42075

Изучение конструкции и тарировка измерительного преобразователя уровня буйкового типа УБ-П

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Изучить принцип действия и конструкции измерительного преобразователя уровня. Ознакомление с методикой тарировки измерительных преобразователей уровня буйковых с пневматическим выходным сигналом. При изменении уровня жидкости в аппарате масса буйка в жидкости изменяется пропорционально изменению уровня.

Русский

2013-10-27

101 KB

56 чел.

PAGE  2

Федеральное агентство по образованию

Пермский государственный технический университет

Березниковский филиал

Кафедра Автоматизации Технологических Процессов

Лабораторная работа

По курсу: «Технические измерения и приборы»

Тема: Изучение конструкции и тарировка измерительного преобразователя уровня буйкового типа УБ-П.

  Выполнили: студенты группы АТП-05у                 Панасенко В.С.

                                                                        Бакунов А.Н.

                                                                                

                                                                                

         Проверил: ст. преподаватель                        Краев С.Л.

                                                                   «_____»________________2007г.

Березники 2007г.

  1.  Цель работы.

Изучить принцип действия и конструкции измерительного преобразователя уровня. Ознакомление с методикой тарировки измерительных преобразователей уровня буйковых с пневматическим выходным сигналом.

  1.  Краткое описание средств измерения и оборудования.

В основу работы буйковых уровнемеров положено физическое явление, описываемое законом Архимеда.

Закон Архимеда: «Тело, погруженное в жидкость теряет в своем весе столько сколько весит вытесненная им жидкость».

Чувствительным элементом в этих уровнемерах является цилиндрических буек, изготовленный из материала с плотностью, большей плотности жидкости. Буек находится в вертикальном положении и частично погружен в жидкость. При изменении уровня жидкости в аппарате масса буйка в жидкости изменяется пропорционально изменению уровня. Преобразование веса буйка в сигнал измерительной информации осуществляется с помощью унифицированных преобразователей «сила — давление» и «сила — ток». В соответствии с видом используемого преобразователя силы различают пневматические и электрические буйковые уровнемеры.

Уровнемеры построены по блочно-модульному принципу с использованием пневмосилового преобразователя. Уровнемеры используются в комплекте со вторичными приборами, регуляторами, машинами централизованного контроля и другими устройствами автоматики и системами управления, работающими от стандартного пневматического входного сигнала 0,2—1,0 кгс/см2 (0,02—0,1 МПа). Уровнемеры буйковые типа УБ-П предназначены для работы в системах автоматического контроля и регулирования параметров технологических процессов с целью выдачи информации в виде унифицированного пневматического сигнала об уровне жидкости.

Уровнемеры могут быть настроены на следующие плотности измеряемых жидкостей или разность плотностей — для УБ-ПМ; УБ-ПВМ;

УБ-П; УБ-ПА; УБ-ПБ; УБ-ПГ — от 0,45 до 2,5 г/см3.

УБ-ПМ; УБ-ПВМ — от 0,122 до 0,4 г/см3.

Класс точности:

а) для   уровнемеров  с   верхним     пределом     измерения

уровня до 1 м — 1 и 1,5;

б) для   уровнемеров    с   верхним     пределом    измерения

уровня от 1,6 м — 1,5.

Давление воздуха питания 1,4±0,14 кгс/см2 (0,14±0,014 МПа) по ГОСТ 13053-67.

Воздух питания должен соответствовать  ГОСТ 11882-73.

Расход воздуха питания в установившемся режиме работы уровнемера не более 3 л/мин.

Рабочий диапазон изменения выходного сигнала составляет 0,8 кгс/см2 (0,08МПа).

При изменении уровня жидкости от нижнего до верхнего предела измерения выходной сигнал изменяется от 0,2 до 1,0 кгс/см2 (0,02 до 0,1 МПа) прямо пропорционально изменению уровня.

Значения выходных сигналов уровнемеров в зависимости от измеряемого уровня определяют по формуле:

Ррас = 0,2 + 0,8 H/Hmax   (кгс/см2)                    (1)

Ррас = 0,02 + 0,08 H/Hmax   (МПа)                     (2)

где: Ррас — расчетное   значение     выходного     сигнала,    в   кгс/см2    (МПа),    соответствующее    действительному   значению  измеряемого  уровня  Н;

Н     — действительное значение    измеряемого    уровня, в  мм,  см или  м;

Hmax — верхний   предел  измерения   уровня   в тех    же единицах, что и Н.

Уровнемеры обеспечивают передачу выходного сигнала по пневматической линии связи с внутренним диаметром трубок 6 мм длиной от 3 до 300 м.

Допускается применение трубок с внутренним диаметром 4 мм для линий связи до 150 м, а также в системах, где время передачи сигналов не имеет значения. Уровнемеры нормально работают при температуре окружающего воздуха от минус 50 до плюс 50°С и относительной влажности от 30 до 80% на всем диапазоне температур.

Длина буйка, в зависимости от предела измерения, составляет от 0,25 м до 10 м. При длине буйка больше 1,6 м он изготавливается составным.

3.  Схема уровнемера

Уровнемер состоит из пневмосилового преобразователя  и измерительного блока.

Принципиальная пневматическая схема уровнемера показана на рис. 1.

Рис.   1.  Принципиальная схема

  1.  — пружина корректора нуля, 2 — Т-образный рычаг, 3 — подвижная опора, 4 — заслонка, 5 — сопло, 6 — Г-образный рычаг, 7 — сильфон обратной связи, 8 — пневмореле, 9 — рычаг,  10 — чувствительный элемент-буек

Принцип действия уровнемера основан на пневматической силовой компенсации. Изменение уровня жидкости преобразуется на чувствительном элементе 10 (рис. 1) измерительного блока в пропорциональное усилие, которое автоматически уравновешивается усилием, развиваемым давлением сжатого воздуха в сильфоне обратной связи 7. Это давление является одновременно выходным сигналом уровнемера.

Усилие, с которым измерительный блок воздействует на преобразователь, создает момент, вызывающий незначительное перемещение рычажной системы передаточного механизма и связанной с рычагом 2 заслонки 4 относительно неподвижного сопла 5.

Возникший в линии сопла  сигнал управляет давлением, поступающим в пневмореле 8 и сильфон обратной связи 7.

4. Назначение  лабораторного стенда

Стенд предназначен для выполнения лабораторной работы по изучению работы буйкового уровнемера УБ-П с вторичным прибором ППВ1.1

Рис.2 Внешний вид стенда буйкового уровнемера УБ-П

  1.  - переключатель
  2.  - вторичный прибор ППВ1.1
  3.  - буйковый уровнемер УБ-П
  4.  - редуктор давления воздуха
  5.  - образцовый манометр МО160
  6.  –подвес для груза

5.   Расчёт выталкивающей силы  и веса тарировочного груза

Настройка уровнемера проводится с помощью грузов путем имитации гидростатической выталкивающей силы, соответствующей измерению уровня, т. е.

Ррас = 0,2 + 0,8 H/Hmax =  0,2 + 0,8 m/mmax                                      (3)

 

Изменение массы настроечного груза рассчитывается по формулам:

                                   π d2

                ∆ m = -------  H ρж =  (3,14*0,242 )/4*0,008*1000=0,360 кг=360 гр.  (4)                                                           

                                     4

где

d      — диаметр  буйка  испытуемого уровнемера  в  см,

H    — уровнь  жидкости, см;

Hmax- максимальный уровнь  жидкости, см;

ρж   — плотность   измеряемой   жидкости,   г/см3; (для воды 1 г/см3)

Расчет погрешности уровнемера УБ-П

Основную погрешность уровнемера, выраженную в % от диапазона измерения выходного сигнала оподляется по формуле:

                                        Р -  Ррасч

                              = ----------------------  100%                                                                         (5)

                                           0,8

                                        Р -  Ррасч

                        (      = ----------------------  100%    )                                                                  (6)

                                           0,08

             - основная погрешность в % от диапазона измерения выходного сигнала

             Р         –  действительное значение выходного сигнала    кгс/см2    (МПа),    

             Ррасч  -    расчетное  значение выходного сигнала                  кгс/см2    (МПа),    

             0,8     -    диапазон изменения выходного сигнала   кгс/см2    (0,08 МПа),    

6. Порядок выполнения работы

6.1    Внешний осмотр.

        При проведении внешнего осмотра должно быть установлено отсутствие дефектов, ухудшающих внешний вид и препятствующий дальнейшему применению. На приборе должны быть нанесены тип и номер уровнемера, предел измерения, класс точности, параметры питания.

6.2      Определить вес буйка.
Bec буйка берется из паспорта на данный уровнемер или буек взвешивается.

параметры буйка

Верхнее предельное значение измеряемого уровня   Н   -   0,8м

Диаметр буйка     d      -    24мм

Длина буйка          L     -    0,8м

Масса буйка          m    -    3.13кг

6.3     Ознакомиться с принципами работы буйкового  уровнемера УБ-П

6.4     Собрать измерительную схему

6.5     Рассчитать изменение  массы  и массу буйка для значений 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100% шкалы уровнемера. Результат занести в табл. №1 колонка 4

6.6 Имитировать изменение веса буйка вследствие изменения гидростатической выталкивающей силы путем изменения веса тарировочного груза на чашке, подвешенной  к рычагу. Изменять вес грузов по отметкам шкалы.

6.7    Рассчитать выходное давление для значений 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100% шкалы уровнемера. Результат занести в табл. №1 колонку 5

6.8    Произвести отсчет давления по образцовому манометру. Результат занести в табл. №1 колонку 6

6.9    Произвести отсчет уровня по вторичному прибору. Результат занести в табл. №1 колонку 7

6.10   Пересчитать уровень, отсчитанный по вторичному прибору в % в единицы уровня (м). Результат занести в табл. №1 колонку 8

6.11   Рассчитать  относительную приведенную погрешность. Результат занести в табл. №1 колонку 9

6.12   Рассчитать абсолютную погрешность. Результат занести в табл. №1 колонку 10.                                                                                     

                                                                                                              Таблица № 1                                                                           

№ пп

% шкалы

уровень    L  

м

масса буйка

кг

Рвых  измерен.

кгс/см2

Рвых  расчетн.

кгс/см2

уровень по вторичному прибору   L1, %

уровень по вторичному прибору       L2 ,м

Γ

%

Δ=L- L2

м

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

1

0

0

3,130

0,20

0,20

0

0

0

0

2

10

0,08

3,094

0,275

0,28

9,8

0,078

0,625

0,002

3

20

0,16

3,058

0,35

0,36

19,4

0,155

1,25

0,005

4

30

0,24

3,022

0,44

0,44

30

0,24

0

0

5

40

0,32

2,986

0,47

0,52

36,15

0,289

6,25

0,031

6

50

0,40

2,950

0,55

0,60

45,8

0,366

6,25

0,034

7

60

0,48

2,914

0,63

0,68

55,5

0,444

6,25

0,036

8

70

0,56

2,878

0,71

0,76

65,3

0,523

6,25

0,037

9

80

0,64

2,842

0,79

0,84

75,2

0,601

6,25

0,039

10

90

0,72

2,806

0,87

0,92

85,1

0,68

6,25

0,04

11

100

0,8

2,707

0.948

1

94,8

0,758

6,5

0,042

5.   Выводы по работе.

Изучили принцип действия и конструкции измерительного преобразователя уровня. Ознакомились с методикой тарировки измерительных преобразователей уровня буйковых с пневматическим выходным сигналом.

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

70745. Исследование параллельного соединения катушки со стальным сердечником и конденсатора 61 KB
  Изменяя напряжение U с помощью автотрансформатора АТ снять вольтамперную характеристику катушки со стальным сердечником. По данным таблицы № 1 в одной системе координат построить вольтамперные характеристики катушки UkI конденсатора UCI и последовательного соединения катушки...
70746. Резонансный контур 718.5 KB
  Частоту свободных колебаний ω0 можно найти из равенства энергии: Учитывая что Um=ω0LIm находим: Период свободных колебаний как известно: Из равенства энергий найдем волновое сопротивление контура: На резонансной частоте реактивные сопротивления конденсатора и индуктивности равны...
70747. Статические характеристики и параметры полупроводниковых приборов 427.5 KB
  Цель работы изучить статические вольтамперные характеристики полупроводниковых диодов и биполярных транзисторов рассчитать основные параметры биполярного транзистора. Если к переходам транзистора не приложено внешних разностей потенциалов то в pnпереходах существует...
70748. Простейшие усилительные каскады и обратная связь в усилителях 848 KB
  Устройство осуществляющее увеличение энергии управляющего сигнала за счет энергии вспомогательного источника источника питаний называется усилителем Общая структурная схема усилителя электрических сигналов представлена на рис.
70749. Операционный усилитель 456.5 KB
  В идеальном случае выходное напряжение ДУ не зависит от уровня каждого из входных сигналов а определяется только их разностью Это свойство ДУ обусловлено их применением в случаях когда измеряются очень слабые сигналы на фоне больших синфазных помех.
70750. Генерирование электрических колебаний 414 KB
  Цель работы экспериментально изучить некоторые схемы RС-генераторов квазигармонических и релаксационных колебаний.Это условие можно отдельно записать в виде двух условий для амплитуд и для фаз...
70751. Нелинейные ипараметрические преобразования сигналов 652.5 KB
  Сущность этого преобразования состоит о смещении спектра сигнала в ту или другую сторону по шкале частот. Вместе с тем в параметрический цепям возможны процессы связанные с возникновением новых частотных составляющих в спектре сигнала что существенно при переходе от линейных систем...
70752. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИЗМЕРЕНИИ 790 KB
  Физический эксперимент, проводимый с целью получения информации о количественной характеристике интересующего нас объекта или процесса; полученная информация содержит результат сравнения полученной величины с однородной величиной, принятой за единицу меры...
70753. Изучение зависимости момента инерции точечных тел от их расстояния до оси вращения с помощью крестообразного маятника Обербека 147.5 KB
  Цель работы: Изучить основной закон динамики вращательного движения тел определить момент инерции ненагруженного маховика и проверить зависимость момент инерции нагруженного маховика от распределения его массы в пространстве относительно оси.