4 Датчики які пропонуються для удосконалення протікання технологічного процесу

Температура

Термоелектричні перетворювачі (термопари)- принцип дії термопар заснований на термоелектричному ефекті, який полягає в тому, що при наявності різниці температур місць з’єднань двох різнорідних металів або напівпровідників в контурі виникає ЕРС що називається термоелектрорушійною (скорочено термо- ЕРС ). В певному інтервалі температур можна рахувати, що термо- ЕРС прямопропорційна різниці температур ∆Т=Т₁-Т₀ між спаями 1 і кінцями 2 термопари.

Термоелектричні перетворювачі виготовляють наступних типів: ТВР – термоелектричний перетворювач вольфрамренієвий; ТПР – платинородний; ТПП – платинородій-платиновий; ТХА – хромель-алюмель; ТХК – хром ель-копелєвий.

Мал. 5 Введення поправки на зміну температури вільних кінців термоелектричного перетворювача

З’єднані між собою кінці 1 термопари, що занурюються в середовище, температура якого змінюється, називають робочим кінцем термопари . Кінці 2, які знаходяться в навколишньому середовищі, і які за звичай приєднуються проводами до вимірювальної схеми, називають вільними кінцями. Температура цих кінців необхідно підтримувати постійною. При цій умові термо-ЕРС Е_т буде залежати тільки від температури Т₁ робочого кінця.

U_вих=Е_т=С(Т₁-Т₀),

де С – коефіцієнт, що залежить від матеріалу термопари.

ЕРС що створюється термопарами порівняно невелика, вона не перевищує 8 мВ на кожні 100°С та за звичай не перевищує по абсолютній величині 70мВ. Термопари дозволяють вимірювати температуру в діапазоні від -200 до +2200° С.

Найбільше розповсюдження для виготовлення термоелектричних перетворювачів отримала платина, платинородій, хромель, алюмель.

Термопари мають слідуючі переваги: простота виготовлення і надійність в експлуатації, дешевизна, відсутність джерел живлення і можливість вимірювання в великому діапазоні температур, механічні ж термометри мають порівняну не високу точність, що пов’язано з недоліками механічної системи, і значну інерційність.

Вологість

Інфрачервоний датчик вологості. Метод використання інфрачервоного випромінювання для визначення вологості матеріалів заснований на вимірі інтенсивності відбитого або такого, що пройшов через матеріал потоку інфрачервоного випромінювання певної довжини хвилі. Як джерело інфрачервоного випромінювання використовують лампи розжарювання з відповідними світлофільтрами, лазери, світлодіоди. Як приймачі випромінювання - фото-резистори і фотодіоди. На цьому методі заснована робота вологомірів для виміру вологості тканин в діапазоні 4...20 %.

Принцип роботи інфрачервоного вологоміра (мал.6) заснований на вимірі вологості по мірі віддзеркалення.

Для здобуття сигналів, що характеризують вологість тканини, використовують два монохроматичні світлові потоки.

Вологість тканини характеризується відношенням інтенсивності світлових потоків, відбитих від тканини при певних довжинах хвиль.

Прилад складається з оптичного перетворювача, блоку виміру і живлення 8,вторинного показуючого і самописного приладу 9 потенціометра КСП-3.

З оптичного перетворювача світловий потік від освітлювачів 2 падає на тканину 1. Відбитий від тканини світловий потік оптичною системою 3 прямує на світлоприймач 6 (фоторезистор) . Перед фоторезистором обертається за допомогою електродвигу обтюратор 4, на якому встановлені два світло діоди.

Фоторезистор по черзі освітлює світловими імпульсами, довжина хвилі яких відповідає 1,2.В результаті в ланцюзі фоторезистора з'являються дві серії електричних імпульсів, які після попереднього підсилення підсилювачем 7 поступають у вигляді імпульсів напруги U1 і U2 на перетворювач 8, На обтюраторі закріплена також металева пластина, що комутує магнітокеруючий контакт 5 синхронно з появою вимірювального імпульсу. На виході перетворювача 8 з'являється сигнал постійного струму напругою 0...10 мВ, амплітуда якого пропорційна відношенню напруги: U _вих.=КU2/ U1. Отже, U _вих. пропорційно вологості тканини.

Промисловий інфрачервоний вологомір типа ВІК-1 призначений для виміру масового співвідношення вологи текстильних матеріалів сухої тканини. Прилад має п'ять піддіапазонів виміру, межі вимірів 0,3...20%.

Мал.6 Інфрачервоний датчик вологості

Швидкість

Серед індукційних тахометрів особливе місце займають імпульсні індукційні тахометри. Первинний пе­ретворювач такого тахометра (мал.7) має вимірювальну об­мотку 1, розміщену на сталевому ярмі 2, через яке замикається маг­нітний потік постійного магніту 3. Рухомою частиною є феромагнітний зубчастий диск 5, який кріпиться до вала, оберти якого вимірюють.

При обертанні вала зубчастий виступ 4 диска (індуктора), проходячи біля розімкненої частини ярма, змен­шує повітряний проміжок між рухо­мим феромагнітним диском та неру­хомою частинами магнітопроводу, що призводить до зміни магнітного потоку і наведення у вимірювальній обмотці ЕРС.

Мал.7 Імпульсний індукційний тахометр