Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г. И. Носова»

Кафедра автоматизированных систем управления

ОТЧЕТ ПО УЧЕБНОЙ ПРАКТИКЕ

Исполнитель: Карасик А.Е. студент 2 курса, группа АМБ-12

Магнитогорск, 2014

Введение

Правильный выбор и применение методов и средств контроля одного из важнейших параметров (температуры в металлургических печах) оказывает решающее влияние на характеристики их работы: производительность, обеспечение требуемого режима, качество готовой продукции, расход энергии. Измеритель температуры характеризуется следующими основными признаками:

1) методом измерения (контактный, бесконтактный, комбинированный и т.д.);

2) величиной инструментальной погрешности;

3) быстродействием;

4) экономичностью;

5) наличием или отсутствием воздействием воздействия на объект измерения.

Контактные методы реализуются с помощью термоэлектрических термометров (ТТ) или термометров сопротивления; бесконтактные - пирометров излучения: ПСИ, ПЧИ и ПСО. Основными критериями при выборе различных методов являются точность измерения и достоверность получаемых данных. Суммарная погрешность автоматического контроля определяется инструментальной ошибкой измерительного устройства и погрешностью метода в целом. Первая зависит от свойств измерительного комплекта, вторая - от взаимодействия устройства и объекта контроля. Металлургическая печь является весьма сложным объектом контроля температуры. Внешний теплообмен осуществляется за счет теплоотдачи излучением и конвекцией, которые определяются рядом параметров: коэффициентом теплоотдачи бкон, температурами металла Тм, газа Тг, кладки Ткл, степенями черноты ем, кладки екл, газа ег. Указанные параметры в агрегатах практически не контролируются. Для управления процессами в печи необходимо знать температуру металла (либо распределение температур в случае массивной заготовки), кладки и газа.

температура печь измеритель контроль

1. Контроль температуры рабочего пространства

Наиболее часто в металлургических агрегатах измеряется температура рабочего пространства, которая определяет процесс нагрева металла и является в настоящее время основной информацией для управления и оценки теплового состояния отдельных зон и камер печи. В подавляющем большинстве случаев для ее измерения используют термоэлектрические термометры: платиновой группы для высокотемпературных методических печей, нагревательных колодцев и хромель - алюмелевые для термических печей (протяжных колпаковых, камерных). Значительно реже для этой цели используют пирометры излучения, визированные на дно карбофраксового стакана, погруженного в рабочее пространство. Это объясняется более сложной эксплуатацией: подвод воды на охлаждение и сжатого воздуха на обдув, регулярная очистка линзы и т. д.

Рис.1 Установка термоэлектрического термометра на своде печи: - термопарный кирпич с отверстием, установленный в своде; -- шамотный раствор; 3 - металлический стакан; 4, 7 - фланцы; 5 -- зажим;6 -карбофраксовый стакан; 8 -- установочная трубка; 9 - фарфоровый чехол ТТ; 10 - шнуровый асбест; 11 - клеммная головка ТТ.

2. Термоэлектрические термометры

Для измерения температуры в металлургии наиболее широкое распространение получили термоэлектрические термометры, работающие в интервале температур от -200 до 2500°С и выше. Данный тип устройств характеризуют высокая точность, и надежность, возможность использования в системах автоматического контроля и регулирования параметра, в значительной мере определяющего ход технологического процесса в металлургических агрегатах. Сущность термоэлектрического метода заключается в возникновении электродвижущей силы (э.д.с.) в проводнике, концы которого имеют различную температуру. В зависимости от величины перепада температур и природы проводника (состав, физическое состояние) величина э.д.с. колеблется в значительных пределах. Для того, чтобы измерить возникшую э.д.с, ее сравнивают с э.д.с. другого проводника, образующего с первым термоэлектрическую пару АВ (рис. 3), в цепи которой течет ток.

Рис. 2 Схема термопары

Таблица 1. Химический состав термоэлектродного элемента

Табл. 2 Типы и метрологические характеристики ТЭП

В рабочих диапазонах температур термопреобразователи имеют следующие уровни рабочего сигнала: ТХА и ТХК - термо-э.д.с. в пределах от -2,2 до 50 мВ.

Результирующая термоэлектродвижущая сила (т.э.д.с.) цепи, состоящей из двух разных проводников А и В (однородных по длине) равна:

E_AB(t2_, t1) = e_AB(t₂) + е_ВА (t1)

или E( t2_, t1) = e_AB (t₂) - e_AB (t1)

где e_AB{t₂) и е_ВА (t1) - разности потенциалов проводников A и В соответственно при температурах t₂ и t₁ , мВ.

Т.э.д.с. данной пары зависит только от температур t₁ и t₂ и не зависит от размеров термоэлектродов (длины, диаметра), величин теплопроводности и удельного электросопротивления. При отсутствии перепада температур, т.е. t₁ = t₂, т.э.д.с. каждого проводника будет равна 0 и результирующая т.э.д.с. E_AB (t2_, t1) = 0.

По этой причине включение в цепь третьего проводника С, имеющего одинаковую температуру концов, в один из спаев (рис. 3, а) или в разрыв одного термоэлектрода (рис. 3, б) не изменяет т.э.д.с. термопары, так как собственная э.д.с. проводника равна нулю. Для получения зависимости т.э.д.с. только от одной температуры t₂ необходимо температуру t_x поддерживать на постоянном уровне, обычно при 0 или 20 °С. Спай, помещаемый в измеряемую среду, называют горячим или рабочим концом термопары; спай, температуру которого поддерживают постоянной, холодным или свободным концом.

Рис. 3 Схемы включения измерительного прибора в цепь термопары: а - к свободным концам термопары; б - в разрыв термоэлектрода.

Термоэлектрический термометр (ТТ) - это измерительный преобразователь, чувствительный элемент которого (термопара) расположен в специальной защитной арматуре, обеспечивающей защиту термоэлектродов от механических повреждений и воздействия измеряемой среды. На рис.3 показана конструкция технического ТТ. Арматура включает защитный чехол 1, гладкий или с неподвижным штуцером 2; и головку 3, внутри которой расположено контактное устройство 4 с зажимами для соединения термоэлектродов 5 с проводами, идущими от измерительного прибора к термометру. Термоэлектроды по всей длине изолированы друг от друга и от защитной арматуры керамическими трубками (бусами) 6. Специальная замазка 8 герметизирует внутреннее пространство защитного чехла термометра, который выполняется из газонепроницаемых материалов, выдерживающих высокие температуры и агрессивное воздействие среды.

При температурах до 1000 ^оС применяют металлические чехлы из углеродистой или коррозионностойкой стали, при более высоких температурах - керамические чехлы: фарфоровые; карбофраксовые, алундовые, из диборида и т.п. В качестве термоэлектродов используется проволока диаметром 0,5 мм (благородные металлы) и до 3 мм (неблагородные металлы). Спай 7 на рабочем конце термопары образуется сваркой, пайкой или скручиванием. Последний способ используется для вольфрам-рение-вых и вольфрам-молибденовых термопар. Конструкция технического ТТ предусматривает возможность в процессе эксплуатации извлекать из защитной арматуры. Термоэлектроды в сборе для проведения поверки или замены. Головка снабжена уплотнением, исключающим попадание пыли и влаги во внутреннюю полость устройства.

Рис. 4 Конструктивная схема термоэлектрического преобразователя

Размещено на Allbest.ru