Производственная и пожарная автоматика / Antonov - Kratkii kurs lektsiy 2022

Рис. 1.13 Манометри ческие датчики

Радиационныедатчики. Это датчики, которые реагируют на световой луч или изменениеосвещенности. В качествечувствительных элементов применяют фоторезисторы, фотодиоды, фототриоды,фото, светоизлучающие диоды, электровакуумныефотоэлементы.

В такоготипа датчиках, как фоторезисторы, поддействием квантов света увеличиваетсяколичество свободных электронов, вэтом случае уменьшается электрическое сопротивлениеполупроводникового слоя и растет величина тока,проникающего через этот слой (внутренний фотоэффект).

ф

1

2

4

п

3

1 – пластмассовый корпус, 2 – слой лака, 3 – полупроводниковый слой, 4 – показывающий прибор

Рис. 1.14 Устройство фоторезистора

Такие приборыобладают высокой чувствительностью, простые по конструкции, имеют небольшие габариты, работают в цепях тока.

Недостатки – зависимость сопротивления оттемпературы, нелинейность характеристики, большаяинерционность прималых световых потоках.

23

одновременного измерения и количества вещества, то его называют расходомером со счетчиком.

Для учета количества потребляемой воды в системах водоснабжения зданий устанавливают водосчетчикиили расходомеры - контрольно-

измерительные приборы.

Счетчики воды устанавливают на вводах холодного и горячего водоснабжения в каждое здание, а также на вводах в каждую квартиру и на всех ответвлениях трубопроводов вотдельные помещения: магазины,

рестораны и др. Различают водомерныеузлы простые (без обводной линии) и

с обводной линией, на которойустанавливают вентиль или задвижку в закрытом (опломбированном) положении.

Водомерный узел с обводнойлинией применяют, главным образом, на объединенных системах хозяйственно-питьевого и противопожарного водопровода для пропуска воды напожар по обводной линии, минуя счетчик,

а также в зданиях, где недопустимперерыв в подаче воды.

Запорную арматуру (вентили или задвижки) устанавливают перед водосчетчиком и после него. Между водосчетчиком и запорной арматурой по направлению движения воды устанавливают контрольно-спускной кран (или патрубок с пробкой), который служитдля спуска воды из системы внутреннего водопровода, контроля располагаемогонапора, проверки правильности показания водосчетчика.

Для учета количестваводы, расходуемой в зданиях, применяют крыльчатые и турбинныескоростные водосчетчики. Принцип действия счетчиков основан на учетечастоты вращения помещенной в поток воды вращающейся крыльчатки или урбинки. Скорость вращения крыльчатки или турбинки пропорциональнасредней скорости движения воды в месте установкиприбора.

25

Перед водосчетчикамирекомендуется предусматривать прямой участок трубы длиной, равнойпяти ее диаметрам. Водосчетчики бывают холодноводные, горячеводные,сухоходные.

Потерю напора определяютпо формуле:

где S – гидравлическоесопротивление счетчика, м/(л/с)2; qр - расчетный максимальный секундныйрасход воды, л/с.

Методы измерения расхода

Метод переменного перепада давления – является самым распространенным иизученным методом измерения расхода жидкости, пара и газа.

Рис. 1.16 Схема измерения расхода методом переменного перепада давления

26

Наиболее часто из них применяются диафрагмы,которые представляют собой тонкий диск, установленный в трубопроводетак, чтобы его отверстие было концентричновнутреннему контурусечения трубопровода. Сужение потока начинаетсядо диафрагмы. Затем на некотором расстоянии за ней благодаря действиюсил инерции, потоксужается до минимального значения,

а далее постепенно расширяется дополного сечения трубопровода. Перед диафрагмой и заней образуются зоныс вихревым движением.

I - I - сечение потока до искажения формы.

II - II - сечение в месте максимального сужения.

Рп - потери давления на трение и завихрения.

Разность давлений Р1 - Р2 зависит от расхода среды, протекающей через трубопровод.

В методе постоянного перепада давленияприменяются гидродинамические, поршневые,поплавковые, ротаметрические расходомеры.

Наиболее распространеннымиприборами группы расходомеров постоянного перепада давленияявляются ротаметры, которые имеют ряд преимуществ перед расходометрамипеременного перепада давления:

а) потери Рп незначительныи не зависят от расхода;

б) имеют большой диапазонизмерения и позволяют измерять малые расходы.

27

Рис. 1.17 Схема ротаметра

Принцип действия основанна измерении положения Н поплавка,

вращающегося в расширяющейсякверху трубке под влиянием направленной вверх струи.

Q - расход проходящего через трубкугаза или жидкости, a - угол наклона стеноктрубки.

Зависимость Q от Н нелинейна, но в начальном и среднем участках равномерность делений шкалыискажается в незначительной степени.

Ротаметрические трубкиобычно изготавливаются из стекла, на которое наносится шкала.

Метод скоростного напора – измерение расхода основано на зависимости динамического напора от скорости потокаизмеряемой среды.

Дифманометр, соединяющий обетрубки, показывает динамическое давление, по которомсудят о скоростипотока и, следовательно, о расходе.

28

Рис. 1.18 Схема измерения расхода методом скоростного напора

Измерение уровня.

Уровень вещества — высота поверхностивещества, отсчитываемая относительно некоторой постоянной плоскостисравнения.

Уровнемер — прибор, предназначенный для определения уровня содержимого в открытых и закрытыхрезервуарах, хранилищах и так далее.

Под содержимым подразумеваютсяразнообразные виды жидкостей, в том числе и газообразующие, а такжесыпучие и другие материалы.

Уровнемеры так же называют датчиками/сигнализаторами уровня,

преобразователями уровня.

Главное отличие уровнемера отсигнализатора уровня — это возможность измерять градации уровня, а не только его граничные значения.

В промышленном производствев настоящее время существует разнообразный ряд технических средств, решающихзадачу измерения и контроля уровня. Средства измеренияуровня реализуют разнообразные методы, основанные на различныхфизическихпринципах. К наиболее распространённым методам измерения уровня, которые позволяют преобразовать значение уровня в электрическую величину и передавать её значение в системы АСУ ТП относятся:

контактные методы:

29

волноводный;

поплавковый,

ёмкостной,

гидростатический,

буйковый;

бесконтактные методы:

зондирование звуком,

зондирование электромагнитным излучением,

зондирование радиационным излучением.

Рис. 1.19 Схема визуального уровнемера

Визуальныеуровнемеры (рис. 1.19) - простейшие измерители уровня жидкости. Ктехнологическому аппарату 1 через запорные вентили 2

подсоединено указательное стекло (трубка 3). Аппарати трубка представляют собой сообщающиеся сосуды, поэтому уровень H жидкостив трубке всегда равен ее уровню ваппарате и отсчитывается пошкале.

30

Рис. 1.20 Схема поплавкового уровнемера

Поплавковыеуровнемеры. Чувствительный элемент - поплавок,

находящийся наповерхности жидкости (рис. 1.20). Поплавок 1

уравновешивается грузом 3, который связан с поплавком гибким тросом 2.

Уровень жидкости определяется положениемгрузаотносительно шкалы 4.

Пределы измерений устанавливают всоответствии с принятыми значениями верхнего (ВУ) и нижнего (НУ) уровней.

Рис. 1.21 Схема буйкового уровнемера

31