СКАЧАТЬ:  kursovaya.zip [1,52 Mb] (cкачиваний: 59)

Курсовая работа

по дисциплине «Технологические измерения и приборы»

на тему: «Установка для измерения расхода, давления и температуры». 

Содержание.

ВВЕДЕНИЕ. 3

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ. 4

I)             Емкость расходнонакопительная; 4

II)            Задвижка Ду40; 4

III)          Насос; 4

IV)          Гидрокомпенсатор; 5

V)           Коллектор; 5

VI)          Задвижка; 5

VII)        Эталонный электромагнитный расходомер; 5

VIII)       Расходомер НОРД-40-2.5; 9

IX)          Датчик температуры КТПТР; 13

X)           Манометр показывающий МП4-У-6-1; 16

XI)          Датчик давления КРТ; 16

XII)        Расходомер ДРК-1-50-1.6-10/1-20Т-2.5-Ф; 17

XIII)       Ультразвуковой расходомер; 19

XV)        Сапфир 22М; 22

XVI)      Счетчик «РИНГ»; 24

XVII)     Термометр показывающий ТБ-2(0-100)-10-80-10-М20; 29

XVIII)   Счетчик СКЖ; 30

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 32

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ. 34

ВВЕДЕНИЕ. 

Измерение расхода и массы веществ (жидких., газообразных, сыпучих, твердых, паров и т. п.) широко применяется при контроле, регулировании и управлении технологическими процессами. Расход вещества — это масса или объем вещества, проходяще­го через данное сечение канала средства измерения расхода в еди­ницу времени. В зависимости от того, в каких единицах измеряет­ся расход, различают объемный расход или массовый расход. Объемный расход измеряется в м³/с (м³/ч и т. д.), а массовый — в кг/с (кг/ч, т/ч и т. д.).

Расход вещества измеряется с помощью расходомеров, представляющих собой средства измерений или измерительные при­боры расхода. Многие расходомеры предназначены не только для измерения расхода, но и для измерения массы или объема веще­ства, проходящего через средство измерения в течение любого, про­извольно взятого промежутка времени. В этом случае они называ­ются расходомерами со счетчиками или просто счетчиками. Масса или объем вещества, прошедшего через счетчик, определяется по разности двух последовательных во времени показаний отсчетного устройства или интегратора. Расходомеры, наиболее широко рас­пространенные в промышленности, по принципу действия разделяются на следующие основные группы: переменного пере­пада давления; обтекания — постоянного перепада  давления; тахометрические; электромагнитные; переменного уровня; тепловые; вихревые; акустические. Кроме того, известны расходомеры, осно­ванные на других принципах действия: резонансные, оптические, ионизационные, меточные и др. Однако многие из них находятся в стадии разработки и широкого применения пока не получили.

ОПИСАНИЕ УСТАНОВКИ. 

Установка для лабораторных работ предназначена для измерения расхода, давления и температуры жидкости используя различные приборы.

         В состав установки входят:

1)    Емкость расходнонакопительная;

2)    Задвижка Ду40;

3)    Насос;

4)    Гидрокомпенсатор;

5)    Коллектор;

6)    Задвижка;

7)    Эталонный электромагнитный расходомер;

8)    Расходомер НОРД-40-2.5;

9)    Датчик температуры КТПТР;

10)           Манометр показывающий МП4-У-6-1;

11)           Датчик давления КРТ;

12)           Расходомер ДРК-1-50-1.6-10/1-20Т-2.5-Ф;

13)           Ультразвуковой расходомер;

14)           Расходомер ППД Ду50;

15)           Сапфир 22М;

16)           Счетчик «РИНГ»;

17)           Термометр показывающий ТБ-2(0-100)-10-80-10-М20;

18)           Счетчик СКЖ;

I)      Емкость расходнонакопительная; 

Объем – 1,35 м³; 

II)  Задвижка Ду40; 

С открытием этой задвижки жидкость из емкости поступает в насос.

III)           Насос; 

1)    Назначение.

В настоящее время наибольшее распространение получили цен­тробежные насосы ввиду простоты конструкции и удобства эксплуа­тации (рис. 1). 

2)    Принцип действия центробежных насосов. 

Главными частями центробежного насоса являются рабочее колесо 1 с изогнутыми лопатками 2, посаженное на валу, и непод­вижный корпус 3 спиральной формы, изолирующий колесо от внеш­ней среды. Корпус насоса имеет патрубок 4 для присоединения ко всасывающему трубопроводу 5 и патрубок 6 для присоединения к нагнетательному трубопроводу 7. Отверстия в корпусе, через ко­торые пропускается вал колеса, снабжаются сальниками 8. Уплот­нение (лабиринтное) устраивается между всасывающим патрубком корпуса и колесом во избежание циркуляции жидкости внутри на­соса. В отличие от поршневого насоса, который может быть пущен в ход без заливки, центробежный насос и всасывающая труба перед пуском обязательно должны быть залиты водой.

В некоторых конструкциях центробежных насосов на выходе из колеса установлен направляющий аппарат. Он состоит из двух кольцевых дисков, между которыми помещаются лопатки, отогнутые в сторону, противоположную направлению выхода воды из ло­паток колеса. Назначение этого аппарата — направлять жидкость из рабочего колеса в спиральную камеру.

При вращении рабочего колеса жидкость, залитая в насос перед его пуском, увлекается лопатками и под действием центро­бежной силы движется от центра ко­леса к его периферии вдоль лопаток и подается через спиральную камеру в нагнетательную трубу. Поэтому на входе в колесо в том месте, где вса­сывающая труба примыкает к корпу­су, создается разрежение, под действи­ем которого вода из водоема подса­сывается в насос. Вращающееся ра­бочее колесо подхватывает жид­кость, поднимающуюся по всасы­вающей трубе, и выбрасывает ее в нагнетательную трубу. Таким обра­зом, устанавливается непрерывное движение жидкости от водоема через всасывающую трубу и насос в нагне­тательную трубу.

                         Рис.1.

Центробежный насос со всасывающей и нагнетательной трубами:

Z₁ – высота всасывания; z₂ – высота нагнетания; H_r – геометрическая высота подьема жидкости

Для уменьшения гидравлических потерь скорость движения жидкости в трубопроводе ограничена. Если же скорость при выходе из спиральной камеры больше скорости в нагнетательной трубе, то нагнетательный патрубок на корпусе насоса выполняется расходящимся. В таком патрубке' вследствие увеличения сечения уменьшается скорость, давление увеличивает­ся, и здесь происходит дальнейшее (после корпуса) превращение кинетической энергии движения в потенциальную энергию давления.

IV)           Гидрокомпенсатор; 

Предназначен для гашения пульсаций потока. Проходя через гидрокомпенсатор поток становится ровным.

V)  Коллектор; 

Внимание! В процессе работы хотя бы одна из задвижек должна находится в положении «открыто»!

С помощью коллектора, путем поочередного открывания и закрывания задвижек можно изменять расход в последовательности: 5, 10, 15, 25.

VI)           Задвижка; 

VII)       Эталонный электромагнитный расходомер; 

1)    Назначение.

Счетчики жидкости VA2305M (в дальнейшем - счетчики) предназначены для измерения нарастающим итогом объема протекающей через них холодной или горячей жидкости (теплоносителя) с удельной электрической проводи­мостью от 10^(-3) до 10 См/м, а также преобразования расхода жидкости в вы­ходной электрический частотный сигнал с заданной ценой импульса (импульс­ный сигнал).

Счетчики применяются как самостоятельные приборы и в составе тепло­счетчиков для коммерческого и технологического учета объема жидкости (теплоносителя) в системах тепло- и водоснабжения жилых, общественных, коммунально-бытовых зданий, промышленных предприятий, в том числе в пищевой промышленности, а также для использования в автоматизированных системах учета и контроля.

2)    Принцип работы.

Счетчики функционально состоят из первичного преобразователя и электронного    блока,    конструктивно    расположенного    на    первичном    пре­образователе.

         Вид панели электронного блока счетчиков приведен на рисунке 2.

Рис.2

         Первичный преобразователь счетчиков состоит из корпуса с магнит­ной системой и трубы с электродами.

         Труба изготовлена из нержавеющей стали, ее внутренняя поверхность покрыта изоляционным материалом - фторопластом. В среднем сечении трубы, диаметрально противоположно друг другу, в стенку введены два электрода, изолированные от стенки трубы.

         По обе стороны от трубы по вертикали размещены обмотки и сердечники магнитной системы так, чтобы электроды находились в середине зоны электро­магнитного поля. Сердечники обмоток и стальные кожухи корпуса являются магнитной системой первичного преобразователя.

         Линия разъема корпуса уплотнена герметиком.

         На присоединительных фланцах первичных преобразователей с условным диаметром 10 - 25 мм закреплены прижимные фланцы, которые предусмотрены для защиты отбортованного внутреннего покрытия трубы и для заземления измеряемой жидкости.

         Первичные преобразователи с условным диаметром 40 - 100 мм не име­ют прикрепленных прижимных фланцев.

         Электронный  блок счетчиков выполнен на современной элемент­ной  базе  со  встроенным  микропроцессором,  что  позволяет  использовать  для питания   счетчика   внешний   блок   питания   с   низким   напряжением,   включая аккумулятор, и эргономичный защищенный от попадания пыли и воды корпус небольших размеров.

         В торцевой части корпуса электронного блока расположены герметизиро­ванные вводы кабелей.

         Для обеспечения герметичности электронного блока крышка корпуса и штуцеры кабельных вводов имеют резиновые уплотнения.

         Электронный блок счетчиков размещен в пластмассовом корпусе из ударопрочного поликарбоната, состоит из двух печатных плат: платы преобра­зователя  и  присоединительной  платы,  соединенных  между  собой  с  помощью двух   разъемов   и   защищенных   от   внешнего   доступа   защитной   прозрачной крышкой.

         На печатной плате преобразователя со стороны кабельных вводов распо­ложены:

• клеммы для подключения внешнего блока питания "± 7V";
• клеммы выходного импульсного сигнала для подключения счетного уст­ройства (тепловычислителя) "± OUT",   "TEST";
• клеммы выходного сигнала направления потока жидкости через счет­чик   "± REV" (при соответствующем заказе);
• разъем для подключения интерфейсного блока или, при соответствую­щем заказе, сам интерфейсный блок с выходными клеммами;
• разъем для подключения блока индикатора ХР2;
• разъем для подключения внешнего тестового устройства ХР4;
• перемычка режима работы COUNT/SETUP XP3.

         Счетчик с индикатором комплектуется печатной платой блока инди­катора, размещенной в полупрозрачной крышке корпуса, на которой располо­жены электронные компоненты, сам жидкокристаллический индикатор с подсветкой, две кнопки управления показаниями счетчика и плоский кабель с разъемом для подключения к плате преобразователя.

         Работа счетчиков:

         В  основе  работы  счетчиков  лежит явление  электромагнитной  ин­дукции.  При протекании  электропроводной жидкости через магнитное поле в ней, как в движущемся проводнике, наводится электродвижущая сила, пропор­циональная скорости потока жидкости.

         Электрический сигнал, пропорциональный скорости жидкости, протекаю­щей по трубопроводу, вырабатывается первичным преобразователем. Элект­ронный блок обрабатывает этот сигнал, вычисляет значения объема и расхода жидкости, а также преобразует его в выходной электрический частотный сигнал с заданной ценой импульса.

 В  зависимости  от  положения  перемычки  ХРЗ,  расположенной  на печатной плате электронного блока рядом с разъемом для подключения блока индикатора,  счетчик может находиться в одном из двух  возможных режимов работы, приведенных в таблице:

         Рабочий режим (COUNT) — это основной режим работы счетчиков, в котором они измеряют текущий расход жидкости, накапливают общий и нормированный объемы прошедшей через них жидкости и время работы, осуществ­ляют  самодиагностику и  фиксируют  нештатные  ситуации  (ошибки)  в  своей работе.

         Режим настройки (SETUP) - режим, в котором возможно изменить установки счетчика, а также в этом режиме производится проверка метрологи­ческих характеристик счетчиков.

         При работе в этом режиме счетчики также измеряют расход жидкости и накапливают объемы прошедшей через них жидкости, в том числе и за заданный промежуток времени, начало и конец которого задается командами по интерфейсу. При этом накопление происходит в оперативной памяти счетчика с выводом этих значений на индикатор счетчика (при его наличии).

         Накопленные в этом режиме значения объемов могут быть обнулены командой через интерфейс.

Внимание! В случае использования интерфейса RS485 время переклю­чения блока интерфейса RS485 с режима передачи на режим приема не более 2 мс.

         Измерение   расхода   жидкости   осуществляется   путем   создания   в трубе первичного преобразователя импульсного магнитного поля, усиления и преобразования   полученного   на   электродах   сигнала   в   цифровой   код   с   его дальнейшей специальной цифровой обработкой и фильтрацией от помех.

         Счетчики  постоянно   производят  контроль   величины  измеряемого расхода   и   его   направления,   а   также   самодиагностику   счетчика  —   контроль состояния катушек первичного преобразователя, контроль наличия жидкости в трубе и состояния электродных узлов.

         На основании этого счетчики принимают решение о продолжении или прекращении измерения расхода и накопления объемов жидкости, прошедших по трубопроводу и, соответственно, времени работы счетчиков.

          Счетчики   имеют  энергонезависимую   память,   в  которой   они   со­храняют накопленные значения объемов и значения счетчиков времени, обес­печивая  при  отключении  питания  сохранность данных  параметров  в  течение более 5 лет.

3)    Технические характеристики.

Значения  наибольших  расходов  счетчиков для  различных условных диаметров приведены в таблице:

         Счетчики с возможностью измерения объемов в прямом и обратном направлении потока жидкости имеют дополнительный выходной сигнал направ­ления   потока   жидкости   -   замыкающий   контакт   оптореле   с   электрическими параметрами,   аналогичными   выходному   частотному   сигналу   (при   обратном направлении потока жидкости контакт постоянно замкнут).

         Условное обозначение исполнений счетчиков без индикатора - VA2305M, с индикатором - VA2305MA.

         Относительная погрешность отсчета времени не более ± 0,05 % и гаран­тируется параметрами применяемых комплектующих элементов счетчиков времени наработки.

         Значения давления в трубе счетчиков:

• рабочего    2,5 МПа (25 кгс/см² );
• пробного    3,8 МПа  (38 кгс/см² ).

Максимальная температура жидкости в трубе первичного преобразо­вателя счетчиков:

         150 °С   - для счетчиков исполнений VA2305M (без индикатора);

         120 °С   - для счетчиков исполнений VA2305MA (с индикатором).

Питание   счетчиков   осуществляется   от   стабилизированного   источ­ника постоянного тока номинальным напряжением от 6 до 8 В.

Ток, потребляемый счетчиками, не превышает 200 мА.

 Время установления рабочего режима счетчиков - не менее 0,5 ч.       

Пределы   максимально   допускаемой   относительной   погрешности измерения  объема  и  преобразования  расхода  жидкости  в  выходной  электри­ческий частотный сигнал с заданной ценой импульса,   в сигнал интерфейса   и индикации расхода жидкости, а также измерения и индикации объема жидкости нарастающим итогом    δ,  %,    для прямого и обратного (при соответствующем заказе) направления потока жидкости равны:

• ± 1 %   - в диапазоне расхода    от 0,001q_max  до q_max или
• ± 1 %   - в диапазоне расхода    от   0,01q_max    до q_max;

         ± 2 %   - в диапазоне расхода    от 0,001q_max   до 0,01q_max.

         Примечание   -   В   точке   0,01q_max   пределы   максимально   допускаемой относительной погрешности равны ± 1 %.

Счетчики обеспечивают круглосуточную работу.

Средний срок службы счетчиков не менее 12 лет. 

VIII)    Расходомер НОРД-40-2.5; 

1)    Назначение.

Для измерения объема и массы нефти и нефтепродуктов используются автоматизированные установки учета нефти (в дальнейшем - УУН). Наряду с этим названием в нормативных документах и литературе используются названия: узлы учета нефти, системы для измерения количества нефти (СИКН) и другие.

На УУН применяются средства измерений как отечественные, так и импортные, которые по своим метрологическим и эксплуатационным характеристикам соответствуют предъявляемым требованиям. Выбор между теми или иными средствами измерений, в основном, определяется в большинстве случаев двумя факторами: надежностью, в первую очередь метрологической, и стоимостью. Отечественные средства измерений, способные конкурировать по метрологическим характеристикам с импортными и имеющие более низкую стоимость, уступают последним по надежности из-за низкого качества изготовления.

Турбинные счетчики - самый распространенный тип средств измерений, используемые на УУН для измерения объема продукта. Чувствительным элементом турбинного счетчика является аксиальная (осевая) турбинка с лопастями, расположенными под углом к направлению потока жидкости, а количество оборотов ее за определенный период - объему жидкости, прошедшей за этот период.

По способу преобразования числа оборотов турбинки в выходной сигнал турбинные счетчики можно разделить на две разновидности: счетчики с механическим преобразованием и счетчики с электронным преобразованием. На УУН применяется в основном вторая разновидность турбинных счетчиков.

На УУН используются различные электронные преобразователи от простейших с постоянным коэффициентом преобразования, до сложнейших микропроцессоров, обрабатывающих результаты измерений с введением коррекций.

Счетчики турбинные НОРД-М-40-2,5 ТУ 39-1478-90 предназначен для измерения объема нефти, нефтепродуктов и других нейтральных к сталям 20X13 и 12X18H10Т жидкостей.

Область применения счетчиков – технологические установки нефтедобываю­щих и нефтеперерабатывающих предприятий.

Счетчик (рис.3) состоит из следующих составных частей:

-     преобразователя турбинного;

-     магнитоиндукционного датчика НОРД-И2У-04;

-     электронного блока НОРД-Э3М V исполнения.

Исполнение составных частей в зависимости от воздействия окружающей среды:

-     преобразователя турбинного – защищенное от агрессивной среды;

-     блока электронного НОРД-Э3М - обыкновенное;

-     датчика магнитоиндукционного – взрывозащищенное, вид взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка», маркировка по взрывозащите 1ExdIIBT4.

Измеряемая среда - нефть и нефтепродукты:

-     температура от -5 до +50°С;

-     кинематическая вязкость (1 - 20)·10^-6 м²/с;

-     содержание сернистых соединений по весу не более 3%;

-     размеры механических примесей не более 4 мм;

-     содержание свободного газа не допускается.

Окружающая среда:

1)    температура для:

1. преобразователя и датчика от -50 до +50°С;

b.  блока НОРД-Э3М от +5 до +40°С;

2)    относительная влажность для:

-     преобразователя и датчика (95 ± 3)% при температуре +35°С;

-     блока НОРД-Э3М (95 ± 3)% при температуре +30°С;

3)    внешние электрические и магнитные поля, кроме земного, отсутствуют.

1 – турбинный преобразователь расхода счетчика

2 – датчик магнитоиндукционный НОРД-И2У-04

3 – блок обработки данных «VEGA-03»

4 – блок электронный НОРД-Э3М V исполнения

5 – муфта 15 ГОСТ 8966-75 (в комплект поставки не входит)

6 – контргайка 15 ГОСТ 8968-75 (в комплект не входит)

7 – труба 15х2,5 ГОСТ 3262-75 (в комплект поставки не входит)

8 – кабель РПШЭ 3х1,5 ТУ 16-К18.001-89 (в комплект поставки не входит)

Рис. 3. Счетчик турбинный НОРД-М

Счетчики турбинные НОРД-М (в дальнейшем - счетчики) предназначены для измерения объема нефти, нефтепродуктов и других нейтральных к сталям 20X13 и 12X18H10Т жидкостей.

Область применения счетчиков - технологические установки нефтедобываю­щих и нефтеперерабатывающих предприятий.

Счетчик (рисунок 1) состоит из следующих составных частей:

- преобразователя турбинного (в дальнейшем - преобразователь);

- магнитоиндукционного датчика НОРД-И2У-02 или НОРД-И2У-04 (в дальней­шем - датчик);

- электронного блока НОРД-Э3М III исполнения или блока обработки данных «VEGA-03» (в дальнейшем - блок НОРД-Э3М, блок VEGA-03).

Измеряемая среда - нефть и нефтепродукты:

- температура от -5 до +50°С;

- кинематическая вязкость (1 - 20)·10^-6 м²/с;

- содержание сернистых соединений по весу не более 3%;

- размеры механических примесей не более 4 мм;

- содержание свободного газа не допускается.

Окружающая среда:

• температура для:

преобразователям датчика от -50 до +50°С;

блока НОРД-Э3М и блока VEGA-03 от +5 до +40°С;

• относительная влажность для:

преобразователя и датчика (95 ± 3) % при температуре -35°С;

блоков НОРД-Э3М и VEGA-03 (95 ± 3) % при температуре +30°С;

• внешние электрические и магнитные поля, кроме земного, отсутствуют.

2)    Принцип работы.

Работа счетчика заключается в следующем:

а) преобразователь преобразует объем, прошедшей через него рабочей жидко­сти в пропорциональное число оборотов турбинки;

6) датчики преобразуют частоту вращения турбинки преобразователя в элек­трические импульсы, усиливают их и формируют в прямоугольную форму;

в) блок НОРД-Э3М производит пересчет электрических импульсов, поступаю­щих от датчика, приводит их в стандартные (именованные) единицы объема, накап­ливает их на цифровом отсчетном устройстве и выдает на внешние устройства (в систему телемеханики), а также производит индикацию наличия потока.

Принцип работы преобразователя (рис. 4) основан на вращении турбинки 6 набегающим потоком жидкости.

При вращении турбинки, выполненной из ферромагнитного материала, каждая лопасть ее, проходя вблизи сердечника катушки датчика, проводит в ней импульсы электродвижущей силы. Основной характеристикой преобразователей является ко­эффициент преобразования, который характеризуется количеством импульсов на единицу объема (коэффициент преобразования приводится в протоколе поверки преобразователей).

Подшипники 3, ось 4 и втулки 8 изготовлены из твердого сплава.

Рис.4

Остальные детали изготовлены из коррозионно-стойкой стали.

С целью компенсации влияния вязкости на погрешность и частичной разгрузки осевого давления турбинки на подпятник, входной обтекатель 2 имеет специальный профиль с выполненными на нем пазами или отверстиями.

Датчик работает по следующему принципу: наводимая в катушке L1 Э.Д.С. подается на усилитель, собранный на микро­схеме D1, где усиливается и сигнал подается на вход электронного блока.

3)    Технические характеристики.

Основные параметры счетчика и размеры преобразователя приведены в таблице:

Потребляемая мощность, не более 30 ВА.

Предел относительной погрешности преобразователя:

а) от 20 до 100 % (от максимального расхода):

-       для преобразователей DN ≤ 80 мм ± 1,4 %;

-       для преобразователей DN ≥ 100 мм ± 0,9 %.

б) от 60 до 100 % (от максимального расхода):

-       для преобразователей DN ≤ 80 мм ± 0,9 %;

-       для преобразователей DN ≥ 100 мм ± 0,4 %.

Примечание:

1. Допускаемый предел изменения вязкости измеряемой среды

±2·10^-6 м²/с.

1. При выпуске из производства значение основной относительной

погрешности определяется на воде.

Предел  относительной  погрешности  счетчика с электронным блоком НОРД-Э3М V исполнения в диапазоне расхода:

а) от 20 до 100 % (от максимального расхода):

-       для счетчиков DN £ 80 мм ± 1,5 %;

-       для счетчиков DN ³ 100 мм ± 1,0 %;

б) от 60 до 100 % (от максимального расхода):

-       для счетчиков DN £ 80 мм ± 1,0 %;

-       для счетчиков DN ³ 100 мм ± 0,5 %.

Потеря давления в преобразователе турбинном при максимальном рабочем расходе и вязкости жидкости не более 0,05 МПа.

Вырез  окна в щите для установки блока электронного НОРД-Э3М V исполнения 135×189×123 мм.

Длина линии связи между блоком электронным НОРД-Э3М V исполнения и датчиком магнитоиндукционным не более 1000 м.

Среднее время восстановления работоспособности счетчика не более 8 ч.

Средняя наработка счетчика на отказ 25000 ч.

Средний срок службы счетчика не менее 6 лет.

IX)           Датчик температуры КТПТР;

1)    Назначение.

        Все приборы для намерения температуры основаны на изменении свойств различных веществ в зависимости от температуры. Много­образное влияние температуры на изменение физических свойств веществ вызвало применение различных методов и средств измерения температуры.

В настоящее время существуют приборы для измерения темпера­тур, основанные на изменении:

1)     объема   тела   (термометры   расширения);

2)     давления рабочего вещества в замкнутой камере (манометри­ческие термометры);

3)     электрического сопротивления проводников  (термометры   со­
противления);

4)     термоэлектродвшкущей силы (термоэлектрические пирометры);

5)     лучеиспускательной   способности   нагретых   тел   (пирометры
излучения).

По конструкции приборы можно разделить па следующие группы.

1. Термометры    расширения:

а) жидкостные термометры, палочные и со вложенной шкалой, прямые и угловые, контактные, специальные (максимальные и мини­мальные);

6) дилатометрические (стержневые);

в) биметаллические.

2. Манометрические    термометры   различаются:

а) по роду рабочего вещества — жидкостные, паровые, газовые;

       б) по   способу   отсчета — показывающие,   самопишущие   и   бес­
шкальные;

в) по  способу  установки — местные  и  дистанционные.

3. Термометры  сопротивления  различаются:

а) по роду применяемого материала — металлические (платино­
вые, никелевые, медные, железные) и полупроводниковые;

б) по  способу  отсчета — показывающие  и самопишущие.

4. Термоэлектрические      пирометры       разли­чаются:

а) по  роду применяемого  материала;

б) по   методу   компенсации — с   автоматической   компенсацией,
с коррекцией нуля, с введением в отсчет поправки;

в) по методу отсчета — показывающие и самопишущие.

   5.Пирометры    излучения     различаются   как:

а) пирометры  частичного   излучения   (оптические),   измеряющие
температуру по яркости накаленного тела;

б) пирометры   полного   излучения   (радиационные,   измеряющие
температуру по тепловому эффекту от излучения нагретого тела);

в) цветовые   пирометры,   определяющие   температуру   по   цвету
нагретого тела.

По назначению приборы делятся на рабочие и образцовые.

2)    Принцип работы.

ТПТ-1 относится к электрическим термометрам сопротивления.

Действие электрических термометров сопротивления основано на свойстве материалов изменять свою электропроводность в зависи­мости от температуры. Так, большинство металлов при нагреве их на 1° С увеличивает свое сопротивление в среднем на 0,4—0,6%, а окислы металлов (полупроводники), наоборот, уменьшают свое сопротивление в 8—15 раз по сравнению с металлами.

В комплект электрического термометра сопротивления входят чувствительный элемент, измерительный прибор и провода.

В качестве чувствительного элемента в термометре сопротивления применяется металлическая проволока (или лента), намотанная на изоляционный каркас и заключенная в защитный кожух.

Измерительными элементами полупроводниковых термометров сопротивления являются термисторы.

Платиновые термометры  наша промыш­ленность выпускает для температур от —200 до +650° С. Они выпол­нены из платиновой проволоки диаметров, 0,07 мм, бифилярно намотанной на слюдяную пластинку  (рис. 1) длиной 120 жж, шириной 11 мм с зубчатыми краями.

В прорезях слюдяной пластинки укреплены концы серебряных выводов диаметром 1 мм, к которым припаяны концы проволоки элемента сопротивления. Платиновая проволока, намотанная на слюдяную пластинку, изолирована с двух сторон слюдяными наклад­ками, скрепленными обмоткой из серебряной ленточки. Элемент сопротивления помещен в защитную трубку  из нержавеющей стали. Свободное сечение трубки с обеих сторон изолированного элемента сопротивления заполнено по всей его длине алюминиевыми вклады­шами. Провода выводов изолированы фарфоровыми трубчатыми изоляторами. Эти выводы прикреплены к латунным зажимам на головке из пластмассы. Сопротивление подводящих проводов при температуре 0° С не должно превышать 0,1% номинальной вели­чины R₀.

Пакет термометра сопротивления помещается в арматуру, состо­ящую из трубы с заваренным дном, штуцерной гайки и головки.

1-    слюдяная пластинка

                                          2-  концы серебряных выводов

                           3-  слюдяная наклад­ка

                                                                   4- обмотка из серебряной ленточки

                            5-  защитная трубка 

                                          6-  алюминиевые вклады­ши

      7- фарфоровыми трубчатыми изоляторами

             рис. 5

 ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЙ

         ЭЛЕМЕНТ                                          

3)    Технические характеристики.

•    Рабочая среда -природный газ по ГОСТ 5542-87
• Диапазоны  измерений параметров газа :

- абсолютное давление, МПа                                                          от 0,1 до 10

- температура, °С  от минус 23 до плюс 70

- рабочий  объем и объем, приведенный к стандартным условиям, м ³ (тыс. м ³) от 0 до 999 999

• Пределы допускаемой относительной погрешности комплекса при вычислении объема газа, приведенного к стандартным условиям, %  ± 5,0
• Параметры электрического питания функциональных блоков комплексов вычислителя

         - напряжение, В                                                                  »220 (+10%, -15%)

         - частота сети при питании »220, Гц                                          50±1

• питание датчиков давления и температуры осуществляется от вычислителя;
• датчиков объема

         - напряжение, В, не более                                                                24

- ток нагрузки, мА, не более                                                          200

• Полный средний срок службы, лет, не менее                               12

Алгоритмы определения значений объема, приведенного к стандартным (нормальным) условиям (t = 20°С, Р = 0,101325 МПа), соответствуют требованиям ПР 50.2.019  и ГОСТ 30319.2-96 для диапазона изменений параметров газа:

абсолютное давление.................................................................от 0,1 до 10 МПа;

температура..................................................................от минус 23 до плюс 70 °С;

плотность в стандартных условиях........................................от 0,67 до 1,0 кг /м ³;

суммарное содержание азота и диоксида углерода

.............................................................не более 0,15 молярных долей (15 мол.%).

Пределы допускаемых значений относительной погрешности при вычислении объема газа, приведенного к стандартным условиям, определяются по формуле (%):

dV =± ((d_v)² +(q_T d_T)² + (q_p d_p)² + (d_VB)²)^0.5;

где:

d_V – относительная погрешность при измерении объема в рабочих условиях, %;

d_Т – относительная погрешность при определении абсолютной температуры, %;

d_Р – относительная погрешность при определении абсолютного давления, %.

q_T = 1, q_p = 1 – коэффициенты влияния погрешности измерений, соответственно температуры и давления.

d_VB - относительная погрешность вычислителя при преобразовании рабочего объема в объем, приведенный к стандартным условиям .

X)  Манометр показывающий МП4-У-6-1;

1)    Назначение.

Предназначен для измерения избыточного давления.

XI)           Датчик давления КРТ;

1)    Назначение.

Преобразователи предназначены для измерения избыточного давления (далее – давления) нейтральных к титану и нержавеющей стали сред (газа, пара, жидкости), и для непре­рывного пропорционального преобразования его в унифицированный выходной сигнал постоянного тока или напряжения, используемый в качестве входного во вторичной аппаратуре.

Преобразователи устойчивы и прочны к воздействию синусоидальной вибрации от 10 до 150 Гц с амплитудой смеще­ния 0,35 мм для частоты ниже частоты перехода и с амплитудой ускорения 49 м/с² для частоты выше частоты перехода.

Вид климатического исполнения УХЛ 3.1** по ГОСТ 15150-69, но для работы на одном из диапазонов температур:

—    от минус 10 до плюс 70 ⁰С (УХЛ 3.1**1);

—     от минус 45 До плюс 80 ⁰С (УХЛ 3.1**2).

Измеряемая среда — воздух или другой газ, насыщенный пар, жидкость, не кристаллизирующаяся в условиях эксплуатации.

Диапазон температур измеряемой среды от минус 45 до плюс 110 ⁰С при температуре окружающего воздуха не более плюс 60 ⁰С.

2)    Принцип работы.

Конструктивно преобразователь выполнен в цилиндрическом корпусе, на котором закреплена табличка с указанием параметров.

На одном торце преобразователя расположен штуцер с резьбой М×1.5-8g и уступом под ключ 27 для присоединения к линии измеряемого давления, на другом – электрический соединитель для подсоединения внешних электрических цепей.

         В центре штуцера имеется отверстие для подвода измеряемой среды к тен6зопреобразователю, герметично встроенному в штуцер.

         На крышке преобразователя имеются закрытые винтами отверстия для доступа к корректору нуля и корректору диапазона.

         Во входной  полости пребразователя расположена двухслойная титано-сапфирная мембрана, на сапфировом слое которой размещена тензочувствительная полупроводниковая схема, состоящая из четырех кремниевых тензорезисторов, соединенных в мост Уинстона.

Рис. 5

Преобразователь давления КРТ 5-1, КРТ 5-2, КРТ 5-3, КРТ 5-4.

         Под воздействием измеряемого давления мембрана деформируется, что вызывает изменение сопротивления тензорезисторов (разбаланс тензомоста). Изменение сопротивления тензорезисторов преобразуется в электрический сигнал напряжения, пропорционально измеряемому давлению. Выходной сигнал тензомоста преобразуется с помощью электронного устройства в аналоговый выходной сигнал преобразователя – токовый или напряжения. В процессе преобразования проводится раздельная термостабилизация нулевого значения и  диапазона выходного сигнала, для чего используется термозависимость входног и выходного сигнала, для чего используется термозависимость входного ивыходного сопротивления тензомоста.

XII)       Расходомер ДРК-1-50-1.6-10/1-20Т-2.5-Ф;

1)    Назначение.

Датчики предназначены для измерения расхода и объема жидкостей, в том числе загрязненных, неоднородных, агрессивных, взрывоопасных.

Датчики состоят из первичного и электронного преобразователей со счетчиком, соединенных кабелями.

2)    Принцип работы.

Принцип действия датчиков основан на корреляционной дискриминации времени прохождения случайными, например, турбулентными флуктуациями расстояния между двумя ультразвуковыми преобразователями, расположенными на трубопроводе. Это время, являющееся временем транспортного запаздывания ВТЗ и является мерой расхода.

 Датчики состоят из генератора ультразвуковых частот, двух пьезоизлучателей, двух пьезоприемников, двух детекторов, блока дискриминации ВТЗ и блока формирования выходных сигналов.

Пьезоприемники и пьезоизлучатели расположены в специальных стаканах на первичном преобразователе, представляющем собой отрезок трубопровода. Все остальные элементы блок схемы расположены в электронном преобразователе.

Во время работы пьезоизлучателя, возбуждаемые генератором, излучают УЗ колебания частотой 1 МГц. Эти колебания, пройдя через поток жидкости, порождают электрические колебания на пьезоприемниках. Из – за взаимодействия УЗ колебаний с неоднородностями потока, обусловленными, например, турбулентностью этого потока, электрические колебания на пьезоприемнике оказываются модулированными по фазе. Таким образом, пьезоизлучатель и пьезоприемник образуют УЗ преобразователь флуктуаций неоднородностей потока в флуктуацию фазы электрических колебаний. В свою очередь флуктуация фазы в обоих фазовых детекторах преобразуются в флуктуации напряжения на выходах этих детекторов.

В блоке дискриминации ВТЗ в результате корреляционной обработки определяется ВТЗ, код которой образуется на выходе этого блока. По коду ВТЗ в блоке формирования выходных сигналов образуются сигналы постоянного тока 0 – 5 или 4 – 20 мА и импульсный сигнал с частотой, соответствующей 1 импульсу на 100 и 1000 литров расхода.

Рис. 6

3)    Технические характеристики.

Диаметр условного прохода                                                                  50

Пределы измерения расхода, м³/ч                                                       1-10

Основная допустимая погрешность, %

  по тактовому сигналу:                                                                         1,5

по импульсному сигналу:

при расходе от   10до  20                                                                  3,0

при расходе от   20  до  100                                                                 2,5

Выходной сигнал, мА                                                                           4-20

Давление контролируемой среды, МПа                                              1,6

Напряжение, В                                                                                     

Частота питания, Гц                                                                             50 ⁺  1

Потребляемая мощность, не более, ВА                                               40

Длина кабеля РК-75, м, не более, м                                                     100       

Температура контролируемой среды, ⁰С                                    от -40 до +150

Температура окружающего воздуха, ⁰С

для преобразователя первичного                                                  минус 50

                                                                                                          плюс 50

  преобразователя электронного, ⁰С                                                     1-40

Относительная влажность при температуре 35⁰С,%

  для преобразователя первичного                                                       до 95

  преобразователя электронного                                                          до 80

Масса составных частей датчика, не более, кг:

  преобразователя первичного                                                                 8

  преобразователя электронного                                                             15

Норма средней наработки на отказ датчика с учетом технического обслуживания, регламентируемого техническим описанием и инструкцией по эксплуатации 08907279ТО, 08907279-01ТО, 08907279-02ТО, ч

Полный средний срок службы датчика, лет                                          8

Предел допускаемой основной приведенной погрешности датчиков при измерении объема воды по счетчику, установленному на электронном преобразователе, не должен превышать величины:

Δ = ± %

где  V – число, равное суммарному измеренному объему, м³;

Δ - ±2,5% в диапазоне изменений расхода от 20 до 100%;

Δ - ±4% в диапазоне изменений расхода от10 до 20%.

XIII)    Ультразвуковой расходомер;

1)    Назначение.