курсовой проект / Система автоматизированного несвязного регулирования ректификационной колонны / Обратная рамка курсовой проект ЭУСУ Засыпкин

Расчет системы с распределенными параметрами

Формат А4

КЛАССИФИКАЦИЯ ТЕРМОМЕТРОВ

УИТС.405129.108

Формат А4

ВЫБОР ТЕРМОМЕТРА

В системе автоматизации производства аммиачной селитры целесообразно применить платиновый термометр сопротивления типа ТСП-8053.

Данный термометр обладает большим диапазоном измеряемых температур

от -50 до +400 ⁰С, устойчив к механическим погрешностям, защитный материал – сталь, малая масса, большой ресурс часов по работе, не менее – 25000.

Принцип действия термометров сопротивления основан на способности различных материалов (в первую очередь металлов) изменять электрическое сопротивление с изменением температу­ры. Параметр, характеризующий изменение электрического со­противления с изменением температуры, называют температур­ным коэффициентом электрического сопротивления.

Типичная конструкция платинового термометра сопротивле­ния приведена на рисунке 1.4.

Рисунок 1.5 Платиновый термометр

Чувствительный элемент представляет собой платиновую спи­раль 7 из тонкой проволоки, которая помещена в фарфоровую трубку 2. С торцов трубка закрыта пробками 3 и 4, Каналы труб­ки заполнены керамическим порошком 5. К концам спирали при­паяны выводные провода 6.

Чувствительный элемент вставлен в защитный чехол 7, вывод­ные провода изолированы защитными бусами 8 и 9. Свободное пространство заполнено окисью алюминия 10. С помощью сталь­ной втулки 11 защитный чехол соединен с водозащитной голов­кой 12 с уплотнением 13, крепление его осуществляется с помо­щью штуцера 14.

УИТС.405129.108

Формат А4

РАСЧЕТ ТЕРМОМЕТРА СОПРОТИВЛЕНИЯ

Параметр, характеризующий изменение электрического со­противления с изменением температуры, называют температур­ным коэффициентом электрического сопротивления.

(1.18)

где R_t и R₀ - сопротивления при температуре t и 0°С.

Если температурный коэффициент зависит от температуры, он может быть определен для конкретного значения температу­ры соотношением:

(1.19)

Если сопротивление при температуре t₁ и t₂ определяется уравнениями:

R₁ =R₀(1 + at₁). (1.20)

R₂ =R₀(1 + at₂), (1.21)

изменение сопротивления при изменении температуры А_t=t₂-t₁ можно определить, вычитая уравнение (1.20) из (1.21):

(1.22)

Отсюда получаем выражение для определения чувствительности:

(1.23)

Учитывая, что сопротивление равно:

(1.24)

получим

(1.25)

Медь является наиболее дешевым материалом. Ее характери­стика практически линейна:

R₁ =R₀(1 + at), (1.26)

где R₀ и R₁- сопротивления при температуре 0 и t°С.

а=4,28Ч10-³К-'.

Платина наиболее полно отвечает требованиям

Для интервала температур от 0 до 630°С зависимость имеет вид:

(1.27)

а в интервале температур от -183 до 0°С:

(1.28)

Зависимость сопротив­ления от температуры описывается выражением:

(1.29)

УИТС.405129.108

Формат А4

МОДЕРНИЗАЦИЯ ДАТЧИКА ТЕМПЕРАТУРЫ

Основной путь модернизации оборудования это замена устаревшего оборудования на более новое или замена на оборудование с характеристиками выше чем у предыдущего. В нашем случае для проведения модернизации применим новый вид датчиков.

Рисунок 1.6 Внешний вид полупроводниковых термометров.

Такие термометры применяют для измерения низких темпе­ратур от 1,5 до 50 К.

Для работы в обычных условиях полупроводниковые термо­метры имеют более простую конструкцию, меньшую массу, длину монтажной части, большей ресурс работы.

Цилиндрические терморезисторы типов КМТ-1 и ММТ-1 (рис.1.6, а), предназначенные для работы в диапазоне темпера­тур 1 - 120°С и типов КМТ-4 и ММТ-4 (рис.1.6, б) с диапазоном температур 1 - 125°С. Шайбовые термометры типа ММТ-13 (рис.1.6, в) с диапазоном температур 1 - 125°С.

Рисунок 1.6 Германиевый полупроводниковый термометр

На рисунке 1.6 показана конструкция чувствительного элемента полупроводникового германиевого термометра. Он представля­ет собой медную гильзу1, которая заполнена гелием и закрыта герметичной пробкой 2.

Внутри гильзы находится монокристалл германия 3, к кото­рому подведены

четыре золотых проводника 4 и платиновые выводы 5. Кристалл изолирован пленкой 5.