Классификация датчиков для измерения уровня, гидростатические уровнемеры

1. Классификация датчиков для измерения уровня, гидростатические уровнемеры

Измерение уровня жидкостей относится к числу вспомогательных контрольных операций, позволяющих определить количества жидкостей в резервуарах для учета продукта и сигнализации о переполнении расходных баков и бункеров.

Эти измерения связаны как с поддержанием технологического режима, так и с условиями безопасной работы оборудования. Технические средства, применяемые для измерения уровня жидкости, называются уровнемерами. Приборы, предназначенные для сигнализации предельных уровней жидкости, называются сигнализаторами уровня.

В химической промышленности применяют различные методы измерения уровня жидкости:

измерение уровня жидкости указательными стеклами,

механические применяются в основном для непрерывного измерения уровня жидкости, когда положение поплавка или буйка, выступающего в роли чувствительного элемента и помещенного в жидкость, вызывает изменение какого-либо параметра преобразующего элемента.

электромеханические (например, уровнемеры с индуктивными датчиками),

гидростатическое измерение уровня основано на измерении оказываемого жидкостью на дно резервуара гидростатического давления, которое измеряется в открытых резервуарах при помощи обычного или дифференциального манометра

емкостные. Применяются для измерения уровня электропроводящих жидкостей в резервуарах, цистернах. Принцип измерения основан на изменении силы тока от изменения контролируемого уровня жидкости в резервуаре.

Фотоэлектрические уровнемеры применяются только для измерения дискретных уровней жидкости. Луч света между фотоэлектрическим источником света и детектором прерывается, если уровень жидкости превышает высоту установки этих преобразователей.

Ультразвуковые. Для измерения уровня при помощи ультразвука необходимо наличие излучателя и приемника. Излучатель посылает ультразвуковые импульсы, представляющие собой механические колебания в диапазоне частот от 20 кГц до нескольких мегагерц.

акустические,

радиоизотопные. Основе лежит принцип поглощения радиоактивного излучения соответствующим материалом, содержащимся в резервуаре.

При выборе уровнемера необходимо учитывать температуру, абразивные свойства, вязкость, электрическую проводимость, радиоактивность, химическую агрессивность измеряемой среды. Кроме того, следует принимать во внимание рабочие условия в объекте измерения или около него: давление, нагревание или охлаждение, способ заполнения или опорожнения резервуара, наличие мешалки, огнеопасность и взрывоопасность.

Гидростатические уровнемеры. Измерение уровня основано на измерении оказываемого жидкостью на дно резервуара гидростатического давления, которое измеряется в открытых резервуарах при помощи обычного или дифференциального манометра. В резервуарах, находящихся под давлением и, следовательно, представляющих собой замкнутую емкость, уровень жидкости можно измерить только дифференциальным манометром (рисунок 1).

Величина гидростатического давления на дно резервуара зависит от высоты h столба жидкости над измерительным прибором и от плотности р жидкости. Таким образом, справедливо уравнение:

Р=ρgh

Или

P=ρ1gh1-ρ2gh2

Если манометр установить не на одинаковой с днищем резервуара высоте, то произойдет смещение точки начала измерения, пропорциональное разности высот. При использовании дифференциальных манометров место установки измерительного прибора не влияет на правильность индикации, если оно находится ниже уровня днища резервуара, а измерение давления осуществляется относительно давления постоянного уровня жидкости.

Рисунок 1- Схема гидростатического уровнемера

Преимущество гидростатического способа измерения уровня заключается в том, что они обладают весьма высокой эксплуатационной надежностью. Гидростатический метод можно использовать, в частности, для измерения уровня в резервуарах высокого давления. Данный метод применяют в промышленности для измерения уровня жидкости также в перегонных кубах, реакторах и т. д.

2. Необходимое и достаточное условие устойчивости

Под устойчивостью понимают способность системы возвращаться в исходное состояние после снятия возмущающего воздействия.

Рассмотрим интерпретацию понятия устойчивости на механических системах. Предположим, что система представляет собой впадину, на дне которой располагается шар в неподвижном состоянии. Переместим шар с помощью некоторого усилия F по поверхности впадины и в некоторой точке это усилие уберем. Шар начнет скатываться вниз и после нескольких колебаний успокоится в своем первоначальном состоянии. О такой системе говорят, что она устойчива.

Предположим теперь систему, представляющую собой перевернутую впадину и на её вершине расположим шар. Переместим шар с помощью некоторого усилия F по поверхности и в некоторой точке это усилие уберем. Шар начнет скатываться вниз и уже не сможет возвратиться в свое первоначальное состояние. О такой системе говорят, что она неустойчивая.

Если шар расположить на плоской поверхности и переместить его с помощью некоторого усилия F по поверхности и в некоторой точке это усилие убрать, то шар остановится в момент прекращения действия усилия. О такой системе говорят, что она нейтрально-устойчивая (рисунок 2).

Если система представляет подвешенный маятник, то при выводе её из состояния покоя маятник будет совершать незатухающие колебания (при условии, что трение отсутствует). О такой системе говорят, что она находится на границе устойчивости.

Под устойчивостью понимают способность системы возвращаться в исходное состояние после снятия возмущающего воздействия. В линейных АСУ устойчивость не зависит от величины входного воздействия и определяется только ее внутренними свойствами. Поэтому справедливо утверждение: если автоматическая система устойчива в малом, то она устойчива и в большом.

Рисунок 2 – Различные состояния механической системы

Об устойчивости АСУ судят по форме переходного процесса. Возможный вид переходного процесса показан на рисунке 3.

Рисунок 3 – Возможный характер переходных процессов в АСУ

1 – апериодический переходный процесс в устойчивой АСУ; 2 - апериодический переходный процесс в устойчивой АСУ; 3 – процесс регулирования в АСУ, которая находится на границе устойчивости; 4 – апериодический переходный процесс в неустойчивой АСУ; 5 - колебательный переходный процесс в неустойчивой АСУ.

3. Разработать схему автоматизации нейтрализации сточных вод.

Автоматизация процесса нейтрализации сточных вод — это применение технических средств, экономико-математических методов, систем контроля и управления, частично или полностью освобождающих человека от участия в процессах, происходящих в нейтрализаторе.

Система регулирования рН включает в себя рН- метр 1 и регулятор расхода 2. Стеклянный электрод рН- метра установлен в измерительной ячейке на байпасной линии. Он состоит из преобразователя 1-1, регулирующего устройства 1-2 и исполнительного устройства (клапана) 1-3.Регулятор уровня воды в баке состоит из преобразователя 1-1, регулирующего устройства 1-2 и исполнительного устройства (клапана) 1-3.

Рисунок 4- Схема системы регулирования рН

1 – рН- метр; 2-регулятор уровня воды в баке.

Системы регулирования рН можно подразделить на два типа в зависимости от требуемой точности регулирования. Если скорость изменения рН невелика, а допустимые пределы её колебаний достаточно широки, применяют позиционные системы регулирования, поддерживающие рН в заданных пределах: рНН≤ рН ≤рНВ. Ко второму типу относятся системы, обеспечивающие регулирование процессов, в которых требуется точное поддержание рН на заданном значении (например, в процессах нейтрализации). Для их регулирования используют непрерывные ПИ-или ПИД-регуляторы.

Общей особенностью объектов при регулировании рН является нелинейность их статических характеристик, связанная с нелинейной зависимостью рН от расходов реагентов. На рисунке 5 показана кривая титрования, характеризующая зависимость рН от расхода кислоты G1. Для различных заданных значений рН на этой кривой можно выделить три характерных участка: первый (средний), относящийся к почти нейтральным средам, близок к линейному и характеризуется очень большим коэффициентом усиления. Второй и третий участки, относящиеся к сильно щелочным или кислым средам, обладают наибольшей кривизной.

Рисунок 5 - Зависимость величины рН от расхода реагента

Основные технологические процессы, контролируемые и управляемые в нейтрализаторе это:

регулирование расхода исходной смеси

регулирование рН на выходе из нейтрализатора

контроль уровня в нейтрализаторе

Аппарат, в котором необходимо регулировать расход жидкости, представляет собой статистическое звено первого порядка с транспортным запаздыванием

Рис.7. Схема регулирования соотношения расходов с коррекцией по третьему параметру (уровню) при заданной нагрузке: 1 — реактор-смеситель; 2, 3 — датчики расхода; 4— регулятор соотношения расходов; 5— регулятор расхода; 6 — регулятор уровня; 7,8— регулирующие клапаны; 9 — датчик уровня

http://studopedia.ru/3_211295_regulirovanie-rashoda.html

Приложение А

1 – нейтрализатор 1ой ступени, 2 – нейтрализатор 2ой ступени, 3 – сепаратор,

4 – аппарат фильтрации, 5 – емкость, 6 – насос центробежный, 7 –

теплообменник, 8 вакуумиспаритель

Рисунок 1- Технологическая схема нейтрализации аммиака азотной кислотой с очисткой отходящих газов

Сброс воды в баки нейтрализации (БН) ведется с разных участков технологической цепи подготовки воды, при этом состав сточных вод остается постоянным и содержит раствор серной кислоты, сульфаты кальция и магния. Процесс химической нейтрализации осуществляется путем подачи известковой воды на вход рециркуляционного насоса (РН, рис. 2). Смесь раствора из БН и известковой воды (ИВ) возвращается в бак, где и происходит нейтрализация. Контроль значения водородного показателя (pH) осуществляется на выходе рециркуляционного насоса, pH-метр состоит из импульсной трубки и блока измерения.

Рисунок 2 – Схема процесса нейтрализации

Рисунок 3 – Структурная схема

1, 2 – циркуляционный насос; 3, 4 – задвижка; 5, 6 – насос нагнетающий; 7, 8 – регулятор расхода;

рН1, рН2, рН3, рН4 – рН-метры; Р – расходомер индукционный

Рисунок 3 – Схема автоматизированного узла нейтрализации сточных вод цеха химводоочистки

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

вариант 6.docx

вариант 6.docx
Размер: 773.2 Кб

.

Пожаловаться на материал

Измерение уровня жидкостей относится к числу вспомогательных контрольных операций, позволяющих определить количества жидкостей в резервуарах для учета продукта и сигнализации о переполнении расходных баков и бункеров.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Предмет, зміст та завдання курсу «Економіка ФК»

Економіка – це  наука про те, як люди і суспільство вибирають спосіб використання дефіцитних ресурсів для виробництва товарів і послуг та задоволення своїх потреб.  Потреби людей фактично безмежні, а виробничі ресурси обмежені.

Философия

Содержание предмета философии. Философское исследование природы. Человек в древнегреческой философии. Особенности научного знания и познания. Развитие науки и смена типов научной рациональности. Смысл человеческого бытия.

История исследований малых групп

История зарубежных исследований малой группы. История отечественных исследований малой группы. Этапы межличностной активности. Этапы деловой активности

Легкая промышленность: состав, особенности размещения

Важнейшей среди отраслей легкой промышленности является текстильная. Способ первичной обработки льна. Отраслевой состав пищевой промышленности. Пищевая промышленность. Основным, внедренным в хлебопекарную промышленность. Технологический процесс получения сахара-песка из свеклы. Обработка сырья. Рыбная промышленность отрасль пищевой промышленности, Особенности сельского хозяйства

Социологическая теория

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok