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.

Тиск

Датчики зазначених вище параметрів мають ряд недоліків. До основних можна віднести контактний метод вимірювання, швидкий знос механічних деталей та не достатньо висока точність вимірювання параметрів. Для покращення технології вимірювання та збільшення строку служби, зазначені датчики основних параметрів можна замінити альтернативними.

1) Манометр з багатовитковою трубчатою пружиною має такі недоліки: контактний метод вимірювання, малий термін роботи через швидкий знос механічних деталей, мала точність вимірювання. Для покращення характеристик вимірювання можна замінити його на сильфон ний манометр.. Цей манометр має більшу точність вимірювання, простіший та дешевший механізм приладу.

Рис. 1.4. Самописний манометр сільфону з важільним передатним механізмом: 1 - поводок; 2 - втулка; 3 - стержень; 4 - сільфон; 5 - пружина; 6 - кожух сільфону; 7 - штуцер; 8 - гніздо; 9 - дно сільфону; 10 - основа сільфону.

Прилади сільфонів для виміру тиску є ще одним різновидом механічних приладів. В якості пружного елементу в них використовується сільфон, який є гофрованою коробкою, виконаною у вигляді циліндра з рівномірними складками(мал. 1.4). Якщо такий сільфон піддати дії надмірного тиску зовні або зсередини, то він стиснеться або розтягнеться по висоті так, що його горизонтальні поверхні переміщатимуться паралельно самим собі. Величина переміщення пропорційна величині вимірюваного тиску. Манометри сільфонів застосовуються для виміру тисків від 40 кПа до 0,5 МПа. Зміна меж виміру досягається за рахунок товщини мембрани, діаметру і розміру гофр, а так само жорсткістю гвинтової пружини, розміщеної усередині порожнин. 3)Лічильник рідини з овальними шестернями має ряд недоліків. Ними є: механічний знос деталей , контактний метод вимірювання (деталі знаходяться в агресивному середовищі), не висока точність вимірювання. Я заміняю його ультразвуковим витратоміром. Його переваги: більш висока точність вимірювання, безконтактний метод виміру, не має механічних частин, що сприяє тривалішому строку служби.

Швидкість

В якості електричних датчиків швидкості широко застосовуються індуктивні (генераторні) датчики, які називаються тахогенераторами. Принцип дії цих датчиків полягає на використанні закону електромагнітної індукції:

Е = — Blu,

де Е — приводима у провіднику ЕРС; В — магнітна індукція; l — довжина провідника; u — швидкість провідника.

Тахогенератори виконують у вигляді невеликих генераторів постійного чи змінного струму з незалежним збудженням від постійного магніту або від сторонньго джерела струму. У промисловості випускають велику групу тахогенераторів типів СЛ, ТД, ТГ, ТГП, відрізняющихся межою вімірювань, потужністю і т.д.

Мал 6. Тахогенератор постійного струму