Индукционный расходомер.

Действие основано на изменении параметров магнитного поля при его пересечении электропроводкой с жидкостью или газом (класс точности1%).

Преимущества:

1. возможность бесконтактного измерения расхода жидкости,

2. Возможность взрывозащищенного исполнения.

Недостатки:

1. Необходимость периодической корректировке показаний,

2. Требуют остановки системы при установке или замене первичного преобразователя,

3. Рассчитана на определённое давление жидкости из-за наличия фланцевых уплотнителей,

4. Большой вес,

5. При наличии твёрдых включений требуются корректировка показаний расходомера.

Ультразвуковые расходомеры условно подразделяются на следующие виды:

1. Основанные на сносе ультразвуковой волны,

2. Ультразвуковые фризовые,

3. Ультразвуковые частотно-временные,

4. Ультразвуковые Доплеровские.

1. Работают только при больших скоростях и чистой жидкостью

3) Ультразвуковой частотно-временной

α – угол установки приёмника,

V_к – скорость движения жидкости (потока);

Д – условный диаметр трубы,

С – скорость распространения упругих колебаний в жидкости,

m – коэффициент Никурадже – коэффициент учитывающий влияние профиля и течения жидкости.

Преимущества:

1. Высокая точность,

2. Высокая разрешающая способность.

Недостатки:

1. Сложность конструкции при установке преобразователей на трубопроводе.

2) Ультразвуковые Доплеровские.

Принцип действия основан на измерении разности частот излученных в поток и принятых из потока ультразвуковых колебаний.

Преимущества:

1. возможность бесконтактных измерений с использованием накладных преобразователей,

2. Высокая разрешающая способность,

3. Высокая точность,

4. Возможность измерения с высокой точностью динамических пульсаций движущегося потока,

5. Удобство монтажа и эксплуатация на трубопроводе.

Недостатки:

1. Сложность электронной части

Методы и средства измерения температуры.

Температурные измерения в устройствах шахтной автоматики занимают максимум % от всего числа измерения, что связанно с необходимостью контроля состояния электродвигателей, рабочих сред (жидких и твёрдых), воздуха ( в том числе и в горных выработках), а также на механизмах и машинах поверхностного комплекса.

Измерение температуры в системах шахтной автоматики может осуществляться с использованием следующих основных принципов:

а) на принципе линейного температурного расширения жидкости и металлов:

1. градусник спиртовой или ртутный (они относятся к образцовым) 0,01⁰ .

Некоторые ртутные термометры применяемые в шахтной автоматики позволяют регулировать температуру в определённых приделах путём перемещения специального электрода посредствам винта, т.е. в этом случае можно выделить условия срабатывания термометр ЭКТ.

б) Измерение температуры основанное на расширении газа при температуре.

В соответствии с уравнением Берло существует однозначная связь между температурой, скоростью и давлением:

a,b,V – объём занимаемый газом.

Такие средства измерения получили название – манометрические термометры как правило поменяются в системах автоматического управления передвижных шахтных холодильных установок, при контроле температуры нагревания подшипниковых установок, механизмов, машин и других установок.

в) средства измерения принцип действия которых основан на измерении положения биметаллической пластины.

Недостатки:

1. Высокие погрешности и низкая точность,

2. Инерционность,

3. Малая чувствительность,

4. Нелинейная функция преобразования.

2. Терморезисторы:

а)

б)

ТСН – терма никелевые (400⁰);

ТСМ – терма медная (300⁰);

ТСП – терма платиновая (2000⁰ – 2500⁰)

Преимущества полупроводниковых:

1. Простота конструкции,

2. Возможность измерения температур в широком диапазоне,

3. Высокая стабильность выходной характеристики.

Недостатки:

1) Требует обязательное включение в мост измерительную схему с учётом сопротивления соединенных проводников (для исключения влияния сопротивления проводников на показания, применяют трёх проводную схему включения в которой сопротивления питания включается в диагональ питания моста. Это позволяет при изменении температуры определять средний учёт колебания сопротивления линии.

Полупроводники – (германий, кремний).

Преимущества:

1. Высокая чувствительность,

2. Малые габариты,

3. Быстродействие.

Недостатки:

1. Ограниченный температурный диапазон,

2. Нелинейная функция преобразования,

3. Стирание,

4. Необходим источник питания.

Индуктивные преобразователи с терма чувствительным элементом (феррит).

Принцип действия основан на изменении чувствительности ферроматериала от температуры.

Преимущества:

1)Высока чувствительность при измерении малых температур.

Недостатки:

1. Сложность реализации,

2. Критичен к ударам.

Эти преобразователи широко применяются в АКТ АККТ при контроле температуре подшипниковых узлов.

д) Термоэлектрические:

Принцип действия основан на образовании терма ЭДС ………….. для образования проводника имеющего разные температуры свободных концов и эффекте Зеибеки который возникает в месте разнородных проводников.

В соответствии с эффектом Зеибеки в точки контактов образуется разность потенциала причём контактные ЭДС не равны друг другу и имеют разные направления.

E _PQ(t₁) E_PQ(t₂) (1).

(1) – основное уравнение термоэлектрического преобразователя. Отсюда следует, что возникающая терма ЭДС зависит от разности температур t₁ и t₂. Слои погружаемые в рабочую среду - рабочие, а слои вне среды - свободные

где σ_а, σ_b – коэффициенты Томпсона для разнородных материалов.

Схемы включения термопар:

термопары могут быть включены так, что их свободные концы замкнуты на какой либо третий проводник имеющий сопротивление R_H.

Схема автоматического моста для измерения температуры (неуравновешенный мост).

Rm – медь,

ИПС – источник питания стабилизированный,

R_P – особо точное переменное сопротивление,

рд – электродвигатель,

Е – терма ЭДС на выходе термопары,

Е_К – компенсационная ЭДС.

При нагревании рабочего конца термопары до температуры на выходе термопары образуется терма ЭДС которая компенсируется величиной Е_К создаваемой в схеме измерительного моста. Разность (Е – Е_К) поступает на вход усилителя. Последний создаёт управляющее воздействие для привода рабочего двигателя РД до тех пор пока (Е – Е_К) не будет стремиться к нулю. При этом это условие будет достигнуто перемещением движка реостата по средствам механической связи с валом двигателя. Одновременно показатель на экране покажет текущее значение температуры.

Структурная схема включения термопары.

К онтактная термопара

Чувствительность: S = dE_t/dI_X=2k’I_X

E

Высокая точность измерения температуры будет в том случае, если будут постоянными температуры свободных концов термопары.

₁=f(t₁) – f(t₂); t₂ = const; E = f(t₂); t₂ t₁