Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Автоматические измерения параметров технологических процессов

Читайте также:
  1. C.) Не является объектом технологических преобразований
  2. Hs-СРБ – высокочувствительный метод измерения концентрации СРБ.
  3. I.I. Измерения и их погрешности
  4. II. ОСОБЕННОСТИ РАЗВИТИЯ ПСИХИЧЕСКИ ПРОЦЕССОВ
  5. Автоматический контроль технологических параметров
  6. Автоматическое регулирование технологических процессов
  7. АНАЛИЗ МЕТОДИК СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ БИЗНЕС-ПРОЦЕССОВ
  8. Б) нестандартность параметров и результатов действия.
  9. Бедность и маргинальность. Основные концепции изучения и измерения бедности. Проблемы бедности в современной России.

 

3.1 Системы дистанционной передачи измерительной информации

Общая характеристика систем, виды, назначение. Требования предъявляемые к системам.

Системы и преобразователи с естественными и унифицированными сигналами.

Дистанционные системы пневматические и электрические: омическая, индуктивная, дифференциально-трансформаторная. Пневмосиловые и электросиловые преобразователи.

 

Методические указания

В автоматике и телемеханике применяются два способа управления объектами и контроля за их состоянием: местный, дистанционный.

Выбор способа управления и контроля зависит от расстояния между пунктом управления и объектом. Необходимо уяснить, каждый из спосо­бов управления объектами и обосновать его выбор.

Следует усвоить все виды системы дистанционных передач и на­чертить в конспект их принципиальные схемы.

Дистанционные передачи постепенно внедряются почти во все отрасли промышленности и особенно там, где требуется централизованный контроль и управление при наличии отдельных про­изводственных установок, расположенных друг от друга на значитель­ном расстоянии, или там, где непосредственно обслуживание машин и агрегатов невозможно и опасно.

Системы дистанционной передачи разделяют на две группы:

Ø с унифицированными сигналами ГСП

Ø не унифицированными, периодическими сигналами, которые формируются непосредственно преобразователями - датчиками

При изучении материала этой темы учащиеся должны уяснить, что для каждой ветви датчиков ГСП применяется соответствующий сило­вой преобразователь. Особо следует обратить внимание на унифициро­ванный пневматический силовой преобразователь и электросиловой пре­образователь.

Унифицированный пневматический силовой преобразователь являет­ся устройством, преобразующим механическое усилие измерительного бло­ка в стандартный пневматический сигнал, имеющий давление от 19,6 до 98,0 кПа (от 0,2 до 1 кгс/см2). Работа этого преобразователя основана на компенсационном методе.

Унифицированный электросиловой преобразователь преобразует ме­ханическое усилие измерительного блока в стандартный электрический сигнал постоянного тока силой от 0 до 5 мА или от 0 до 20 мА или от 4мА до 20мАили от 0мА до 100мА; напряжения величиной от 0 до 10 мВ; от 0 до 10В.

При изучении этой темы в конспект следует зарисовать принципи­альные схемы омической и дифференциально-трансформаторной, индуктивной систем дистанционной передачи информации. Необходимо хорошо разобраться в принципе их действия и привести конкретные примеры их применения.

В системах дистанционного, полуавтоматического или автоматического управления электрическими установками или устройствами применяется различная исполнительная аппаратура: простая, выполняющая элементарные операции пуска и остановки, включения или отключения, реверсирования и т.п., и аппаратура, выполняющая более сложные операции управления и регулирования.

Кнопки управления и кнопочные станции применяются для управления электромагнитными аппаратами переменного и постоянного тока(контакторы, реле, пускателями и т.п.), а также в системах сигнализации.

В системах автоматического управления и регулирования для ограничения хода механизмов или исполнительных органов в качестве командных аппаратов применяются также конечные выключатели; аналогичную роль выполняют конечные или путевые переключатели, которые переключают исполнительные цепи при достижении определенного положения или по прохождении определенного пути.

Иногда электроцепи можно выключать и без непосредственного механического воздействия. К таким устройствам относятся электромагнитные, индукционные и электронные путевые выключатели.

Вопросы для самопроверки

1. Каково назначение дистанционной передачи показании?

2. Перечислите составные части системы дистанционной передачи и требования к ним.

3. Как устроена и работает омическая и индуктивная дистанционная передача?

4. Как устроена и работает дифференциально-трансформаторная

дистанционная передача?

5. Начертите в конспекте принципиальную схему унифицированной пнев­матической системы передачи показаний и объясните принцип ее дей­ствия.

6. Начертите в конспекте принципиальную схему унифицированной элект­рической токовой системы передачи информации и объясните принцип ее действия.

3.2 Методы и приборы измерения давления

Понятие о давлении и разрежении. Виды давления — абсолютное, из­быточное, барометрическое. Единицы измерения давления и соотношения между ними.

Область применения и классификация методов и средств измерения давления и разности (перепада) давлений.

Жидкостные приборы, устройство, принцип работы, технические характеристики промышленных типов.

Деформационные приборы (трубчато-пружинные, мем­бранные), устройство, принцип работы, технические характеристики.

Электрические манометры - принцип действия, материалы. Схема тензопреобразователя "Сапфир-22" - устройство, метрологические характеристики.

Дифференциальные манометры - принцип действия, область применения.

Правила установки, эксплуатации и поверки технических манометров.

Методические указания

При изучении этой темы требуется твердо знать основные виды давлений (абсолютное, избыточное, барометрическое или атмосферное), единицы измерения давления и разрежения по Международной систе­ме единиц (СИ); хорошо уяснить соотношение между единицами в раз­личных системах и выписать эти соотношения в конспект.

Основной единицей давления в системе СИ является Паскаль (Па). В промышленности еще используется другие единицы измерения давления: кг/см (9,81*10Па), мм.рт.ст. (133,32Па), мм.вод.ст. (9,81 Па).

Следует знать классификацию приборов для измерения давления. Затем в конспекте необходимо начертить часто применяемые в отраслях пище­вой промышленности схемы приборов, выписать их характеристики, до­стоинства и недостатки.

Обратите внимание на то, что манометры могут быть не только ра­бочими, но и образцовыми. Студенты должны уяснить, как производится поверка рабочих приборов.

Особое внимание необходимо уделить дифференциальным манометрам (дифманометрам). которые широко применяются для измерения других параметров: расхода, уровня, плотности и т.д.

Вопросы для самопроверки

1. В каких единицах измеряется давление?

2. Назовите основные виды давлений и покажите связь между ними.

3. Приведите классификацию манометров по принципу действия.

4. Как устроены и работают жидкостные манометры? Область применения.

5. Как устроены и работают мембранные манометры?

6. Каковы устройство и принцип действия манометра с одновитковой
трубчатой пружиной?

7. Каковы устройство и принцип действия электрических манометров?

8. Приведите схемы приборов для измерения давления и разности (пере­пада) давлений.

9. Как проводится установка, эксплуатация и поверка технических манометров?

 

3.3 Средства измерения и преобразователи температуры

Понятие о температуре. Термодинамическая температурная шкала. Понятие о международной практической температурной шкале (МПТШ-68) и ее соотношение с термодинамической шкалой.

Классификация методов и средств измерения температуры, пределы измерения термометров, область применения.

Термометры расширения (жидкостные стеклянные и механические) и манометрические термометры, устройство, принцип работы, техниче­ские характеристики общепромышленных типов.

Электрические комплекты средств измерения температуры, их со­став и классификация.

Термоэлектрические преобразователи, их устройство и виды градуи­ровок, способы подключения ко вторичным приборам, технические ха­рактеристики общепромышленных типов.

Термоэлектрические милливольтметры, и автоматические электронные потенциометры, устройство, принцип работы, технические характеристики основных промышленных типов.

Термопреобразователи сопротивления, их устройство и виды градуи­ровок, способы подключения ко вторичным приборам, технические харак­теристики общепромышленных типов.

Логометры и автоматические электронные мосты, устройство, прин­цип работы и технические характеристики основных промышленных типов.

Общие сведения о пирометрах излучения, их применение в пищевой промышленности.

Методические указания

Температура является одним из важнейших параметров, характери­зующих большинство производственных процессов пищевой промышлен­ности. Температура относится к таким физическим величинам, которые не поддаются непосредственному измерению. Поэтому для определения ее всегда преобразуют в другую физическую величину, которую легко измерить.

Изучая эту тему, следует хорошо разобраться в температурных шка­лах, уметь осуществлять переход от термодинамической температуры к температуре, измеренной по международной практической температур­ной шкале (МПТШ-68).

В конспекте студентам следует записать классификацию методов и средств измерения температуры, область применения, привести прак­тические пределы измеряемых температур различных групп приборов.

Большой диапазон измерения температуры в технологических про­цессах обуславливает многообразие термометров, позволяющих измерить температуру практически во всем диапазоне. Студентам необходимо изучить конструкции и принцип работы наиболее широко применяемых в промышленности термометров:

Ø термометров расширения (жидкостные, дилатометрические и биметаллические);

Ø манометрические;

Ø термоэлектрических преобразователей температуры;

Ø термопреобразователей сопротивления;

Ø пирометров излучения.

Необходимо изучить пределы измерения температуры различными группами приборов, их принцип действия, устройство, материалы, применяемые для их изготовления.

Для измерения температуры при помощи терморезисторов и термопар требуется применять вторичные приборы. В комплекте с терморезисторами применяются логометры и автоматические электронные мосты, а с термопарами - милливольтметры и автоматические электронные потенциометры.

Изучите принципиальные схемы этих приборов, зарисуйте в конспекте, запишите типы приборов.

Вопросы для самопроверки

1. Дайте характеристику основным температурным шкалам.

2. Перечислите основные методы измерения температуры.

3. Каково устройство и принцип работы жидкостных стеклянных термометров?

4. Каково устройство и принцип действия механических термометров расширения?

5. Какова конструкция и принцип работы манометрического термометра?

6. В чем заключается смысл термоэлектрического эффекта?

7. Опишите конструкцию и принцип работы термопар. Назовите материалы, из которых изготавливаются термопары.

8. Принцип действия термопреобразователей сопротивления? Материалы? Градуировки?

9. Какова конструкция и принцип действия пирометрического милливольтметра?

10.Как устроен и работает логометр?

10. Какова конструкция и принцип действия электронного автоматиче­ского потенциометра?

3.4 Методы и средства измерения уровня

Определение уровня, область применения, единицы измерения. Основные методы и клас­сификация средств измерения уровня жидких и сыпучих веществ.

Средства измерения уровня по принципу действия:

Ø механические

Ø гидростатические

Ø кондуктометрические

Ø емкостные

Ø радиоизотопные

Ø акустические

Ø ультразвуковые

устройство, принцип работы, технические характе­ристики общепромышленных типов.

Общие сведения о бесконтактных методах и средствах измерения уровня. Применение в пищевой отрасли.

Методические указания

Измерение уровня жидкостей и сыпучих материалов имеет сущест­венное значение в отраслях, связанных с переработкой и транспорти­ровкой больших объемов жидких и сыпучих материалов. Этот метод применяется при определении: количества находящихся в объектах веществ; уровня раздела двух жидкостей с разными удельными весами; уровня сыпучих (кусковых) материалов в бункерах и различного рода хранилищах.

При изучении этой темы необходимо хорошо разобраться в прин­ципах действия приборов и их классификации.

Рассматривая принцип работы основных типов уровнемеров, начер­тите их схемы в конспекте и выпишите технические характеристики. Сле­дует знать, что простейшими и наиболее распространенными являются поплавковые и буйковые уровнемеры.

Немаловажное значение имеет измерение уровня сыпучих материа­лов. В пищевой промышленности широкое применение нашли механиче­ские, электрические, радиоизотопные измерители уровня.

Обратите внимание на эксплуатацию уровнемеров.

Вопросы для самопроверки

1. Приведите классификацию приборов для измерения уровня жидко­стей и сыпучих материалов.

2. Каковы конструкция и принцип работы поплавковых и буйковых уров­немеров?

3. Как устроены и работают емкостные уровнемеры и сигнализаторы?

4. Перечислите основные типы уровнемеров сыпучих материалов и оха­рактеризуйте их работу.

5. Перечистите методы и средства измерения уровня бесконтактным спо­собом. Каково применение перечисленных вами приборов в пищевой промышленности?

 

3.5 Методы и средства измерения количества и расхода

Основные понятия и определения; единицы измерения количества и расхода. Область применения и классификация средств измерения ко­личества и расхода.

Объемные и скоростные счетчики для потоков жидкостей и газов; устройство, принцип работы, технические характеристики основных про­мышленных типов.

Дроссельные расходомеры. Теория метода измерения, принцип ра­боты и состав комплекта. Первичные преобразователи расхода (нормальные диафрагмы, сопла и трубы Вентури), устройство и технические ха­рактеристики. Способы установки на трубопроводах.

Вторичные приборы дроссельных расходомеров. Устройство и основ­ные промышленные типы.

Расходомеры обтекания (ротаметры), устройство, принцип работы и технические характеристики местных приборов (индикаторов расхода) и комплектов для дистанционных измерений.

Общие сведения об индукционных (электромагнитных) расходомерах. Область применения, принцип действия, конструкция.

Счетчики штучных изделий, контактные и бесконтактные, устройство, принцип работы и применение в пищевой промышленности. Общие сведе­ния об автоматических весах и дозаторах сыпучих веществ; их при­менение в пищевой промышленности.

Методические указания

Измерение количества и расхода различных веществ позволяет не только вести правильно технологический процесс, но и управлять производственным процессом.

При изучении темы необходимо твердо запомнить единицы изме­рения расхода и количества вещества и хорошо разобраться в классифика­ции приборов, предназначенных для этой цели.

Следует знать, что в настоящее время в отраслях пищевой промыш­ленности нашли широкое применение скоростные и объемные счетчики для потоков жидкостей и газов. Скоростные счетчики применяются, главным образом, для измерения количества жидкостей, не содержащих твердые примеси, и некоррозийных жидкостей. Объемные счетчики име­ют еще более широкое применение. Уяснив принцип работы и класси­фикацию основных объемных и скоростных счетчиков, необходимо рас­смотреть их устройство и технические характеристики, принципиальные схемы основных видов счетчиков следует начертить в конспекте.

Студенты должны знать, что принцип действия объемных расходо­меров заключается в периодическом отсекании определенных постоянных объемов вещества, протекающего через их измерительную камеру; прин­цип же действия скоростных расходомеров основан на взаимодействии чувствительного элемента первичного измерительного преобразователя с движущимся потоком жидкости. При этом скорость его движения про­порциональна объемному расходу.

Следует уяснить, что расходомер, работающий совместно с диафраг­мой или другим сужающим устройством, называется дроссельным. Уча­щиеся должны знать, что расход вещества измеряется с помощью комп­лекта приборов, в состав которого входят: сужающее устройство, дрос­сельный расходомер, соединительные трубки. Необходимо обратить вни­мание на назначение, принцип работы, промышленные типы и техниче­ские характеристики дроссельных расходомеров. Уяснив принцип рабо­ты диафрагм, сопла, трубы Вентури, следует их схемы начертить в кон­спекте.

Перепад давления измеряется дифманометром, с которого сигнал поступает на вторичный прибор. Вид вторичного прибора определяется выбранной дистанционной передачей.

Вторичные приборы расходомеров могут работать как счетчики количества. Для этого в них имеются интегрирующие устройства.

При изучении расходомеров постоянного перепада давления ознакомьтесь с физической сущностью метода измерения, конструкцией и работой приборов; надо рассмотреть промышленные ротаметры с электрической и пневматиче­ской системами передач.

При изучении устройства и применения индукционных расходомеров, следует обратить внимание на их преимущества в сравнении с другими расходомерами.

Для счета единиц готовой продукции в пищевой промышленности применяются счетчики, основанные на различных принципах измерения.

Следует знать устройство, принцип работы основных счетчиков штучных изделий.

Не менее важным в пищевой промышленности является измерение количества сыпучих веществ. Для этой цели применяют весы различных типов и дозаторы. Студенты должны разбираться в принципе действия и конструк­ции автоматических весов и дозаторов; начертить в конспекте их схемы.

Для объективного учета штучной продукции разработаны системы, состоящие из контактных и бесконтактных датчиков и счетчиков. Изучите их устройство и принцип действия.

Вопросы для самопроверки

1. Назовите единицы измерения количества и расхода вещества.

2. Приведите классификацию средств измерения количества и расхода веществ.

3. Назовите основные виды сужающих устройств. Поясните их назначение и принципы действия.

4. Каково устройство и принцип действия расходомера с переменным перепадом давления?

5. Каковы принцип действия скоростного счетчика и его назначение?

6. Каковы принцип действия объемного счетчика и его назначение?

7. Какова конструкция и принцип работы ротаметра?

8. Каковы назначение, конструкция и принцип действия индукционного счетчика?

10. Как устроены и работают фотоэлектрический и механический счетчики штучных изделий?

3.6 Методы и средства измерения состава и свойств веществ

Основные понятия и определения. Понятия и виды влажности газо­образных веществ, сырья и продуктов в пищевой промышленности. Ос­новные методы и классификация средств измерения влажности.

Измерение влажности психрометрическим методом. Автоматические психрометры. Гигрометры, диэлькометрические влагомеры. Устройство, принцип работы, технические характеристики.

Автоматические газоанализаторы и сигнализаторы для определения токсичных и взрывоопасных концентраций газов и паров в воздухе про­изводственных помещений, устройство, принцип работы и применение в пищевой отрасли.

Плотность жидких веществ. Основные методы и классификация средств измерения плотности. Автоматические плотномеры, устройство, принцип работы и применение в пищевой промышленности.

Концентрация растворов. Основные методы и классификация средств измерения концентрации. Оптические концентратомеры (автоматические рефрактометры и поляриметры), устройство, принцип работы и примене­ние в пищевой промышленности.

Концентрация водородных ионов (рН). Основные методы и автома­тические средства измерения рН. Промышленные рН-метры, устройство, принцип работы, применение в пищевой промышленности.

Вязкость жидкостей. Основные сведения о методах и средствах измерения вязкости. Автоматические вискозиметры, их применение в пищевой промышленности.

Методические указания

Измерение параметров, характеризующих состав и свойства различ­ных веществ и продуктов, широко применяется в ходе контроля многих тех­нологических процессов во всех отраслях пищевой отрасли. В данной теме необходимо изучить специальные приборы контроля техно­логических параметров. Принцип действия этих приборов основан на измерении физико-химических величин объектов. Необходимо обратить внимание на конструкцию этих приборов и их электрические схемы. Изучая устройство прибора, следует в конспекте начертить сто принци­пиальную схему, разобраться в назначении отдельных узлов и выпи­сать характеристику.

Следует знать, что к приборам контроля качественного состава, свойств и состояния веществ относятся: влагомеры, газоанализаторы, плотномеры, вискозиметры и пр.

Студенты должны уяснить классификацию влагомеров, используемых для определения влажности газов, в том числе и воздуха (психромет­рические, сорбционные и конденсационные), а также влагомеров твер­дых и сыпучих материалов (массовые и электрические); разобраться в принципах действия влагомеров, основанных на различных методах, например: методе высушивания, методе измерения точки росы, психро­метрическом методе.

Анализ состава газовых смесей при сжигании разных видов топлива, для контроля состава газовых сред в пекарных и сушильных камерах, концентрации диоксида серы, диоксида углерода и других газов, подаваемых в ходе многих технологических процессов виноделия, сахарного производства и др., а также для контроля концентрации предельных значений в пожаро- и взрывоопасных пищевых производствах и помещениях, где возможно скопление газов, вредных для здоровья обслуживающего персонала в пищевой промышленности осуще­ствляется с помощью тепловых, механических и термомагнитных, оптических газоанализаторов, которые по принципу действия можно под­разделить на химические и физические. Действие химических газоана­лизаторов основано на определении объемов отдельных компонентов газовой смеси, поглощенных соответствующими химическими реактивами. Обладая высокой точностью измерения и надежностью действия, хими­ческие газоанализаторы в то же время имеют ряд недостатков: перио­дичность действия, сложность и громоздкость конструкции, необходи­мость частой смены реактивов. Принцип действия физических газоанали­заторов основан на сравнении каких-либо физических свойств отдельных компонентов газовой смеси. Надо знать, что физические газоанализато­ры— это, в основном, автоматические приборы.

Рассматривая приборы для анализа свойств жидкостей, следует об­ратить внимание на плотномеры, позволяющие измерить концентрацию вещества в единице объема. Необходимо знать единицы измерения плотности, методы измерения данного параметра и классификацию плот­номеров.

Учащиеся должны усвоить, что в основу действия плотномеров по­ложены разные физические принципы. Так, стеклянные поплавковые приборы (ареометры) основаны на использовании закона Архимеда, пьезометрические плотномеры основаны на измерении гидростатического сопротивления слоя анализируемой жидкости при продувании через пего сжатого воздуха и т. д.

Для анализа свойств жидкостей также используют вискозиметры, измеряющие вязкость жидкостей. Следует помнить, что под вязкостью понимается способность жидкости оказывать сопротивление смещению одного ее слоя относительно другого. В лабораторных условиях для из­мерения вязкости используют капиллярный вискозиметр системы Уббелоде, вискозиметр со скользящим шариком системы Гипплера, в про­изводственных условиях — ультразвуковой вискозиметр, ротационный вискозиметр и пр. Уясните методы компенсации температурных погреш­ностей. Познакомьтесь с правилами эксплуатации этих приборов.

 

Вопросы для самопроверки

1. Назовите методы определения рН. Опишите принцип работы приборов, основанных на этих методах.

2. Перечислите методы измерения влажности и дайте каждому методу краткую характеристику.

3. Приведите схему электронного психрометра ПЭ и опишите принцип его действия.

4. Как устроен и работает электромагнитный газоанализатор для
определения содержания кислорода в газовой смеси?

5. Как устроен и работает тепловой газоанализатор для
определения углекислого газа?

6. Приведите классификацию плотномеров по принципу действия и дай­те краткую характеристику каждому типу плотномеров.

7. Перечислите основные модификации поплавковых плотномеров.

8. Начертите схему и опишите принцип действия автоматического рефрактометра.

9. Каково устройство и принцип действия вискозиметров?

 




Дата добавления: 2015-04-12; просмотров: 97 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав

1 | <== 2 ==> | 3 | 4 |


lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2024 год. (0.019 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав