21 Билет

Гидростатические уровнемеры (дифманометрические)

дифманометр любой системы (дифманометрический уровнемер), измеряющий давление столба жидкости в сосуде Дифманометрами можно измерять уровень в открытых и закрытых сосудах, то есть в сосудах, находящихся под давлением и разрежением. На рисунке 6 13 а показана схема трубных соединений при измерении уровня в открытом резервуаре и установке дифманометра ниже дна резервуара.

а — при измерении уровня жидкости в открытом резервуаре; б — при измерении уровня жидкости в резервуаре, находящемся под давлением.

При измерении уровня агрессивной жидкости дифманометр должен быть защищен от действия агрессивной среды.

Гидростатические плотномеры

Принцип действия гидростатических плотномеров основан на том, что давление р в жидкости на некоторой глубине Н от поверхности равно весу столба жидкости высотой Н (при площади основания 1 см²):

Обычно измеряют разность давлений двух столбов жидкости разной высоты (дифференциальный метод). Это дает возможность исключить влияние на точность измерения колебаний уровня исследуемой жидкости и автоматически осуществить температурную компенсацию.

В пьезометрическом дифференциальном двухжидкостном плотномере с непрерывной продувкой инертного газа (рис.) исследуемая жидкость непрерывно протекает через сосуд 1, в котором поддерживается постоянный уровень. Сосуд 2 постоянного уровня заполнен эталонной (сравнительной) жидкостью с известной плотностью (лучше равной наименьшей плотности исследуемой жидкости).

Инертный газ по трубке 3 проходит через слой исследуемой жидкости постоянной высоты и далее выходит из прибора. Тот же инертный газ по трубке 4 проходит через слой постоянной высоты эталонной жидкости, затем по дополнительной трубке 5 газ проходит через небольшой слой исследуемой жидкости и далее уходит из прибора.

Прохождение газа, из дополнительной трубки через небольшой слой исследуемой жидкости, обеспечивает независимость показаний плотномера от колебания уровня жидкости в сосуде (рис.).

1 — сосуд для исследуемой жидкости; 2 — сосуд с эталонной жидкостью; 3 и 5 — трубки; 6 — дифманометр.

На рис. показана схема установки автоматического плотномера без доплнительной емкости.

При измерении плотности или концентрации этим методом необходимо выполнение следующих условий:

— постоянство значения уровня и температуры;

— постоянство распределения концентрации по объему (недопустимо расслоение среды и выпадение осадков, допустимо слабое перемешивание);

— допустимо продувание воздуха или инертного газа через измеряемую среду (воздух или инертный газ нельзя продувать через взрывоопасные, токсичные, агрессивные среды; растворы кислот и т.д.).

Качество систем автоматического регулирования. Величина максимального перерегулирования.

Качество — это ряд показателей или свойств системы автоматического регулирования, которые удовлетворяют требованиям технологического процесса.

Максимальное отклонение регулируемой величины от заданного значения (динамический заброс).

Для устойчивого колебательного процесса максимальным отклонением будет первое отклонение, последовавшее за возмущением. Для апериодических процессов это отклонение единственное.

Величина максимального отклонения называется динамическим отклонением или перерегулированием и зависит от: динамических свойств объекта, принятого закона регулирования, параметров настройки регулятора.

Колебательность переходного процесса

Колебательность системы определяется числом колебаний регулируемой величины за время переходного процесса.

Колебательный затухающий переходный процесс характеризуется степенью затухания (Ψ).

Ψ = (А₁ — А₂) / А₁, где А₁ — максимальное отклонение параметра; А₂ — второе отклонение параметра от заданного значения.

С изменением параметров настройки регулятора степень затухания переходного процесса может меняться от 0 до 1.

Остаточное отклонение регулируемой величины

После компенсации системой автоматического регулирования возмущающего воздействия регулируемый параметр может вернуться к заданному значению с некоторым отклонением, то есть статической ошибкой регулирования. Возвращение регулируемой величины к заданному значению без остаточного отклонения достигается введением в закон регулирования воздействия по интегралу от отклонения регулируемой величины.

Время регулирования

Время регулирования - t_p- это время переходного процесса, то есть его продолжительность. Оно зависит в основном от свойств объекта и вида регулятора. Правильно выбранное время регулирования позволяет вести технологический процесс в оптимальном режиме. При этом отклонение регулируемой величины не должно отличаться от заданного значения не более, чем на 5%. Чем меньше время регулирования, тем лучше система реагирует на внешние воздействия.