Цель работы: ознакомление с принципом действия, конструкцией» назначением я характеристиками уровнемеров жидких сред.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Принцип действия оптических уровнемеров /ОЗУ/ основан на явлении поглощения, преломления, фокусирования. отражения, поляризации н рассеивания лучисто, энергии средой, уровень ко­торой контролируется. Этот класс уровнемеров отличает надежность конструкции, удобство эксплуатации, дистанционное управле­ние и измерение» Кроме этого, ОЗУ используют для измерения жидких агрессивных сред, используют в расходомерных установках и как сигнализатора уровней.

На рис. 1 подставлена схема лабораторной установки по исследованию оптического уровнемера /ОЗУ/. Сосуд 1 заполняется непрозрачной жидкостью 2, уровень которой необходимо изме­рить. На стенки этого прозрачного сосуда прикрепляются два фото резистора типа СФ2-2. Фоторезистор 3 предназначен для из­мерения нижнего уровня, а фото резистор 4–для измерения вер­хнего уровня. Работу фоторезисторов обеспечивает электрическая схема 5. Время наполнения жидкости от нижнего фоторезистора 3 до 4 фиксируется секундомером 6.

Рис. 1. Схема эксперимвнталъной установки для исследований характеристик ОЗУ .

На рис.3 показана электрическая схема включения фоторези­сторов и включения сигнализации. Устройство состоит из 2 фото­реле , собранных на транзисторах VТ1, VT2 , VТ3 , VT4. В фотореле верхнего уровня уменьшение сопротивления фоторезисто­ра R3 приводит к уменьшению потенциала базы транзистора VT1 относительно его эмиттера, вследствие чего VT1 перекрывается, ток через его коллектор уменьшается, падение напряжения между эмиттером и его коллектором увеличивается. Это приводят к увеличению базового тока транзистора VТ2, а следовательно, VT 2 открывается, ток через сопротивление R7 увеличивается.

В связи с этим возрастает напряжение на R 7 и еще более уменьшается напряжение на переходе база-эмиттер транзис­тора VT1, тем самым больше закрывая его. Т.о. в фотореле применен триггер на двух транзисторах с сильной положитель­ной обратной связью. Этот триггер имеет два устойчивых сос­тояния, точку перехода из одного положения в другое этого триггера подстраивает переменным сопротивлением R 2. Нагруз­кой триггера является реле KI типа РЭС-10.

Аналогичным образом работает триггер на транзисторах VT3 и VТ4. Только при увеличении светового потока, падавше­го на фоторезистор R4, транзистор VТ3 открывается, а VT4 закрывается и наоборот.

Если сосуд не заполнен жидкостью, то фоторезисторы R 3 и R 4 освещены. В этом случае транзисторы VT1 и VT4 закры­ты, а VT2 и VT3 открыты. Реле KI включено, а реле К2 выклю­чено. Цепь исполнительного устройства разомкнута.

Жидкость, поступающая в сосуд, затеняет фоторезистор VT3 и он закрывается, а VT4 -открывается. Реле К2 включается и цепь исполнительного устройства замыкается. Начинается отс­чет времени наполнения жидкости. При достижении жидкости верхнего уровня фоторезистор R3 затеняется. Открывается транзистор VТ1 и закрывается VТ2. Реле К2 срабатывает, тем самым размыкая цепь исполнительного устройства. Отчет времени прекращается и напряжение R6 возрастает до 30 В.

Стабилитроны VД5 и VД6 (рис.2) открываются и узел на транзисторах VT5 и VT6 подает напряжение питания на схе­му звуковой индексации. Звуковой сигнализатор собран на тран­зисторах VT9 и VTI 0 по схеме усиления с положительной об­ратной связью, за счет которой осуществляется генерация звуковых колебаний в телефонном консуле. Мультивибратор на тран­зисторах VT7 и VT8 периодически прерывает, питание звукового генератора на транзисторах VТ5 и VТ10.

Резистор в цепи эмиттера VT6 служит для гашения ниж­него напряжения. В результате на мультивибратор подается нап­ряжение 8,2 В, а конденсатор СЗ сглаживает пульсации. при сливании жидкости все происходит в обратном порядке. Питают­ся оба фотореле от раздельных полупериодных выпрямителей

/VД2, C1 и VД4, С2/. Избыточное напряжение гасится нa сопротивлвниях R 14, RI5 и R 16, R17.

Рис.2

Рис.3. Схема включения фоторезисторов и сигнализации

Таблица измерений

t, c	90	60	30	20	10
Q, м3/с	102*10-6	54*10-6	24*10-6	12*10-6	6*10-6

Определяем среднеарифметическое значение результатов для первого значения расхода.

Отклонение результатов измерений от среднего значения:

*10^-6; *10^-6; *10^-6;*10^-6;*10^-6;

Средняя квадратичная погрешность:

*10^-6;

среднеквадратическое отклонение среднеарифметического значения Q₁:

*10^-6;

нижняя граница доверительного интервала: х_n= -14,7*10^-6;

верхняя граница доверительного интервала: х_в=93,892*10^-6

Нижняя и верхняя границы погрешностей измерений:

Вывод: проведя эту лабораторную работу и получив результаты измерений, мы провели обработку этих измерений и выяснили, что эта установка отличается надежностью конструкции, удобством эксплуатации, а также ее можно использовать для сигнализатора уровня.