Реферат: Мікропроцесорна система вимірювання рівня рідини

На рисунку 1.3, а подана схема покажчика рівня УДУ 5. Металевий поплавець 9 знаходиться на поверхні контрольованої рідини. При зміні рівня рідини поплівець переміщається по направляючим 7, що жорстко закріплені на днищі робочої ємності. Натяжним пристроєм 6 забезпечується необхідний натяг направляючих. Поплавець сполучений із сталевою перфорованою стрічкою 8, що через направляючі ролики 4, 5 змотується з барабана 1 відлікового механізму 3 або намотується на барабан. Зубцюватий шків 2 забезпечує надійне зчеплення перфорованої стрічки.

Відліковий механізм 1 приладу УДУ-5 із дистанційною приставкою (рисунок 1.3, б) являє собою десятковий лічильник із трьома цифровими барабанами й одним диском, ціна поділки якого дорівнює 1 мм. Повна ємність лічильника дорівнює 99 999 мм, проте через конструктивні особливості прилад може використовуватися для вимірювання рівнів тільки до 12 000 мм.

До спеціального фланця відлікового механізму і кріпиться потенціометрична приставка 2 для дистанційної передачі показів і сигналізації граничних значень рівнів. Приставка являє собою пристрій, що перетворює кут повороту барабана в електричний сигнал.

При зміні положення поплавця рівноміра переміщаються щітки дистанційної приставки, що змінюють значення опору. Опір, змінюваний у залежності від рівня контрольованої рідини, вимірюється електронним мостом. Приставка має щітки «метрів» і «сантиметрів».

Комплектно з приладом УДУ-5 випускається пульт контролю і сигналізації ПКС, що має дві модифікації: для щитового і настільного монтажу. На панелі пульта встановлений електронний автоматичний міст типу ЗМВ, шкала якого переградуйована в метри і сантиметри. Там же розміщені сигнальні лампи граничних рівнів, перемикачі діапазонів «метри» і «сантиметри», тумблери і ключі керування світлової і звукової сигналізацій.

У залежності від модифікації пульт ПКС може контролювати 10-20 резервуарів, що мають покажчики рівня типу УДУ-5.

Рисунок 1.4.: а) - індикатор рівня типу ДИУ, б) - датчик рівня типу ДИУ

Дистанційний індикатор рівня типу ДИУ (рисунок 1.4,а) використовується для автоматичного контролю і регулювання рівня рідини в посудинах, що працюють під тиском до 32 МПа (320 кгс/см2). У залежності від модифікації індикатор типу ДИУ застосовується для вимірювання рівня в межах 0-1600 мм. Прилад має вибухозахисне виконання і складається з індикатора рівня буйкового типу, електричного датчика з диференційно-трансформаторною схемою і повторним електронним приладом.

На рисунку 1.4,б показаний датчик типу ДИУ. Буй 3, вміщений у корпус, має циліндричну форму і знаходиться в рідині, що вимірюється. При зміні рівня рідини буй змінює ступінь занурення і дещо переміщується у вертикальному напрямку. Протидіюча пружина 2 під дією різниці маси буя і сили, що виштовхує, деформується. Деформація залежить від коефіцієнта жорсткості пружини і межі рівня, що вимірюється. Сердечник 1 електричного датчика жорстко зв'язаний із буйком, при зміні рівня рідини переміщується щодо обмоток І і ІІ у межах 5-30 мм у залежності від рівня, що вимірюється. Обмотка І живиться напругою змінного струму. При переміщенні сердечника на затискачах 5-4 вторинних обмоток під дією магнітного потоку первинної обмотки з’являється е.р.с, розмір якої вимірюється електронним приладом і залежить від положення сердечника 1.

Таким чином, між рівнем і розміром е.р.с. існує визначена залежність, використовуючи яку можна відградудуювати шкалу вторинного приладу в рівень контрольованої рідини.

Сигналізатор рівня типу СУ являє собою поплавкове підйомне безкамерне реле рівня. Прилад призначається для контролю рівня неагресивних вибухонебезпечних рідин у діапазоні 20-150 мм.

Схема приладу показаний на рисунку 1.5:

Рисунок 1.5. Сигналізатор рівня типу СУ-4

Поплавець 1, що знаходиться на поверхні контрольованої рідини, через тягу 2 і направляючу 4 може вільно переміщатися щодо осі 3. При зміні рівня рідини поплавець змінює своє положення і переміщає повідець 5 щодо осі. При цьому тяга 6, сполучена з повідцем, що повертає важіль 7, який жорстко зв'язаний із повертаючим валиком. На валику за допомогою спеціальних тримачів укріплені два перемикачі 8, що у залежності від рівня можуть замикати або розмикати свої контакти в колі світлової і звукової сигналізацій рівнів контрольованої рідини.

Буйкові рівнеміри з пневмовиходом УБ-П і з електричним виходом УБ-3 використовують для безупинного вимірюванняу рівня рідин (рисунок 1.6, а).

Рисунок 1.6. Рівнемір буйковий типу УБ-П : а) – загальний вигляд: 1 – пневмоперетворювач, 2 – датчик, 3 – рухома опора; б) – схема приладу: 1 – пружина коректора нуля, 2 – Т-подібний важіль, 3 – рухома опора, 4 – пневмореле, 5 – сопло, 6 – заслонка, 7 – Г-подібний важіль, 8 – сильфон зворотнього зв’язку, 9 – вантаж-противага, 10 - датчик

Рівноміри застосовують у комплекті з вторинними приладами, регуляторами, що працюють із вихідними стандартними пневматичними сигналами 20-100 кПа (0,2-1,0 кгс/см2) або електричним струмовим сигналом 0-5 А.

Принцип дії приладів типу УБ-П заснований на пневматичній силовій компенсації (рисунок 1.6, б). Зміна рівня рідини перетворюється на чутливому елементі (буї) 10 вимірювального блока в пропорційне зусилля, що автоматично врівноважується зусиллям сильфона зворотнього зв'язку 8. Це зусилля, що забезпечується тиском стиснутого повітря, є також вихідним сигналом рівноміра.

Пристрій буйкового рівноміра з пневмовиходом типу УБ-П аналогічний описаному вище манометру з пневмовиходом типу МС-П.

При зміні рівня, що вимірюється, відбувається невеличке переміщення підйомної системи передатного механізму і пов'язаної з важелем 2 заслінки 6 щодо сопла 5. Виникаючий тиск у лінії сопла надходить у пневмореле 4 і сильфон зворотнього зв'язку 8.

Чутливим елементом рівнеміра являється сталевий буйок 10. При вимірюванні рівнів рідин вище 1,6 м буй виготовляють складним, що збирається з частин. Буй підвішується до кінця Г-подібного важеля 7. Початкова маса буя врівноважується спеціальним вантажем 9.

1.2 ЄМНІСНІ РІВНЕМІРИ

В даний час перспективними приладами вимірювання рівня електропровідних і неелектропровідних матеріалів є ємнісні прилади. У цих приладах у якості чутливого елемента використовується електрична ємність, утворена спеціальним робочим електродом і металевою поверхнею стінки резервуара, між якими знаходиться вимірююче середовище.

Електрична ємність плоского конденсатора рівна:

(1.1)

де - діелектрична проникність середовища між електродами;