тисків, за допомогою яких, в основному, виконуються вимірювання великих, середніх та малих витрат газів, парів і рідин у промислових умовах.

Комплект витратоміру змінного перепаду тиску, якими визначають великі та середні витрати, складається зі встановленого на трубопроводі звужуючого пристрою, вимірювального перетворювача тиску з пневматичним або електричним вихідним сигналом і вторинного приладу.

У витратомірах постійного перепаду тиску в вертикальній конусній трубці під напором вимірюваного потоку переміщується своєрідний звужувальний пристрій – поплавок спеціальної конструкції. Тоді мірою витрати тут буде саме переміщення поплавка при постійному перепаді тиску. За допомогою таких приладів (ротаметрів) визначають малі витрати газів і рідин (ламінарний режим потоку).

Принцип дії індукційних витратомірів заснований на законі електромагнітної індукції, відповідно до якого в електропровідній рідині, рухомій по трубопроводу, яка перетинає зовнішнє магнітне поле, індукується ЕДС, пропорційна середній швидкості потоку рідини [1, стор. 143-192].

Питання для самоперевірки

1. Що таке кількість та витрата речовини.

2. Одиниці вимірювання витрати.

3. Принцип дії та пристрій ротаметру.

4. Принцип дії витратомірів перемінного перепаду тиску.

5. Які звужуючи пристрої використовуються в якості первинних вимірювальних перетворювачів у витратомірах перемінного перепаду тиску.

6. Пристрій тахометричних лічильників речовини.

7. Індукційні витратоміри. Галузь застосування та принцип дії.