Читайте также:
|
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: 86 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |