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

48 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

49325. Методы локализации неисправностей на аппаратуре СВ и РМ 1.63 MB
  После записи числа Х в ячейку памяти У при наличии свободных оперативных регистров контролируем содержимое ячейки ЗУ: на информационном поле оперативного пульта управления набираем адрес У; нажимаем клавиши НУ ЗАП ССП ПУСК; на поле индикации при переключателе режимов установленном на значении ОР число Х не отображается. Вычислительное устройство ВчУ является основным операционным устройством СВ предназначенным для обработки цифровой и логической информации реагирования на сигналы прерывания внешних устройств и управления...
49328. Возможности Hex-редакторов 843.76 KB
  Актуальность: в настоящее время hexредакторы используются в основном профессиональными программистами которые работают с языками низкого уровня. Hexредакторы вместе с дизассемблерами активно применяются хакерами для написания вирусов взлома программ и создания crck’ов. Понятие hexредактора Hexредактор англ.
49329. Цепи постоянного тока 136.43 KB
  Оглавление Цель курсовой работы Постановка задачи Расчет схемы Определение токов и напряжений в ветвях методом контурных токов Определение токов и напряжений в ветвях методом узловых потенциалов Баланс мощности Определение номинальных значений пассивных элементов цепи R LC Моделирование Список использованной литературы Целью курсовой работы является закрепление и...
49332. Синтезирование непрерывной системы управления с астатизмом второго порядка методом желаемой передаточной функции с заданными передаточной функцией объекта 303.87 KB
  Целью выполнения курсовой работы является применение теоретических положений теории управления для синтеза непрерывной системы управления методом желаемой передаточной функции...