Курсовая работа: Технология производства вареной колбасы
шкаф
mах
min
max
min
0,2
МПа
mах
min
2. ВЫБОР МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЯ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ИХ СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
2.1 Выбор технических средств измерения технологических параметров и их сравнительная характеристика
Для измерения практически любого технологического параметра существует, как правило, несколько методов и средств. Для того чтобы выбрать те, что лучше подходят для данного технологического процесса, необходимо сопоставить все требования этого технологического процесса с возможностями конкретных технических средств.
2.1.1 Измерение температуры
В основу методов измерения температуры положены физические явления, возникающие как при нагревании тел, так и при их охлаждении. Этим и объясняется многообразие методов позволяющих измерить температуру от близких к абсолютному 0 до сверх высоких.
Измерение температуры можно производить несколькими методами:
- расширения , принцип действия основан на расширении жидкости в стеклянном резервуаре. Тепловое расширение жидкости характеризуется коэффициентом объемного расширения. Чем больше коэффициент приращения объема соответствует измерению температуры на 1°. Диапазон измерения от -200 до 750 °С. Недостатки этого метода: малая механическая прочность, поэтому в промышленных условиях жидкостные стеклянные термометры устанавливают в металлический чехол; плохая видимость и трудность отсчета; невозможность автоматической регистрации и передачи на расстояния; невозможность ремонта; большая инерционность;
- манометрическим , принцип действия основан на измерении давления термометрического вещества в замкнутом объеме при измерении температуры. Диапазон измерения -50 до 600 °С.
- термоэлектрическим , включает термоэлектрический преобразователь (термопару), действие которого основано на использовании зависимости термоэлектродвижущей силы от температуры. Диапазон измерения этого прибора от -200 до 2200 °С.
- измерение температуры термопреобразователями сопротивления , основано на изменении электрического сопротивления проводников или полупроводников при изменении температуры. К числу достоинств металлических термометров сопротивления следует отнести: высокую степень точности измерения температуры; возможность выпуска измерительных приборов к ним с стандартной градуировкой шкалы практически на любой температурный интервал в пределах допустимых температур применения термометра сопротивления.
Платиновые преобразователи сопротивления используются для измерения температуры от – 250 до 1100°С. Медные теромопреобразователи сопротивлений предназначены для измерения температуры в диапазоне от – 50 до + 200°С.
Так как в данном технологическом процессе необходимо контролировать температуру от 4 до 95°С, то целесообразней использовать медные термопреобразователи.
Метод расширения не подходит из-за невозможности автоматизации.
Термоэлектрический же метод предполагает использование термопар в качестве первичных преобразователей, диапазон работы которых, в большинстве случаев, значительно шире измеряемого.
В данном технологическом процессе необходимо контролировать: температуру рассола (4°С), температуру в созревателе для фарша (4 °С), температуру в камере осадки (4°С), температуру обжарки (95 °С), температуру воды в варочном котле (80°С), температуру воды в оросителе (8 °С), температуру в камере охлаждения (7°С), для этого предлагается использовать термопреобразователь сопротивления типа ТС224, номинально статической характеристики 50М, с диапазоном измерения - 50..+ 150°С. В качестве вторичного прибора для работы в комплекте с ТПС данного типа в данной схеме предлагается использовать приборы типа Диск-250 и приборы серии А. Для температур в обжарочном шкафу, температуры воды в котле может быть использован прибор типа Диск-250П обеспечивающий сигнализацию и регулирование параметров техпроцесса, преобразование входного сигнала в выходной непрерывный токовый сигнал. Для измерения температуры рассола в трубопроводе, в созревателе для фарша, в камере осадки, воды в оросителе, в камере охлаждения воспользуемся прибором из серии А для измерения и регистрации активного сопротивления, силы и напряжения постоянного тока, а также неэлектрических величин, преобразованных в указанные выше сигналы. Воспользуемся показывающим и регистрирующим прибором А 100-Н, который позволяет преобразовывать входной сигнал в выходной непрерывный токовый сигнал.
2.1.2 Измерение давления
Давление – одна из основных величин, определяющих термодинамическое состояние веществ. Давлением во многом определяется ход технологического процесса, состояние технологических аппаратов и режимы их функционирования. Различают следующие средства измерения давления: манометр – измерительный прибор или измерительная установка для измерения давления или разности давлений, в том числе: манометр абсолютного давления – для измерения давления, отсчитываемого от абсолютного нуля; манометр избыточного давления – для измерения разности между абсолютным давлением измеряемой среды и давлением окружающей среды, как правило, равным атмосферному; вакуумметр – для измерения давления разреженного газа; мановакуумметр – для измерения избыточного давления и давления разреженного газа; дифференциальный манометр – для измерения разности двух давлений. На практике манометры, предназначенные для измерения малых избыточных давлений (до 40 к Па), называют напоромерами , для измерения малых разряжений – тягомерами , для измерения малых давлений и разрежений – тягонапоромерами .
По принципу действия различают следующие виды манометров: жидкостные (U-образные, колокольные, компрессионные и др.); грузопоршневые; деформационные (мембранные, сильфонные, трубчато-пружинные, с вялой мембраной); электрические (емкостные, пьезоэлектрические, сопротивления); ионизационные (электронные, магнитные электроразрядные, радиоизотопные); комбинированные (тензорезистивные – комбинация деформационного с плоской двухслойной мембраной и электрического тензосопротивления и др.)
Принцип действия жидкостных средств измерения давления основан на уравновешивании измеряемого перепада давления гидростатическим давлением. В приборах используется принцип сообщающихся сосудов, в которых уровни рабочей жидкости совпадают при равенстве давлений над ними, а при неравенстве занимают такое положение, когда избыточное давление в одном из сосудов уравновешивается гидростатическим давлением избыточного столба жидкости в другом. Такие приборы являются относительно недорогими, точность измерения достаточно высока, но применяются в основном для измерения небольших избыточных давлений.
Принцип действия деформационных средтв измерений давления основан на использовании упругой деформации чувствительного элемента или развиваемой им силе. Деформационные манометры просты в устройстве, универсальны, работают в большом диапазоне измеряемых величин.
В грузопоршневых манометрах измеряемое давление уравновешивается внешней силой, действующей на поршень. Такие манометры применяются для градуировки и поверки различных видов манометров, автоматизировать их нельзя.
В результате проведённого анализа средств измерения давления выбираем наиболее подходящий, который будет контролироваться с помощью манометра МТ-100, предназначенного для измерения избыточного давления. Поддерживаются следующие диапазоны измерения: 0..0,4; 0..0,6; 0..1,0; 0..1,6; 0..2,5 МПа.
2.1.3 Измерение влажности
При описании влажности воздуха, как известно следует различать абсолютную и относительную влажность.
Абсолютная влажность показывает, какое количество воды содержится в 1 м3 воздуха.
Влажность насыщения характеризует максимальное количество воды, которое может содержаться в 1 м3 воздуха при определенной температуре и атмосферном давлении без образования конденсата.