Автоматизация технических процессов

Размещено на http://www.allbest.ru/

1

Автоматизация технических процессов

Автоматизация технических процессов

Ручной труд - процесс, осуществляемый с участием человека на всех его этапах. Например: пересыпание песка вручную и автоматизировано.

Механизация - процесс, осуществляемый с заменой ручного труда машинным, но с участием оператора.

Автоматизация - процесс, осуществляемый автоматически, без участия человека.

Технологический параметр, который нужно поддерживать в заданных пределах называется регулируемым параметром или регулируемой величиной.

Д.Т. - датчик температуры.

Тен. - теплоэлектрический нагреватель.

И.М. - исполнительный механизм.

Значение регулируемой величины, которое необходимо поддерживать в данный момент времени называется заданным значением или уставкой.

Технологический процесс или техническое оборудование, в котором происходит изменение регулируемой величины, называется объектом регулирования.

Управляющее воздействие на объект регулирования осуществляется путем изменения подачи энергии или материалов, либо того и другого.

Совокупность объекта регулирования и регулятора образует автоматическую систему регулирования.

Разность между регулирующей и её заданным значением называется сигналом рассогласования или ошибкой регулирования.

Величина воздействия на объект, приводящая к отклонению регулирующей величины от заданного значения - возмущающее воздействие.

Функциональная схема - схема, в которой с большей или меньшей степенью детали представляют устройство для выполнения определенных функций и общей связи между ними.

Структурная схема АСР.

На структурной схеме все элементы представляют определенные зависимости выходной величины от входной, обычно это диф. уравнения, преобразованные по Лапласу.

Передаточная функция - отношение изменения выходной величины к входной, преобразованное по Лапласу. Передаточные функции используются для расчета АСР.

Принципиальные электрические схемы автоматизации.

- сопротивление.

- плавкая вставка.

- катушка реле.

- замкнутые контакты реле

- разомкнуте контакты реле.

Схема пуска двигателя.

Р - рубильник., ПВ - пакетный выключатель., F - плавкие предохранители., КС - кнопка стоп., КП - кнопка пуск., К1 - контактор., АД - асинхронный двигатель.

Реверсирование асинхронного двигателя.



F1.3 - плавкие вставки, ПВ - пакетный выключатель, К1, К2 - контакторы, TR1, TR2. - тепловые реле, КС - кнопка стоп, КПВ, КПН - кнопки пуска вперед и назад.

Устройство теплового реле

1,2 - точки подключения нагревающего элемента теплового реле.,1,3 - точки подключения контактов теплового реле.,КВ - кнопка возврата

Принципы управления.

Существует 3 принципа управления:

- по отклонению;

- по возмущению;

- комбинированный;



Твх,Твых,Т₀ - линейная плотность на входе, выходе и заданная, Vпп, Vввп - линейная скорость питающая питающий вып. Вал; ДЛП - датчик линейной плотности; ПЭП - пневмомеханический преобразователь; АД - асинхронный двигатель; Р - редуктор; СД - серводвигатель, который определяет положение ремня; КБ - коноидные барабанчики.

Принцип регулирования по отклонению это замкнутая система регулирования или принцип обратной связи, при которой воздействие регулятора на объект есть функция отклонения регулируемой величины от заданного значения.

Достоинства заключаются в том, что регулятор ликвидирует влияние любого возможного воздействия.

Недостатки: невысокая скорость регулирования, часть продукта на выходе остается неурегулированной.

Схема регулирования по возмущению.

В настоящее время скорости вращения выпускной и питающей пар контролируются отдельными двигателями (используется вентильный привод).



Достоинства: высокая скорость регулирования.

Недостатки: нет информации о качестве регулирования, регулирование происходит только по одному регулируемому возмущению, все остальные могут вызвать отклонения от заданного значения.

Комбинированный принцип регулирования имеет замкнутый и разомкнутый контур.

Достоинства: принцип регулирования сочетает в себе достоинства первых двух принципов.

Недостатки: сложен в обслуживании, имеет высокую стоимость.



Статические АСР.

Астатическая система.

Астатическая система (АС) - система, в которой в установленном режиме ошибка регулирования отсутствует.

G - вес груза, К - коэффициент передачи, зависящий от конструктивных особенностей.



Статические характеристики.

Статической характеристикой элемента системы называют зависимость между входной и выходной величинами в установившемся режиме.

Статическая система служит для расчета систем в статике.

Статические характеристики нелинейных элементов.

y = M Y = -M

y = M

y =

Y(I) = Y (I - 1) при

зона нечувствительности

зона неоднозначности.

Y = M

Y?0

1) Y(I) = Y (I - 1) при Y ? 0

Y = -M

2) Y(I) = Y (I - 1) при Y ?

Зона нечувствительности.

Y = KX - b при x > a

Y = KX + b при x < - a

Y ? при -a < x < a

Y = KX при -a < x <a

Y = M при x > a

Y = - M при x < - a

Качественные показатели АСР.

Пер. функцией называется реакция объекта на ступенчатое воздействие. Переходные функции зависят от вида объекта или системы в зависимости от них они бывают устойчивыми или неустойчивыми.

1,2 - устойчивый переходный процесс,

3 - неустойчивый процесс.

Величина регулирования между max и min значениями называется трубкой регулирования. Разность между регулируемой величиной в установившемся режиме и её заданным значением называется статической ошибкой.

t_рег - время от начала регулирования до точки когда регулируемая величина вошла в трубку и больше не вышла из неё называется временем регулирования.

Интегральный показатель качества регулирования.

1.

2.T₁=

Первый интеграл применяется для оценки качества регулирования, чем меньше его значение, тем выше качество регулирования.

Для оценки качества регулирования переходных пр., имеющих высокую частоту колебаний, применяется интеграл второго рода.

? - коэффициент, учитывающий влияние произв. на интегральную оценку

Понятие передаточной функции.

Передаточной функцией называют отношение изменения выходной величины к входной преобразованной по Лапласу.

=

Типовые звенья автоматических систем.

1.Пропорциональное или усилительное звено.

Пример: усилитель, жесткий рычаг.

2.Интегральное звено.



Примеры: изменение уровня жидкости в прямоугольном баке при постоянном притоке; угол поворота вала двигателя при постоянной скорости; перемещение транспорта (лифта), при постоянной скорости.

3. Инерционное или апериодическое звено.

K - отношение выходной величины в установившемся режиме к ступенчатому воздействию; Т - постоянная времени, определяется как отрезок времени от начала координат движения точки пересечения касательной проведенной в начале точки, до линии установившегося режима.

Примеры: разгон электродвигателя при включении; заряд электрического конденсатора от цепи постоянного тока через сопротивление; нагрев точечного тела.

4. Колебательное звено

? - Коэффициент затухания (декремент затухания).

автоматизация контур регулятор асинхронный двигатель

Примеры: колебательный электрический контур; гибкая балка; струна; маятник;



5. Дифференциальное звено.

Примеры: тахометр; спидометр; тахогенератор.

6. Звено запаздывания.

? - время запаздывания.

Примеры: лента транспортера; трубопроводы.

Соединения звеньев.

1. Последовательные соединения.

Передаточная функция последовательно соединенных звеньев равна произведению их передаточных функций.

2. Параллельное соединение типовых звеньев.

Передаточная функция параллельно соединённых звеньев равна сумме их передаточных функций.

3. Встречно-параллельное включение.

Передаточная функция системы при параллельно-встречном включении равна отношению передаточной функции прямого канала к единице “+”,”-” - произведение передаточной функции прямого и обратного канала.

Пример :

Анализ устойчивости системы.

Под устойчивой системой понимают способ ее возвращения в прежнее состояние после нанесения возмущающего воздействия.

Система устойчива, если все корни характеристического уравнения располагаются в левой полуплоскости комплексной плоскости.

Критерий Гурвица.

Для устойчивости системы определитель Гурвица и все его миноры должны быть больше 0.



Для уравнения третьего порядка при устойчивой системе произведения среднего коэффициента должны быть больше произведений крайних.

Для устойчивой системы все коэффициенты должны быть положительными.

Пример:

- Устойчивая система

Частотные критерии устойчивости ( критерий Найквиста ).

Выделяем мнимые и действительные части, полученной передаточной функции. Изменение W от 0 до ?. Если годограф Найквиста не охватывает( m) -1; j0 то система не устойчива, если проходит, то система находится на границе устойчивости.

Годограф Найквиста.

Критерий Михайлова.

Рассмотрим только характерное уравнение системы:

Для устойчивости системы годограф Михайлова последовательно пересекается против часовой стрелки, число квадратов равно порядку уравнения. Если порядок нарушен случайно, то система неустойчива. Если годограф проходит через начало координат (d), то система находится на грани устойчивости.

Линейные регуляторы.

Линейные регуляторы по виду потребления энергии делятся на :

-механические;

-электрические;

-пневматические;

-гидравлические.

Регуляторы вырабатывают управляющее воздействие по определенному закону в зависимости от отклонения регулирующей величины от заданного значения.

Закон, по которому регулятор вырабатывает управляющее воздействие, определяет название самого регулятора. Поэтому регуляторы бывают пропорциональны - П, центральны - Ц регуляторы, дифференциальны - Д регуляторы и их комбинации ПИ, ПД, ПИД.

Пропорциональный регулятор.



Достоинства: регулятор обладает высоким быстродействием.

Недостатки: постоянное наличие статистической ошибки.

Интегральный регулятор.

1- Цилиндр с поршнем.

2- Золотник.

P- Давление масла

K- Коэффициент передачи пропорциональной части

K_i- коэффициент передачи интегральной части регулятора

t_i - постоянная интегрирования регулятора

Отдельно интегрированный регулятор обладает невысокой скоростью регулирования, но его достоинством является отсутствие статической ошибки j ,в установившемся значении регулирования величина всегда равна её заданному значению.

Комбинированный ПИ регулятор обладает достоинствами как пропорционального, так и интегрального регуляторов:

- высокая скорость регулирования и отсутствие статистической ошибки.

ПИД регулятор.

mg - уравновешивающий груз

3 - демпфер успокоитель.

Достоинства: ПИД обладает наиболее высоким быстродействием и отсутствием статистической ошибки, применяется для регулирования высокоскоростных производств.

Недостатки: высокая стоимость и сложность наладки.

Датчики температуры.

Функционирование датчиков температуры базируется на следующих физических свойствах:

1. Изменение объема тел и увеличение давления газа, пара, жидкости в замкнутом производстве под влиянием температуры.

2. Изменение сопротивления полупроводников или проводников под влиянием температуры.

3. Использование эффектов Фельтье-Томпсона.

Датчики, которые используют эти свойства для измерения температуры, могут быть разделены на группы:

1. Датчики термомеханические.

2. Датчики термосопротивления.

3. Датчики термоэлектрические.

Термомеханический датчик.

1. Латунная трубка

2. Стержень из инвара

Датчики температуры термобиметалические.

КЛ, ЗЛ - красная и зеленая лампочки

- Изменение угла изгиба

ТЭН - нагреватель

Биметаллическая пластина состоит из разнородных металлов, имеющих различный коэффициент теплового расширения, сваренных по всей длине.

При изменении температуры угол изгиба биметаллической пластины, изменяется согласно:

- коэффициенты теплового расширения металла.

- изменение температуры

К - коэффициент зависящий от конструктивных особенностей.

Температура может быть до .

Датчики температуры термоманометрические.

Существует 3 типа термоманометрических приборов, используются газ, жидкость и пар. Их принцип работы основан на зависимости между температурой давления газа, жидкости или пара.

1. Термобаллон.

2. Капелляр.

3. Сильфон.

Капилляр имеет диаметр 0,1 мм, а длину до 5 м. Сверху капилляр защищен оболочкой ( витая стальная лента).

Азот - 50- 60 до +

Пропан - 40 до

Этиловый спирт - +10 до +220

Датчики термосопротивления.

Принцип работы датчика термосопротивления основан на изменении сопротивления металлов и проводов под влиянием температуры. Это описывается следующей формулой:

R₀ - сопротивление металла при температуре

L - коэффициент температурного сопротивления

В качестве датчиков используются тонкие провода диаметром 0,8 мм, свернутые в катушку, в качестве металла используют медь, платину.

Катушка термосопротивления.

1. Изоляторы (керамические бусинки).

2. Клеммы подключения.

Название	Тип	Градуировка	R0	Зона исп.
Платина Платина Платина Медь Медь	ТСП ТСП ТСП ТСМ ТСМ	Гр.20 Гр.21 ГР.22 Гр.23 Гр.24	10 46 100 53 100	-200650 -200 -200650 -50250 -50

3. Линия соединения.

4. Вторичный прибор.

5. Защищенный корпус из нержавеющей стали.

Датчики термосопротивления имеют различные размеры (длину, толщину) поэтому их начальное сопротивление R₀ различно, чтобы отличать, их друг от друга вводят градуировку.

Для точного измерения температуры градуировки датчика и вторичного прибора должны совпадать.

Вторичные приборы для работы с термосопротивлениями.

Логометр.

R_t - термосопротивление.

R_1, R₂ - сопротивление плеч моста

R₃ - подгоночное сопротивление

Логометр состоит из двух рамок, скрепленных между собой под углом, вращающихся в неравномерном магнитном поле. Вращающиеся силы, развитые рамками, направлены навстречу друг другу и равны.

Где I - токи рамок

B - Магнитная индукция

L - Конструктивный коэффициент, зависящий от витков в рамке и ее размера.

Если F₁=F₂, то стрелка находится в покое.

Если температура в объекте увеличилась, сопротивление R₊ также увеличится, ток I₂ - уменьшится, поэтому F₁ становится больше F₂ - стрелка поворачивается вправо. Рамка 2 попадет в более сильное магнитное поле, а рамка 1 в более слабое, поэтому F₂ снова становится равной F₁. Стрелка останавливается и показывает на шкале текущее значение температуры.

Градуировки термосопротивления и логометра должны совпадать.

Автоматический мост.

R₊ - термосопротивление.

R_L1, R_L2, - сопротивления линейных подключений.

R_1, R_2, R_3, R₄ - сопротивления плеч уравновешенного моста.

R₅ - регулировочное сопротивление тока питания.

R_6, R₇ - сопротивление для смены и регулировки градуировки моста.

R_r - сопротивление Реохорда (проволочное сопротивление с подвижным контактом.)

РД - реверсивный двигатель, перемещающий одновременно стрелку на шкале прибора, перо самописца и подвижный контакт реохорда.

СД - синхронный двигатель, перемещающий через редуктор диаграммную бумагу. Синхронным он называется, потому что его частота вращения совпадает с частотой питающей сети.

Частота в сети поддерживается строго, поэтому перемещение бумаги будет всегда поддерживаться на заданной величине скорости с помощью редуктора.

Если температура в объекте изменилась, сопротивление R₊ также изменится.

Наступает разбаланс моста, т.е. между точками А и В появляется напряжение, которое после усиления подается на реверсивный двигатель и он начинает вращаться, перемещая стрелку прибора по шкале, перо самописца и подвижный контакт реохорда с целью установить равновесие плеч моста. Как только напряжение между точками А и В станет равным 0, двигатель остановится.

Стрелка покажет текущее значение температуры на шкале, а перо самописца отметит изменение температуры на бумаге.

Емкости С₁ и С₂ служат для сдвига фаз на 90 поэтому 2 обмотки двигателей образуют вращающееся магнитное поле.

Трехпроводное подключение термосопротивления.

Температура окружающей среды будет влиять на сопротивление линии подключения, поэтому измерение температуры будет с определенной ошибкой. Чтобы от нее избавиться применяют трехпроводную линию подключения.

двухпроводное

- трехпроводное

Сопротивление линий подключения и находящихся в разных частях уравнения при трехпроводном подключении и поэтому влияние температуры окружающей среды исключается, т.к. они взаимно компенсируют друг друга.

Термопара.

Два разнородных проводника, сваренные между собой концами образуют термопару.

Спай термопары, помещенный в измеряемую среду, называется горячим спаем. Спай термопары, подключаемой к вторичному прибору называется холодным спаем.

Наименование	Тип	Градуировка	Зона использования
1. Планино- платинно- радиевая. 2. Хромель-Алюмель 3. Хромель-Копель 4. Железо-Константан	ТПП ТХА ТХК ТЖК	ПП ХА ХК Ж	-2001600 -501000 -50600 -200600

Защитный корпус, стальной.

1. Горячий спай термопары(он бывает изолирован от корпуса или приварен к нему для уменьшения инерционности датчика).

2. Изоляторы (стеклянные или керамические бусинки).

Для платинно - радиевых термопар корпус иногда изготавливается из керамики, а вовнутрь засыпается кварцевый песок.

3. Клеммы подключения.

4. Линия присоединения.

5. Вторичный прибор, измеряющий ЭДС, но проградуированный в .

Градуировка термопары и вторичного прибора должны совпадать.



В качестве вторичных приборов, работающих с термопарами, используются милливольтметр и автоматический потенциометр.

Автоматический потенциометр.

Он используется для измерения температуры, регистрации ее изменения на бумаге и для её регулирования.

-Проволочное сопротивление. Реохорда с подвижным контактом.

-сопротивление четырехплечевого неуравновешенного моста.

сопротивление смены и регулировки градуировки.

-сопротивление регулировки тока питания моста от стабилизированного источника постоянного тока.

- фильтр термопары, защищающий цепь от электромагнитных помех.

ТХК - термопары Хомель- Копеля.

1. Преобразователь постоянного тока в переменный.

2. Усилитель

3. Реверсивный двигатель.

4. Синхронный двигатель, перемещающий через редуктор диаграммную бумагу с равномерной скоростью.

- фазосдвигающие конденсаторы для образования вращающегося магнитного поля.

Принцип работы:

В нормальном состоянии ЭДС на входе преобразования равно 0, т.к. ЭДС термопары уравновешивается падением напряжения между точками А и В. (Включ. встречно)

При изменении температуры ЭДС термопары изменяется, поэтому на входе преобразователя образуется разность потенциалов, которая преобразуется в переменный ток и подается на вход усилителя. На выходе усилителя образуется напряжение U, амплитуда которого пропорциональна разности потенциалов между точками А и В и термопарой, а фаза зависит от знака разности потенциалов, т.е. уменьшается температура или увеличивается. Поэтому реверсивный двигатель РД будет вращаться влево или вправо. Он перемещает подвижный контакт реохорда,( чтобы уравнять напряжение термопары напряжение между точками А и В), стрелку индикатора и перо самописца. Как только напряжение на входе преобразователя станет равным 0, двигатель остановится, индикаторная стрелка покажет текущее значение температуры, а перо самописца отметит изменение температуры во времени на бумаге.

Для подключения термопары применяются специальные термокомпенсационные провода (кабели). Они применяются для того, чтобы удалить холодный спай от места измерения температуры до вторичного прибора. Термоэдс этих проводов приблизительно равен термоэдс используемой с ними термопарой.

Термопара	Термокомп. провода
+	-	+	-
Железо Хромель Хромель Платино-радий	Констант Алюмель Копель Платина	Железо Медь Хромель Медь	Константан Константан Копель Копель



Чтобы исключить влияние температуры окружающей среды на показания вторичного прибора, на его задней стенке установлена термокомпенсационная коробка, которая поправки на изменение температуры окружающей среды.

? - Манганин

? - медь

1. Термокомпенсационные провода

2. Стабилизирующий источник питания

3. Вторичный прибор.

Термокомпенсационная коробка представляет собой мост из трех манганиновых сопротивлений и одного медного.

При температуре 20 между точками А и В разность потенциалов будет равна 0.



Если температура повышается, то медное сопротивление увеличивается, имея между точками А и В возникающую разность потенциалов, которая складывается из ЭДС термопары, компенсируя таким образом влияние температуры окружающей среды.

Если температура понижается, медное сопротивление уменьшается и ЭДС между точками А и В меняется на противоположное. Поэтому вычисляется из ЭДС термопары, также исключая влияние окружающей среды.

Датчики измерения давления.

В промышленности давление измеряется в технических атмосферах 1 кг сила/см³ или 0,98 Бара или 735,56 мм. рт. ст. или 10 тыс. мм водяного столба.

Наиболее простым и точным прибором для измерения давления являются жидкостные манометры.

Пьезометрические трубки применяются для измерения малых давлений до 0,5 атм. Они измеряют разные давления между P₁ и P₂, поэтому являются диф. Манометрами. Если одну из частей открыть и связать с атмосферой, то можно измерить относительное давление. Для увеличения точности измерения малых давлений одну из трубок делают наклоненной.

Погрешности измерения давления могут возникать под влиянием изменения температуры окружающей среды. Расширение стекла в меньшей степени, а расширение жидкости в большей степени. Несмотря на это эти приборы обладают высокой точностью измерения.

Колокольчатый манометр.

1. Колокол.

2. Двуплечий рычаг

G - Противовес.

P_1, P₂ - измеряемое давление

Если давление P₂ больше P₁, то жидкость выталкивается из правого колокола в большей степени, подъемная сила возрастает, и двуплечий рычаг вместе со стрелкой поворачивается вместе с индикатором (против часовой стрелки). На шкале будет показана разность давления между P₁ и P_2.

Манометр является дифференциальным, он может измерять давление и разряжение в пределах 0,5 атмосфер. Он может применяться как в лабораторных, так и в промышленных условиях.

Манометр с трубчатой пружиной.

1. Трубчатая пружина (трубка Бурдона).

2. Штуцер.

3. Шестеренка с закрепленной на ней индикаторной стрелкой.

4. Зубчатый сектор.

5. Рычаг.

6. Проточка для регулировки чувствительности прибора.

Трубчатая пружина имеет овальное сечение, поэтому ее свободный конец с изменением давления будет описывать дугу.

Через рычаг 5 трубка воздействует на зубчатый сектор, который поворачивает шестеренку. Угол поворота пропорционален изменению давления.

С помощью проточки можно изменять плечо зубчатого сектора и таким образом регулировать чувствительность (отношение угла поворота к изменению угла давления). Это сделано потому, что невозможно изготовить 2 трубки с одинаковыми параметрами. Диапазон измерения давления этим прибором широк от 0 до 50 атмосфер, поэтому трубки бывают разной величины, размера и материала. (латунь, сталь).

Дифференциальный манометр.

Эластичные мембраны верхней и нижней полости

1. Подвижный сердечник дифференциального транспортера

2. Байпас, служащий для выработки давления в верхней и нижней полости при поверке с помощью трех вентилей.

W₁ - первичная обмотка.

W₂, W₃ - вторичные обмотки включены встречно.

Подвижный сердечник защищен корпусом из немагнитного материала. Внутренние части мембраны соединены между собой и наполнены дистиллированной водой. Если P₁= P₂ сердечник находится посередине и U₁= U₂, поэтому Если P₂> P₁ нижняя мембрана сжимается и выталкивает воду в верхнюю полость, сердечник поднимается вверх. Индуктивная связь между первичной обмоткой и обмоткой W₃ становится больше, поэтому U₁>U₂ . На выходе возникает напряжение, амплитуда которого

пропорциональна напряжению сердечника, а фаза направлению перемещения.

Дифференциальный манометр применяется для измерения давления, уровня и расхода.

Дифференциальный манометр с самописцем.

Диф.трансформатор первичного преобразования.

1. Д.т. вторичного преобразования.

2. Калибр (кулачок)

3. Усилитель

4. Реверсивный двигатель РД

5. Синхронный двигатель СД

Р-редуктор

Р₁,Р₂. - измерительное давление.

_1,2 - напряжение на выходе преобразователя включено встречно/

R₁ - сопротивление регулировки чувствительности.

R₂ - сопротивление установки нуля, который питается от обмоток, находящихся на трансформаторе вторичного преобразователя

Если Р₁= Р₂, ₁=0 и ₂=0 и на входе усилителя 0, двигатель РД находится в покое.

Если Р₁> Р_{2, 1}? 0 на выходе усилителя, появляется напряжение и после усиления подается на двигатель РД, который перемещает стрелку по шкале, перо самописца и калиброванный сердечник вторичного преобразователя начинает перемещаться. Занимает такое же положение, как и сердечник первичного преобразователя.



Как только ₂=₁ напряжение на входе усилителя станет равным 0, двигатель остановится, стрелка покажет текущее значение давления на шкале, а перо самописца отметит изменение давления во времени на бумаге.

Датчики измерения расхода.

Сужающие устройства.

Принцип работы сужающих устройств основан на формуле Бернулли.

Q = V * S

Диафрагма изготавливается из стали. Отверстие в ней выполняется со смещением центра, с целью образования несимметричных турбулентных потоков для того, чтобы вымывать различные отложения за диафрагмами.

Диафрагмы изготавливаются для трубопроводов различных сечений и выбираются по таблице.

Для измерения расхода используются диф. манометр, шкала которого проградуирована в единицах расхода м³/час.

Трубопровод с диафрагмой.

1. Пьезометрические трубки.

2. Бомпас.

3. Диф. Манометр, проградуированный в единицах расхода.

Расходомеры постоянного перепада давления.

Расходомер представляет собой конусообразную стеклянную трубку с нанесенной на ней шкалой или расположенной рядом. Внутри помещается поплавок, сила тяжести которого F= mg. Сила тяжести уравновешивается разностью давлений сверху и снизу поплавка, умноженной на эффективную площадь сечения.

Т.к F неизменна, то и разность давления будет постоянна. Положение поплавка будет зависеть от скорости потока жидкости или газа. Этот прибор применяется для идентификации расхода.

Если требуется автоматическая регистрация расхода, то приборы постоянного перепада давления снабжаются электрическим преобразователем ( диф.

Трансформатор)

1. Поплавок.

2. Диф. Трансформатор.

Корпус этого прибора изготавливается из стали со значительно большей конусностью, чем в первом случае, чтобы ограничить перемещение поплавка.

Поплавок связан с сердечником диф. Трансформатора, вторичные обмотки которого соединены встречно. Амплитуда сигнала на выходе пропорциональна отклонению сердечника от среднего положения, а фаза от направления перемещения.

Магнитный расходомер.

1. Трубопровод из немагнитного материала.

2. Постоянный магнит или электромагнит.

3. Пластины электродов, помещенные внутрь трубопровода.

4. Усилитель.

5. Показывающий и регистрирующий прибор.

Магнитный расходомер предназначен для измерения расхода электропроводящих жидкостей.

Жидкость между электродами можно рассматривать в качестве проводника, движущегося в магнитном поле. Поэтому ЭДС электрода будет пропорциональна магнитной индукции В, длине проводника L и скоростью проводника V.

Q=V*S

Поэтому прибор можно легко проградуировать в единицах расхода в зависимости от ЭДС на электродах.

Размещено на Allbest.ru