4 Государственная система приборов и средств автоматизации (гсп).

Особенности отдельных производственных задач контроля и регулирования предопределили появление в конце 50-х ГСП.

Основная задач ГСП: удовлетворение всех приборов, потребителей приборов и средств автоматизации при минимальной номенклатуре.

Все приборы ГСП делятся на 4 группы:

1. Датчики (измерительные преобразователи), преобразующие данную величину в сигнал для дистанционной передачи, хранения, обработки.

К этой группе относятся нормирующие преобразователи осуществляющие преобразование естественного сигнала датчика в унифицированный сигнал.

2. Приборы логической обработки информации – задающие устройства, регулирующие)

3. Исполнительные устройства – электрические, пневматические, гидравлические.

4. Дополнительные устройства – обеспечивают работу предыдущих групп (блоки питания, фильтры)

В зависимости от вида ГСП делятся на 4 вида:

1. Электрическая ветвь – источник электричество:

Достоинство: Высокая точность, возможность передачи на большое расстояние, малые затраты.

Недостатки: необходима специальная защита в пожароопасных помещениях.

2. Пневматическая ветвь – источник давление сжатого воздуха,

, источник информации:

Достоинство: простота, надежность, зарекомендовали в тяжелых условиях эксплуатации, пожаро- взрывобезопасны.

Недостатки: источник сжатого воздуха, ограниченный радиус действия – до 300 м.

3. Гидравлическая ветвь – источник давление жидкости, .

Недостатки: герметичность.

4. Приборы прямого действия – устройство не требующие дополнительных источников энергии для своей работы, а использующие энергию среды.

Наиболее распространение получили: регуляторы температуры и давления, уровня

Достоинство: не требуют дополнительных источников энергии, простота.

Недостатки: отсутствует дистанционное управлении, небольшие усилия в регулирующегося устройства, недостаточная точность.

5 Уровнемеры и сигнализаторы уровня: устройство, принцип действия. Источники возникновения погрешности и способы их компенсации.

Средства измерения уровня широко используются в производствах связанных с переработкой и транспортировкой больших объемов жидких продуктов, а также на элеваторах и мельницах.

Современные приборы для измерения уровня можно разделить на 2 группы:

- уровнемеры, обеспечивающие получение непрерывной информации о положении уровня в контролируемой емкости в люб. момент времени;

- сигнализаторы, обеспечивающие получение информации (сигнала) о достижении уровнем каких-либо значений.

Уровнемеры могут быть снабжены сигнализирующими устройствами и выполнять функции сигнализаторов.

Разнообразие условий измерения обусловило применение большого количества физических принципов, положенных в основу средств измерений. Широкое применение находят механические, гидростатические, электрические, акустические.

Механ. уровнемеры (поплавковые, мембранные, контактно-механ., вибрационные): получили широкое распростран. благодаря простате, надежности и низкой стоимости. к этой группе относят средства измерений, основанные на использ. механ. силового воздействия уровня измеряем. материала на его чувствит. элемент.

П оплавковые уровнемеры: принцип действия основан на использ. перемещения поплавка, плавающего на поверхности жидкости. это перемещение механиче­ски или с помощью системы дистанционной передачи (механической, пневматической, электриче­ской, частотной и др.) переда­ется к измерительной части прибора. Изменение уровня жидкости в емкости определяется с помощью поплавка 1, плавающего на ее по­верхности. Движение поплавка пе­редается с помощью троса или мерной ленты 2, перекинутой че­рез ролики 3 и 4, на мерный шкив 6, на оси которого укреплена стрел­ка 5, показывающая по шкале уровень жидкости в резервуаре. Поплавок и трос уравновешиваются контргрузом 7 или пружиной. Поплавковые приборы также широко применяются в качестве сиг­нализаторов и реле предельных значе­ний уровня неагрессивных или слабоагрессивных некристаллизующихся, а также неналипаю­щих жидкостей.

Мембранные уровнемеры. Мембранные сигнализаторы уровня применяются для измерения уровня зерна и других сыпу­чих неслеживающихся материалов.

Гидростатические уровнемеры основаны на измерении давления-столба жидкости или выталки­вающей силы, действующей на тело, погруженное в жидкость. В пищевой промышленности нашли ши­рокое применение буйковые и пьезометрические (барботажные) гидростатические уровнемеры, а также уровнемеры-манометры и: дифманометры.

Уровнемеры-манометры и дифманометры. К гидростатическим приборам относятся уровнемеры, основан­ные на измерении давления, кото­рое создается столбом жидкости. Это давление, определяемое согласно формуле: р=pgH (1) измеряется с помощью манометров.

Уравнение (1) показывает возможность измерения уровня путем опреде­ления гидростатиче­ского давления жидкости. Известны два основных варианта измерения уровня с помощью маномет­ров: путем установки специального чувст­вительного элемента внутри емкости, в которой произво­дится измерение, и путем .подключения манометра к сливному трубопроводу. Между манометром и жид­костью, находящейся в резервуаре, устанавливается разделительная мембрана (чаще всего резино­вая). На этом принципе построен прибор для измерения уров­ня вина, состоящий из резиновой камеры, соединительной полиэтиленовой трубки и манометра, отградуированного в единицах измере­ния уровня. Погрешность таких приборов достигает ±4%, что для технических целей вполне прием­лемо. Для измерения уровня жидкости, находящейся под давлением (например, уровня воды в бараба­нах паровых котлов), широко применяются гидростатические уровнемеры, основанные на прин­ципе измерения разности давлений двух столбов жидкости с по­мощью дифманометрон. Подобные уровне­меры обеспечивают доста­точно высокую точность измерения, однако необходимо иметь в виду влия­ние на нее изменения плотности жидкости, что должно быть учтено при градуировке приборов. Дифма­нометры-уровнемеры могут применяться также для измерения уровня жидкостей, находя­щихся в открытых сосудах или под вакуумом.

В электрических уровнемерах изменение уровня с помощью первичного измерительного преобразо­вателя преобразуется в электрический сигнал, который измеряется каким-либо электроизмерительным прибором. При этом используются электрические свойства среды — ее электропровод­ность, диэлектрическая проницаемость и др.

Электролитические уровнемеры Принцип действия этих приборов-сигнализаторов уровня — основан на воз­никновении ЭДС ме­жду двумя различными металлами при погружении их в электролит. Чувствительный элемент сигнализа­тора представляет собой электрод­ную систему, состоящую из металлической трубы и внутрен­него стержня, изоли­рованного от трубы. При достижении уровнем электролита чувствитель­ного эле­мента возникает ЭДС, которая фиксируется измерительным прибором. На этом принципе по­строены сигнализаторы уровня раздела двух сред.

Акустические уровнемеры Принцип действия акустических (ультразвуковых) уровнеме­ров основан на свойстве колебаний от­ражаться от границы раздела сред с различным акустическим сопротивлением. В уровнемерах, как правило, используется метод импульсной локации границы раздела газ — жидкость (сыпучий материал) со стороны газа. Мерой уровня в этом случае является время распространения ультразвуко­вых колебаний от источника излучений до плоскости (границы) раздела и обратно.

Диапазон измерения уровня 0—3 м; класс точности 2,5; температура контролируемой среды 10—80° С; давление среды 0,6—4 МПа.

Радиоизотопные уровнемеры

Принцип действия радиоизотопных уровнемеров основан на ис­пользовании зависимости интенсив­ности потока ионизирующего излучения, падающего на приемник (детектор) излучения, от по­ложения уровня измеряемой среды.