2атт. Преобразователи уровня, сигнализаторы уровня отечественных и зарубежных фирм
 Скачать 438.75 Kb.
|
|
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ» ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ Кафедра «Кибернетические системы» Реферат по дисциплине «Технические измерения и приборы» на тему «Преобразователи уровня, сигнализаторы уровня отечественных и зарубежных фирм» Выполнил: об. группы АТПб-18-2 Карнаухов Н.О. Проверил: доцент каф. КС, Овчинникова В.А. Тюмень, 2021 Оглавление1 Буйковые уровнемеры 3 1.1 Сапфир-22ДУ-Ex-Вн 4 2.1 Ультразвуковые сигнализаторы уровня (УЗС) 6 2.1 Устройство и принцип работы 6 3 Сигнализаторов уровня KROHNE OPTISWITCH 4000/5000 8 4 Преобразователи гидростатического давления 10 5 Беспроводной вибрационный сигнализатор уровня ROSEMOUNT 2160 12 Список использованных источников 15 1 Буйковые уровнемерыПреобразователи уровня буйковые предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования технологическими процессами в нефтеперерабатывающей, газовой и других отраслях промышленности, в том числе со взрывоопасными условиями производства, и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра- уровня жидкости или границы раздела двух несмешивающихся жидкостей в стандартный токовый выход сигнал дистанционной передачи с одновременной индикацией параметра. Принцип работы основан на выталкивающей силе Архимеда  Рисунок 1- Условие равновесие буйка без жидкости  Рисунок 2- Условие равновесия буйка с жидкостью Условие равновесия буйка  , (1.1)Где L – длина пружины; Z – момент инерции (Н/м);  - длина буйка;S – площадь буйка. Для 2-ого случая (  ) . (1.2)Подставим первое уравнение (1.1) во второе уравнение (1.2).  . (1.3)Соккратив в левой и правой части уравнения (1.3) на LZ, получим,  , (1.3) . (1.3)Найдем Х:  . (1.3)Основное уравнение:  . (1.3)1.1 Сапфир-22ДУ-Ex-ВнИспользуется в системах автоматического управления, контроля и регулирования уровня и уровня раздела фаз и преобразует перемещение буйка в стандартный токовый сигнал дистанционной передачи. Сапфир 22ДУ 2650 имеет диапазон измерений 0.25-10 м. Сапфир 22 ДУ 2615: 0.6; 1; 1.6 м – для межфазного уровня нефтепродукт-вода Питание: 36±0.72 В Давление: 2.5…200 Мпа.  Рисунок 3- Сапфир-22ДУ-Ex-Вн Буёк (1) давит на рычаг (2). Рычаг воздействует на мембрану (4), приваренную к втулке (3). Втулка вварена в корпус (10). С помощью фланца (5) датчик крепится к объекту измерения. На втулке (3) крепится кронштейн (8), на котором располагаются две мембраны, между которыми находится тензопреобразователь (7). Давление на тензопреобразователь создается с помощью металлической пластины (6). При изменении уровня происходит изменение сопротивления тензопреобразователя, включенного в мостовую схему измерения, на выходе которой возникает сигнал дистанционной передачи. Тяга (9) служит для начальной настройки датчика. Выходной сигнал:  . (1.1.1) мА. (1.1.2) H – измеряемый уровень; Hmax – максимальный уровень. Диаметр буйка Ø = 10-60 мм. Основная допускаемая погрешность γ = ±0.25; ±0.5; ±1.0. 2.1 Ультразвуковые сигнализаторы уровня (УЗС)УЗС предназначены для контроля одного или двух предельных значений жидких сред в различных технологических резервуарах, сосудах и т.д. Сигнализаторы обеспечивают два вида сигнализации наличие (Н) или отсутствие (О) контролируемой среды. 2.1 Устройство и принцип работы Рисунок 4- Ультразвуковой сигнализатор уровня Датчик состоит из чувствительного элемента (ЧЭ) 1 , корпуса 2, электронного блока 3. L – расстояние от фланца (штуцера) до номинальной линии срабатывания одноточечного датчика. L1 – дифференциал – расстояние между номинальными линиями срабатывания двухточечного датчика. Принцип действия акустического (УЗС) датчика основан в сравнении времени прохождения ультразвукового сигнала через рабочий зазор датчика, заполненного контролируемой средой или газом. Сигнализаторы УЗС – 101 И, УЗС – 207 И, УЗС – 209 И обеспечивают выдачу выходного сигнала «1» или «0» в зависимости положения уровня контролируемой среды. Выходному сигналу «1» соответствует срабатывание выходного реле (обмотка реле под током), выходному сигналу «0» соответствует исходное состояние реле (обмотка реле обесточена). Характеристика: погрешность срабатывания относительно контрольного уровня не более ±2 мм; расстояние от фланца до номинальной линии срабатывания изменяется в пределах от 80 мм до 6000мм; дифференциал срабатывания 80-2000 мм; материал датчика 12Х18 Н10Т; максимальное давление 6,4 Мпа; рабочий диапазон температур 250 ºС; питание от переменного тока 220 В; температура окружающего воздуха -50 до +70 ºС. Электрическая нагрузка на контакты выходных реле: ток от 0,5 до 2,5 А; напряжение от 12 до 250 В. Вторичный преобразователь состоит из корпуса, крышки и платы, на которой размещены светодиоды (для индикации срабатывания реле). Принцип действия УЗУ заключается в том, что в среде, уровень которой требуется измерить, сообщается направленно импульсы упругих колебаний с частотой ультразвука. Эти импульсы излучаются пьезоэлементом, попеременно выполняющих функции излучателя и приемника импульсов. Пьезоэлементы располагаются с наружной стороны дна бака. Упругие колебания, распространяясь в жидкости доходят до границы двух сред с различными акустическими свойствами и отражаются. Интервал времени от момента излучения до получения отраженного импульса является критерием высоты границы двух сред. Этот интервал времени может быть изменен по любой существующей схеме измерения малых промежутков времени. Измерение уровня ультразвуковым методом не требует проникновения внутрь резервуара и обладает большой точностью и малой инерционностью. 3 Сигнализаторов уровня KROHNE OPTISWITCH 4000/5000Рассмотрим принцип действия сигнализаторов уровня. Вибрирующая вилка сигнализатора уровня OPTISWITCH состоит из 2 виброэлементов в форме лопатки (1), соединенных между собой мембраной(2). Вилка и мембрана вместе с пьезоэлементами (3) образуют электромеханический резонатор, вибрирующий на воздухе с определенной частотой механического резонанса (рисунок 5). Конструкция пьезоэлектрической системы обеспечивает устойчивость чувствительного элемента к тепловым воздействиям.  Рисунок 5-Вибрирующая вилка При погружении чувствительного элемента в рабочую среду происходит изменение частоты и амплитуды колебаний. Это означает, что при погружении вибрирующей вилки в измеряемую среду эффективная масса системы увеличивается за счет частиц продукта, приведенных в движение вибрацией. В результате происходит снижение частоты вибрации чувствительного элемента. Изменение частоты вибрации зависит от плотности измеряемого продукта и глубины погружения вибрирующей вилки. Встроенный блок электроники воспринимает изменение частоты вибрации и при превышении определенного значения преобразует его в команду переключения. Сигнализаторы уровня серии OPTISWITCH 4000 / 5000 используют вибрирующую вилку в качестве чувствительного элемента. Эти приборы могут применяться для всех жидкостей. Нечувствительны к пене и внешним вибрациям. Сигнализаторы также не чувствительны к изменениям физических свойств среды таких как диэлектрическая проницаемость, вязкость и т.д.  Рисунок 6- Сигнализаторы уровня серии OPTISWITCH 4000/5000 Сигнализатор уровня OPTISWITCH 4000C является самой экономичной версией из данной линейки. Он имеет простую и надежную измерительную систему, не чувствительную к изменениям химических и физических свойств жидкостей. Прост в монтаже. Пригоден для установки в трубопроводы от DN 25, сосуды и резервуары. Выходы: бесконтактный переключатель или транзисторный выход. Технические характеристики сигнализатора уровня OPTISWITCH 4000C представлены в таблице 1. Таблица 1- Технические характеристики OPTISWITCH 4000C
4 Преобразователи гидростатического давленияГидростатический уровнемер – уровнемер, принцип действия которого основан на измерении манометром или напоромером гидростатического давления жидкости, зависящего от высоты ее уровня. Уровнемеры этого вида обычно используют для измерения неагрессивных, незагрязненных жидкостей, находящихся под атмосферным давлением. Для измерения уровней агрессивных сред используют специальные разделительные устройства. Недостатком гидростатических уровнемеров является погрешность измерения при изменении плотности жидкости  Рисунок 7- Внешний вид метран-150L Датчики давления Метран-150L предназначены для непрерывного преобразования в унифицированный токовый выходной сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART измеряемой величины гидростатического давления. Управление параметрами датчика: - с помощью клавиатуры и ЖКИ (внешние и внутренние кнопки); - с помощью HART-коммуникатора или с помощью AMS; - удаленно с помощью программных средств АСУТП. Преимущества датчика: - улучшенный дизайн и компактная конструкция; - поворотный электронный блок и ЖКИ; - высокая перегрузочная способность; - защита от переходных процессов; - внешняя кнопка установки "нуля" или кнопки аналоговой настройки "нуля" и "диапазона"; - непрерывная самодиагностика. Таблица 2- Технические характеристики метран-150L
5 Беспроводной вибрационный сигнализатор уровня ROSEMOUNT 2160Беспроводной сигнализатор уровня Rosemount для работы в труднодоступных местах. Для сигнализаций высокого и низкого уровня, систем предотвращения перелива и управления насосами с возможностью самопроверки. Позволяет экономить до 60% за счет автоматизации процессов, которые раньше было невозможно автоматизировать. Не требует визуальных проверок благодаря удаленному доступу к данным процесса и расширенной диагностике для прогнозирующего обслуживания. Сигнализатор имеет высокую энергоэффективность и поставляется с высококачественной батареей, которая обеспечивает долгий срок службы. При частоте опроса один раз в минуту батарея служит до десяти лет. Сигнализатор позволяет улучшить безопасность и получить надежные результаты измерений по беспроводному протоколу.  Рисунок 8- Внешний вид уровнемера ROSEMOUNT 2160 Технические характеристики: - рабочее давление – полный вакуум до 100 бар; - рабочая температура от -70 до 260 С; - срок службы батареи – 10 лет ; - безопасность – испытан и одобрен TUV на защиту от переливов с нормами WHG; - диагностика – функция самодиагностики электроники и контроль состояния работы; Особенности: - Первый в мире беспроводной вибрационный сигнализатор, позволяющий точно определять уровень, который расширяет возможности архитектуры PlantWeb до применения в ранее недоступных местах; - Форма вилки, обеспечивающая быстрое стекание жидкости, позволяет уменьшить время отклика, что особенно важно при работе с вязкими жидкостями; - Улучшенная диагностика предупреждает о загрязнениях, коррозии или повреждении деталей, контактирующих с рабочей средой, еще до того, как это становится проблемой; - Требования к установке Rosemount 2160 минимальны, поэтому устройство подходит для применения с большинством существующих технологических соединений; Список использованных источниковЭлектронные ресурсы Буйковые уровнемеры Сапфир [Электронный ресурс]. URL: http://xn--90ahjlpcccjdm.xn--p1ai/catalog/sapfir-22du/ (дата обращения: 24.04.2021). Буйковые уровнемеры KROHNE [Электронный ресурс]. URL: https://ru.krohne.com/ru/pribory/izmerenie-urovnja/baipasnye-indikatory-urovnja-i-buikovye-urovnemery/bw-25/ (дата обращения: 24.04.2021). Беспроводной вибрационный сигнализатор уровня ROSEMOUNT 2160 [Электронный ресурс]. URL: https://www.emerson.ru/ru-ru/catalog/automation-solutions-ru-ru/rosemount-sku-2160-wireless-detector---vibrating-fork-ru-ru (дата обращения: 24.04.2021). | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||