Вимірювальні перетворювачі "Сапфір-22" забезпечують вимірювання тисків до 100 МПа, розрідження — до 10^-5 МПа, різниці тисків — від 2,5 Па до 16 МПа при класах точності ОД; 0,25; 0,5.

Основними перевагами перетворювачів "Сапфір-22" є використання незначних деформацій чутливих елементів, що підвищує їх надійність, стабільність лінійних характеристик, а також забезпечує вібростійкість.

П'єзоелектричний метод ґрунтується на використанні властивостей деяких кристалічних матеріалів утворювати електричні заряди на їх поверхні під дією прикладеної сили. Це явище називається п'єзоефектом. Найчастіше для первинного перетворювача використовується монокристал кварцу, що пояснюється такими його перевагами перед іншими матеріалами, як механічна міцність, високі ізоляційні якості, незалежність п'єзоелектричних властивостей від температури у широкому діапазоні (20 400 °С) та негігроскопічність. Кварцеві пластини вирізаються перпендикулярно до електричної осі монокристалу кварцу. Під дією тиску р на електричних гранях пластини виникають електричні заряди Q = KSp , де К — п'єзоелектрична стала (для кварцу К = 2 • 10^-2 Кл/Н); S — ефективна площа грані, м² . П'єзоелектричний перетворювач під'єднується до електронного підсилювача постійного струму. Величина сигналу: U_c = Q / C , де С — загальна ємність вимірювальної ланки.

Завдяки "стіканню" заряду п'єзоелектричні перетворювачі використовуються для вимірювання динамічних навантажень, тисків, вібрацій. Вони надзвичайно жорсткі, мають високу частоту власних коливань та незначні деформації. Крім того, вони дуже малі за розмірами. Недоліком п'єзоелектричних перетворювачів є їх високий електричний опір і неможливість використання для статичних вимірювань через "стікання" електричного заряду пластин. Верхня межа вимірювання тиску таких приладів сягає 100МПа, а за рахунок збільшення площі пластин (при паралельному їх включенні) чутливість перетворювачів можна значно підвищити і заміряти тиски, нижчі за 1Па.

Ємнісний метод ґрунтується на зміні ємності датчика за рахунок діелектричних властивостей самого середовища. Цей метод можна використовувати при вимірюванні рівня, густини, вологості та інших технологічних параметрів, використовуючи при цьому відому формулу площинного конденсатора: εS / l , де ε — діелектрична проникливість; S— площа пластин; l — відстань між пластинами.

При вимірюванні рівня або вологості між пластинами конденсатора використовується діелектрик, діелектрична проникливість якого значно вища за діелектричну проникливість повітря, це й зумовлює зміну ємності залежно від висоти заповнення діелектриком простору між обкладками конденсатора. Вологість речовини визначається за рахунок наявної вологи у матеріалі — чим більше вологи, тим вища ємність.

Крім того слід зауважити, що ємнісні засоби вимірювань успішно використовуються у вибухонебезпечних виробництвах.

Поряд з описаними методами широко застосовуються індукційні, омічні, термоелектричні та інші методи вимірювання неелектричних величин.

5. Контроль за технологічними параметрами у харчовій промисловості

Харчова промисловість є багатогалузевою, з досить складними технологічними процесами, що залежать як від самого процесу переробки сировини, так і від її якості. Незважаючи на певні якісні відхилення сировини, вихідна продукція харчових виробництв повинна відповідати стандартним показникам якості. Тому контролю технологічних параметрів протягом всього технологічного процесу приділяється значна увага, а отже, надається важливе значення автоматичному контролю.

Для автоматичного контролю за технологічними параметрами в основному використовуються засоби вимірювань загально-промислового призначення: термометри, манометри, рівнеміри, витратоміри та прилади контролю за якістю продуктів і напівпродуктів. Проте їх використання за прямим призначенням у харчовій промисловості не завжди припустиме і можливе.

У більшості харчових виробництв засоби вимірювань повинні бути стерильними, не допускається використання токсичних речовин, а також виникнення побічних ефектів та явищ, зумовлених контактуванням первинних перетворювачів з харчовим середовищем (наприклад сурма, ртуть, скло тощо).

У переважній більшості харчові технології є хімічно активними (дифузійні соки, продукти бродіння) і агресивними (миючі лужні розчини) середовищами, тому засоби вимірювань, котрі контактують з такими середовищами, повинні бути корозійно і ерозійно стійкими. Водночас необхідно виключити можливість впливу контактних із середовищем засобів вимірювань на якість продукції, що виробляється (невластиві запахи, зміна кольору, погіршення смакових властивостей, зниження харчових цінностей продукції).

Неприпустимим є використання у харчовій промисловості токсичних речовин і середовищ (наприклад сурми, ртуті, легованих виробів, талію та ін.), це категорично забороняється відповідними урядовими постановами.

При використанні радіоактивних, високочастотних, ультразвукових приладів повинен враховуватися шкідливий вплив їхнього випромінювання на якість харчових продуктів та на обслуговуючий персонал. Наприклад, вимірювання рівня завантаження вапняної печі контролюється за допомогою радіоактивного кобальту, але при цьому необхідно чітко дотримуватися вимог з техніки безпеки.

В усіх галузях харчової промисловості використовуються різні типи витратомірів: змінного і постійного перепаду тиску, індукційні та щілинні, ультразвукові тощо. Проте на результати вимірювань значно впливають специфічні характеристики рідинних середовищ: насиченість бульбашками повітря, вуглекислого та інших газів, низькі швидкості потоків та ін.

При вимірюванні тиску манометрами необхідно обов'язково використовувати роздільні мембрани, підігрівачі трубок, оскільки технологічні середовища при зниженні температури загусають і перешкоджають передачі тиску із середовища до манометра.

Впроваджуючи системи автоматичного контролю, необхідно враховувати підвищену вибухонебезпечність деяких технологічних виробництв: спиртозаводи, сушарки цукру та жому, молока та інших продуктів. Найкраще при цьому використовувати пневматичні засоби вимірювань.

Виходячи з цього, впровадження загальнотехнічних засобів технологічних вимірювань невіддільне від розробки спеціальних засобів відбирання проб, захисту первинних перетворювачів від корозії, безрозбірного миття та очищення у процесі вимірювань тощо. Останнім часом велику увагу приділяють розробці спеціальних первинних перетворювачів для вимірювання якості не тільки вихідних продуктів, а й напівпродуктів виділень технологічних процесів з метою прогнозування порушень режимів роботи.

Список використаної літератури

В.Д.Цюцюра, С.В.Цюцюра. Метрологія та основи вимірювань . Навч. посібн., К., "Знання -Прес", 2003