Методические указания по выполнению лабораторных работ специальность: 150411 «Монтаж и техническая эксплуатация промышленного оборудования (по отраслям)» (стр. 8 из 12)

Радиационные уровнемеры можно применять и как уровнемеры, и как сигнализаторы уровня. В качестве первичного преобразователя контрольно-измерительной системы используют приемное устройство (детектор) радиоактивного излучения, источниками которого служат радиоактивный изотоп кобальта (церий 137).

Радиоактивные сигнализаторы уровня можно использовать также для контроля уровня расплавленного металла в плавильной печи.

Кондуктометрические уровнемеры используют для сигнализации предельных значений уровня токопроводящих материалов. Принцип действия этих сигнализаторов основан на замыкании электрической цепи первичного преобразователя материалом измеряемой среды.

Весовые уровнемеры используют для измерения уровня формовочных или шихтовых материалов в бункерах (рис.9).

Рисунок 9 – Весовой уровнемер

Для измерения уровня формовочных материалов в бункерах и уровня материалов в вагранках и других плавильных печах применяют механические нестандартные уровнемеры, к числу которых относят флажковые, зондовые и боковые сигнализаторы уровня.

Флажковый, или лопастной, сигнализатор уровня (рис.10) используют для контроля уровня смеси в бункерах.

Рисунок 10 – Флажковый сигнализатор уровня

Недостатком конструкции является снижение чувствительности датчика при налипании материала на лопасть.

Зондовый сигнализатор уровня применяют для определения уровня шихты в вагранке. Зондовый сигнализатор (рис.11) имеет зонд 1, подвешенный на тросе, который через блок 2 соединяется с барабаном 3. Барабан приводится во вращение пневматическим цилиндром 4. С помощью электромагнитного клапана 5 в левую полость цилиндра 4 периодически подается сжатый воздух или полость соединяется с атмосферой. Во втором случае под действием веса зонд опускается и перемещает шток поршня влево. Если уровень шихты нормальный, то упор 6 штока не доходит до кнопки микропереключателя 7. При более низком уровне шихты упор нажимает на стержень микропереключателя и подается команда на загрузку очередной порции шихты в вагранку. Подъем зонда осуществляется подачей сжатого воздуха в левую полость цилиндра 4.

Рисунок 11 – Зондовый сигнализатор уровня

Боковой сигнализатор уровня работает аналогично зондовому. Щуп 1, закрепленный на штоке пневматического цилиндра 2, периодически вдвигается через отверстие в стенке вагранки. Длина хода щупа зависит от уровня шихты.

Вопросы для самоконтроля

1 Какие бывают приборы расхода, количества и уровня?

2 Принцип действия ротаметра, изобразите данный прибор

3 Принцип действия шарикового расходометра, его схема

4 Какие бывают счетчики жидкости и газов?

5 Какие бывают счетчики и весы твердых и сыпучих материалов?

6 Что означает количество вещества?

7 Как обозначают объемный расход?

8 Что такое расходомер?

9 Основные назначения счетчиков

10 Какие бывают ротаметры?

11 Какие весы используют для измерения расхода твердых и сыпучих материалов?

12 Что такое уровнемер?

13 Что такое уровень жидкости или сыпучего материала?

14 На что можно разделить приборы контроля уровня по метрологическому принципу?

15 В чем преимущество и недостатки ротаметров?

16 Изобразите трубу Вентури

17 В какой области чаще всего используются расходомеры переменного перепада давления?

18 Выберите шариковый расходомер, если его верхний предел измерения 4,0 м³/ч

19 Выберите шариковый расходомер, если его минимальный расход 0,062 м³/ч

20 Назовите достоинства скоростных счетчиков

21 Определите тип и наименование счётчиков жидкостей и газов, если температура измеряемой среды -40…-50 ⁰С

22 Определите тип и наименование счётчиков жидкостей и газов, если температура измеряемой среды 5…50 ⁰С, а номинальный расход 250 м³/ч

23 Определите тип буйкового уровнемера, если температура контролируемой среды -40…100 ⁰С

Литература:

1 Староверов, А. Г. Основы автоматизированного производства: учеб. / А. Г. Староверов – М: изд-во Машиностроение, 1989

2 Данилов, И.А., Иванов П.М. Общая электротехника с основами электроники: учеб. / И.А. Данилов, П.М. Иванов. – М: изд-во Высшая школа, 2000

3 Головенков, С.Н., Сироткин, С.В. Основы автоматики и автоматического регулирования станков с ПУ: учеб. / С.Н. Головенков, С.В. Сироткин. – М.: изд-во Машиностроение, 1980

Лабораторная работа №5

Тема: Выбор конструкции контроля уровня

Знать:

– конструкции уровнемеров их разновидности и принцип работы

уметь:

– проанализировав, выбрать приборы для измерения и контроля уровня

ХОД РАБОТЫ

Конструкции уровнемеров разработанные для измерения уровня жидкости

Для контроля уровня жидкостей наибольшее распространение получили указательные стекла, поплавковые, буйковые, манометрические уровнемеры.

Наиболее простыми приборами для измерения уровня являются указательные стекла (водомеры), применяемые в паровых котлах, а также в различных емкостях для измерения уровня осветленных жидкостей. Они представляют собой стеклянную трубку с нанесенными на нее давлениями и соединенную с емкостью, в которой контролируется уровень жидкости.

Поплавковые уровнемеры широко применяют для измерения уровня разнообразных жидкостей.

Простейший уровнемер (рис.1,а) представляет собой плавающий поплавок 1, подвешенный на гибком тросе, перекинутом через блок. На втором конце троса вне сосуда для его натяжения подвешен груз 2 с укрепленной на ней стрелкой (указателем уровня), передвигающейся вдоль рейки со шкалой 3.

Буйковые уровнемеры применяют в тех случаях, когда необходимо уменьшить перемещение поплавка относительно изменения уровня жидкости.

В буйковом уровнемере (рис. 1,6) используется цилиндрический поплавок (буек) 2, закрепленный на пружине 1. Масса буйка зависит от глубины его погружения в жидкость, а жесткость пружины определяет коэффициент пропорциональности между изменением уровня и подъемом буйка. Класс точности 1,5 и 2,5.

Рисунок 1 – Схемы механических уровнемеров

Манометрические уровнемеры подразделяют, в свою очередь, на мембранные, пьезометрические и дифманометрические.

Мембранные уровнемеры предназначены для измерения уровня агрессивных сред в открытых емкостях. Они состоят из первичного преобразователя, преобразующего измеряемый параметр в пневматический сигнал, и вторичного прибора.

Принцип действия преобразователя основан на пневматической силовой компенсации. Измеряемый параметр (высота столба жидкости) воздействует на чувствительный элемент - металлическую мембрану, установленную на дне емкости, и преобразуется в усилие, которое автоматически уравновешивается усилием, развиваемым давлением воздуха в сильфоне обратной связи. Это давление является одновременно выходным сигналом датчика.

Действие пьезометрических (гидростатических) уровнемеров основано на следующем принципе. Если в емкость с жидкостью ввести вертикальную встроенную трубку, доходящую почти до дна, и подавать в нее чистый воздух, то его давление в трубке будет равно массе столба продуваемой жидкости, т. е. значению уровня.

Пьезометрические манометры применяют для контроля агрессивных жидкостей или эмульсий.

В дифманометрических уровнемерах об уровне судят по перепаду давления жидкости у дна сосуда и над ее поверхностью. Уровень жидкости этим способом можно контролировать как в открытых, так и в закрытых емкостях.

Основные конструкции уровнемеров применяемых для контроля сыпучих материалов.

Для измерения уровня сыпучих материалов применяют емкостные, высокочастотные, радиационные, кондуктометрические, весовые и механические уровнемеры.

В последнее время промышленность освоила выпуск унифицированных высокочастотных резонансных измерителей и сигнализаторов уровня сыпучих материалов и жидкостей, работа которых основана на высокочастотном методе измерения. Эти приборы с успехом могут быть использованы в литейных цехах для измерения уровня формовочных материалов.

Весовые уровнемеры используют для измерения уровня формовочных или шихтовых материалов в бункерах (рис.2).

Рисунок 2 – Весовой уровнемер