19 Назначение, принцип действия, особенности устройства ультраакустического уровнемера
Ультраакустические уровнемеры (рисунок 2) находят применение в технологических процессах, связанных с использованием токсичных и взрывоопасных сред, а также сред, находящихся в условиях высоких температур и давлений. Действие средств измерения и контроля уровня этого типа основано на свойстве ультразвуковых колебаний проникать через металлические стенки резервуаров практически любой толщины и отражаться от границ раздела сред. Это свойство реализуется в двух вариантах.
В первом варианте используется способ отражения ультраакустической волны от границы раздела «воздух — жидкость» со стороны воздуха.
Во втором варианте используется способ отражения импульсных сигналов от границы «жидкость — воздух» со стороны жидкости. Мерой уровня жидкости Х является время прохождения ультразвука от пьезоэлектрического преобразователя 1 до границы и обратно.
1′ — и 1 — пьезоэлектрический преобразователь; 2—генератор импульсов;
3— генератор пакетов; 4—схема измерения; 5 и 5 — приемники-усилители
Рисунок 1 - Принципиальная схема ультраакустического уровнемера
Для реализации обоих методов пьезоэлектрический преобразователь 1´ или 1 устанавливают в верхней или в нижней части резервуара. Преобразователь посылает пучок импульсов в пространство над жидкостью (или в жидкость). Отраженный от жидкой (газовой) границы сигнал воспринимается тем же преобразователем. Электрические сигналы, подаваемые на пьезоэлектрический преобразователь 1´ или 1 формируется высокочастотным генератором импульсов 2. Для формирования кратковременного пучка импульсов служит генератор пакетов 3, который одновременно управляет генератором импульсов 2 и схемой измерения 4. Выходной сигнал, подаваемый на указатель ОУ, формируется путем автоматического слежения за длительностью сигнала — времени распространения пучка от излучателя до поверхности раздела и обратно. Поскольку пьезоэлектрические преобразователи 1´ и 1 работают в режиме излучения — приема, после подачи пучка импульсов они же начинают прием отраженных сигналов. Так как скорость звука зависит от температуры воздуха, то для возникающих температурных погрешностей при измерении уровня жидкости применяют температурную компенсацию. Ультраакустические измерители уровня имеют диапазон измерения от 1 до 15 м при погрешности, не превышающей 2,5%.
20 Назначение, принцип действия, особенности устройства психрометра
Для хорошего самочувствия человека и нормального хода многих технологических процессов совершенно небезразлично, насколько водяной пар, содержащийся в воздухе, далек от насыщения. Если в воздухе содержится мало водяных паров, то это создает чувство сухости во рту, одежда "электризуется" и липнет к телу. Если же пар, содержащийся в воздухе, наоборот, почти насыщен, то при малейшем понижении температуры наступит конденсация пара, и все предметы покроются капельками влаги (росы).
Следовательно, нужно ввести какую-либо физическую величину, характеризующую влажность воздуха. Она должна показывать, насколько пар, содержащийся в воздухе, далек от насыщения. Такую величину называют относительной влажностью воздуха.
Психрометры основаны на определении разности температур двух термометров - обычного, или сухого (tс), и мокрого (tM), т.е. непрерывно увлажняемого так, что на его поверхности поддерживается влажность, соответствующая насыщению при данной т-ре. Оба термометра помещены в анализируемую среду (газ). Температура мокрого термометра снижается вследствие испарения влаги, обусловленного разностью ее концентраций на термометре и в анализируемом газе, и зависит от относительной влажности, которая может быть найдена по формуле:
где рм и рс - соответственно давления насыщенного пара при tM и tc;
A-психрометрический коэффициент, зависящий от конструкции прибора и параметров исследуемого газа.
Р – атмосферное давление
Относительная влажность воздуха показывает выраженную в процентах долю, которую составляет плотность пара, содержащегося в данный момент в воздухе, от плотности насыщенного пара для этой же температуры.
Рисунок 1 - Устройство психрометра
Устройство и принцип действия психрометра – прибора для определения температуры и влажности воздуха.
Психрометр Августа имеет два термометра: "сухой" и "влажный". Они так называются потому, что конец одного из термометров находится в воздухе, а конец второго обвязан кусочком марли, погруженным в воду (см. рисунок). Испарение воды с поверхности влажного термометра приводит к понижению его температуры. Второй же, сухой термометр, показывает обычную температуру воздуха. Измеренные психрометром значения температур можно перевести в значение относительной влажности воздуха по специальной таблице.