31.32 П72
УДК (075.8)
Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы : Учебник для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергетических процессов». - 3-е изд., перераб. - Москва: «Энергия», 1978. -704 с.
В книге рассматриваются основные методы и средства измерений, применяемые для автоматизации теплоэнергетических процессов. Осве щается методика измерения температуры, давления, расхода и других величин. Рассматриваются погрешности измерения, способы их умень шения, преимущества и недостатки отдельных методов и средств из мерений. Излагаемый в книге материал сопровождается примерами расчетов. Второе издание вышло в свет в 1953 г. Третье издание пол ностью переработано.
Книга является учебником по курсу «Теплотехнические измерения и приборы» для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности «Автоматизациятеплоэнергетическихпроцессов».
Издательство «Энергия». 1978
Содержание учебника Теплотехнические измерения и приборыПредисловие
Введение
РАЗДЕЛ ПЕРВЫЙ. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗМЕРЕНИЯХ
Глава первая. Общие сведения об измерениях
1-1. Понятие об измерении, виды и методы измерений
1-2. Общие сведения о средствах измерений
1-3. Общие сведения о точности измерений и погрешности измерений
1-4. Оценка и учет погрешностей при точных измерениях
1-5. Основные сведения о метрологических характеристиках средств измерений
1-6. Общие сведения о динамических характеристиках средств измерений
1-7. Оценка и учет погрешностей при технических измерениях
РАЗДЕЛ ВТОРОЙ. ИЗМЕРЕНИЕ ТЕМПЕРАТУР
Глава вторая. Общие сведения об измерении температур
2-1. Основные сведения о температуре и температурных шкалах
2-2. Практические температурные шкалы
Глава третья. Термометры, основанные на расширении и изменении давления рабочего вещества
3-1. Термометры стеклянные жидкостные
3-2. Термометры манометрические
3-3. Дилатометрические и биметаллические термометры
Глава четвертая. Термоэлектрический метод измерения температур
4-1. Общие сведения
4-2. Основы теории термоэлектрических термометров
4-3. Включение измерительного прибора в цепь термоэлектрического термометра
4-4. Поправка на температуру свободных концов термоэлектрического термометра
4-5. Определение термо-эдс различных материалов при изучении их термоэлектрических свойств
4-6. Основные требования, предъявляемые к термоэлектродным материалам
4-7. Общие сведения о термоэлектрических термометрах
4-8. Устройство термоэлектрических термометров
4-9. Удлиняющие термоэлектродные провода
4-10. Устройства для обеспечения постоянства температуры свободных концов термоэлектрических термометров
4-11. Милливольтметры
4-12. Устройство КТ и схемы присоединения нескольких термоэлектрических термометров к одному милливольтметру
4-13. Измерение термо-эДс милливольтметром
4-14. Компенсационный метод измерения термо-эдс
4-15. Нормальные элементы
4-16. Потенциометры переносные и лабораторные
4-17. Общие сведения об автоматических потенциометрах
4-18. Принципиальные схемы автоматических потенциометров
4-19. Методика расчета сопротивлений резисторов измерительной схемы автоматических потенциометров
4-20. Основные сведения об усилителях
4-21. Основные сведения об источниках стабилизированного питания
4-22. Устройство автоматических потенциометров
4-23. Автоматические безреохордные потенциометры
Глава пятая. Термометры сопротивления и измерительные приборы к ним
5-1. Общие сведения
5-2. Основные сведения о термометрах сопротивления и металлах, применяемых для их изготовления
5-3. Устройство платиновых и медных термометров сопротивления
5-4. Полупроводниковые термометры сопротивления
5-5. Компенсационный метод измерения сопротивления термометра
5-6. Измерение сопротивления термометра мостом
5-7. Логометры
5-8. Общие сведения об автоматических уравновешенных мостах
5-9. Принципиальные измерительные схемы автоматических уравновешенных мостов
5-10. Принципиальная схема автоматического уравновешенного моста
5-11. Устройство автоматических уравновешенных мостов
5-12. Автоматические компенсационные приборы для работы с малоомными термометрами сопротивления
Глава шестая. Методика измерения температуры контактными методами, погрешности при измерении и способы их учета и уменьшения
6-1. Общие методические указания
6-2. Методические погрешности при измерении температур газа, обусловленные влиянием теплообмена излучением
6-3. Методические погрешности при измерении температуры среды, обусловленные отводом или подводом тепла по термоприемнику
6-4. Установка термоприемников при измерении температуры газов, пара и жидкостей
6-5. Измерение температуры газовых потоков большой скорости
6-6. Измерение температуры поверхности и внутри тела
Глава седьмая. Измерение температуры тел по их тепловому излучению
7-1. Общие сведения
7-2. Теоретические основы методов измерения температуры тел по их тепловому излучению
7-3. Оптические пирометры
7-4. Фотоэлектрические пирометры
7-5. Пирометры спектрального отношения
7-6. Пирометры полного излучения
РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И СХЕМЫ ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ ПОКАЗАНИИ
Глава восьмая. Измерительные преобразователи и схемы дистанционной передачи показаний
8-1. Общие сведения
8-2. Реостатные измерительные преобразователи и схемы дистанционной передачи
8-3. Измерительные тензопреобразователи
8-4. Дифференциально-трансформаторные преобразователи и схемы дистанционной передачи
8-5. Ферродинамические преобразователи и схемы дистанционной передачи
8-6. Механоэлектрические передающие преобразователи
8-7. Передающие преобразователи с магнитной компенсацией
8-8. Электросиловые преобразователи
8-9. Частотные преобразователи со струнным вибратором
8-10. Пневмосиловые преобразователи
8-11. Пневматические передающие преобразователи
8-12. Электропневматические и пневмоэлектрические преобразователи
8-13. Нормирующие измерительные преобразователи
РАЗДЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ. ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ И РАЗНОСТИ ДАВЛЕНИИ
Глава девятая. Жидкостные приборы давления с видимым уровнем
9-1. Приборы U-образные и чашечные
9-2. Микроманометры
9-3. Поправки к показаниям жидкостных приборов
9-4. Барометры ртутные
Глава десятая. Приборы давления с упругими чувствительными элементами
10-1. Общие сведения и основные свойства упругих чувствительных элементов
10-2. Упругие чувствительные элементы
10-3. Приборы давления прямого действия
10-4. Электроконтактные приборы и реле давления
10-5. Приборы давления с электрическими и пневматическими преобразователями
Глава одиннадцатая. Приборы давления электрические
11-1. Пьезоэлектрические манометры
11-2. Манометры сопротивления
Глава двенадцатая. Дифференциальные манометры
12-1. Общие сведения
12-2. Дифманометры колокольные
12-3. Дифманометры кольцевые
12-4. Дифманометры поплавковые
12-5. Дифманометры с упругими чувствительными элементами
Глава тринадцатая. Основные сведения о методике измерения давления
13-1. Общие методические указания
13-2. Измерение близкого к атмосферному давления газовых сред
13-3. Измерение давления газов, жидкостей и пара
13-4. Разделители жидкостные и мембранные
РАЗДЕЛ ПЯТЫЙ. ИЗМЕРЕНИЕ РАСХОДА И КОЛИЧЕСТВА ЖИДКОСТЕЙ, ГАЗА, ПАРА И ТЕПЛА
Глава четырнадцатая. Измерение расхода и количества жидкостей, газа и пара по перепаду давления в сужающем устройстве
14-1. Основы теории и уравнения расхода
14-2. Стандартные сужающие устройства
14-3. Коэффициенты расхода и поправочные множители к ним
14-4. Поправочный множитель на расширение измеряемой среды
14-5. Определение плотности измеряемой среды
14-6. Основные расчетные формулы расхода
14-7. Методические указания по измерению расхода жидкостей, газов и пара расходомерами с сужающим устройством
14-8. Погрешности измерения расхода
14-9. Основные сведения о методике расчета сужающих устройств
14-10. Измерение расхода на входе в трубопровод или на выходе из него
14-11. Измерение расхода при малых числах Рейнольдса
14-12. Измерение расхода загрязненных жидкостей и газов
14-13. Измерение расхода при сверхкритическом отношении давлений
Глава пятнадцатая. Измерение скоростей и расхода жидкостей и газов напорными трубками
15-1. Общие сведения о методе измерения скоростей потока
15-2. Устройство напорных трубок
15-3. Определение средней скорости потока и расхода
Глава шестнадцатая. Расходомеры постоянного перепада давления
16-1. Общие сведения
16-2. Основы теории ротаметров
16-3. Устройство ротаметров
Глава семнадцатая. Тахометрические расходомеры и счетчики количества и электромагнитные расходомеры
17-1. Тахометрические счетчики количества жидкостей
17-2. Тахометрические расходомеры жидкостей
17-3. Электромагнитные расходомеры
Глава восемнадцатая. Измерение количества и расхода тепла в теплофикационных системах
18-1. Общие сведения
18-2. Основные сведения об устройстве тепломеров
РАЗДЕЛ ШЕСТОЙ. ИЗМЕРЕНИЕ УРОВНЯ ЖИДКОСТЕЙ И СЫПУЧИХ ТЕЛ
Глава девятнадцатая. Измерение уровня жидкостей
19-1. Общие сведения
19-2. Измерение уровня воды в барабане парогенераторов
19-3. Измерение уровня жидкостей в конденсаторах, подогревателях и баках с помощью дифманометров
19-4. Измерение уровня жидкостей с помощью поплавковых и буйковых уровнемеров
19-5. Емкостные уровнемеры
19-6. Акустические и ультразвуковые уровнемеры
Глава двадцатая. Измерение уровня сыпучих тел
20-1. Общие сведения
20-2. Сигнализаторы уровня сыпучих тел
20-3. Приборы для измерения уровня сыпучих тел
РАЗДЕЛ СЕДЬМОЙ. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ СОСТАВА ГАЗОВ
Глава двадцать первая. Методы и средства измерений состава газов
21-1. Общие сведения
21-2. Газоанализаторы химические
21-3. Тепловые газоанализаторы
21-4. Магнитные газоанализаторы
21-5. Оптические газоанализаторы
21-6. Газовые хроматографы
21-7. Методические указания по отбору проб газа для анализа
РАЗДЕЛ ВОСЬМОЙ. МЕТОДЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВОДЫ, ПАРА, КОНДЕНСАТА И КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРОВ
Глава двадцать вторая. Методы и технические средства контроля качества воды, пара, конденсата и концентрации растворов
22-1. Общие сведения
22-2. Измерение удельной электропроводности водных растворов
22-3. Кондуктометры жидкости с дегазацией и обогащением пробы
22-4. Безэлектродные кондуктометрические анализаторы жидкости
22-5. Анализаторы для определения растворенного в воде кислорода
22-6. Анализаторы для определения растворенного в воде и паре водорода
Приложения
Список литературы
Предметный указатель
Скачать книгу Преображенский В. П. Теплотехнические измерения и приборы. Учебник для вузов по специальности "Автоматизация теплоэнергетических процессов". Издательство "Энергия", Москва, 1978
Введение
1. Состав курсовой работы
2. Выбор технических средств измерения
3. Пояснения к графической части
4. Пояснения к расчетной части
4.1 Расчет суживающего устройства
4.2 Порядок расчета дроссельного устройства
4.3 Конструкция расходомерных диафрагм
4.4 Расчет измерительной схемы автоматического потенциометра
4.5 Расчет измерительной схемы автоматического моста
Литература
ВВЕДЕНИЕ
Определяющая роль в решении задач обеспечения эффективности производства, надежности и безопасности эксплуатации технологического оборудования принадлежит автоматизированным системам управления технологическими процессами (АСУ ТП). Базовой системой любой современной АСУ ТП является система автоматического контроля, позволяющая получать измерительную информацию о режимных параметрах технологических процессов. Вопросы организации измерений, выбора средств измерений и измеряемых параметров тесно связаны со спецификой технологических процессов и должны быть решены на стадии проектирования соответствующих технологических установок, т. е. инженер теплоэнергетик, участвующий в проектировании технологической установки, должен иметь соответствующие знания методов измерения различных физических величин и навыки их применения.
Эти знания будущие специалисты, обучающиеся по специальности 140104 "Промышленная теплоэнергетика" получают при изучении дисциплины "Теплотехнические измерения". Курсовая работа, предусмотренная рабочей программой этой дисциплины, способствует закреплению, углублению и обобщению знаний, полученных студентами за время обучения, и применению этих знаний к комплексному решению конкретных инженерных задач по разработке схем теплотехнического контроля теплоэнергетических установок.
Курсовая работа включает в себя разработку измерительного канала контроля одного из параметров технологической установки, выбор средств измерения, расчет суживающего устройства или измерительной схемы вторичного прибора в зависимости от варианта задания.
1. СОСТАВ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
Курсовая работа по проектированию измерительного канала контроля физического параметра технологического процесса состоит из пояснительной записки и графической части.
Текстовая часть (пояснительная записка) курсовой работы включает следующие основные разделы:
· Введение;
· Выбор технических средств измерения;
· Расчет погрешности измерительного канала;
· Расчет суживающего устройства (измерительной схемы вторичного прибора);
Графическая часть работы включает:
· функциональную схему разработанного измерительного канала;
· чертёж суживающего устройства (монтажный чертеж установки первичного преобразователя на технологическом оборудовании).
2. ВЫБОР ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ
Эта часть пояснительной записки включает в себя описание технологического процесса и обоснование выбора метода измерения заданного физического параметра. Основные проектные решения принимаются на основе анализа технологического процесса и действующих государственных и отраслевых нормативных документов.
Конкретные типы средств измерения выбирают с учетом особенностей технологического процесса и его параметров.
В первую очередь принимают во внимание такие факторы, как пожаро и взрывоопасность, агрессивность и токсичность среды, дальность передачи сигналов информации, требуемая точность и быстродействие. Эти факторы определяют выбор методов измерения технологических параметров, требуемые функциональные возможности приборов (показание, запись и т.д.), диапазоны измерения, классы точности, вид дистанционной передачи и т.д.
Приборы и преобразователи следует подбирать по справочной литературе, исходя из следующих соображений:
Для контроля одинаковых параметров технологического процесса необходимо применять однотипные средства измерения, выпускаемые серийно;
При большом числе одинаковых параметров рекомендуется применять многоточечные приборы;
Класс точности приборов должен соответствовать технологическим требованиям;
Для контроля технологических процессов с агрессивными средами необходимо предусматривать установку специальных приборов, а в случае применения приборов в нормальном исполнении нужно защищать их.
Наиболее распространенные типы промышленных вторичных приборов, входящих в Государственную систему промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП), представлены в таблице 1.
Таблица 1
Приборы ПВ являются вторичными приборами пневматической системы "Старт" и применяются для измерения любых технологических параметров, предварительно преобразованных в давление сжатого воздуха (унифицированный пневматический сигнал).
Автоматические потенциометры КСП, уравновешенные мосты КСМ, миллиамперметры КСУ применяют для измерения и записи температуры и других параметров, изменение которых может быть преобразовано в изменение напряжения постоянного тока, активного сопротивления, силы постоянного тока.
Потенциометры КСП-4 в зависимости от модификации могут работать или в комплекте с одной или несколькими (если прибор многоточечный) термопарами стандартных градуировок, или с одним или несколькими источниками постоянного напряжения.
Уравновешенные мосты КСМ-4 работают в комплекте с одним или несколькими термометрами сопротивления стандартных градуировок, а миллиамперметры КСУ-4 - в комплекте с одним или несколькими источниками сигналов постоянного тока.
Вторичные приборы КСД работают в комплекте с первичными измерительными преобразователями, снабженными дифференциально-трансформаторными датчиками.
Каждый тип приборов, указанных выше, выпускается в различных модификациях, отличающихся размерами, диапазонами измерения, количеством входных сигналов, наличием вспомогательных устройств и т.д.
Выбирая тот или иной прибор по функциональному признаку, необходимо простоту и дешевизну аппаратуры сочетать с требованиями контроля и регулирования данного параметра. Наиболее важные параметры следует контролировать самопишущими приборами, более сложными и дорогими, чем показывающие приборы. Регулируемые параметры технологического процесса необходимо, также контролировать самопишущими приборами, что имеет значение для корректировки настройки регуляторов.
При выборе вторичных приборов для совместной работы с однотипными датчиками одной градуировки и с одинаковыми пределами измерения следует учитывать, приборы КСП, КСМ, КСД выпускаются с числом точек 3,6,12. В многоточечных приборах имеется переключатель, автоматически и поочередно подключающий датчик к измерительной схеме. Печатающее устройство, расположенное на каретке, отпечатывает на диаграмме точки с порядковым номером датчика.
При выборе вида унифицированного сигнала канала связи от датчика до вторичного прибора принимается во внимание длина канала связи. При длине до 300 м можно применять любой унифицированный сигнал, если автоматизируемый технологический процесс не является пожаро- и взрывоопасным. При пожаро- и взрывоопасности и расстоянии не более 300 м целесообразно использовать пневматические средства автоматизации, например приборы системы "Старт". Электрические средства измерения характеризуются гораздо меньшим запаздыванием и превосходят пневматические средства по точности (класс точности большинства пневматических приборов - 1,0, электрических - 0,5). Применение электрических средств упрощает внедрение вычислительных машин.
Выбирая датчики и вторичные приборы для совместной работы, следует обращать внимание на согласование выходного сигнала датчика и входного сигнала вторичного прибора.
Например, при токовом выходном сигнале датчика входной сигнал вторичного прибора тоже должен быть токовым, причем род тока и диапазон его изменения у датчика и вторичного прибора должны быть одинаковыми. Если это условие не выполняется, то следует воспользоваться имеющимися в ГСП промежуточными преобразователями одного унифицированного сигнала в другой (табл.2).
Таблица 2
Наиболее распространенные промежуточные преобразователи ГСП
Промежуточный преобразователь НП-3 используется в качестве нормирующего для преобразования выходного сигнала дифференциально-трансформаторного преобразователя в унифицированный токовый сигнал.
Преобразователь ЭПП-63 осуществляют переход с электрической ветви ГСП на пневматическую.
При выборе датчиков и приборов следует обращать внимание не только на класс точности, но и на диапазон измерения. Следует помнить, что номинальные значения параметра должны находиться в последней трети диапазона измерения датчика или прибора. При невыполнении этого условия относительная погрешность измерения параметра значительно превысит относительную приведенную погрешность датчика или прибора. Таким образом, не следует выбирать диапазон измерения с большим запасом (достаточно иметь верхний предел измерения, не более чем на 25% превышающий номинальное значение параметра).
- 114.81 Кб2 ВЫБОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
2.1 Сравнительная характеристика и выбор методов и средств теплотехнических измерений
2.1.1 Измерение температуры
Одним из параметров, который необходимо /5/ не только контролировать, но и сигнализировать максимально допустимое значение является температура. Измерению подлежит температура в автоклаве.
Перечислим основные методы измерения температуры и дадим их краткие характеристики. Для измерения температуры применяются: термометры расширения, манометрические термометры, термоэлектрические термометры, термометры сопротивления и пирометры излучения.
1) Термометры расширения построены на принципе изменения объёма жидкости (жидкостные) или линейных размеров твердых тел (биметаллические и дилатометрические) при изменении температуры. Жидкостные термометры расширения применяются для местных измерений температур в пределах от -150 до +600 0 С. Основные достоинства этих термометров – простота, дешевизна и точность. Эти приборы часто используются в качестве образцовых приборов. Недостатки – невозможность ремонта, отсутствие автоматической записи и возможности передачи показаний на расстояние. Пределы измерения биметаллических и дилатометрических термометров от – 150 до +700 0 С, погрешность 1-2 %. Чаще всего они используются в качестве датчиков для систем автоматического контроля.
2) Манометрические термометры. Принцип действия манометрических термометров /5/ основан на изменении давления жидкости (жидкостные), парожидкостной смеси (конденсационные) или газа (газовые), находящихся в замкнутом объёме, при изменении температуры. Они состоят из чувствительного элемента (термобаллона), соединительного капилляра и вторичного прибора – манометра. Класс точности манометрических термометров 1,6 – 4. Они используются для дистанционного (до 60 метров) измерения температуры в пределах от - 160 до + 600 0 С. Их достоинство – простота конструкции и обслуживания, возможность дистанционного измерения и автоматической записи показаний. Также к достоинствам можно отнести их взрывобезопасность и нечувствительность к внешним магнитным и электрическим полям. Недостатки – невысокая точность, значительная инерционность и сравнительно небольшое расстояние дистанционной передачи показаний.
3) Термометры сопротивлений. Действие термометров сопротивлений основано на свойстве металлов и полупроводников изменять свое электрическое сопротивление с изменением температуры.
Термопреобразователи сопротивления: платиновые (ТСП) используются при длительных измерениях в пределах от 0 до +650 0 С; медные (ТСМ) для измерения температур в диапазоне от –200 до +200 0 С.
В качестве вторичных приборов применяются автоматические электронные уравновешенные мосты, с классом точности от 0,25 до 0,5. Термопреобразователи сопротивления в комплекте с автоматическими электронными уравновешенными мостами позволяют измерять и регистрировать температуру с высокой точностью, а также передавать информацию на большие расстояния.
4) Пирометры излучения. Действие пирометров излучения основано на изменении интенсивности нагретых твердых тел при изменении их температуры. Ввиду того что интенсивность теплового излучения резко убывает с уменьшением температуры тел, пирометры используются в основном для измерения температуры от 300 до 6000 0 С и выше. Для измерения температур выше 3000 0 С методы пирометрии являются практически единственными, так как они бесконтактны, т. е. не требуют непосредственного контакта датчика прибора с объектом измерения. Теоретически верхний предел измерения температуры пирометрами излучения неограничен. Погрешности пирометров излучения составляет 0,5 – 2%. Недостатком пирометров излучения является то, что необходимо вводить поправку на степень черноты тела, температура которого измеряется.
5) Термоэлектрический преобразователь. Принцип действия термоэлектрического преобразователя (термопары) основан на термоэлектрическом эффекте: возникновении термо-э.д.с. в замкнутой цепи, состоящей из двух разнородных проводников, если места их спаев имеют различную температуру. Наибольшее распространение в качестве первичных измерительных преобразователей таких термометров, в настоящее время получили: платинородий – платиновые (ТПП) преобразователи с пределами измерений от 0 до + 1300 0 С; хромель-копелевые (ТХК) преобразователи с пределами измерений от – 50 до + 600 0 С и хромель-алюмелевые (ТХА) преобразователи с пределами измерений от – 50 до + 1000 0 С. При кратковременных измерениях верхний предел температур для преобразователя ТХК можно повысить на 200 0 С, а для преобразователей ТПП и ТХА на 300 0 С. Для измерения более высоких температур применяют: платинородиевые (ТПР) с верхним пределом – 1800 0 С; вольфрамрениевые (ТВР) – 2500 0 С преобразователи.
В качестве вторичных приборов термоэлектрических термометров применяют милливольтметры и автоматические потенциометры классов точности 0,25–0,5, в которых используется компенсационный метод измерения. Термоэлектрические преобразователи в комплекте с автоматическими потенциометрами позволяют измерять и регистрировать температуру с высокой точностью и передавать показания на большие расстояния.
Ссылаясь на выше приведенные характеристики можно сделать вывод, что для измерения температуры не желательно использовать пирометры излучения. Пирометры предназначены для измерения высоких температур, а в данном процессе необходимо измерять сравнительно невысокую температуру. Поэтому в данном случае наиболее подходящими являются термометры сопротивления. Для измерения температуры в автоклаве будем использовать термометр сопротивления типа ТСМ /6/, диапазон измерения температуры которого от –200 до +200 0 С. Дадим основные характеристики выбранного термометра сопротивления.
Назначение: термопреобразователи сопротивления медные ТСМ Метран 203 и ТСМ Метран 204 предназначены для измерения температуры жидких и газообразных химически неагрессивных сред, а также агрессивных, не разрушающих материал защитной арматуры. Количество чувствительных элементов: 1, 2.
НСХ: 50М – для ТСМ Метран 203; 100М – для ТСМ Метран 204.
Класс допуска: В или С. Диапазон измеряемых температур: -50...150°С (для класса допуска В), -50...180°С (для класса допуска С).
Степень защиты от воздействия пыли и воды: IP65 по ГОСТ 14254.
Масса: от 0,2 до 1,3 кг в зависимости от длины монтажной части.
Климатическое исполнение: У1.1 по ГОСТ 15150, но для значений температуры окружающего воздуха от -45° до 60°С; Т3 по ГОСТ 15150, но для значений температуры окружающего воздуха от -10°С до 45°С с относительной влажностью до 98% при температуре 35°С.
В качестве вторичного прибора будем использовать /10/ измеритель-регулятор технологический Метран-950, диапазон измерений от -50 до 200 о С. Пределы допускаемой основной приведенной погрешности измерительного канала ±0,2%, канала преобразования ±0,4%
2.1.2 Измерение давления
В зависимости от измеряемой величины приборы для измерения давления делят на: манометры (для измерения средних и больших избыточных давлений); вакуумметры (для измерения средних и больших разряжений); мановакуумметры; напоромеры (для измерения малых (до 5000 Па) избыточных давлений); тягомеры (для измерения малых (до сотен Па) разряжений); тягонапоромеры; дифманометры (для измерения разности давлений); барометры (для измерения атмосферного давления).
По принципу действия средства измерений давления подразделяют на жидкостные, пружинные, поршневые, электрические и радиоактивные.
В жидкостных приборах измеряемое давление или разряжение уравновешивается давлением столба жидкости (ртуть, вода, спирт и др.). Существует несколько видов жидкостных приборов отличающихся друг от друга конструкцией. Они используются при поверочных, наладочных и научно–исследовательских работах. Разновидностями жидкостных приборов являются поплавковый, колокольный и кольцевой манометры. Современные жидкостные манометры имеют пределы измерений от 0,1 Па до 0,25 МПа и классы точности от 0,5 до 1,5.
В пружинных приборах измеряемое давление или разряжение уравновешивается силой упругого элемента (трубчатой пружины, мембраны, сильфона и т.д.), деформация которых, пропорциональная давлению, передается посредством рычагов на стрелку или перо прибора. При снятии давления, чувствительный элемент вследствие упругой деформации возвращается в первоначальное положение. Эти манометры изготавливаются на давление до 1600 МПа, классов точности от 0,6 до 2,0. Благодаря простоте и надежности конструкции, малым габаритам, высокой точности и широким пределом измерений они нашли широкое применение.
В поршневых манометрах, измеряемое давление определяется по величине нагрузки, действующей на поршень определенной площади, перемещаемый в заполненном маслом цилиндре. Поршневые манометры имеют высокие классы точности 0,02; 0,05 и 0,2, и широкий диапазон измерения от 0,1 МПа до 0,25 ГПа, поэтому они обычно применяются для поверки остальных видов манометров.
Действие электрических приборов для измерения давления основано на изменении электрических свойств (сопротивление, емкость, индуктивность) некоторых материалов при воздействии на них давления.
В радиоактивных приборах измеряемое давление определяется изменением степени ионизации, производимой излучением и рекомбинацией ионов.
Две последние группы приборов применяются для измерения быстроизменяющихся давлений, очень высоких давлений. Достоинство: малая инерционность, возможность размещения в труднодоступных местах и достаточно малая погрешность (2 %), недостаток: зависимость от изменения температуры.
Таким образом, в данном процессе целесообразно использовать малогабаритный датчик давления Метран-55. Данный датчик /7/ имеет диапазон измеряемых давлений: минимальный 0-0,06 МПа и максимальный 0-100МПа. Обеспечивает требуемую точность 0,25%. Датчик имеет взрывозащищенное исполнение, степень защиты от воздействия пыли и воды IP55. Выходной сигнал унифицирован – 4 – 20 мА. Датчик имеет следующие преимущества: диапазон перенастройки 10: 1, непрерывная самодиагностика, встроенный фильтр радиопомех, микропроцессорная электроника, возможность простой и удобной настройки параметров двумя кнопками.
Датчик состоит из преобразователя давления, измерительного блока и электронного преобразователя.
Измеряемое давление подаётся в рабочую полость датчика и воздействует непосредственно на измерительную мембрану тензопреобразователя, вызывая её прогиб.
Чувствительный элемент – пластина монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами, соединённая с металлической пластиной тензопреобразователя. Тензорезисторы соединены в мостовую схему. Деформация измерительной мембраны приводит к пропорциональному изменению сопротивления тензорезисторов и разбалансу мостовой схемы. Электрический сигнал с выхода мостовой схемы датчиков поступает в электронный блок, где преобразуется в унифицированный токовый сигнал.
Датчик имеет два режима работы:
Режим измерения давления;
Режим установки и контроля параметров измерения.
В качестве вторичного прибора используем «Диск-250ДД» измеряющий, регистрирующий и сигнализирующий об отклонении давления от заданного значения. Выходной унифицированный сигнал 0-5мА, 4-20мА.
2.1.3 Измерение расхода
К основным типам расходомеров относятся: расходомеры переменного перепада давления, расходомеры постоянного перепада давления, расходомеры скоростного напора, электромагнитные (индукционные) расходомеры, вихреакустические.
1) Расходомеры переменного перепада давления /5/ широко распространены в химической промышленности, так как обеспечивают возможность работы в широком диапазоне расхода, измеряют расход жидкостей, газов и паров при различных температурах и давлениях, относительно высокая точность измерения. При измерении расхода этим методом необходимо следующее: вещество, расход которого измеряем, должно занимать все сечение трубопровода и сужающего устройства, поток в трубопроводе должен быть установившимся, фазовое состояние не должно изменяться при прохождении вещества через сужающее устройство. Приборы этого типа не могут использоваться для измерения расхода вязких жидкостей. В качестве сужающих устройств используются диафрагмы, сопла и сопла Вентури. Диафрагма представляет собой тонкий диск, установленный в трубопроводе так, чтобы отверстие в диске было концентрично внутреннему контуру сечения трубопровода. При прохождении потока через сужающее устройство создается перепад давления, по которому можно судить о расходе. Перепад давления зависит от скорости потока, давления среды, плотности вещества.
Краткое описание
Силикатный кирпич является экологически чистым продуктом. По технико-экономическим показателям он значительно превосходит глиняный кирпич. На его производство затрачивается 15…18 часов, в то время как на производство глиняного кирпича - 5…6 дней и больше. В два раза снижаются трудоемкость и расход топлива, а стоимость - на 15…40%.
Содержание
Введение ……………………………………………………………………….... 6
1. Анализ технологического процесса ……………………………………….… 7
1.1 Физико-химические процессы производства силикатного кирпича…7
1.1.1 Физико-химические процессы гашения извести …..……….. ...7
1.1.2 Процессы автоклавной обработки ………………….…………. 8
1.1.3 Процессы твердения силикатного кирпича …………………...10
1.2 Описание технологического процесса производства силикатного кирпича ……………………………………………………………………….... 12
1.3 Основное оборудование производства ………………………..…….. 13
1.3.1 Силос ……………………………………………………………..13
1.3.2 Шаровая мельница ……………………………………………....14
1.3.3 Пресс ……………………………………………………………...15
1.3.4 Автоклав ………………………………………………………… 15
1.4 Выбор и обоснование параметров нормального технологического
режима …………………………………………………….……………………. 16
2. Выбор методов и средств измерения технологических параметров и их сравнительная характеристика ………………………..………………………. 18
2.1 Сравнительная характеристика и выбор методов и средств теплотехнических измерений …………………………………………………. 18
2.1.1 Измерение температуры ……………………………………….. 18
2.1.2 Измерение давления..………………………………………...… 21
2.1.3 Измерение расхода …………..…………………………………. 24
2.1.4 Измерение уровня ……………………………………………… 27
2.1.5 Измерение влажности ………………………………………….. 31
2.1.6 Измерение веса …………………………………………………. 34
2.1.7 Датчики положения ……………………………………………..35
3. Описание схемы автоматического контроля технологических параметров ……………………………………………………………………... 39
4. Расчет измерительного устройства и определение его основных
характеристик …………………………………………………………………...42
5. Монтаж системы контроля на объекте измерения …………………………44
Заключение ………………………………………………………………………45
Список литературы …………………………………………………………
Виды теплотехнических величин. Виды средств измерений теплотехнических величин.
Терминология в области измерения температуры. Классификация средств измерений температуры. Виды и методы измерений температуры. Погрешности измерений. Выбор средств измерений для обеспечения требуемой точности измерений.
Обеспечение единства измерений температуры
Общие понятия поверки средств измерений температуры: подготовка к поверке, операции поверки и оформление результатов поверки. Требования к помещениям по поверке средств измерения температуры.
Средства измерений физико-химического состава и свойств веществ
Терминология в области измерения физико-химического состава и свойств веществ. Единицы измерений. Методы технического анализа: химические, физические, физико-химические, электрохимические, оптические. Сущность прямых и косвенных методов измерений. Классификация приборов и вспомогательного оборудования для физико-химических измерений.
Обеспечение единства измерений физико-химического состава и свойств веществ
Общие понятия поверки средств измерений физико-химического состава и свойств веществ: подготовка к поверке, операции поверки и оформление результатов поверки. Требования к помещениям по поверке средств измерения физико-химического состава и свойств веществ.
ВОПРОСЫ К ГОСУДАРСТВЕННЫМ ЭКЗАМЕНАМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ, ИСПЫТАНИЙ И КОНТРОЛЯ» ДЛЯ СПЕЦИАЛЬНОСТИ 27.03.02 «УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ»
Измерения
Понятие измерения.
Классификация измерений: по характеристике точности; по числу измерений в ряду измерений; по отношению к изменению измеряемой величины; по выражению результата измерений; по способу получения информации; в зависимости от метрологического назначения.
Понятие области измерений. Классификация измерений по областям измерений.
Средства измерений: понятие и классификация
Виды средств измерений: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измерительные установки, измерительные системы, вспомогательные средства измерений.
Классификация мер: однозначные, многозначные, набор мер. Классификация измерительных приборов по устройству: компарирующие, показывающие, самопишущие, интегрирующие. Классификация измерительных преобразователей: первичные, промежуточные, передающие, масштабные. Классификация средств измерений по их назначению: исходные рабочие эталоны, рабочие эталоны, рабочие средства измерений.
Погрешность и точность средств измерений. Метрологические характеристики средств измерений
Погрешности средств измерений: основные и дополнительные, статистические и динамические. Способы выражения пределов допускаемых погрешностей. Классы точности средств измерений и разряды рабочих эталонов.
Метрологические характеристики средств измерений: понятие и виды; нормирование метрологических характеристик.
Испытания
Понятие испытания. Классификация испытаний. Средства испытаний. Метрологическое обеспечение процесса испытаний.
Контроль
Понятие контроля. Классификация контроля. Средства контроля. Метрологическое обеспечение процесса контроля.
Принципы измерений. Методики (методы) измерений
Принципы измерений: понятие и классификация.
Методы измерений: понятие и классификация.
Понятие методики измерений, структура, нормативное обеспечение. Цель, методы, порядок и содержание метрологической аттестации методик выполнения измерений.
Средства измерений геометрических величин
Терминология в области измерений геометрических величин. Классификация средств измерений геометрических величин. Виды и методы измерений геометрических величин. Погрешности измерений. Выбор средств измерений для обеспечения требуемой точности измерений.
Обеспечение единства измерений геометрических величин
Общие понятия поверки средств измерений геометрических величин: подготовка к поверке, операции поверки и оформление результатов поверки. Требования к помещениям по поверке средств измерений геометрических величин.
Первой функцией управления, подвергшейся автоматизации, было измерение. Измерительный прибор с индикатором заменяет органы чувств человека, обеспечивает быстрые и достаточно точные измерения. При необходимости к нему можно подключить регистрирующий прибор (РП), записывающий динамику изменения технологических параметров (рис. 1.1). Эти данные могут использоваться для анализа протекания технологического процесса (ТП), а диаграмма, записанная регистратором, служит отчетным документом. Функции оператора (О) при автоматической индикации сводятся к определению ошибки управления, а также реализации регулирующего воздействия.
Небольшие технические усовершенствования позволили перейти от автоматической индикации к автоматическому контролю. В этом случае оператор получает информацию об отклонении технологических параметров от заданных значений. Система автоматического контроля кроме измерителя и индикатора содержит устройство сравнения (УС) и задатчик (ЗД) - устройство, которое помнит значение технологического параметра. Разделение функций между оператором и системой контроля показано на рис. 1.2. Таким образом, задачей контроля (от французского contr?le - проверка чего-либо) является обнаружение событий, определяющих
Рис. 1.1.
автоматической индикации автоматического контроля
ход того или иного процесса. В случае когда эти события обнаруживаются без непосредственного участия человека, такой контроль называют автоматическим.
Важнейшей составной частью контроля является измерение физических величин, характеризующих протекание процесса. Такие величины называются параметрами процесса. Технологические процессы в инженерных системах характеризуются значениями таких физических величин (параметров), как влажность, давление, температура, уровень, расход и количество жидких и газовых сред.
Измерением называют нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Конечной целью любого измерения является получение количественной информации об измеряемой величине. В процессе измерения устанавливается, во сколько раз измеряемая физическая величина больше или меньше однородной с нею в качественном отношении физической величины, принятой за единицу.
Если 0 - измеряемая физическая величина, - некоторый размер физической величины, принятой за единицу измерения, ц - числовое значение (7 в принятой единице измерения, то результат измерения (7 может быть представлен следующим равенством:
( 1. 1)
Уравнение (1.1) называют основным уравнением измерения. Из него следует, что значение ц зависит от размера выбранной единицы измерения }
