1.2. Выбор элементов системы автоматического контроля расхода горячей воды горячего водоснабжения здания

1.2.1. Выбор термоизмерительного датчика

Выбираем термоэлектрический термометр типа ТХК с хромель-копелевыми термоэлектродами для диапазона температур от -50 до +600С.

Применение других термометров имеющих более широкий диапазон измерений температуры нецелесообразно, так как возможные пределы измерений температуры при эксплуатации термометра колеблются от 0 до 100 С.

На вход термоэлектрического термометра от объекта контроля (трубопровод с горячей водой) поступает сигнал температуры t. С выхода снимается сигнал термо-ЭДС.

Принцип действя термоэлектрического термометра основан на эффектах Томсона и Зеебека. Эффект Томсона заключается в том, что если проводник нагрет по своей длине неравномерно, то на его нагретом конце повышается концентрация свободных электронов, которые диффундируют к холодному концу. При этом горячий конец заряжается положительно, а холодный отрицательно. Поскольку плотность свободных электронов в металле зависит также и от температуры спая металлов А и В, то в месте соприкосновения этих проводников пр любых температурах возникает термо-ЭДС, значение и знак которой зависят от природы металлов А и В и температуры t места их соприкосновения (эффект Зеебека).

Термоэлектрический термометр представляет собой инерционное звено.

Передаточная функция звена имеет вид:

(1)

где

-коэффициент передачи термопары, [5, табл.8];

-постоянная термопары, [5, табл.12];

Подставляем известные коэффициенты в формулу (1) получим передаточная функция термоэлектрического термометра имеет вид:

(2)

1.2.2. Выбор усилителя

Выбираем электронный усилитель типа ЭУ3-П. Усилители данного типа чаще всего применяются в измерительных комплектах: термопара, компенсационный мост с усилителем или автоматический потенциометр.

Передаточная функция звена имеет вид:

где

-коэффициент усиления электронного усилителя, [5, табл.23];

Подставляем известный коэффициент в формулу (3) получим передаточная функция электронного усилителя имеет вид:

(4)

1.2.3. Выбор измерительного датчика расхода

Выбираем электромагнитный (индукционный) расходомер типа ИР-51 с верхним пределом измерения до 160 м³/ч. Выбор данного расходомера основан на соответствии калибра расходомера режиму водопотребления объекта согласно п.11.2 СНиП 2.04.01-85, исходя из среднечасового расхода воды.

На вход электромагнитного расходомера от объекта контроля (трубопровод с горячей водой) поступает сигнал количества воды Q. С выхода снимается сигнал ЭДС.

Электромагнитный расходомер представляет собой усилительное (безинерционное) звено, так как действие такого расходомера основано на изменении пропорционально расходу электродвижущей силы, индуцированной в потоке электропроводной жидкости под действием магнитного поля.

Уравнение усилительного звена имеет вид Х_вых = kХ_вх.

Передаточная функция звена имеет вид:

W(p) = k (5)

где

k = 0.2, [5, табл.10];

Подставляем известный коэффициент в формулу (5) получим передаточная функция электромагнитного расходомера имеет вид:

(6)