СКАЧАТЬ:  referat-tsa.zip [113,96 Kb] (cкачиваний: 95)

Содержание

Содержание………………………………………………………………………..2

Введение…………………………………………………………………………...3

Понятие о термоэлектрических термометрах…………………………………...4

Термопреобразователь сопротивления ТСП-205……………………………….7

Принцип преобразования……………………………………………………….10

Заключение……………………………………………………………………….12

Список литературы………………………………………………………………13

ВВЕДЕНИЕ 

Высокопроизводительная, экономичная и безопасная работа технологических агрегатов нефтяной промышленности требует применения современных методов и средств измерения величин, характеризующих ход производственного процесса и состояние оборудования. Автоматический контроль является логически первой ступенью автоматизации, без успешного функционирования которых невозможно создание эффективных АСУ ТП.

В современной техники для решения задач автоматического контроля все шире применяют полупроводники, лазеры, радиоактивные материалы, ЭВМ. Нефтяная промышленность является одной из основных отраслей народного хозяйства, в ней занято большое количество трудящихся, обслуживающих мощные и сложные агрегаты. При высоких производительностях даже самые небольшие ошибки управления агрегатом приводят к большим абсолютным потерям топлива, электроэнергии. В результате этого возрастает роль автоматического контроля и управления производственными процессами.

Основными параметрами (величинами), которые необходимо контролировать при работе в нефтяной промышленности является температура различных сред; расход, давление, состав газов и жидкостей. Стремительное развитие электроники и вычислительной техники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самых разнообразных процессов в промышленности, в научных исследованиях, в быту. Реализация этой предпосылки в значительной мере определялась возможностями устройств для получения информации о регулируемом параметре или процессе, т.е. возможностями датчиков. Датчики, преобразуя измерительный параметр в выходной сигнал, который можно измерить и оценить количественно, являются как бы органами чувств современной техники.

ПОНЯТИЕ О ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ТЕРМОМЕТРАХ

Для измерения температуры в металлургии наиболее широкое распространение получили термоэлектрические термометры, работающие в интервале температур от -200 до +2500 ⁰C и выше. Данный тип устройств характеризует высокая точность и надежность, возможность использования в системах автоматического контроля и регулирования параметра, в значительной мере определяющего ход технологического процесса в металлургических агрегатах.

Сущность термоэлектрического метода заключается в возникновении ЭДС в проводнике, концы которого имеют различную температуру. Для того, чтобы измерить возникшую ЭДС, ее сравнивают с ЭДС другого проводника, образующего с первым термоэлектрическую пару AB (рис. 1), в цепи которой потечет ток.

Результирующая термо-ЭДС цепи, состоящей из двух разных проводников A и B (однородных по длине), равна

или

     (1)

где  и  - разности потенциалов проводников A и B соответственно при температурах t₂ и t₁, мВ.

Термо-ЭДС данной пары зависит только от температуры t₁ и t₂ и не зависит от размеров термоэлектродов (длины, диаметра), величин теплопроводности и удельного электросопротивления.

Для увеличения чувствительности термоэлектрического метода измерения температуры в ряде случаев применяют термобатарею: несколько последовательно включенных термопар, рабочие концы которых находятся при температуре t₂, свободные при известной и постоянной температуре t₁.

Устройство термоэлектрических термометров.

Термоэлектрический термометр (ТТ) – это измерительный преобразователь, чувствительный элемент которого (термопара) расположен в специальной защитной арматуре, обеспечивающий защиту термоэлектродов от механических  повреждений  и  воздействия  измеряемой

среды. На (рис. 2) показана конструкция технического ТТ. Арматура включает защитный чехол 1, гладкий или с неподвижным штуцером 2, и головку 3, внутри которой расположено контактное устройство 4 с зажимами для соединения термоэлектродов 5 с проводами, идущими от измерительного прибора к термометру. Термоэлектроды по всей длине изолированы друг от друга и от защитной арматуры керамическими трубками (бусами) 6.

Защитные чехлы выполняются из газонепроницаемых материалов, выдерживающих высокие температуры и агрессивное воздействие среды. При температурах до 1000⁰С применяют металлические чехлы из углеродистой или нержавеющей стали, при более высоких температурах – керамические: фарфоровые, карбофраксовые, алундовые, из диборида циркония и т. п.

В качестве термоэлектродов используется проволока диаметром 0.5 мм (благородные металлы) и до 3 мм (неблагородные металлы). Спай на рабочем конце 7 термопары образуется сваркой, пайкой или скручиванием. Последний способ используется для вольфрам-рениевых и вольфрам-молибденовых термопар.

Термоэлектрические термометры выпускаются двух типов: погружаемые, поверхностные. Промышленность изготавливает устройства различных модификаций, отличающихся по назначению и условиям эксплуатации, по материалу защитного чехла, по способу установки термометра в точке измерения, по герметичности и защищенности от действия измеряемой среды, по устойчивости к механическим воздействиям, по степени тепловой инерционности и т. п.

ТЕРМОПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ СОПРОТИВЛЕНИЯ ТСП-205

Назначение:

Термопреобразователь сопротивления (ТС) предназначен для измерения температуры окружающей среды, поверхности радиаторов  и  труб  малого  диаметра.  ТС  отличаются  высокой  надежностью,  малыми размерами и материалоемкостью, улучшенными показатели тепловой инерции.

Основные технические характеристики:

Устройство и работа ТС:

1. Работа ТС  основана  на  свойстве  платины  изменять  электрическое  сопротивление  в  зависимости  от  температуры. Изменение  сопротивления  регистрируется  вторичным прибором, в измерительную схему которого включен термопреобразователь сопротивления.
2. Измерительным  узлом  ТС  является  платиновый  тонкопленочный  чувствительный элемент (ЧЭ) фирмы Heraeus Sensor Technology (Германия). ЧЭ помещен в защитную арматуру и включен в электрическую цепь ТС в соответствии со схемой, приведенной на рис. 1.
3. Конструкция ТС неразборная.
4. Конструктивные особенности и габаритные размеры приведены на рис. 2.

Маркировка и пломбирование:

На ТС нанесены:

–  товарный знак предприятия-изготовителя;

–  условное обозначение типа ТС;

–  условное обозначение НСХ;

–  класс допуска;

–  условное обозначение схемы внутренних соединений;

–  рабочий диапазон измерений;

–  дата выпуска (год, месяц).

Подготовка к использованию:

1. Установите ТС на штатное место и закрепите его.
2. Произведите подключение ТС к измерительному прибору в соответствии с требованиями на последний. При монтаже внешних связей необходимо обеспечить надежный контакт проводников ТС и клемм прибора.

Техническое обслуживание:

Техническое обслуживание ТС проводится не реже одного раза в шесть месяцев и состоит в контроле его крепления, контроле электрических соединений, а также в удалении пыли и грязи с ТС.

Хранение и транспортирование:

1. Подготовка ТС к транспортированию и хранению должна производиться в соответствии с ГОСТ 12997.
2. ТС следует хранить в закрытых отапливаемых помещениях в упаковке из гофрокартона при следующих условиях:

–  температура окружающего воздуха от 0 до 60°С;

–  относительная влажность воздуха не более 95% при температуре 35°С;

–  в воздухе помещения не должно быть пыли, паров кислот и щелочей, а также газов, вызывающих коррозию.

1. Транспортирование ТС может выполняться любым видом транспорта на любое расстояние с любой скоростью, допускаемой этим видом транспорта, при температуре от минус 65°С до +70°С и относительной влажности до (95±3) % при температуре 40°С в соответствии с  правилами  перевозки  грузов,  действующими  на  данном  виде  транспорта.

Гарантии изготовителя:

1. Изготовитель  гарантирует  соответствие ТС  техническим  условиям ТУ У 33.2-32195027-002-2004 “Преобразователи  температуры  первичные”  при  соблюдении  условий эксплуатации, транспортирования, хранения и монтажа.
2. Гарантийный срок эксплуатации 18 месяцев со дня продажи.
3. В  случае  выхода изделия из  строя  в  течение  гарантийного срока при условии соблюдения  потребителем  правил  эксплуатации,  транспортирования  и  хранения  предприятие-изготовитель обязуется осуществить его бесплатный ремонт или замену.

ПРИНЦИП ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Со­гласно ГОСТ 16263—70, измерительный преобразователь являет­ся средством измерения, служащим для выработки сигнала изме­рительной информации в форме, удобной для передачи, дальней­шего преобразования, обработки и(или) хранения, но не предназ­наченной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительный преобразователь с высокой точностью реализует однозначную функциональную зависимость между двумя физиче­скими величинами y=f(x)_t где х=х(t) и y=y(t)—сигналы на входе и выходе измерительного преобразователя. Принципы построения измерительных преобразователей могут быть рассмотрены со следующих точек зрения:

— структурная организация измерительных преобразователей;

— характер преобразования сигнала на входе преобразователя;

— тип интерфейса для включения измерительного преобразо­вателя в систему управления;

— технология изготовления функциональных элементов преоб­разователей и их конструктивное исполнение.

С точки зрения структурной организации измерительные преоб­разователи могут быть построены в виде каскадного или после­довательного, дифференциального логометрического и компенсационного соединения. В зависимости от вида входного сигнала (постоянный или пе­ременный ток и напряжение, изменение сопротивления или ин­дуктивности) измерительные преобразователи строятся по раз­личным принципам измерения: по принципам выпрямителя, фазометрического преобразователя, статической автокомпенсации, ем­костному принципу, принципу прохождения стрелки через «нуль», с использованием генератора с кварцевой стабилизацией частоты и др., например, для измерения температуры с помощью термоэлектрических термометров, термометров сопротивления используются измери­тельные (нормирующие) преобразователи, работающие по ком­пенсационному принципу. Принцип действия преобразователя иллюстрирует

рис.2.

Разностный сигнал ∆U, полученный в резуль­тате сравнения ЭДС термопары U_x (при использовании термоэле­ктрического термометра) или разбаланса мостовой схемы при ис­пользований термометра сопротивления (см. рис. 1, б) и напря­жения обратной связи U1:∆U=U_X—U1 — через модулятор   (М) поступает на электронный усилитель (ЭУ). На выходе демодуля­тора (ДМ) выходное напряжение U₂ (или его часть) использует­ся для выделения сигнала отрицательной обратной связи U1 =U₂ на сопротивлении обратной связи R1. Выходной сигнал нормирую­щего преобразователя — либо постоянный ток I₂ = U₂, либо по­стоянное напряжение на сопротивлении нагрузки R_H. Преобразо­ватель может включать измерительный прибор   (ИП). Глубокая отрицательная обратная связь в схеме нормируещего преобразователя обеспечивает линейную зависимость выходного сигнала от температуры.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основными параметрами (величинами), которые необходимо контролировать при работе в нефтяной промышленности является температура различных сред; расход, давление, состав газов и жидкостей. Стремительное развитие электроники и вычислительной техники оказалось предпосылкой для широкой автоматизации самых разнообразных процессов в промышленности, в научных исследованиях, в быту. Реализация этой предпосылки в значительной мере определялась возможностями устройств для получения информации о регулируемом параметре или процессе, т.е. возможностями датчиков. Датчики, преобразуя измерительный параметр в выходной сигнал, который можно измерить и оценить количественно, являются как бы органами чувств современной техники.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гордов А.Н., Жагулло О.М., Иванова А.Г. Основы температурных измерений. М.: Энергоатомиздат, 1992.

2. Датчики теплофизических и механических параметров. Справочник, т.1, кн.1/ Под общ.ред. Коптева Ю.Н., под ред. Багдатьева Е.Е.,

3. Суханова Н.Н., Суханов В.И., Юровский А.Я. Полупроводниковые термопреобразователи с расширенным диапазоном рабочих температур.

4. Трофимов Н.А., Лаппо В.В. Измерение параметров теплофизических процессов в ядерной энергетике.- М.: Атомиздат, 1979.

5. Федотов Я.А. Основы физики полупроводниковых приборов. М.:

Сов.радио, 1969.