- •1.Элементы автоматических устройств.
- •1.1 Функции и характеристики элементов автоматических устройств.
- •1.2 Датчики, основные показатели и характеристики.
- •1.2.1 Датчики температуры
- •1.2.1 А) Термометры сопротивления (тс)
- •1.2.1 Б) Полупроводниковые термосопротивления (термисторы)
- •1.2.1. В) Термопары
- •1.2.2 Датчики давления
- •1.2.2 А) Пружинные датчики давления
- •1.2.2 Б) Основные сведения о выборе, установке и эксплуатации при- боров давления(пд)
- •1.2.3 Датчики уровня жидкости
- •1.2.3 А) Поплавковые уровнемеры
- •1.2.3 Б) Гидростатические уровнемеры
- •1.2.3 В) Электрические уровнемеры
- •1.2.3. Г) Радиоизотопные уровнемеры
- •1.2.3 Д) Акустические уровнемеры «Эхо-5»
- •2 7 9 Сигнализация
- •1.2.4 Датчики расхода жидкостей и газов
- •1.2.4 Б) Расходомеры постоянного перепада давления
- •1.2.4 В) Расходомеры индукционные
- •1.2.5 Датчики для автоматического анализа состава материала
- •1.2.5.1 Измерение концентрации веществ
- •1.2.5.1 А) Электрокондуктометрический метод анализа
- •1.2.5.1 Б) Низкочастотный безконтактный концентратомер
- •1.2.5.2 Плотномеры для жидкостей
- •1.2.5.2 А) Весовые плотномеры
- •1.2.5.2 Б) Поплавковые плотномеры
- •1.2.5.2 В) Гидростатические плотномеры
- •1.2.5.2 Г) Радиоизотопные плотномеры
- •1.2.6. Влагомеры для газов и твердых тел.
- •1.2.6 А) Психометрический метод измерения влажности газов
- •1.2.6 Б) Метод точки росы
- •1.2.6 В) Кондуктометрический метод измерения влажности твердых
- •1.2.6 Г) Метод диэлетрической проницаемости
- •2 Системы автоматического регулирования
- •2.1 Основные понятия и определения
- •2.2 Классификация систем автоматического регулирования
- •2.3 Объекты регулирования
- •2.3.1 Одноемкостные статические объекты
- •2.3.2 Одноемкостные астатические объекты
- •2.3.3 Объекты чистого запаздывания
- •2.3.4 Сложные регулируемые объекты
- •2.4 Автоматические регуляторы
- •2.4.1. Классификация автоматических регуляторов.
- •2.4.2 Регуляторы прерывистого действия (релейные, позиционные)
- •2.4.3. Регуляторы непрерывного действия
- •2.4.3 А) Статические регуляторы
- •2.4.3 Б) Астатические регуляторы (интегральные)
- •2.4.3 В) Изодромные регуляторы (пи-регул-ры)
- •2.4.3 Г) пд - регуляторы, пид - регуляторы
- •2.4.4 Основные показатели качества регулирования. Выбор типа ав- томатического регулятора
- •2.4.4 А) Параметры качества в регулирования для статических и ас- татических объектов
- •2.4.4.Б) Выбор типа регуляторов непрерывного действия для статиче- ских и астатических объектов
- •2.4.4 Г) Выбор релейного (позиционного) регулятора статических объ- ектов
- •2.5 Исполнительные механизмы
- •2.5.1 Электромагнитные исполнительные механизмы
- •2.5.2 Электродвигательные исполнительные механизмы
- •2.5.3 Пневматические исполнительные механизмы
- •3 Основы теории автоматического регулирования
- •3.1 Способы математического описания аср
- •3.1.1Дифференциальные уравнения (обыкновенные)
- •3.1.2 Передаточные функции
- •3.2 Управления типовых звеньев аср
- •3.2.1 Назначение и классификация типовых звеньев
- •3.2.2 Безинерционное звено (усилителительное)
- •3.2.3 Инерционное звено
- •3.2.4 Интегрирующее звено
- •3.2.5 Дифференцирующие звенья
- •3.2.6 Колебательное затухающее звено, апериодическое звено 2-го по- рядка
- •3.2.7 Звено чистого запаздывания
- •3.3 Передаточные функции аср
- •3.3.1 Последовательное соединение звеньев
- •3.3.2 Параллельное соединение звеньев
- •3.3.3 Соединение звеньев по принципу обратной связи
- •3.4 Анализ точности аср
- •3.5 Устойчивость аср
- •4 Технические средства автоматизации
- •4.1 Выбор системы приборов автоматизации
- •4.2. Пневматическая система приборов «Старт»
- •4.5 Микропроцессорные контроллеры (мпк)
- •5 Автоматизация типовых химико-технологических процессов
- •5.1 Проектирование функциональных систем автоматизации
- •5.2 Типовые объекты и типовые схемы автоматизации
- •5.2.1 Аср гидродинамических процессов
- •5.2.2 Аср тепловых процессов
- •5.2.3 Аср массообменных процессов
- •5.2.4 Аср процесса газовой абсорбции.
- •5.2.5 Аср процесса ректификации
- •5.2.6 Аср реакторных процессов
- •6.Автоматизированные системы управления технологическими про- цессами
1.2.4 В) Расходомеры индукционные
Принцип действия Р основан на измерении электродвижущей силы, кото- рая индукцирована в потоке электропроводной жидкости под воздействием внешнего магнитного поля.
Трубопровод 1 с жидкостью расположен между полюсами 2 и 3 магнита перпендикулярно направлению силовых линий магнитного поля. Трубопровод делают с немагнитного материала (фторопласт). Возле стенки диаметрально противоположно устанавливают измерительные электроды.
Под воздействием магнитного поля ионы, которые находятся в жидкости, перемещаются и отдают свои заряды измерительным электродам, образуя э.д.с.
E, пропорционально скорости движения жидкости. К электроду подключается измерительный прибор 4.
Величина э.д.с. в случае постоянного магнитного поля находится из урав- нения магнитной индукции:
E B d x
где B – магнитная индукция в отверстии между полюсами магнита; d –
внутренний диаметр трубопровода; x – средняя скорость движения жидкости.
Через объемный расход:
E 4 B Q
d
При однородном магнитном поле величина э.д.с. пропорциональна объ- емному расходу.
Недостатки связаны с возникновением на электродах э.д.с. поляризации, гальванической э.д.с. постоянного потока. Эти недостатки делают тяжелым правильное измерение э.д.с.
Чаще всего используют расходомеры переменного магнитного поля. Ко- гда магнитное поле изменяется во времени, то величина э.д.с.:
E 4 Q B sin(2 f
d
)
При переменном магнитном поле электромагнитные процессы делают меньшее влияние на показание прибора, чем при постоянном.
Электромагнитные расходомеры имеют много достоинств. Они практиче- ски безинерционные, что очень важно при измерении быстроизменяющихся расходов и при использовании их в системах автоматического регулирования.
На результат измерения не воздействует наличие в жидкости частиц и пузырь- ков газа. Показания расходомеров не зависят от свойств жидкостей (плотности) и от характера потока (ламинарный, турбулентный).
Можно использовать при измерение расхода агрессивных сред, если вы- полнить расходомер с специально материала. Погрешность измерения 0,5-1%.
1.2.5 Датчики для автоматического анализа состава материала
Существует несколько методов измерения, из которых наиболее распро- странены кондуктометрический, основан на измерении электропроводности жидкости, оптический – на законах поглощения и отражения световых лучей, электромагнитный – на измерении разности потенциалов специальных элек- тродов в контролируемой среде.
Кондуктометрические приборы. Зависимость между удельной электро- проводностью раствора, природой растворенного вещества и его концентраци-
ей определяется законом Кольрауша:
( к а ) , где -удельная электро-
проводность , -степень диссоциации, -мольная концентрация вещества,
к , а - подвижность ионов в электрическом поле при градиенте напряжения, равном единице. Электропроводность очень чувствительна к изменению тем-
пературы. Для исключения поляризации электродов измерение проводят на пе- ременном токе, В зависимости от метода взаимодействия с измеряемой средой кондуктометрические концентратомеры делятся на электродные и безэлектрод- ные.
Оптические методы. Нашли широкое применение в лабораторной прак- тике. Калориметрический метод основан на зависимости поглощения света, ко- торое проходит через контрольный раствор, его цвета в функции концентрации. Зависимость между интенсивностью света на входе и выходе из раствора опи-
сывается: I
I 0
10 lC , где - молярный коэффициент гашения, l - толщина
раствора, С - концентрация. Для регистрации величины I используют разные типы фотоэлементов с целью выделения спектра, который наиболее всего по- глощается раствором.
Измерение состава газовых смесей. Для измерения состава газовых смесей наибольшее распространение получили газоанализаторы, которые по- зволяют количественно оценить содержание измеряемого компонента в газо- вой смеси. Термокондуктометры основаны на том, когда теплопроводность
всех компонентов смеси, кроме анализируемой, одинакова, то общая теплопро- водность будет зависеть от концентрации определяемого компонента. Измери- тельная часть газоанализатора неуравновешенный мост, плечи которого обра- зованы одинаковыми ячейками. Каждая ячейка – цилиндрическая камера, по оси которой натянута платиновая нить. Платиновая нить одновременно являет- ся и нагревательным элементом и термометром сопротивления. Через две ячей- ки пропускают анализируемый газ, две другие заполнены чистым воздухом. Если компонента нет, то мост уравновешен, когда компонент появляется мост разбалансируется.