45 Кориолисовые расходомеры, устройство, принцип действия, достоинство и недостатки.
Расходомер Кориолиса — прибор для измерения расхода, принцип действия которого основан на сдвиге фаз и прямом измерении того, сколько жидкости или газа перемещается по трубе в настоящий момент.
Расходомер Кориолиса от фирмы Данная технология измерения уникальна, так как это единственный
способ измерить одновременно многочисленные технологические параметры в трубопроводе, такие как массовый расход, объемный расход, плотность, температура и даже вязкость.
Принцип действия расходомера Кориолиса
Трубка расположена внутри каждого расходомера Кориолиса. Вибратор заставляет трубку постоянно вибрировать. При отсутствии потока, измерительная трубка вибрирует равномерно. Сенсоры, расположенные на входе и выходе с точностью определяют основное колебание. Как только жидкость начинает перемещаться по измерительной трубе, на имеющуюся вибрацию накладывается дополнительное колебание в результате инерции жидкости.
Схема расходомера Кориолиса Вследствие эффекта Кориолиса вибрация трубки на входе и выходе
отличается друг от друга. Высокочувствительный сенсор отмечает данное изменение в вибрации трубки в условиях времени и пространства. Подобное явление называется сдвигом фаз и прямым измерением того, сколько жидкости или газа перемещается по трубе в настоящий момент. Чем выше скорость потока и таким образом общий поток, тем больше вибрация измерительной трубки.
Применение принципа измерения при использовании расходомера Кориолиса на этом не заканчивается. Он также может быть использован для одновременного определения плотности потока жидкости. Для этого сенсоры также фиксируют частоту вибрации. Другими словами, учитывается частота движения трубки вперед и назад за 1 секунду. Трубка, заполненная водой, вибрирует чаще, чем трубка, заполненная медом, например, плотность которого намного выше. Таким образом, частота вибрации является прямым измерением плотности жидкости. И плотность, и расход определяются одновременно, но независимо друг от друга при вибрации трубки.
46 Регулирующие органы назначение, основные характеристики, устройство и область применения.
Регулирующий орган в системе регулирования воздействует непосредственно на объект регулирования обычно путем изменения количества подводимой к объекту регулируемой среды. При выборе
регулирующего органа необходимо согласовать его характеристики с характеристикой работы других элементов системы регулирования.
Выбор регулирующего органа обычно определяется следующими основными факторами: 1) физическими свойствами регулирующей среды; 2) требуемым характером воздействия на регулируемую среду; 3) надежностью.
По принципу действия регулирующие органы можно разделить на неэлектрические и электрические.
Кнеэлектрическим регулирующим органам относятся: 1) регулирующие клапаны (вентили); 2) регулирующие заслонки (задвижки); 3) комбинированные устройства.
Кэлектрическим регулирующим органам следует отнести: 1) реостаты;
2)фазовращатели.
Регулирующие клапаны
Как уже отмечалось, регулирующий клапан служит для изменения количества подводимого к объекту регулирования потока жидкости, пара, газа, воздуха и т. д. Изменение потока производится степенью открытия проходного сечения клапана. Клапаны изготовляются размером от 6 до 400 мм. Клапаны бывают односедельные (рис. 10 а) и двухседельные (рис. 10 б). Двухседельные клапаны получили большое распространение благодаря меньшему усилию, необходимому для их перемещения по сравнению с односедельными.
Регулирующие заслонки
Регулирующие (дроссельные) заслонки получили широкое применение для регулирования потока газа и пара при небольшом избыточном давлении или вакууме в трубопроводах большого диаметра. Это объясняется их конструктивной простотой, достаточно хорошими регулировочными свойствами и небольшими потерями давления. Прямоугольные заслонки имеют наименьшую зависимость между степенью открытия и приростом проходного сечения.
47 Динамические свойства объектов управления.
Динамическиесвойствахарактеризуютповедениеобъектавпереходных режимах. При экспериментальном исследовании динамических свойств используюттиповыевозмущающиевоздействиянавходеобъекта.Основными свойствами объекта являются:
1.ёмкость объекта;
2.самовыравнивание;
3.запаздывание;
4.постоянная времени объекта;
5.коэффициент передачи объекта.
Емкость – это способностьобъекта накапливатьвеществоили энергию; мерой емкости является коэффициент емкости, численно равный количеству вещества или энергии, которая обеспечивает изменение регулируемого параметра на единицу измерения. Различают одно и много емкостные
объекты. В одно емкостных изменение входной величины приводит к изменению выходной величины одновременно во всех точках объекта (например жидкостный резервуар ); в много емкостных объектах изменение выходной величины передается постепенна от одной емкости к др.(например теплообменник). Чем больше емкости в объекте, тем сложней его автоматизировать.
Самовыравнивание – это способность объекта выходить на установившийся режим или на новое установившееся значение самостоятельно без участия автоматического регулятора. Пример: резервуар с жидкостью.
Предположим, что в резервуаре существует баланс между притоком и оттоком жидкости (Qпр=Qот). в этом случае уровень жидкости будет находиться на каком-то определенном значении. В том случае, если мы резко увеличим подачу жидкости в резервуар, то ее уровень начнет возрастать, при этом будет увеличиваться и гидростатическое давление, что приведет к увеличению оттока жидкости. Постепенно восстанавливается равновесие между притоком и оттоком на коком-то новом установившемся значении уровня(1). Такой объект обладает свойством самовыравнивания. Предположим, что на выходе объекта установлен насос с постоянной производительностью. При рассмотренной ранее ситуации уровень жидкости в резервуаре будет неограниченно возрастать(2). Такой объект свойством самовыравнивания не обладает.
Запаздывание – это время в течении которого при подаче на вход возмущающего воздействия входная величина не изменяет своих значений.
На рис. приведена кривая разгона для много емкостного объекта, обладающего свойством самовыравнивания. В течение некоторого отрезка времени τтр не смотря на ступенчатое изменение входной величины хвх не происходит изменения выходной это время называется временем транспортного запаздывания. В последующем эти изменения имеют место и постепенно выходная величина приходит к установившемуся значению. Для определения постоянной времени Т в точке максимального перегиба кривой проводят касательную проекция которой на ось абсцисс и дает постоянную времени Т. Отрезок времени от начала координат до точки пересечения касательной с осью абсцисс называется отрезком времени полного запаздывания. Причем τтр+τп=τ, где τп– времяпереходного запаздывания.Оно зависит от емкости объекта управления. Коэффициент передачи объекта Коб определяется как приращение выходной величины к вызвавшему это приращение изменению выходной величины. Коб = хвых/Δхвх.
Размерность коэффициента передачи объекта определяется размерностями выходной и входной величин.
48 Сруктурная схема и основная функция устройства аналогового вывода информации.
ЦАП вырабатывает аналоговый сигнал, пропорционально цифровому значению поступающего от процесса. Устройство управления обеспечивает связь с ЦП и передачу данных к ЦАП. Выходные сигналы ЦАП (напряжение или ток) приводятся к виду, требуемого для управления исполнительного устройства.
Как следует изрис,устройство ввода аналоговых сигналовпредставляет в общем случае многоканальную подсистему сбора аналоговых данных с временным разделением измерительных каналов, реализуемым мультиплексором аналоговых сигналов MAC. За счет такого решения снижается стоимость аппаратных средств, приходящаяся на один измерительный канал. Поскольку входная информация поступает от источников, сигналы которых могут заметно различаться как по скорости измерения, так и по динамическому диапазону, необходимы устройства, согласующие возможности АЦП с характеристиками сигналов. Эту роль выполняют устройства выборки и хранения СВХ, а также измерительные усилители с программируемым коэффициентом усиления ИУ
ДОПЛНИТЕЛЬНО.
Основным элементом устройств вывода аналоговых данных являются цифроаналоговые преобразователи, в которых информация, поступающая от цифрового процессора, преобразуется в форму аналоговых управляющих сигналов. Конструктивно интерфейсы ввода-вывода аналоговой информации выпускают в настоящее время в виде отдельных плат или модулей и интегральных схем,механически и электрически совместимых с определенными типами вычислительных машин, на которые ориентируется изготовитель.
Здесь уместно отметить, что практически все зарубежные фирмы, производящие вычислительную технику, особенно микропроцессорную, выпускают аналоговые интерфейсы ввода-вывода.